Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Những nghiên cứu về cây Keo lai (A. hybrid) Keo lai là tên gọi tắt của giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis).
Giống Keo lai tự nhiên này được phát hiện đầu tiên bởi Messir Herbern và Shim vào năm 1972 trong số các cây Keo tai tượng trồng ven đường ở Sook Telupid thuộc bang Sabah, Malaysia.Tham đã kết luận thông qua việc thụ phấn chéo giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm tạo ra cây Keo lai có sức sinh trưởng nhanh hơn giống bố mẹ. Đến tháng 7 năm 1978, kết luận trên cũng đã được Pedley xác nhận sau khi xem xét các mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản thực vật ở Queensland - Australia (Lê Đình Khả, 1999) [12]. Ngoài ra, Keo lai tự nhiên còn được phát hiện ở vùng Balamuk và Old Tonda của Papua New Guinea (Turnbull, 1986, Gun và cộng sự, 1987, Griffin, 1988), ở một số nơi khác tại Sabah (Rufelds, 1987) và Ulu Kukut (Darus và Rasip, 1989) của Malaysia, ở Muak-Lek thuộc tỉnh Saraburi của Thái Lan (Kijkar, 1992). Giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng với Keo lá tràm đã được phát hiện ở cả rừng tự nhiên lẫn rừng trồng và đều có một số đặc tính vượt trội so với bố mẹ, sinh trưởng nhanh, cành nhánh nhỏ, thân đơn trục với đoạn thân dưới cành lớn (Lê Đình Khả, 2006) [6].
Nghiên cứu về hình thái cây Keo lai có thể kể đến các công trình nghiên cứu của Rufelds (1988) [34]; Gan.E và Sim Boom Liang (1991) [30] các tác giả đã chỉ ra rằng: Keo lai xuất hiện lá giả (Phyllode) sớm hơn Keo tai tượng nhưng muộn hơn Keo lá tràm. Ở cây con lá giả đầu tiên của Keo lá tràm thường xuất hiện ở lá thứ 4- 5, Keo tai tượng thường xuất hiện ở lá thứ 8-9 còn ở Keo lai thì thường xuất hiện ở lá thứ 5-6. Bên cạnh đó là sự phát hiện về tính chất trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm ở các bộ phận sinh sản (Bowen, 1981) [25]. c 4 Theo nghiên cứu của Rufeld (1987) [35] thì không tìm thấy một sự sai khác nào đáng kể của Keo lai so với các loài bố mẹ.
Các tính trạng của chúng đều thể hiện tính trung gian giữa hai loài bố mẹ mà không có ưu thế lai thật sự. Tác giả đã chỉ ra rằng Keo lai hơn Keo tai tượng về độ tròn đều của thân, có đường kính cành nhỏ hơn và khả năng tỉa cành tự nhiên khá hơn Keo tai tượng, song độ thẳng thân, hình dạng tán lá và chiều cao dưới cành lại kém hơn Keo tai tượng. Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu của Pinso Cyril và Robert Nasi, (1991)[30] thì trong nhiều trường hợp cây Keo lai có xuất xứ ở Sabah vẫn giữ được hình dáng đẹp của Keo tai tượng. Về ưu thế lai thì có thể có nhưng không bắt buộc vì có thể bị ảnh hưởng của cả 02 yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa.
Nghiên cứu cũng cho thấy rằng sinh trưởng của Keo lai tự nhiên đời F1 là tốt hơn, còn từ đời F2 trở đi cây sinh trưởng không đồng đều và trị số trung bình còn kém hơn cả Keo tai tượng. Khi đánh giá về các chỉ tiêu chất lượng của cây Keo lai, Pinso và Nasi (1991) [30] thấy rằng độ thẳng của thân, đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân,…đều tốt hơn giống bố mẹ và cho rằng Keo lai rất phù hợp với các chương trình trồng rừng thương mại. Nghiên cứu hấp thụ CO2 của cây rừng, lâm phần Với tầm quan trọng của các bể chứa carbon ở rừng nhiệt đới, trong hệ thống NLKH, trong gần một thập niên qua, nhiều tổ chức trên thế giới đã có các nghiên cứu liên quan đến sinh khối rừng và lượng carbon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng để đưa ra phương pháp luận hoặc các đề xuất về thể chế chính sách trong việc bảo vệ các khu rừng nhiệt đới, sử dụng đất rừng bền vững vì giá trị môi trường trong tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu. Trung tâm nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế - CIFOR (2007) đưa ra nhu cầu nghiên cứu để theo dỏi thay đổi che phủ rừng, bể chứa carbon và chính sách để thực hiện chương trình REDD.
Trung tâm Nông Lâm kết hợp thế giới - ICRAF (2007) đã phát triển các phương pháp dự báo nhanh lượng carbon lưu giữ thông qua việc giám sát thay đổi sử dụng đất bằng phân tích ảnh viễn thám, lập ô mẫu nghiên cứu sinh c 5 khối và ước tính lượng carbon tích lũy. Các phương pháp này cần được kế thừa và xem xét áp dụng một cách phù hợp hơn đối với các hệ sinh thái rừng của Việt Nam. Trường đại học tổng hợp Wageningen, Hà lan đã phát triển phần mềm Co2Fix V3.1 để ứng dụng trong tính toán sinh khối và lượng carbon tích lũy của rừng. Phần mềm này thực chất là xuất ra các dữ liệu tổng hợp, thông tin về sinh khối và lượng carbon lưu giữ trên cơ sở phải có các thông tin đầu vào thích hợp như trữ lượng, tăng trưởng, sinh khối rừng, lượng carbon lưu giữ ban đầu, tuổi rừng; và chủ yếu là cho các khu rừng thuần loại, đồng tuổi.
Vì vậy phần mềm này chưa tương thích với các hệ sinh thái rừng Việt Nam, tuy nhiên tiếp cận theo hướng lập phần mềm để đưa ra thông tin dữ liệu về sinh khối và khả năng tích lũy carbon của rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi là một cách làm cần quan tâm ứng dụng. Ước lượng carbon hấp thụ trong cây rừng nói chung là theo cách tiếp cận dựa trên dữ liệu điều tra như thể tích thân cây để tính ra sinh khối và lượng carbon trong cây, các mô hình kinh nghiệm hay lý thuyết thường được sử dụng để ước lượng carbon trong các thành phần khác nhau trong hệ sinh thái rừng như cây sống, cây chết, hay trong đất [29], [27], [28]. Một số nghiên cứu đã xác định hàm lượng carbon thông qua sinh khối khô bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0. Nghiên cứu lượng carbon lưu trữ trong rừng trồng nguyên liệu giấy, Romain Pirard (2005) đã tính lượng carbon lưu trữ dựa trên tổng sinh khối tươi trên mặt đất, thông qua lượng sinh khối khô (không còn độ ẩm) bằng cách lấy tổng sinh khối tươi nhân với hệ số 0.49, sau đó nhân sinh khối khô với hệ số 0.5 để xác định lượng carbon lưu trữ trong cây [33].
Để tính carbon trong cây, Erica A. Smithwick cùng cộng sự đã phân chia cây mẫu thành các bộ phận khác nhau, đo đường kính của toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn. Sinh khối của từng bộ phận được tính toán thông qua các hàm hồi quy sinh trưởng riêng cho từng loài, trong một số trường hợp, loài nào đó chưa xây dựng hàm hồi quy sinh trưởng thì sẽ áp dụng hàm sinh trưởng của loài tương đối gần gũi. Nghiên cứu cũng chỉ ra tỷ lệ carbon chiếm trong từng bộ phận như cành nhánh c 6 chiếm 5,9± 0.
Đồng thừoi nghiên cứu của Roger M. Gifford cho thấy, carbon chứa trong loài thông bản địa Pinus radiata khoảng 50±2%. Theo Sara Beth Gann (2003), carbon cần được tính đối với tất cả các bộ phận của cây như lá, thân, cành nhánh, rễ, tuy vậy việc tính toán cần phải phù hợp với điều kiện thực tế cũng như chi phí để thực hiện.( Bảo Huy, 2009) Theo kết quả nghiên cứu của GS Lý Ý Đức (1998), và TS Trình Thường Nhân (2007) kết quả dùng phương pháp đốt khô các bộ phận của các loài cây ở Trung Quốc và Nhật Bản (27 loài trong nhiều lâm phần) đã rút ra một số kết luận: - Tỷ lệ hàm lượng cacbon bình quân trong các loài cây trong khoảng thấp nhất là 0,4501 đến cao nhất là 0,5332. Ở loài cây lá rộng hỗn giao tính bình quân là 0,4682; ở loài cây lá kim là 0,4972; ở loài cây lá rộng rụng lá là 0,4719.
Tính bình quân của 8 loài thông ở Trung Quốc là 0,4963. - Hệ số biến dị về hàm lượng cacbon ở tầng cây cao giữa các loài cây từ 1,55% đến 4,91% ở giữa các bộ phận của cây từ 1,75% đến 6,59%. Tỷ lệ hàm lượng cacbon ở các bộ phận khác nhau và không khác nhau. - Tỷ lệ lượng C bình quân trong các tầng rừng là khác nhau.
Tầng cây cao là 0,46 – 0,53, bình quân 14 loài tầng cây bụi là 0,4446, bình quân của 10 loài tầng thảm tươi là 0,3270, vật rơi rụng là 0,4221. - Sự tích tụ C trong các lâm phần phụ thuộc vào loài cây, tuổi cây, điều kiện lập địa và mật độ lâm phần. - Khi tính toán lượng C tích tụ ở các HST rừng ở các nước trong khu vực như Trung Quốc, Nhật Bản… đều lấy giá trị 0,5 làm tỷ lệ hàm lượng C bình quân của kiểu rừng (Trần Hạ Lâm 2003, Sykes M 1996, Larcher W 1980, Phương Tinh Vân 2000, Kiệt Quốc Hoa 2000…) còn ở Mỹ đối với rừng lá kim thì lấy giá trị 0,521 và rừng lá rộng lấy 0,491 để tính (Birdsey R. Shvidenko và một số người đã lấy giá trị 0,5 để tính lượng C tích tụ trong sinh khối thực vật rừng (Shvidenko A.
Việc ước tính C trong cây rừng, lâm phần thường được tính trên cơ sở dự báo khối lượng sinh khối khô của rừng trên đơn vị diện tích (tấn/ha) tại từng thời điểm c 7 trong quá trình sinh trưởng. Từ đó tính trực tiếp lượng CO2 hấp thụ và tồn trữ trong vật chất hữu cơ của rừng, hoặc tính khối lượng carbon (C) với bình quân là 50% của khối lượng sinh khối khô (biomass) rồi từ carbon suy ra CO2 [26]. Ở Việt Nam Cây Keo lá tràm và Keo tai tượng được nhập vào nước ta từ những năm 1960 nhưng mãi đến đầu những năm 90 của thế kỷ trước, giống Keo lai mới được phát hiện và tập trung nghiên cứu từ các khâu chọn tạo giống cho đến trồng rừng, có thể điểm qua một số công trình nghiên cứu điển hình sau: 1. Đặc điểm cây Keo lai (A.
Hybrids) Ở Việt Nam, cây Keo lai tự nhiên được Lê Đình Khả, Phạm Văn Tuấn và các cộng sự thuộc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (RCFTI) phát hiện đầu tiên tại Ba Vì (Hà Tây cũ) và vùng Đông Nam Bộ vào năm 1992. Tiếp theo đó, từ năm 1993 cho đến nay Lê Đình Khả và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu về cải thiện giống cây Keo lai, đồng thời đưa vào khảo nghiệm một số giống Keo lai có năng suất cao tại Ba Vì (Hà Tây cũ) được ký hiệu là BV; Trung tâm cây nguyên liệu giấy Phù Ninh cũng chọn lọc một số dòng được ký hiệu là KL.