Đặt vấn đề Hiện nay khí hậu toàn cầu đang bị biến đổi theo chiều hướng ngày càng xấu đi. Thiên tai xảy ra ngày càng nhiều, ngày càng mạnh, nó không chỉ ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của muôn loài mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến mọi mặt của đời sống con người. Nguyên nhân của sự biến đổi đó là do nhiệt độ trung bình trên bề mặt trái đất đang tăng lên dần trong 200 năm trở lại đây và nhiệt độ sẽ tiếp tục tăng lên nếu ta không tìm ra giải pháp để giải quyết những vấn đề đó. Nhiều bằng chứng khoa học cho thấy sự ấm dần lên của khí hậu liên quan đến sự tích lũy các hiệu ứng nhà kính: CO2, CH4 và các khí khác.
Trong đó khí CO2 được coi là một trong những nguyên nhân chính. Hiện nay nồng độ CO2 trong khí quyển cao hơn bất kì thời kì nào trong nửa triệu năm trở lại đây và lượng CO2 trong khí quyển vẫn đang có xu hướng tiếp tục tăng bởi các bon trong khí quyển ngày càng nhiều. Từ năm 1850 đến năm 1998 có tới 270Gt các bon xâm nhập vào bầu khí quyển Trái Đất, kết quả của đốt nhiên liệu và phá rừng, 136Gt các bon tạo thành từ việc thay đổi mục đích sử dụng đất. 2/3 số các bon đó được đại dương và môi trường sinh thái trên bề mặt Trái Đất sử dụng.
Nhưng 1/3 số còn lại tương ứng với 176Gt các bon còn đọng lại trong khí quyển và nó làm tăng lượng khí CO2 có trong khí quyển lên 20%. Theo tính toán của các nhà khoa học khi nồng độ CO2 có trong khí quyển tăng gấp đôi thì nhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên khoảng 30C. Theo kết quả nghiên cứu thì năm 1855 đến năm 1940 nhiệt độ trái đất tăng 0,50C, nếu không có các biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ trái đất sẽ không ngừng tăng lên. n 2 Hệ sinh thái trên cạn đóng một vai trò quan trọng trong chu trình các bon toàn cầu (C).
Rừng nhiệt đới ở Việt Nam liên tục thay đổi do hệ quả của việc khai thác rừng và chuyển đổi sang các loại hình sử dụng đất khác. Bởi kết quả của những thay đổi này, những nghiên cứu về tích lũy Các bon của các hệ sinh thái rừng đã được tiến hành trong vài năm qua ở Việt Nam. Lượng các bon tích lũy trong các loại rừng tự nhiên ở Việt Nam từ 66,05 - 206,23 tấn C/ha (Vũ Tấn Phương, 2009). Trong khi đó, đối với các loại rừng trồng ở Việt Nam, tùy theo loài cây trồng và tuổi của rừng mà lượng các bon tích lũy có thể từ 4,8 - 173,93 tấn C/ha (Ngô Đình Quế, 2008).
Đối với các trạng thái thảm cỏ và cây bụi lượng các bon tích lũy có thể đạt từ 4 - 20 tấn C/ha (Vũ Tấn Phương, 2006). Trung Thành là xã vùng cao của huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn có diện tích rừng trồng Thông mã vĩ lớn. Cuộc sống của người dân ở đây vẫn còn phụ thuộc nhiều vào rừng. Trong những năm gần đây Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) đã và đang có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội của địa phương thông qua các lợi ích trực tiếp như khai thác lâm sản, cải tạo và giữ đất, điều tiết nguồn nước, hạn chế xói mòn, hấp thụ CO2 và tích lũy các bon.
Do đó việc nghiên cứu khả năng tích lũy các bon ở rừng rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài làm cơ sở khoa học cho việc áp dụng chi trả dịch vụ môi trường rừng, giá trị thương mại của các bon. Xuất phát từ thực tiễn, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn”. Mục tiêu nghiên cứu 1. Về lý luận Cung cấp những luận cứ khoa học về khả năng tích lũy các bon ở rừng trồng Thông mã vĩ thần loài, đều tuổi làm cơ sở khoa học cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng trong tương lai tại khu vực nghiên cứu.
Về thực tiễn Xác định được khả năng tích lũy các bon ở rừng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Thực hiện đề tài này sẽ củng cố cho sinh viên những kiến thức đã học trên lớp vào thực tiễn, nhằm giúp cho sinh viên được làm quen dần với thực tế sản xuất. Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kỹ năng trong lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích đánh giá kết quả.
Đây là những vấn đề cần thiết cho công việc sau nay. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, là điều kiện để thực hiện các biện pháp kĩ thuật lâm sinh. Để xây dựng các biện pháp kỹ thuật hay nâng cao các quá trình quản lý bảo vệ và phát triển rừng theo các biện pháp kỹ thuật tốt hơn, nhằm nâng cao chất lượng rừng. Góp phần nâng cao nhận thức của người dân trong bảo vệ tài nguyên rừng.
n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học Thực vật hấp thu khí CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển thành những hợp chất hữu cơ (đường, lipit, protein.) trong sinh vật sản xuất (thực vật), các hợp chất này là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ. Cuối cùng là xác bã thực vật, sản phẩm bài tiết sinh vật, phân hủy. Chúng ta thấy trong môi trường các bon là chất vô cơ (khí).
Nhưng được quần xã sinh vật sử dụng thành chất hữu cơ một phần làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, phần lớn được tích lũy ở dạng sinh khối thực vật như trong các bộ phận của cây (thân, cành, lá.) * Tên, đặc điểm hình thái thực vật của loài nghiên cứu Thông mã vĩ Tên khác: Thông đuôi ngựa, mã vĩ tùng Họ: Thông – Pinaceae Tên thương phẩm: Maweisong pine Hình thái Thông mã vĩ Thông mã vĩ là cây gỗ lớn, cao 20 – 30 (-40) m, thân thẳng, tròn. Vỏ ngoài màu nâu đỏ, nhưng ở phía gốc lại có màu nâu đen, khi già thường bong ra từng mảng. Cành non màu hung hoặc màu vàng nhạt, nhẵn. Lá hình kim, màu xanh nhạt, tập trung ở đầu cành, mềm, rủ xuống, thường 2 (rất ít khi 3) lá trong một bẹ, dài 12 - 20cm.
Nón cái có dạng gần hình cầu khi còn non, nhưng khi già lại có dạng hình trứng, dài 4 - 7cm, đường kính 2,5 - 4cm, khi chín có màu hạt dẻ. Hạt Thông mã vĩ màu nâu nhạt, có cánh mỏng dài khoảng 1,5cm. n 5 Đặc điểm hình thái thực vật Cây Thông mã vĩ ưa khí hậu á nhiệt đới, thường phân bố ở các khu vực có nhiệt độ trung bình năm không vượt quá 21,50C. Cây thích hợp với những khu vực có nhiệt độ không khí trung bình năm trong khoảng 18- 21,50C và tổng lượng mưa hàng năm 1.
Tuy vậy, vẫn có thể đưa Thông mã vĩ đến trồng ở những khu vực có nhiệt độ trung bình năm lên tới 22 - 230C, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất 250C - 290C, song chúng sinh trưởng kém và dễ bị sâu bệnh. Thông mã vĩ ưa sáng, ưa nóng ấm và không chịu được bóng. Hệ rễ của cây phát triển nhanh và ăn sâu vào đất. Chúng sinh trưởng tốt ở những khu vực có tầng đất mặt sâu, chua (pH = 4,5 - 6) và thoát nước.
Tuy vậy, Thông mã vĩ vẫn có thể mọc trên các vùng đất bạc màu, với tầng đất mặt mỏng, chua và khô hạn. Trên các đồi núi, đất bạc màu với thảm thực vật ưu thế là Sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.), Chổi sể (Baeckea frutescens L.), Mua (Melastoma spp.),… đều có thể trồng Thông mã vĩ. Ở điều kiện đất nghèo kiệt, khô hạn Thông mã vĩ có sức chống chịu kém hơn so với Thông nhựa. Nhưng nếu ở điều kiện khí hậu và đất đai tương đối thích hợp Thông mã vĩ lại sinh trưởng nhanh hơn so với Thông nhựa.
Trong 10 năm đầu tiên, Thông mã vĩ có tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm đạt khoảng 0,7 - 0,8m theo chiều cao và 1,3 - 1,5cm theo đường kính thân. Sinh khối tăng trưởng hàng năm có thể đạt trung bình 5 - 10m3/ha. Trong giai đoạn đầu tốc độ tăng trưởng của Thông mã vĩ thường tương đối cao, nhưng ở các giai đoạn sau thì chậm dần. Thông mã vĩ thường bắt đầu ra nón ở giai đoạn 5 - 6 tuổi: Cây thường ra nón vào tháng 4 - 5 và chín vào các tháng 11 - 12 của năm sau.
n 6 Phân bố tự nhiên của loài Thông Thông mã vĩ đã được trồng tại Lạng Sơn, Quảng Ninh, Hà Giang, Lai Châu, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Hà Tây, Thanh Hoá, Nghệ An. Thông mã vĩ là cây nguyên sản ở miền Nam Trung Quốc (Quảng Đông, Quảng Tây). Công dụng Thông mã vĩ Trong nhựa Thông mã vĩ thì hàm lượng tinh dầu có khoảng 30-35%, colophan khoảng trên dưới 60%. Trong lá chứa 0,2% tinh dầu và trong nón cái cũng chứa 0,2-0,4% tinh dầu.
Thành phần chính trong tinh dầu lá là các hợp chất pinen, còn trong tinh dầu nón cái là limonen. Công dụng Thông mã vĩ: gỗ dùng chủ yếu cho xây dựng, trụ mỏ, đóng đồ gia dụng, làm diêm, các công trình dưới nước. Gỗ chứa khoảng 62% là xenlulozo và có thể dùng để sản xuất giấy và sợi nhân tạo, và gỗ trụ mỏ có giá trị. Nhựa là nguồn nguyên liệu cho một số mặt hàng trong công nghiệp và y tế.
Một số địa phương tại miền Nam Trung Quốc đã dùng nhựa Thông mã vĩ làm thuốc chữa sỏi mật, thấp khớp và mụn nhọt. Tuy có tính chống chịu kém hơn so với Thông nhựa và Thông ba lá, nhưng Thông mã vĩ vẫn được coi là “cây tiên phong”, là đối tượng trồng rừng trên các vùng đất trống, đồi núi trọc, đất đai cằn cỗi, khô hạn. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2. Những nghiên cứu về sinh khối và tích lũy các bon trên thế giới a.
Những nghiên cứu về sinh khối rừng trồng Sinh khối, năng suất gắn liền với quá trình quang hợp, là kết quả của quá trình sinh học, mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có các tác giả sau: n 7 Liebig J. (1840) [19] lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động phân bón tới thực vật và phát triển thành định luật “tối thiểu”. (1957) [24] tổng kết lịch sử ra đời và phát triển của sinh khối và năng suất trong công trình nghiên cứu của mình.