Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Biến đổi khí hậu toàn cầu và sự gia tăng nồng độ các khí hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là carbon dioxide ($CO_2$), đang là thách thức môi trường nghiêm trọng. Các số liệu thống kê cho thấy từ năm 1850 đến năm 1998 đã có khoảng 270 Gt carbon xâm nhập vào khí quyển từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch và mất rừng, cùng với 136 Gt carbon phát sinh do thay đổi mục đích sử dụng đất. Trong khi đại dương và sinh quyển trên cạn hấp thụ khoảng hai phần ba lượng carbon này, lượng còn lại tích tụ trong khí quyển đã làm tăng nồng độ $CO_2$ lên 20%, khiến nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng khoảng 0,5°C trong giai đoạn 1855–1940. Hệ sinh thái rừng nhiệt đới đóng vai trò là bể hấp thụ carbon tự nhiên quan trọng. Tại Việt Nam, trữ lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng tự nhiên dao động từ 66,05 đến 206,23 tấn C/ha; rừng trồng dao động từ 4,8 đến 173,93 tấn C/ha tùy loài và cấp tuổi; trong khi các trạng thái thảm cỏ và cây bụi đạt từ 4 đến 20 tấn C/ha.
Xã Trung Thành là địa bàn vùng cao thuộc huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn, nơi diện tích rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) chiếm tỷ trọng lớn và đóng vai trò trọng yếu trong việc phát triển kinh tế lâm nghiệp, cải tạo đất, giữ nguồn nước, chống xói mòn và hấp thụ carbon. Tuy nhiên, các dẫn liệu khoa học về khả năng tích lũy sinh khối và carbon của loài cây này tại địa phương còn thiếu, gây khó khăn cho việc áp dụng các cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng hoặc thương mại hóa tín chỉ carbon theo cơ chế phát triển sạch (CDM).
Khóa luận xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:
- Về lý luận: Cung cấp những luận cứ khoa học về khả năng tích lũy carbon ở rừng trồng Thông mã vĩ thuần 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 carbon ở rừng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) trồng thuần loài, đều tuổi, hiện đang sinh trưởng và phát triển bình thường, chưa qua áp dụng các biện pháp kỹ thuật tỉa thưa.
- Phạm vi nghiên cứu: Rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 (rừng non đến trung niên).
- Không gian và thời gian: Điều tra thực địa tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn; thời gian thực hiện từ tháng 08/2014 đến tháng 11/2014.
Cơ sở khoa học và phương pháp điều tra lâm sinh
Khóa luận dựa trên quy luật quang hợp của thực vật: cố định $CO_2$ vô cơ trong khí quyển chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ tích lũy trong các cơ quan sinh khối (thân, cành, lá, rễ). Loài nghiên cứu là Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb, họ Thông - Pinaceae), loài cây gỗ lớn cao 20–30 m, ưa sáng, rễ ăn sâu, chịu được đất chua nghèo kiệt và là cây tiên phong phủ xanh đất trống đồi trọc vùng Đông Bắc. Phương pháp luận nghiên cứu kế thừa phương pháp "cây mẫu" của Newbould (1967) được Chương trình Sinh học Quốc tế (IBP) chuẩn hóa, kết hợp phương pháp thu hoạch mẫu ô tiêu chuẩn (Whittaker, 1968).
Phương pháp thu thập và xử lý số liệu bao gồm các bước:
- Điều tra ô tiêu chuẩn (OTC): Thiết lập 9 ô tiêu chuẩn tạm thời với diện tích mỗi ô là 500 $m^2$, bố trí đại diện theo 3 dạng địa hình đặc trưng: chân đồi (3 ô), sườn đồi (3 ô) và đỉnh đồi (3 ô).
- Đo đếm lâm học trong OTC: Đo đường kính ngang ngực ($D_{1,3}$) toàn diện bằng thước dây quy đổi từ chu vi; chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) và chiều cao dưới cành ($H_{dc}$) bằng sào đo cao chia vạch 20 cm (sai số $\pm 10$ cm); đường kính tán ($D_t$) theo hai hướng Đông – Tây và Nam – Bắc bằng thước dây 30 m.
- Thu thập sinh khối tầng cây gỗ: Phân chia lâm phần thành 3 cấp đường kính có tổng tiết diện ngang ($G$) tương đương nhau. Chặt hạ 27 cây tiêu chuẩn (mỗi OTC chọn 3 cây đại diện cho 3 cấp kính). Đo chiều dài men thân ($L$), đường kính thân tại các vị trí 0,0 m, 1,0 m, 1,3 m, 2,0 m, 3,0 m... Cân khối lượng tươi riêng biệt cho 4 bộ phận: thân, cành, lá và hệ rễ (đào lấy toàn bộ rễ có đường kính $> 2$ mm).
- Thu mẫu và sấy xác định sinh khối khô: Lấy mẫu đại diện 0,5 kg cho từng bộ phận (thân lấy mẫu dăm hình rẻ quạt từ 3 thớt cưa ở gốc, giữa, ngọn; cành lấy rải rác; lá trộn đều non và già; rễ băm trộn đều). Mẫu được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105°C trong 6–8 giờ đến khối lượng không đổi (cân định kỳ sau 2, 4, 6, 8 giờ bằng cân điện tử độ chính xác 0,1%). Tỷ lệ sinh khối khô tính theo công thức:
$$P_k = 100 \times \frac{W_k}{W_t}$$
Sinh khối khô của từng bộ phận:
$$W_{ki} = W_{ti} \times P_{ki}$$
- Thu thập sinh khối cây bụi, thảm tươi và thảm mục: Tại mỗi OTC, thiết lập 5 ô thứ cấp diện tích 25 $m^2$ ($5 \times 5$ m) ở 4 góc và tâm ô để chặt thu gom toàn bộ cây bụi thảm tươi, cân tươi và lấy mẫu 0,5 kg đem sấy khô kiệt. Thiết lập 5 ô dạng bản diện tích 1 $m^2$ ở tâm các ô thứ cấp để thu gom toàn bộ thảm mục, cân khối lượng tươi và lấy mẫu 0,2 kg sấy xác định tỷ lệ khô.
- Xác định lượng carbon tích lũy: Áp dụng hệ số chuyển đổi sinh khối khô sang carbon theo công thức:
$$M_{ci} = W_{ki} \times 0,5 \text{ (tấn/ha)}$$
- Phương pháp thống kê: Xử lý số liệu trên máy tính, kiểm định phương trình hồi quy tương quan sinh khối các bộ phận với biến số đường kính $D_{1,3}$ qua 5 dạng hàm toán học (Linear, Polynomial, Logarithmic, Power, Exponential).
Nội dung chính theo từng phần của khóa luận
Phần 1: Mở đầu
Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh gia tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu. Xác lập mục tiêu nghiên cứu làm cơ sở khoa học cho cơ chế phát triển sạch (CDM) và chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại tỉnh Lạng Sơn. Nêu rõ ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong công tác điều tra, quy hoạch và quản lý rừng trồng Thông mã vĩ.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Tổng hợp các công trình nghiên cứu về sinh khối và tích lũy carbon trên thế giới từ các mốc lịch sử của Liebig (1840), Whittaker (1966), Newbould (1967), Cannell (1981), các báo cáo tại Ireland (Byrne và Milne, 2006), Philippines (Digno, 2007) và Trung Quốc (Kang Bing và cộng sự, 2006; Yang Yunting và cộng sự, 2003; Wei Haidong và Ma Xiangqing, 2007). Phân tích các nghiên cứu trong nước về sinh khối và carbon rừng trồng của Lê Hồng Phúc (1996), Ngô Đình Quế (2006), Võ Đại Hải (2009), Vũ Tấn Phương (2006, 2009), Đỗ Hoàng Chung (2013), Đặng Thịnh Triều (2010).
Tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Trung Thành, huyện Tràng Định: Xã có địa hình núi cao bị chia cắt mạnh bởi các dãy núi đá vôi, độ cao trung bình 250–300 m so với mực nước biển; nhiệt độ trung bình năm 19,8°C; lượng mưa trung bình năm 1.670 mm; độ ẩm không khí 85%. Toàn xã có 568 hộ với 2.106 nhân khẩu, 1.185 lao động; 100% dân số là người dân tộc thiểu số gồm dân tộc Tày (55,5%) và Nùng (44,5%). Cơ cấu sử dụng đất đai thể hiện rõ nét tính chất lâm nghiệp:
| STT |
Loại đất |
Diện tích (ha) |
Tỷ lệ (%) |
| Tổng |
Tổng diện tích tự nhiên |
6.500,72 |
100,00 |
| 1 |
Đất nông nghiệp |
5.810,96 |
89,39 |
|
Đất sản xuất nông nghiệp |
504,00 |
7,75 |
|
- Đất trồng cây hàng năm |
200,00 |
3,08 |
|
- Đất trồng lúa |
250,26 |
3,85 |
|
- Đất trồng cây hàng năm khác |
48,88 |
0,75 |
|
- Đất trồng cây lâu năm |
4,86 |
0,07 |
|
Đất lâm nghiệp |
5.306,35 |
81,36 |
|
- Rừng sản xuất |
3.500,80 |
53,85 |
|
- Rừng phòng hộ |
1.805,55 |
27,77 |
|
Đất nuôi trồng thủy sản |
0,61 |
0,01 |
| 2 |
Đất phi nông nghiệp |
683,27 |
10,51 |
|
Đất ở |
23,58 |
0,36 |
|
Đất chuyên dùng |
307,09 |
4,72 |
|
Đất nghĩa trang, nghĩa địa |
2,35 |
0,04 |
|
Đất sông, suối và mặt nước chuyên dùng |
350,25 |
5,39 |
| 3 |
Đất chưa sử dụng |
6,49 |
0,10 |
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày cơ sở phương pháp luận nhất quán, kỹ thuật bố trí 9 ô tiêu chuẩn tạm thời (500 $m^2$/ô) theo 3 đai địa hình (chân, sườn, đỉnh). Mô tả chi tiết quy trình chặt hạ 27 cây tiêu chuẩn đại diện 3 cấp kính, phương pháp cân và lấy mẫu sinh khối thân, cành, lá, rễ, cùng hệ phương pháp điều tra tầng cây bụi, thảm tươi và thảm mục trên các ô thứ cấp và ô dạng bản; thiết lập công thức tính toán và các thuật toán hồi quy tương quan sinh khối với đường kính.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Số liệu đo đếm 27 cây tiêu chuẩn chặt ngả cho thấy sự phân hóa rõ rệt theo cấp kính: Cấp I có đường kính trung bình $D_{1,3} = 7,81$ cm, thể tích thân cây bình quân $V = 0,01760$ $m^3$/cây; Cấp II có $D_{1,3} = 9,66$ cm, $V = 0,03019$ $m^3$/cây; Cấp III có $D_{1,3} = 12,64$ cm, $V = 0,05764$ $m^3$/cây.
Tổng sinh khối tươi của 27 cây tiêu chuẩn dao động từ 25,10 đến 177,35 kg/cây, trung bình 66,90 kg/cây. Trong đó, khối lượng tươi bình quân từng bộ phận gồm: thân 39,84 kg/cây (chiếm 59,55%), cành 10,63 kg/cây (15,89%), lá 4,63 kg/cây (6,92%), rễ 11,80 kg/cây (17,64%). Trên 9 lâm phần nghiên cứu với mật độ dao động từ 1.760 đến 2.180 cây/ha (bình quân 1.982 cây/ha), sinh khối tươi tầng cây gỗ đạt từ 78,27 đến 96,95 tấn/ha, bình quân đạt 88,16 tấn/ha.
| STT |
Mật độ (N/ha) |
$\sum W_t$ (tấn/ha) |
Thân (tấn/ha) |
Cành (tấn/ha) |
Lá (tấn/ha) |
Rễ (tấn/ha) |
| 1 |
2.160 |
96,06 |
57,49 |
15,17 |
6,63 |
16,77 |
| 2 |
2.180 |
96,95 |
58,03 |
15,31 |
6,70 |
16,93 |
| 3 |
2.000 |
88,95 |
53,24 |
14,04 |
6,14 |
15,53 |
| 4 |
1.960 |
87,17 |
52,17 |
13,76 |
6,02 |
15,22 |
| 5 |
1.900 |
84,50 |
50,57 |
13,34 |
5,84 |
14,75 |
| 6 |
2.040 |
90,73 |
54,30 |
14,32 |
6,27 |
15,84 |
| 7 |
1.780 |
79,16 |
47,38 |
12,50 |
5,47 |
13,82 |
| 8 |
2.060 |
91,62 |
54,83 |
14,46 |
6,33 |
15,99 |
| 9 |
1.760 |
78,27 |
46,85 |
12,36 |
5,41 |
13,67 |
| Bình quân |
1.982 |
88,16 |
52,76 |
13,92 |
6,09 |
15,39 |
Mối quan hệ giữa sinh khối tươi các bộ phận và tổng sinh khối tươi cây tiêu chuẩn với đường kính $D_{1,3}$ thể hiện mức độ tương quan chặt chẽ qua hàm dạng lũy thừa ($Y = a \cdot X^b$):
| Bộ phận |
Phương trình tương quan |
$R^2$ |
Std.E |
$B_0$ |
$B_1$ |
Sig.T |
| Thân |
$SKT = 2,071 \times D_{1,3}^{0,435}$ |
0,974 |
0,038 |
2,071 |
0,435 |
0,000 |
| Cành |
$SKT = 5,035 \times D_{1,3}^{0,311}$ |
0,933 |
0,061 |
5,035 |
0,311 |
0,000 |
| Lá |
$SKT = 6,773 \times D_{1,3}^{0,295}$ |
0,976 |
0,036 |
6,773 |
0,295 |
0,000 |
| Rễ |
$SKT = 3,921 \times D_{1,3}^{0,399}$ |
0,976 |
0,037 |
3,921 |
0,399 |
0,000 |
| Tổng |
$SKT = 4,462 \times D_{1,3}^{0,316}$ |
0,959 |
0,048 |
4,462 |
0,316 |
0,000 |
Đối với tầng cây bụi, thảm tươi và thảm mục, sinh khối tươi phân bố không đồng đều theo địa hình. Thảm mục chiếm tỷ trọng lớn nhất với khối lượng bình quân 9,79 tấn/ha (chiếm 85,43% tổng sinh khối tươi tầng dưới tán). Cây bụi thảm tươi có sinh khối thân bình quân 0,75 tấn/ha (6,53%), cành đạt 0,28 tấn/ha (2,46%), lá đạt 0,64 tấn/ha (5,59%).
| Vị trí địa hình |
Thân (tấn/ha) |
Cành (tấn/ha) |
Lá (tấn/ha) |
Thảm mục (tấn/ha) |
Tổng (tấn/ha) |
| Chân đồi (OTC 1, 2, 3) |
0,87 |
0,38 |
1,03 |
9,70 |
11,98 |
| Sườn đồi (OTC 4, 5, 6) |
0,79 |
0,26 |
0,64 |
10,27 |
11,96 |
| Đỉnh đồi (OTC 7, 8, 9) |
0,59 |
0,19 |
0,25 |
9,40 |
10,43 |
| Bình quân chung |
0,75 |
0,28 |
0,64 |
9,79 |
11,46 |
Tổng hợp sinh khối tươi của cả lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ theo các vị trí địa hình được xác định như sau:
| Vị trí OTC |
Tầng cây cao (tấn/ha) |
Tỷ lệ (%) |
Cây bụi, thảm tươi (tấn/ha) |
Tỷ lệ (%) |
Thảm mục (tấn/ha) |
Tỷ lệ (%) |
Tổng cộng (tấn/ha) |
| Chân đồi |
61,95 |
83,91 |
2,28 |
3,08 |
9,70 |
13,00 |
73,93 |
| Sườn đồi |
57,65 |
82,81 |
1,69 |
2,44 |
10,27 |
14,75 |
69,61 |
| Đỉnh đồi |
54,72 |
84,01 |
1,03 |
1,59 |
9,40 |
14,40 |
65,15 |
| Bình quân |
58,10 |
83,58 |
1,67 |
2,37 |
9,79 |
14,05 |
69,56 |
Về sinh khối khô, sau khi sấy khô kiệt ở 105°C, tỷ lệ cấu trúc sinh khối khô của 27 cây tiêu chuẩn có sự dịch chuyển: thân chiếm 61,62%, cành chiếm 15,31%, lá chiếm 6,23% và rễ chiếm 16,85%. Tổng sinh khối khô bình quân cây cá lẻ đạt 29,31 kg/cây (thân 17,71 kg; cành 4,61 kg; lá 1,95 kg; rễ 5,00 kg).
Sinh khối khô tầng cây gỗ trên 9 lâm phần dao động từ 51,59 đến 63,90 tấn/ha, trung bình đạt 58,10 tấn/ha. Khối lượng khô tập trung chủ yếu ở thân cây (35,80 tấn/ha), tiếp đến là hệ rễ (9,79 tấn/ha), cành (8,89 tấn/ha) và lá (3,62 tấn/ha). Áp dụng hệ số chuyển đổi carbon $M_c = W_k \times 0,5$, trữ lượng carbon tích lũy trung bình trong tầng cây gỗ của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 đạt khoảng 29,05 tấn C/ha.
| STT OTC |
Mật độ (N/ha) |
Sinh khối khô $W_k$ (tấn/ha) |
Thân (tấn/ha) |
Cành (tấn/ha) |
Lá (tấn/ha) |
Rễ (tấn/ha) |
| 1 |
2.160 |
63,31 |
39,01 |
9,69 |
3,94 |
10,67 |
| 2 |
2.180 |
63,90 |
39,37 |
9,78 |
3,98 |
10,77 |
| 3 |
2.000 |
58,62 |
36,12 |
8,97 |
3,65 |
9,88 |
| 4 |
1.960 |
57,45 |
35,40 |
8,79 |
3,58 |
9,68 |
| 5 |
1.900 |
55,69 |
34,32 |
8,53 |
3,47 |
9,38 |
| 6 |
2.040 |
59,80 |
36,85 |
9,15 |
3,72 |
10,08 |
| 7 |
1.780 |
52,18 |
32,15 |
7,99 |
3,25 |
8,79 |
| 8 |
2.060 |
60,38 |
37,21 |
9,24 |
3,76 |
10,17 |
| 9 |
1.760 |
51,59 |
31,79 |
7,90 |
3,21 |
8,69 |
| Bình quân |
1.982 |
58,10 |
35,80 |
8,89 |
3,62 |
9,79 |
Phần 5: Kết luận và đề nghị
Khóa luận tổng kết toàn bộ các kết quả định lượng về sinh khối tươi, sinh khối khô và tương quan hồi quy của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2. Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm xúc tiến sinh trưởng, tối ưu hóa năng suất sinh khối và nâng cao nhận thức cộng đồng trong công tác quản lý bảo vệ rừng.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã cung cấp hệ thống số liệu định lượng cụ thể về sinh khối và tích lũy carbon của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn:
- Mật độ lâm phần thực tế dao động từ 1.760 đến 2.180 cây/ha (trung bình 1.982 cây/ha).
- Tổng sinh khối tươi của cây tiêu chuẩn đạt bình quân 66,90 kg/cây; sau khi sấy khô kiệt ở 105°C, tổng sinh khối khô đạt bình quân 29,31 kg/cây. Tỷ lệ sinh khối khô phân bố tập trung cao nhất ở thân (61,62%), tiếp đến là rễ (16,85%), cành (15,31%) và thấp nhất ở lá (6,23%).
- Sinh khối tươi tầng cây gỗ của 9 lâm phần đạt bình quân 88,16 tấn/ha; sinh khối khô tầng cây gỗ đạt 58,10 tấn/ha (tương ứng trữ lượng carbon ước tính khoảng 29,05 tấn C/ha).
- Tầng thảm mục tích lũy khối lượng tươi đáng kể với 9,79 tấn/ha, trong khi cây bụi thảm tươi đạt 1,67 tấn/ha. Tổng sinh khối tươi toàn lâm phần đạt 69,56 tấn/ha, biến động rõ nét theo điều kiện lập địa và địa hình: chân đồi (73,93 tấn/ha) $>$ sườn đồi (69,61 tấn/ha) $>$ đỉnh đồi (65,15 tấn/ha).
- Xây dựng thành công 5 phương trình hồi quy tương quan dạng lũy thừa ($Y = a \cdot X^b$) giữa đường kính $D_{1,3}$ với sinh khối tươi các bộ phận và tổng sinh khối cây cá lẻ, đạt hệ số xác định rất cao ($R^2$ từ 0,933 đến 0,976, sai số chuẩn thấp từ 0,036 đến 0,061, $Sig.T = 0,000$).
Về mặt giải pháp và kiến nghị lâm sinh, tác giả đề xuất:
- Vận dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp như tỉa thưa đúng kỹ thuật, vệ sinh rừng và chăm sóc theo từng vị trí địa hình (chú trọng cải tạo dinh dưỡng ở đỉnh và sườn đồi để cây sinh trưởng đồng đều như chân đồi).
- Sử dụng các phương trình tương quan toán học đã thiết lập để tính toán nhanh trữ lượng sinh khối và carbon tích lũy mà không cần phải chặt hạ cây rừng.
- Nâng cao nhận thức bảo vệ rừng cho đồng bào dân tộc địa phương gắn liền với việc xúc tiến cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng, tạo nguồn thu nhập bổ sung từ dịch vụ hấp thụ carbon.
Đóng góp mới của khóa luận nằm ở việc xác lập hệ thống dẫn liệu thực nghiệm về cấu trúc sinh khối đầy đủ cả phần trên mặt đất lẫn phần dưới mặt đất (hệ rễ đường kính $> 2$ mm) và thảm mục dưới tán rừng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 tại vùng đồi núi huyện Tràng Định, bổ sung dữ liệu thực chứng cho kiểm kê khí nhà kính ngành lâm nghiệp tại tỉnh Lạng Sơn.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở rừng trồng thuần loài Thông mã vĩ ở cấp tuổi 2, chưa tiến hành điều tra so sánh đối chứng trên các cấp tuổi lớn hơn (cấp tuổi 3, 4 hoặc rừng thành thục khai thác nhựa).
- Địa bàn khảo sát giới hạn trong 9 ô tiêu chuẩn tạm thời tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định nên tính đại diện cho toàn bộ vùng sinh thái Thông mã vĩ của tỉnh Lạng Sơn chưa thật toàn diện.
- Trữ lượng carbon được ước tính thông qua hệ số chuyển đổi định mức ($0,5$) từ sinh khối khô, văn bản chưa thực hiện phân tích đốt nhiệt hóa học trực tiếp trong phòng thí nghiệm để xác định chính xác tỷ lệ phần trăm carbon riêng biệt cho từng bộ phận thân, cành, lá, rễ. Bể carbon trong đất rừng chưa được tính toán chi tiết trong tổng lượng hấp thụ của hệ sinh thái.
Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung:
- Mở rộng phạm vi điều tra trên nhiều cấp tuổi và cấp lập địa khác nhau của rừng Thông mã vĩ tại các huyện lân cận để hoàn thiện bảng tra sinh khối và sản lượng carbon.
- Phân tích mẫu đất ở các tầng độ sâu khác nhau nhằm định lượng đầy đủ 5 bể carbon (cây gỗ, cây bụi thảm tươi, thảm mục, gỗ chết và đất rừng) theo hướng dẫn của IPCC.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:
- Giảng viên và sinh viên các ngành Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học và Khoa học môi trường: Tham khảo quy trình điều tra cây mẫu ngoài thực địa, phương pháp đào lấy mẫu rễ cây gỗ lớn và kỹ thuật xử lý sấy khô mẫu sinh khối kiệt ở 105°C.
- Kỹ sư lâm sinh và cán bộ kỹ thuật tại các Ban quản lý rừng phòng hộ, Công ty lâm nghiệp: Sử dụng hệ phương trình tương quan giữa sinh khối và đường kính $D_{1,3}$ để ước tính nhanh trữ lượng vật chất hữu cơ và lượng hấp thụ carbon của lâm phần Thông mã vĩ mà không cần chặt phá rừng.
- Cơ quan quản lý lâm nghiệp và cán bộ xây dựng chính sách: Cung cấp căn cứ thực địa phục vụ định giá dịch vụ môi trường rừng và tham gia thị trường tín chỉ carbon tự nguyện hoặc cơ chế phát triển sạch (CDM) trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận nghiên cứu rừng trồng Thông mã vĩ tại địa bàn nào và thuộc cấp tuổi bao nhiêu?
Nghiên cứu được thực hiện tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn trên đối tượng rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) thuần loài, đều tuổi ở cấp tuổi 2, sinh trưởng bình thường và chưa áp dụng biện pháp tỉa thưa. Thời gian điều tra thực địa diễn ra từ tháng 08/2014 đến tháng 11/2014.
2. Mật độ lâm phần và sinh khối tươi của tầng cây gỗ trên 9 ô tiêu chuẩn là bao nhiêu?
Mật độ lâm phần dao động từ 1.760 đến 2.180 cây/ha, trung bình đạt 1.982 cây/ha. Sinh khối tươi tầng cây gỗ của 9 lâm phần dao động từ 78,27 đến 96,95 tấn/ha, đạt bình quân 88,16 tấn/ha (trong đó thân cây đạt 52,76 tấn/ha; cành 13,92 tấn/ha; lá 6,09 tấn/ha; rễ 15,39 tấn/ha).
3. Tỷ lệ cấu trúc sinh khối khô của cây tiêu chuẩn phân bố giữa các bộ phận như thế nào?
Sau khi sấy khô kiệt ở nhiệt độ 105°C, sinh khối khô của 27 cây tiêu chuẩn bình quân đạt 29,31 kg/cây. Cơ cấu phân bố giữa các bộ phận gồm: thân cây chiếm tỷ lệ cao nhất với 61,62% (17,71 kg/cây), rễ cây chiếm 16,85% (5,00 kg/cây), cành cây chiếm 15,31% (4,61 kg/cây) và lá cây chiếm tỷ lệ thấp nhất là 6,23% (1,95 kg/cây).
4. Dạng hàm toán học nào được lựa chọn để mô tả mối quan hệ giữa sinh khối với đường kính thân cây?
Phương trình dạng lũy thừa ($Y = a \cdot X^b$) là phương trình phù hợp nhất để mô tả tương quan giữa đường kính ngang ngực $D_{1,3}$ với sinh khối tươi các bộ phận và tổng sinh khối cây cá lẻ. Cụ thể: Thân ($SKT = 2,071 \times D^{0,435}$, $R^2 = 0,974$); Cành ($SKT = 5,035 \times D^{0,311}$, $R^2 = 0,933$); Lá ($SKT = 6,773 \times D^{0,295}$, $R^2 = 0,976$); Rễ ($SKT = 3,921 \times D^{0,399}$, $R^2 = 0,976$); Tổng cây ($SKT = 4,462 \times D^{0,316}$, $R^2 = 0,959$).
5. Yếu tố địa hình ảnh hưởng như thế nào đến tổng sinh khối tươi của lâm phần?
Tổng sinh khối tươi của cả lâm phần (bao gồm tầng cây cao, cây bụi thảm tươi và thảm mục) có xu hướng giảm dần theo độ cao địa hình: tại chân đồi đạt cao nhất với bình quân 73,93 tấn/ha, ở sườn đồi đạt 69,61 tấn/ha và tại đỉnh đồi đạt thấp nhất với 65,15 tấn/ha. Nguyên nhân do chân đồi có tầng đất dày hơn, độ ẩm cao hơn và tích tụ nhiều vật rơi rụng giàu dinh dưỡng bị nước mưa cuốn trôi từ sườn và đỉnh xuống.
Kết luận
Khóa luận của tác giả Trần Thị Lan Hương đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu định lượng sinh khối tươi, sinh khối khô và khả năng tích lũy carbon của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 tại xã Trung Thành, huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn thông qua phương pháp điều tra cây mẫu chặt hạ 27 cây tiêu chuẩn trên 9 ô tiêu chuẩn tạm thời. Kết quả xác định sinh khối khô tầng cây gỗ bình quân đạt 58,10 tấn/ha (tương đương trữ lượng carbon khoảng 29,05 tấn C/ha), trong đó thân cây đóng góp trên 61% tổng sinh khối khô cá thể. Hệ thống các phương trình hồi quy tương quan dạng lũy thừa được xây dựng có độ chính xác cao ($R^2 > 0,93$), cung cấp công cụ kỹ thuật hữu ích phục vụ dự đoán nhanh sinh khối và trữ lượng carbon, làm tiền đề khoa học cho việc triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại địa phương.
