Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về các phương pháp đo đạc trữ lượng Carbon trên mặt đất Hiện tại IPCC/UNFCCC và FAO đã giới thiệu và khuyến nghị nên sử dụng phương pháp điều tra xác định trữ lượng carbon trên mặt đất. Điểm chung của hai phương pháp này là để đánh giá trữ lượng carbon ở cấp cảnh quan đều tiếp cận theo hướng sử dụng dữ liệu không gian xác định quy mô của các loại hình sử dụng đất và có thể kết hợp với dữ liệu điều tra mặt đất (cấp độ ô tiêu chuẩn/lô) để tính toán tổng trữ lượng carbon trên mặt đất. Sự khác biệt chủ yếu là kỹ thuật đánh giá trữ lượng carbon trên mặt đất ở cấp độ ô tiêu chuẩn.
Phương pháp điều tra theo IPCC/UNFCCC IPCC (2003) [34] đã chỉ ra, các bể chứa carbon trên mặt đất chính trong các hình thức sử dụng đất: sinh khối trên mặt đất, rác, gỗ chết. Sự lựa chọn các bể chứa carbon trong đó để đo lường và giám sát theo có khả năng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cả tỷ lệ thay đổi dự kiến, độ lớn và hướng thay đổi sử dụng đất, khả năng sẵn có và tính chính xác của phương pháp để xác định số lượng thay đổi, và chi phí đo lường. Trên thực tế, lựa chọn các bể chứa có thể thay đổi nếu chi phí giám sát nó cao hơn so với sự gia tăng carbon dự kiến - trong một số trường hợp, ví dụ, như thảm thực vật thân thảo dưới tán trong loại hình sử dụng đất trồng rừng/tái trồng rừng. Đối với các loại hình sử dụng đất khác nhau, một ma trận quyết định minh họa những sự lựa chọn có thể có để đo lường và giám sát các bể chứa carbon được thể hiện trong bảng 1.
Ma trận minh họa các tiêu chí có thể lựa chọn các hồ chứa carbon trên mặt đất để đo đếm và giám sát Bể chứa carbon (C) Sinh khối sống trên mặt đất Vật chất hữu cơ chết Loại hình sử dụng đất Không phải Vật rơi Cây gỗ Gỗ chết cây gỗ rụng Rừng trồng Y1 M2 M3 M3 Rừng tự nhiên Y1 M2 M3 Y3 Canh tác nông nghiệp M1 M2 M3 N Chăn thả gia súc M1 Y1 M3 N Đất trống M1 Y1 M3 M3 Chữ cái trong bảng trên đề cập đến sự cần thiết phải đo lường và giám sát các bể chứa carbon: Y: Có (Yes) - Sự thay đổi trong hồ chứa này là có khả năng lớn và cần phải được đo. N: Không (No) – Sự thay đổi là khả năng nhỏ đến không và do đó nó không phải là cần thiết để đo lường trữ lượng C ở hồ chứa này. M: Có thể (Maybe) có sự thay đổi trong hồ chứa này, có thể cần phải được đo tùy thuộc vào loại rừng và/hoặc mức độ quản lý sử dụng đất. Các con số trong bảng trên chỉ ra phương pháp khác nhau để đo lường và giám sát các bể chứa carbon: 1 = Sử dụng phương pháp sinh khối trên mặt đất của cây gỗ.
2 = Sử dụng phương pháp sinh khối trên mặt đất không phải là cây gỗ. 3 = Sử dụng phương pháp cho rác và gỗ chết. * Hình dạng và kích thước ô đo đếm Ô đo đếm được sử dụng trong điều tra thảm thực vật và rừng được khuyến cáo sử dụng hệ thống ô lồng nhau có chứa các ô phụ nhỏ hơn nằm trong phạm vi ô đo đếm với các kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào các hợp n 6 phần được đo đếm.Ví dụ, trong một khu rừng, cây gỗ có thể được đo trong ô có hình tròn, cây có đường kính ngang ngực (Dbh) từ 2,5 đến 50 cm có thể được đo trong một ô tròn trung bình, cây có Dbh trên 50 cm có thể được đo trong một ô tròn lớn hơn và tầng dưới tán (cây bụi thảm tươi) và vật rơi rụng có thể được đo bằng những ô dạng bản nhỏ hình vuông hoặc tròn nằm trong mỗi góc phần tư của ô mẫu. Kích thước của các ô mẫu đảm bảo sự kết hợp hài hòa giữa tính chính xác, độ chính xác, và thời gian (chi phí) của việc đo lường.
Kích thước của ô tiêu chuẩn cũng liên quan đến số lượng cây, đường kính của chúng, và phương sai của giá trị carbon tích lũy giữa các lô. Nói chung, khuyến cáo sử dụng một ô tiêu chuẩn có kích thước khác nhau từ 100 m2 (đối với mật độ cây là 1.000 cây/ha trở lên) và 600 m2 (loại hình có trồng cây đa mục đích, mọc thưa thớt). Sử dụng ô tiêu chuẩn hình tròn hoặc hình chữ nhật hay không phụ thuộc vào điều kiện của địa phương. * Điều tra thực địa và phân tích số liệu xác định tích lũy carbon Xác định lượng carbon tích lũy trên mặt đất trong các hồ chứa đều được quy đổi thông qua sinh khối khô tuyệt đối, chuyển đổi carbon bằng cách nhân các giá trị vật chất khô trong tủ sấy bằng tỷ lệ carbon trong sinh khối khô.
Giá trị này có thể thay đổi chút ít tùy thuộc vào loài và thành phần sinh khối trong hợp phần của thảm thực vật (thân cây, cành nhánh, thảm thực vật dưới tán. Tuy nhiên, giá trị 0,5 cho việc chuyển đổi là xấp xỉ đúng và thống nhất sử dụng trong hướng dẫn của IPCC (IPCC Guideline) và nên được áp dụng nếu không có giá trị có sẵn tại địa phương. a) Điều tra sinh khối trên mặt đất * Cây gỗ Có hai phương pháp để ước tính sinh khối trên mặt đất trong cây gỗ: phương pháp thứ nhất là xác định trực tiếp sử dụng các phương trình tương n 7 quan và phương pháp thứ hai là xác định gián tiếp bằng cách sử dụng các yếu tố sinh khối mở rộng. Đối với các ô tiêu chuẩn định vị sử dụng phương pháp trực tiếp; phương pháp gián tiếp thường được sử dụng với các ô tiêu chuẩn tạm thời, được sử dụng phổ biến trong điều tra rừng.
Các chi tiết của cả hai phương pháp tiếp cận được trình bày dưới đây. Phương pháp trực tiếp Bước 1: Xác định đường kính ngang ngực (Dbh; thường được đo ở mức 1,3 m so với mặt đất) của tất cả các cây trong ô định vị ở trên một mức đường kính tối thiểu. Đường kính ngang ngực tối thiểu là 5 cm, nhưng có thể thay đổi tùy thuộc vào kích thước của cây tại các môi trường khác nhau. Với môi trường khô cằn, nơi cây phát triển chậm, Dbh tối thiểu có thể nhỏ (2,5 cm), trong khi môi trường ẩm ướt nơi cây phát triển nhanh, Dbh có thể lên đến 10 cm.
Bước 2: Sinh khối và trữ carbon được ước tính bằng cách sử dụng các phương trình tương quan thích hợp sử dụng cho các cây đã điều tra trong bước 1. Có nhiều phương trình tương quan áp dụng cho nhiều loài, cả các loài có nguồn gốc ôn đới và các loài ở rừng nhiệt đới. Những phương trình này được phát triển sử dụng các biến đơn lẻ hoặc kết hợp, chẳng hạn như Dbh, tỷ trọng gỗ, và tổng chiều cao là các biến độc lập và sinh khối trên mặt đất của cây là biến phụ thuộc. Bước 3: Khi sử dụng một phương trình tương quan nào đó, để đánh giá mức độ phù hợp của nó với thực tế.
Tiến hành thu thập một số cây bên ngoài ô tiêu chuẩn với kích cỡ khác nhau và xác định sinh khối và sau đó so sánh với một phương trình được lựa chọn. Nếu sinh khối thu được từ các cây mẫu nằm trong khoảng sai số ± 10% so với kết quả dự đoán của phương trình, thì có thể được giả định rằng phương trình lựa chọn phù hợp cho loại rừng đo đếm. Nếu phương trình lựa chọn không phù hợp, khuyến cáo nên xây dựng phương trình tương quan cho vùng nghiên cứu. n 8 Phương pháp gián tiếp Một cách tiếp cận khác để ước lượng sinh khối trên mặt đất rừng, đặc biệt với đối tượng các loại rừng trồng, là căn cứ vào thể tích các thành phần của cây đã có rất nhiều phương trình hoặc các phương pháp có sẵn để đánh giá thành phần này.
Phương pháp gián tiếp dựa vào các yếu tố phát triển theo chiều thẳng đứng, đối với rừng khép tán, và không thể được sử dụng để ước lượng sinh khối của cây cá thể. Có hai cách để có được ước tính trữ lượng thể tích trong cách tiếp cận này: Cách 1: Bước 1: Giống như phương pháp trực tiếp, đường kính của tất cả các cây có đường kính lớn hơn mức tối thiểu đều được xác định. Bước 2: Thể tích của thân cây được xác định bằng phương pháp và phương trình phù hợp. Sau đó được tính tổng thể tích cho tất cả các cây và được biểu thị bằng thể tích trên đơn vị diện tích (ví dụ, m3/ha).
Cách 2: Bước 1 và 2 kết hợp với nhau: Sử dụng dụng cụ đo chuyên dùng (ví dụ, relascope) để xác định trực tiếp trữ lượng (thể tích) của tất cả các cây trong ô tiêu chuẩn. Tính tổng cho tất cả các cây sau đó tính theo thể tích trên đơn vị diện tích. Khi thể tích của thân cây đã được xác định, cần chuyển đổi thành sinh khối và sau đó ước tính cho các thành phần cây khác (như các nhánh thân, cành cây và lá) cần phải được cộng thêm vào. Phương pháp này được thể hiện trong công thức sau (Brown, 1997) [22]: AGB (t/ha) = VOB * WD * BEF Trong đó: AGB = Sinh khối tươi của cây gỗ trên mặt đất (tấn/ha) VOB = Trữ lượng thân cây (m3/ha) WD = Tỷ trọng gỗ BEF (hệ số mở rộng) = Exp(3.506*Ln(Sinh khối khô)) n 9 * Thực vật không phải cây gỗ Thực vật không phải cây gỗ như cây thân thảo, cỏ, cây bụi có thể đóng vai trò như là các thành phần của rừng, đất canh tác và đất chăn thả gia súc có quản lý.
Thực vật thân thảo trong tầng dưới tán rừng có thể được đo bằng các kỹ thuật thu mẫu (chặt/cắt mẫu) đơn giản trong bốn ô phụ nhỏ của mỗi ô tiêu chuẩn định vị hoặc tạm thời. Một khung nhỏ (có thể tròn hoặc hình vuông), thường có diện tích khoảng 0,5 m2 hoặc nhỏ hơn, được sử dụng để thu mẫu. Tất cả vật liệu bên trong khung được cắt sát mặt đất, gộp lại theo từng ô, và cân nặng. Lấy mẫu phụ bằng cách trộn đều các mẫu từ các ô sau đó sấy khô trong tủ sấy để xác định tỷ lệ chất khô - tươi.
Tỉ số này sau đó được sử dụng để chuyển đổi toàn bộ mẫu sang khối lượng vật chất khô trong tủ sấy. Đối với đất canh tác nông nghiệp và các đất chăn thả có quản lý, cách thu mẫu tương tự có thể được sử dụng ở những ô tiêu chuẩn tạm thời.