MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu là vấn đề được cả thế giới quan tâm rất nhiều trong những năm trở lại đây, sự biến đổi khí hậu có liên quan đến lượng phát thải khí nhà kính vào khí quyển (chủ yếu là lượng CO2) do các hoạt động kinh tế, xã hội của con người đang là mối quan tâm hàng đầu, vì vậy việc nghiên cứu khả năng tích lũy sinh khối là một trong những bước quan trọng trong nghiên cứu khả năng tích lũy CO2 của rừng góp phần làm ổn định được nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ở mức an toàn và ngăn ngừa các hoạt động có hại của con người đế khí hậu trên trái đất. Nhận thức được sự thay đổi nhanh chóng và ngày càng xấu đi của khí hậu, năm 1992 tại hội nghị thượng đỉnh trái đất đã cho ra đời công ước khung về biến đổi khí hậu của liên hợp quốc (UNFCCC). Nước ta là một quốc gia tích cực tham gia vào công ước và đã cùng 160 quốc gia trên thế giới đã thông qua và ký công ước này.
Đến năm 1997 nghị định thư Kyoto về giảm phát thải khí nhà kính ở các nước phát triển được ký kết đây là một bước đi to lớn về quá trình ra đời của chương trình REED [24]. Mỗi năm một lần các cuộc họp (Cop) được tổ chức đã từng bước đưa các vấn đề về mất rừng, suy thoái rừng, bảo tồn trữ lượng Carbon. Đến năm 2010 (COP 16 tại Cancun): chính thức thông qua năm nhóm hoạt động thuộc REDD+ và nhấn mạnh đến vấn đề về an toàn (safeguards) trong việc thực hiện REDD+. Theo quyết định của COP 16 tại Cancun (tháng 12/2010), năm nhóm hoạt động sau được coi là phù hợp trong khuôn khổ REDD+ đã được thông qua đó là: Giảm phát thải từ mất rừng; Giảm phát thải từ suy thoái rừng; Bảo tồn trữ lượng carbon; Quản lý rừng bền vững; Nâng cao trữ lượng carbon của rừng [24].
Việc bảo vệ rừng ngoài giá trị về gỗ thì sinh khối và trữ lượng cacbon đang và đã được toàn xã hội quan tâm. Ngoài các kiểu rừng cây thân gỗ, rừng tre nứa đang được nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Đối với rừng tre nứa tại nước ta Vầu đắng chiếm một diện tích đáng kể ở khu vực một số tỉnh miền núi phía Bắc. Vầu đắng là loại lâm sản ngoài gỗ rất có giá trị hiện nay và được phân bố rất phổ biến ở vùng Đông Bắc bộ.
Giá trị kinh tế của Vầu đắng không chỉ thể hiện ở măng mà thân cây khí sinh của Vầu đắng được dùng nhiều trong xây dựng, làm đồ thủ công mỹ nghệ,. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 2 Vầu đắng còn góp phần quan trọng trong việc cải tạo đất, điều hòa tiểu khí hậu, chống xói mòn, rửa trôi, hạn chế lũ lụt,. Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy, giá trị của rừng Vầu đắng mới chỉ được thừa nhận ở những giá trị kinh tế của nó mang lại, những giá trị về bảo vệ môi trường, khả năng tích lũy sinh khối của rừng Vầu đắng vẫn chưa được thừa nhận mặc dù về mặt nhận thức chúng ta đều biết rừng nói chung trong đó có rừng Vầu đắng nói riêng đều góp phần quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, có khả tích lũy một lượng sinh khối lớn nhưng lại không có đầy đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn để lượng hóa chúng, bên cạnh đó cũng chưa có nhiều các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc của lâm phần, đặc điểm sinh vật học. của loài Vầu đắng.
Xuất phát từ thực tiễn đó, tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và xây dựng phƣơng trình tƣơng quan sinh khối của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata) tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên”. Mục tiêu nghiên cứu 2. Mục tiêu tổng quát Góp phần vào nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và xây dựng được phương trình tương quan về sinh khối của rừng Vầu đắng ở nước ta làm cơ sở xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được thực trạng phân bố rừng Vầu đắng ở huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên.
- Xác định được đặc điểm cấu trúc lâm phần rừng Vầu đắng ở huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. - Xây dựng phương trình tương quan sinh khối của rừng Vầu đắng. - Đề xuất một số ứng dụng trong việc xác định lượng sinh khối của rừng Vầu đắng trên địa bàn nghiên cứu. Ý nghĩa Kết quả của đề tài sẽ góp phần vào các công trình nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và sinh khối của rừng Vầu ở Định Hóa nói riêng và trên toàn quốc nói chung.
Kết quả của đề tài có thể được dùng làm cơ sở cho các công trình nghiên cứu khác cùng lĩnh vực tại địa phương này, làm căn cứ cho các chương trình chi trả dịch vụ môi trường rừng nếu các chương trình này được thực hiện tại địa phương này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu đặc trưng về phân bố, cấu trúc và sinh thái của tre trúc Tre trúc là tập hợp các loài thực vật thuộc họ Hoà thảo (Poaceae, hoặc còn gọi là Gramineae).
Các loài tre trúc rất phong phú, đa dạng, phân bố rộng khắp trên thế giới, đặc biệt là ở Châu Á. Tre trúc dễ trồng, sinh trưởng nhanh, sớm cho khai thác, dễ chế biến nên được sử dụng cho rất nhiều mục đích khác nhau. Tre trúc có giá trị rất lớn đối với nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân, đặc biệt là nông dân nông thôn và miền núi [20]. Trung tâm phân bố của Tre nứa tập trung vào dải nhiệt đới và á nhiệt đới thuộc Châu Á, trong đó chủ yếu là ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Nhật Bản, Malaysia, Bắc Australia, Trung Phi, Nam Mỹ và một phần nhỏ ở Bắc Mỹ.
Độ cao phân bố của tre nứa từ sát biển lên đến 4000 m [7]. Theo Dransfield S, Widjaja EA (1995) các loài tre trúc có thể mọc hoang dại hoặc được gây trồng và có một đặc điểm nổi bật là có mặt ở rất nhiều các môi trường sống khác nhau [34]. Còn theo Rao and Rao (1995), cả thế giới có khoảng 1250 loài tre trúc của 75 chi, phân bố ở khắp các châu lục trừ châu Âu. Châu Á đặc biệt phong phú về số lượng và chủng loại tre trúc với khoảng 900 loài của khoảng 65 chi [42,43].
Sự đa dạng của các loài tre trúc trên thế giới được thể hiện ở Bảng 1.1: Phân bố của các loài tre trúc trên thế giới Nƣớc - Vùng Số Diện tích Nƣớc-Vùng lãnh Diện tích Số chi Số chi Số loài lãnh thổ Loài (ha) thổ (ha) Trung Quốc 26 300 2.000 Singapore 6 23 - Nhật Bản 13 237 825.000 Papua New Guinea - 26 - Việt Nam 16 92* 1.000 Hàn Quốc 10 13 - Inđônêxia 10 65 50.000 Phillipnines 8 54 - Madagaxca 11 40 - Malaysia 7 44 - Châu Mỹ 20 45 - Thái Lan 12 41 1.000 Oxtralia 4 4 - Ghi chú *: Nay khoảng hơn 200 loài [31] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 4 Hiện nay đã có 20 loài tre nứa được quốc tế ưu tiên bảo tồn cao và có 18 loài tre nứa khác được quốc tế ghi nhận là quan trọng [7] Đặc trưng sinh thái của một số loài tre mọc cụm đã được một số tác giả đề cập như ưa ấm, thích hợp nơi trồng đất dày, nhiều mùn hay một số loài khác chi phân bố ở vùng núi cao ưa khí hậu ẩm mát quanh năm. Đối với loài Trúc núi đá (Drepanostachyum luodianense) đã được nghiên cứu ở mức độ các tiểu sinh cảnh: mặt đất, mặt đá, rãnh đá, kẽ đá, hốc đá, mức độ quần thể, quần xã nơi có loài này phân bố. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy ở mỗi kiểu tiểu sinh cảnh khác nhau đã có những đặc trưng sinh thái khác nhau và ảnh hưởng tới kết cấu hình thái và sinh trưởng của loài. Kết quả nghiên cứu về quần thể loài của tác giả đã đưa ra một số đặc trưng thích ứng như: Ở rừng Trúc núi đá tự nhiên khi tỉ số ra măng nhiều thì số măng bị thoái hóa và chết sẽ cao dẫn tới tỉ lệ mọc thành cây thấp.
Tác giả đã giải thích nguyên nhân của sự thoái hóa trên chính là do không gian dinh dưỡng không đủ. Trong rừng tự nhiên, tuổi quần thể có kết cấu tăng trưởng tăng lên nhưng theo xu thế ổn định [15]. Liu Jiming cũng đã nghiên cứu những đặc trưng sinh thái của quần xã như: thành phần loài cây gỗ, cây tái sinh, cây bụi thảm tươi, kết cấu tầng thứ, chỉ số đa dạng sinh học và nhận định môi trường từng khu vực có ảnh hưởng rõ rệt đến quần xã [15]. Nghiên cứu sinh khối thực vật Christensen B (1997) đã nghiên cứu sinh khối của rừng Đước ở rừng ngập mặn đảo Phuket trên bờ biển Tây, Thái Lan.
Kết quả nghiên cứu đã xác định được tổng lượng sinh khối trên mặt đất ở rừng 15 tuổi là 159 tấn sinh khối khô trên một ha. Lượng tăng trưởng hàng năm tính cho toàn bộ thân, cành, lá và rễ khoảng 20 tấn/ha/năm. Tổng năng suất sinh khối khô là 27 tấn/ha/năm. Nghiên cứu cũng đã so sánh lượng vật rụng của rừng ngập mặn và rừng mưa nhiệt đới thì thấy lượng vật rụng hàng năm của rừng ngập mặn cao hơn so với rừng mưa nhiệt đới do rừng ngập mặn nhỏ tuổi hơn và sinh trưởng nhanh hơn [33].
Michael S và Ross (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất trên mặt đất của các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Quốc gia Biscayne, Florida (USA) từ sau Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn 5 cơn bão Andrew xảy ra năm 1992, kết quả phân tích cho thấy: Cấu trúc tự nhiên của quần thể giữ vai trò quan trọng trong việc chống bão của hệ thống rừng ngập mặn, đặc biệt kích thước và sự phân bố của các bộ phận cấu thành sinh khối [40]. Akira và cs (2000) qua nghiên cứu sinh khối và kích thước rễ dưới mặt đất của Dà vôi (Ceriops tagal) ở Nam Thái Lan kết quả cho thấy: Tổng sinh khối là 137,5 tấn/ha và tỉ lệ sinh khối trên mặt đất và rễ là 1,05. Trong đó sinh khối thân được 53,35 tấn/ha, lá được 13,29, rễ được 1,99 tấn/ha và dưới mặt đất là 87,51 tấn/ha [29]. M, Rajesh G và Sudheesh K.
G (2005) đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất và hấp thụ chất dinh dưỡng của Bambusa bambos (L.) Voss ở khu vườn Thrissur, Kerala, miền Nam Ấn Độ.