Báo cáo khoa học Nghiên cứu sinh khối dà quánh (ceriops zippeliana blume) và cóc trắng (lumnitzera racemosa willd) tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
*****








BÁO CÁO NGHIỆM THU


ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC


Nghiên cứu sinh khối Dà quánh (Ceriops zippeliana
Blume) và Cóc trắng (Lumnitzera racemosa Willd) tại
Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.

Thành phố Hồ Chí Minh
7/2009




2

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH










BÁO CÁO NGHIỆM THU


Nghiên cứu sinh khối Dà quánh (Ceriops zippeliana
Blume)
và Cóc trắng (Lumnitzera racemosa Willd) tại
Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ

Chủ nhiệm đề tài : TS. Viên Ngọc Nam
Cộng tác viên : ThS. Huỳnh Đức Hoàn
KS. Cao Huy Bình
KS. Phan Văn Trung
KS. Phạm Văn Quy
KS. Bùi Nguyễn Thế Kiệt






Thành phố Hồ Chí Minh
7/2009



i



MỤC LỤC
Mục lục i
Danh mục các bảng iv
Danh mục các hình vi
Những chữ viết tắt vii
Chương 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3. Phạm vi nghiên cứu 2
Chương 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
2.1. Nước ngoài 3
2.2. Trong nước 9
Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN
CỨU 13
3.1. Nội dung nghiên cứu 13
3.2. Phương pháp nghiên cứu 13
3.3. Đối tượng nghiên cứu 16
3.3.1. Cây Cóc trắng 16
3.3.2. Dà quánh 17
Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19
4.1. Tương quan giữa chiều cao với D
1,3
của Cóc trắng và Dà quánh 19
4.2. Sinh khối 19
4.2.1. Sinh khối cây cá thể 19
4.2.1.1. Kết cấu sinh khối khô cây cá thể 20
4.2.1.2. Tương quan giữa sinh khối tươi của các bộ phận của cây cá thể
với D
1,3
24
4.2.1.3. Tương quan giữa sinh khối khô của các bộ phận của cây cá thể

ii

với D
1,3
25

4.2.1.4. Tương quan giữa tổng sinh khối khô và tươi của cây cá thể 27
4.2.6. Đánh giá khả năng vận dụng của các phương trình sinh khối khô của
cây cá thể 28
4.3. Sinh khối quần thể 30
4.3.1. Kết cấu sinh khối khô quần thể Cóc trắng 30
4.3.2. Sinh khối quần thể của Cóc trắng và Dà quánh 34
4.3.3. Tương quan giữa sinh khối khô của các bộ phận củ
a quần thể với
các nhân tố điều tra 37
4.3.4. Đánh giá khả năng vận dụng của các phương trình sinh khối khô của
quần thể 39
4.3.5. Sinh khối quần thể theo tuổi 41
4.4. Thể tích cây cá thể của Cóc trắng và Dà quánh 42
4.5. Tương quan giữa sinh khối với thể tích của cây cá thể 43
4.6. Khả năng tích tụ carbon của Dà quánh và Cóc trắng 44
4.6.1. Kh
ả năng tích tụ carbon của cây cá thể 44
4.6.1.1. Tương quan giữa khả năng tích tụ carbon với D
1,3
44
4.6.1.2. Tương quan giữa khả năng tích tụ carbon và sinh khối khô 46
4.6.1.3. Tương quan giữa khả năng tích tụ carbon với thể tích 48
4.6.2. Khả năng hấp thụ CO
2
của quần thể Cóc trắng và Dà quánh 48
4.6.2.1. Khả năng hấp thụ CO
2
của các quần thể Dà quánh 48
4.6.2.2. Khả năng hấp thụ CO
2

của các quần thể Cóc trắng 50
4.7. Bảng tra sinh khối và khả năng hấp thụ CO
2
51
4.8. Hướng dẫn sử dụng bảng tra sinh khối để xác định khả năng tích tụ 54
carbon của lâm phần 54
4.9. Lượng giá bằng tiền từ chỉ tiêu CO
2
tương đương 55
4.10. Đề xuất ứng dụng một số kết quả và biện pháp lâm sinh phù hợp cho 2
loại rừng tại khu vực nghiên cứu 55
4.10.1. Ứng dụng kết quả của đề tài 55

iii

4.10.2. Đề xuất biện pháp lâm sinh 56
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57
5.1. Kết luận 57
5.2. Kiến nghị 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
Tiếng Việt 60
Tiếng nước ngoài 61
PHỤ LỤC
Phụ lục cây Cóc trắng
Phụ lục cây Dà quánh

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1: Tỉ lệ sinh khối các bộ phận của Cóc trắng và Dà quánh……… …20
Bảng 4.2: Kết cấu sinh khối khô của cây cá thể của cây Cóc trắng……… 22
Bảng 4.3: Kết cấu sinh khối khô của cây cá thể của Dà quánh……… 23
Bảng 4.4: Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi với D
1,3
các bộ phận 24
Bảng 4.5: Phương trình tương quan sinh khối tươi với D
1,3
các bộ phận
của cây Dà quánh …………………………………… ………… 25
Bảng 4.6: Phương trình tương quan sinh khối khô với D
1,3
các bộ phận
của cây Dà quánh 25
Bảng 4.7: Phương trình tương quan sinh khối khô với D
1,3
các bộ phận
của cây Cóc trắng 26
Bảng 4.8: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô cá thể Dà

quánh 29
Bảng 4.10: Kết cấu sinh khối khô của quần thể Cóc trắng 31
Bảng 4.11: Kết cấu sinh khối khô của quần thể Dà quánh 32
Bảng 4.12: Kết cấu sinh khối khô các bộ phận của quần thể Cóc trắng và
Dà quánh…………… 33
Bảng 4.13: Sinh kh
ối khô của các quần thể Cóc trắng 34
Bảng 4.14: Sinh khối khô của các quần thể Dà quánh 35
Bảng 4.15: Phương trình tương quan sinh khối khô các bộ phận với các nhân tố
của Cóc trắng 37
Bảng 4.16: Phương trình tương quan sinh khối khô các bộ phận với các nhân tố
của Dà quánh 38
Bảng 4.17: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô quần thể
Cóc trắ
ng………… ………………………39
Bảng 4.18: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô quần thể

v

Dà quánh ………………………………… …40
Bảng 4.19: Sinh khối khô của quần thể của Cóc trắng theo tuổi 41
Bảng 4.20: Các phương trình tương quan giữa V với Hvn và D
1,3
của cây
Dà quánh……………………… …… 42
Bảng 4.21: Các phương trình tương quan giữa V với Hvn và D
1,3
của cây
Cóc trắng 43
Bảng 4.22: Tương quan tổng sinh khối với thể tích cây cá thể của Dà

quánh 44
Bảng 4.23: Phương trình tương quan giữa carbon các bộ phận với D
1,3
của cây
Dà quánh 45
Bảng 4.24: Phương trình tương quan giữa carbon các bộ phận với D
1,3
của
Cóc trắng 45
Bảng 4.25: Phương trình tương quan giữa carbon các bộ phận với sinh khối
khô của cây Dà quánh 46
Bảng 4.26: Phương trình tương quan giữa carbon các bộ phận với sinh khối
khô của cây Cóc trắng 46
Bảng 4.27: So sánh tỉ lệ % giữa lượng carbon tích lũy theo các bộ phận 47
Bảng 4.28: Phương trình tương quan giữa carbon tổng với thể tích (Vm
3
) của
cây Cóc trắng và Dà quánh 48
Bảng 4.29: Khả năng hấp thụ CO
2
của quần thể Dà quánh 49
Bảng 4.30: Khả năng hấp thụ CO
2
của quần thể Cóc trắng 50
Bảng 4.31: Bảng tra sinh khối khô, carbon và khả năng hấp thụ CO
2
của
Dà quánh 52
Bảng 4.32: Bảng tra sinh khối khô, carbon và khả năng hấp thụ CO
2

của
Cóc trắng………………… 53
Bảng 4.33: Giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO
2
tính cho một số tuổi của
Cóc trắng trồng …………………… ….55



vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1: Bản đồ phân bố chi Ceriops trên thế giới…………………….……18
Hình 4.1: Tỉ lệ % sinh khối khô các bộ phận của Cóc trắng 21
Hình 4.2: Tỉ lệ % sinh khối khô các bộ phận của Dà quánh 21
Hình 4.3: Đồ thị sinh khối khô của cây Dà quánh 26
Hình 4.4: Đồ thị sinh khối khô của cây Cóc trắng 27
Hình 4.5: Sinh khối khô của các bộ phận của quần thể Cóc trắng 41
Hình 4.6: Tỉ lệ % Carbon/Sinh khối khô 47

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AIMS Australia Institute of Marine Science - Viện Khoa học
biển của Úc
a
0
, a
1
, a
2
, a
3
, a
4
Các tham số của phương trình
CO
2
td CO
2
tương đương
D Đường kính thân cây
D
1,3
Đường kính thân tại vị trí 1,3 m

D
1
Đường kính thân tại vị trí một m đầu tiên
D
2
Đường kính thân tại vị trí m kế tiếp
D
t
Đường kính tán cây
D
tbq
Đường kính tán bình quân
F Trắc nghiệm Fisher
G Tiết diện ngang
GBH Chu vi thân cây ở vị trí ngang ngực
GLOMIS Global Mangrove Information System - Hệ thống
thông tin toàn cầu về rừng ngập mặn
H Chiều cao thân cây
H
vn
Chiều cao vút ngọn của cây rừng
ISME International Society of Mangrove Ecosystem - Hiệp
hội Quốc tế về hệ sinh thái rừng ngập mặn
N Mật độ
p Xác suất thống kê
QT Quần thể
RAS Regional Asia - Vùng Châu Á
R
2
Hệ số quan hệ hay hệ số xác định

S Diện tích

viii

SE Standard Error - Sai số tiêu chuẩn
SK Sinh khối
T Trắc nghiệm Student
UNDP United Nation Development Program - Chương trình
Phát triển Liên Hiệp Quốc
UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural
Oganization - Tổ chức Văn hoá, Khoa học, Giáo dục
Liên Hiệp Quốc
V Thể tích thân cây
W Sinh khối
W
thant
Sinh khối thân tươi
W
canht
Sinh khối cành tươi
W
lat
Sinh khối lá tươi
W
tongt
Tổng sinh khối tươi
W
thank
Sinh khối thân khô
W

canhk
Sinh khối cành khô
W
lak
Sinh khối lá khô
W
tongk
Tổng sinh khối khô
W
tongtqt
Tổng sinh khối tươi của quần thể
W
tongkqt
Tổng sinh khối của quần thể
Y
lt
Sinh khối lý thuyết
Y
tn
Sinh khối thực nghiệm
∆% Sai số tương đối







1

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Rừng ngập mặn là nguồn tài nguyên quý giá về lâm sản, đồng thời là nơi
cư ngụ, sinh sản, cung cấp thức ăn cho nhiều loài thủy sản có giá trị kinh tế
cao; ngoài ra rừng ngập mặn còn có tác dụng phòng hộ, chống sạt lở, cố định
đất lấn biển v.v
Cần Giờ có diện tích 71.361 ha, trước chiến tranh là rừng ngập mặn với
các loài cây gỗ lớn. Giai
đoạn 1965 - 1970, 57% diện tích rừng bị hủy hoại bởi
chất độc hoá học (Ross, P., 1975), môi trường thay đổi, đất bị hoang hoá,
nguồn thủy sản giảm sút mạnh. Từ năm 1978 đến nay, thành phố Hồ Chí Minh
đã khôi phục lại hệ sinh thái rừng ngập mặn ở Cần Giờ, rừng đã sinh trưởng và
phát triển tốt, các hải sản tăng nhanh, chim thú rừng đã trở lại. Đặc biệt h
ơn,
ngoài loài Đước, Cóc trắng, Dà, Gõ biển… trồng còn có nhiều loài cây rừng
ngập mặn khác đã tái sinh tự nhiên và chiếm diện tích đáng kể trong hệ sinh
thái rừng ngập mặn Cần Giờ.
Rừng ngập mặn Cần Giờ đã được UNESCO công nhận (năm 2000) là
Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn của thế giới và là Khu Dự trữ sinh
quyển đầu tiên của nước ta.
Sinh khối và năng su
ất của rừng ngập mặn không những có ý nghĩa to
lớn về giá trị khoa học, kinh tế đối với con người, giá trị sử dụng đối với sinh
vật mà còn có vai trò rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ
sinh thái đó là quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng. Đặc biệt
vấn đề nóng lên của trái đất có liên quan đến vấn đề tích tụ carbon trong sinh
khối cây rừng do cây hút khí nên giảm khí CO
2

thải ra không khí. Qua việc
nghiên cứu sinh khối người ta tính được lượng CO
2
mà cây hấp thụ, thông qua
đó cũng góp phần tính toán giá trị kinh tế của rừng ngập mặn và tính phí chi trả

2

dịch vụ môi trường của rừng ngập mặn. Xuất phát từ tình hình trên, việc nghiên
cứu sinh khối hai loài cây rừng ngập mặn là Cóc trắng và Dà quánh cần được
đặt ra nhằm phục vụ trước mắt và trong tương lai, đánh giá chất lượng rừng
cũng như cung cấp những thông tin cần thiết để có các biện pháp lâm sinh và
bảo vệ thích hợp và tính phí chi trả dịch vụ môi trường nhằm góp phần phát
triển kinh tế, xã h
ội và môi trường rừng ngập mặn được bền vững trong tương
lai.
Riêng hai loài cây Dà quánh và Cóc trắng trồng ở Cần Giờ từ trước đến
nay chưa được nghiên cứu. Vì thế việc nghiên cứu sinh khối của hai loài cây
này là cần thiết nhằm hiểu biết hơn hệ sinh thái rừng ngập mặn, giúp cho công
tác điều chế rừng các chu kỳ sau này được thuận lợi hơn cũng như chuỗi thức
ăn, trong dòng năng lượng, góp phần trong việc tính toán khả năng tích tụ
carbon và hấp thụ CO
2
của hai loài cây này trong cơ chế quản lý sạch CDM
cũng như góp phần vào việc tính giá trị kinh tế của rừng ngập mặn Cần Giờ.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nhằm tìm hiểu, đánh giá sinh khối cá thể và quần thể Dà quánh ((Ceriops
zipeliana)
Ceriops decandra) và Cóc trắng (Lumnitzera racemosa) trồng trong
Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.

- Thu thập các thông tin, số liệu nghiên cứu về hai loài cây Dà quánh tự nhiên
và Cóc trắng trồng làm cơ sở cho việc tính toán khả năng tích tụ cácbon và hấp
thụ CO
2
.
1.3. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu là những quần thể Cóc trắng trồng ở tiểu khu 10, 17, 20
và 24 và các quần thể Dà quánh tự nhiên phân bố ở tiểu khu 6, 10, 11, 12 và 13.
Ngoài ra đề tài chỉ tập trung nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của hai loài trên.







3


Chương 2
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1. Nước ngoài
Việc nghiên cứu sinh khối của rừng nói chung và của rừng ngập mặn nói
riêng ở trên thế giới đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm nhất là trong
những thập niên 80. Ở các nước, trong thời gian qua đã có nhiều tác giả nghiên
cứu năng suất sơ cấp của rừng ngập măn như Nye (1901) nghiên cứu ở Ghana,
Heald (1971) ở Florida, Golley và cọng sự (1975) ở Panama. Christensen
(1978) tại Phuket Tháiland. Gong và cọng sự (1983) tạ
i Matang Malaysia;

Duke. N.C. , Williams. W.T và Bunt. J. S. (1981) (dẫn bởi Viên Ngọc Nam,
2003) đã nghiên cứu lượng vật rụng của một số loài cây rừng ngập mặn trong
đó có Mấm biển tại vùng Đông - Bắc Australia.
Trong chương trình nghiên cứu vùng Châu Á và Thái Bình Dương của
UNDP/UNESCO (RAS/86/120) tại Ranong, Thái Lan đã nghiên cứu một cách
toàn diện về cấu trúc rừng, sinh khối, năng suất sơ cấp, vật rơi, mức độ phân
hủy chủ yếu cho loài Đước.
Theo Cough. B. F. và Scott. K. (1989) thuộ
c Viện Khoa học Biển của
Úc (AIMS) đã dựa vào những ước lượng về sinh khối và tỷ lệ phát triển của
rừng ngập mặn là vấn đề cơ bản cho việc ước lượng tổng năng suất sơ cấp
thuần (NPP). Michael S. Ross và cộng sự (1998) đã nghiên cứu sinh khối và
năng suất trên mặt đất của các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Qu
ốc gia
Biscayne, Florida (USA) từ sau cơn bão Andrew (1992) và chỉ ra rằng chức
năng quan trọng của cấu trúc tự nhiên của quần thể 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.
Christensen Bo (1997), đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp của

4

rừng Đước ở rừng ngập mặn đảo Phuket trên bờ biển Tây, Thái Lan. Kết quả
cho thấy tổng lượng sinh khối trên mặt đất ở rừng 15 tuổi là 159 tấn sinh khối
khô/ha. Lượng tăng trưởng hàng năm tính cho toàn bộ thân, cành, lá và rễ ước
tính khoảng 20 tấn/ha/năm. Tổng năng suất sinh khối khô ước tính là 27
tấn/ha/năm. Ông cũng đã so sánh lượng vật rụng của rừng ngập mặn và r
ừng
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.
Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ
lệ hấp thụ CO
2

ở sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất là 0,4 – 1,2 tấn/ha/năm

ở vùng cực bắc, 1,5 – 4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới, và 4 - 8 tấn/ha/năm

ở các
vùng nhiệt đới (Dixon và cộng sự, 1994; IPCC, 2000). Brown và cộng sự
(1996) đã ước lượng, tổng lượng các bon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới
có thể hấp thụ tối đa trong vòng 55 năm (1995 – 2050) là vào khoảng 60 - 87
Gt C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực Bắc
(Cairns và cộng sự, 1997). Tính tổng lại, rừng, trồng rừng có thể hấp thụ được
11 - 15% tổng lượng CO
2

phát thải từ nguyên liệu hóa thạch trong thời gian
tương đương (Brown, 1997; Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006 trích dẫn)
Các phương pháp xác định sinh khối và hấp thụ các bon trên mặt đất
được trình bày ở dưới đây (Brown, 1997; McDicken và cộng sự, 2000;
Snowdon và cộng sự, 2000; Snowdon và cộng sự, 2002; Phan Minh Sang, Lưu
Cảnh Trung, 2006 trích dẫn)
- Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối của rừng
Theo phương pháp này, tổng lượng sinh khối trên bề mặt đất có thể được
tính b
ằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương
ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha). Các bon
thường được tính từ sinh khối bằng cách nhân hệ số chuyển đổi là cố định 0,5.

Vì vậy việc chọn hệ số chuyển đổi có vai trò rất quan trọng cho tính chính xác
của phương pháp này.

5

- Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường
Để điều tra sinh khối và hấp thụ các bon của rừng, phương pháp đo đếm
trực tiếp truyền thống trên một số lượng ô tiêu chuẩn đủ lớn của các đối tượng
rừng khác nhau cho kết quả đáng tin cậy. Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn
kém. Ngoài ra, khi tiến hành điều tra, các cây không có giá trị thương mại hoặc
cây nhỏ thường không được đ
o đếm (Brown, 1997).
- Phương pháp dựa trên điều tra thể tích
Phương pháp dựa trên điều tra thể tích là sử dụng hệ số chuyển đổi để
tính tổng sinh khối trên mặt đất từ sinh khối thân cây. Đặc điểm cơ bản của
phương pháp này bao gồm ba bước:
1. Tính thể tích gỗ thân cây từ số liệu điều tra;
2. Chuyển đổi từ thể tích gỗ thân cây thành sinh khố
i và các bon của cây
bằng cách nhân với tỷ trọng gỗ và hàm lượng các bon trong gỗ;
3. Tính tổng số sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân với hệ số chuyển
đổi sinh khối (tỷ lệ giữa tổng sinh khối /sinh khối thân).
Phương pháp sử dụng hệ số chuyển đổi sinh khối – các bon đã được sử
dụng để tính sinh khối và các bon cho nhiều loại rừng trên thế giới trong đó có
rừng t
ự nhiên nhiệt đới (Brown and Lugo, 1984; Gifford, 1992; Grierson et al.,
1992; Schroeder, 1992; Brown, 1996, 1997; Gifford, 2000; IPCC, 2000, 2003).
IPCC cho rằng, phương pháp này có sai số lớn nếu sử dụng tỷ lệ mặc định, vì
vậy cần thiết phải xác định hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng, từng địa
phương cụ thể (IPCC, 2000).

- Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần
Các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật
độ, tuổi, chiều cao tầng trội, và thậm chí các các yếu tố khí hậu và đất đai có
mối liên hệ với nhau và được mô phỏng bằng các phương trình quan hệ. Các
phương trình này được sử dụng để xác định sinh khối và hấp thụ các bon cho
lâm phần.
Theo phương pháp này sinh khối lâm phần được xác định từ phương

6

trình đường thẳng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá lẻ đơn giản:
Y = b
0
+ b
i
X
i

Từ đó sinh khối lâm phần được tính
ΣY = Nb
0
+ b
i
ΣX
i

Trong đó: Y là sinh khối, Xi có thể có được từ phép đo đơn giản (vd:
tổng tiết diện ngang), N là số cây trong lâm phần; b
0
và b

i
là hệ số tự do.
Hạn chế chính của phương pháp này là yêu cầu phải thu thập một số
lượng nhất định số liệu các nhân tố điều tra của lâm phần để có thể xây dựng
được phương trình. Tổng tiết diện ngang, mật độ là những nhân tố điều tra dễ
đo đếm, đảm bảo độ chính xác, tuổi rừng cũng có thể xác định ở những lâm
phần được quản lý tốt hoặc có thể ước lượng từ chiều cao tầng trội. Tuy nhiên,
những giá trị này thông thường không được chỉ ra ở các nghiên cứu sinh khối.
Các biến khí hậu và tính chất đất cũng có thể được sử dụng để xây dựng các
phương trình tương quan cho lâm phần, nhưng rất khó khăn để thu thập được
những số liệu này.
- Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ

Hầu hết các nghiên cứu từ trước cho đến nay về sinh khối và hấp thụ các
bon là dựa trên kết quả nghiên cứu của cây cá lẻ, trong đó có hàm lượng các
bon trong các bộ phận của cây (Snowdon và cộng sự, 2000). Theo phương pháp
này, sinh khối cây cá lẻ được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố
điều tra khác của cây cá lẻ như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện
ngang, thể tích hoặc tổ h
ợp của các nhân tố này của cây.
Y (sinh khối, hấp thụ các bon) = f (nhân tố điều tra cây cá lẻ).
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về sinh khối được thực hiện
theo phương pháp này, vì thế kết hợp được những thông tin có sẵn này để xây
dựng các mối quan hệ tổng thể cho lâm phần từ đó xác định khả năng hấp thụ
các bon của rừng là rất quan trọng.
- Phươ
ng pháp dựa trên vật liệu khai thác

7

Lượng các bon mất đi từ rừng từ khai thác kinh tế được tính bằng công
thức: C = H. E. D;
Trong đó H là thể tích gỗ tròn khai thác được; D là tỷ trọng gỗ (wood
density) và E là hệ số chuyển đổi từ tổng sinh khối khai thác từ rừng. Từ đó
tính được sinh khối, lượng các bon và động thái quá trình này, đặc biệt sau khai
thác (Snowdon và cộng sự, 2002).
Phương pháp này thường được sử dụng để ước lượng lượng các bon bị
mấ
t do khai thác gỗ thương mại. Vì thế nó giúp cho việc tính tổng lượng các
bon của rừng và động thái của biến đổi các bon trong rừng.
- Phương pháp dựa trên mô hình sinh trưởng
Mô hình sinh trưởng từ những biểu đồ đơn giản nhất cho đến những
phần mềm máy tính phức tạp đã và đang là những công cụ quan trọng trong
quản lý rừng (Vanclay, 1998; Pote' và Bartelink, 2002). Sinh khối và hấp thụ
các bon có thể được xác định bằng mô hình sinh trưởng. Trên th
ế giới đã có rất
nhiều mô hình sinh trưởng đã được phát triển và không thể tìm hiểu được
phương pháp cụ thể của mỗi mô hình. Vì vậy cần phải xác định được những
điểm chung để phân loại mô hình (Vanclay, 1998). Rất nhiều tác giả đã cố gắng
để phân loại mô hình theo các nhóm khác nhau với những tiêu chuẩn khác nhau
(Pote' và Bartelink, 2002). Có thể phân loại mô hình thành các dạng chính sau
đây:
1. Mô hình thực nghiệm/thống kê dựa trên những đo
đếm của sinh
trưởng và các điều kiện tự nhiên của thời điểm đo đếm mà không xét đến
các quá trình sinh lý học.
2. Mô hình động thái /mô hình sinh lý học mô tả đầy đủ các cơ chế hóa
sinh, lý sinh trong hệ sinh thái và sinh vật (Constable và Friend, 2000).
3. Mô hình hỗn hợp, kết hợp phương pháp xây dựng hai loại mô hình
trên đây để xây dựng mô hình hỗn hợp

Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều mô hình động thái hay mô hình
hỗn hợp đượ
c xây dựng để mô phỏng quá trình phát triển của hệ sinh thái rừng

8

như BIOMASS, ProMod, 3 PG, Gen WTO, CO
2
Fix, CENTURY…(Landsberg
và Gower, 1997; Snowdon và cộng sự, 2000; Schelhaas và cộng sự, 2001).
- Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin
địa lý (GIS)
Phương pháp này sử dụng các công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin
địa lý (GIS) với các công cụ như ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, laze, rada, hệ
thống định vị toàn cầu (GPS)… để đo đếm lượng các bon trong hệ sinh thái và
biến đổi của chúng. Nó thường được áp dụng cho các điều tra ở phạm vi quốc
gia hoặ
c vùng và cũng rất phù hợp cho việc kiểm tra, giám sát của các dự án sử
dụng đất, chuyển đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (LULUCF).
Poonsri Wanthongchai và Somsak Piriyayota (2006), đã nghiên cứu vai
trò của rừng ngập mặn trong hấp thụ các bon ở tỉnh Trat, Thái Lan với phương
pháp phân tích hàm lượng các bon chứa trong sinh khối khô của cây. Kết quả
cho thấy lượng các bon trung bình chứa trong ba loài nghiên cứu (Rhizophora
mucronata, R. apiculata, R. cylindrica) chiếm 47,77% trọng lượng khô và ở
rừng nhiều tuổi thì h
ấp thu lượng các bon nhiều hơn rừng ít tuổi. Lượng các
bon cao nhất là loài R. apiculata 11 tuổi với 74,75 tấn/ha, Rhizophora
mucronata với 65,50 tấn/ha trong khi cũng tuổi đó R. cylindrica chỉ có 1,47
tấn/ha bởi vì hai loài trên sinh trưởng tốt hơn.
Aksornkoae S. (1982) đã tìm thấy sinh khối rừng Đước đôi (Rhizophora

apiculata) trồng ở tuổi 6, 10 và 15 là 50,00 tấn/ha; 103,13 tấn/ha và 206,25
tấn/ha tại Chanthaburi. Aksornkoae và ctv (1987) đã nghiên cứu sinh khối rừng
ngập mặn tự nhiên của các loài: B
ần, Đước, Vẹt, Xu trong đó, sinh khối rừng
đước cao nhất là 710,9 tấn/ha, vẹt là 243,75 tấn/ha và thấp nhất là Xu chỉ có
20,1 tấn/ha tại Thái Lan.
Akira, K. và ctv (2000) đã cho thấy sinh khối và kích thước rễ dưới mặt
đất với tổng sinh khối là 437,5 tấn/ha và tỷ lệ sinh khối trên mặt đất và rễ của
Dà vôi (Ceriops tagal) ở miền Nam Thái Lan là 1,05; sinh khối thân là 53,35
tấn/ha; cành: 23,61 tấn/ha; lá: 13,29 tấn/ha; rễ: 1,99 tấn/ha và rễ dưới mặt đất là

9

87,51 tấn/ha.
Ở Malaysia có Ong, J. E. và ctv (1983, 1984) đã ghi nhận sinh khối rừng
Đước đôi (Rhizophora apiculata) trồng ở tuổi 5, 10 và 15 là 16,25 tấn/ha; 180
tấn/ha và 200 tấn/ha tại Matang.
MacDicken. K.G. (1997) đã có công trình “Hướng dẫn theo dõi tích lũy
carbon ở các dự án trồng rừng và hệ thống nông lâm kết hợp”. Hướng dẫn này
mô tả một hệ thống những phương pháp với mức chi phí thấp để theo dõi sư
tích lũy các bon ở với 3 kiểu sử dụng
đất: rừng trồng, rừng tự nhiên, hệ thống
nông lâm kết hợp. Hệ thống đánh giá sự thay đổi carbon trong bốn bể chứa
chính, đó là: sinh khối trên mặt đất, sinh khối dưới mặt đất, đất và lớp vật rụng.
2.2. Trong nước
Năm 1996, Lê Hồng Phúc đã có công trình “Đánh giá sinh trưởng tăng
trưởng, sinh khối và năng suất rừng trồng thông ba lá (Pinus keysia) vùng Đà
Lạt, Lâm Đồng”. Tác giả
đã kết luận rằng mật độ rừng trồng ảnh hưởng lớn tới
sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất của rừng.

Vũ Văn Thông (1998), đã nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ
và lâm phần keo lá tràm tại tỉnh Thái Nguyên. Tác giả cũng đã thiết lập được
một số mô hình dự đoán sinh khối cây cá lẻ bằng phương pháp sử dụng cây
m
ẫu. Tác giả cũng đã đưa ra dạng hàm W = a + bD
1.3
và LnW = a + bLnD
1.3
để
mô tả mối quan hệ giữa sinh khối các bộ phận với chỉ tiêu sinh trưởng đường
kính. Tuy nhiên, đề tài này cũng mới dừng lại ở việc nghiên cứu sinh khối các
bộ phận trên mặt đất, chưa tiến hành nghiên cứu sinh khối rễ và lượng vật rơi.
Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu rừng ngập mặn mới được đặc biệt
quan tâm vào những thập niên 80, riêng lãnh vực nghiên cứu năng su
ất và sinh
khối cây rừng ngập mặn thì lại càng ít hơn. Phan Nguyên Hồng (1970) trong
luận án phó tiến sĩ đã nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân bố của thảm thực
vật và hệ thực vật ven biển miền Bắc Việt Nam và nghiên cứu thảm thực vật
rừng ngập mặn Việt Nam trong luận án tiến sỹ khoa học (1991) và nhiều công

10

trình khác có liên quan đến rừng ngập mặn.
Phạm Hồng Chương (1973) đã tính sinh khối Đước ở 1 lô thí nghiệm
100 m
2
tại Vũng Tàu. Nguyễn Hoàng Trí (1986) trong luận án phó tiến sĩ sinh
học đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp của quần xã Đước tại Cà Mau.
Riêng rừng ngập mặn Cần Giờ thì công tác nghiên cứu còn hạn chế,
trong thời gian qua cũng đã có một số công trình nghiên cứu trong đó có nghiên

cứu Thực vật và Tài nguyên rừng của huyện Cần Giờ của Viên Ngọc Nam và
cộng sự (1993). Viên Ngọc Nam (1995) nghiên cứu tă
ng trưởng đường kính
của Đước (R.apiculata) trồng tại Cần Giờ. Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng
Đước trồng của Viên Ngọc Nam và cộng sự (1996)
Viên Ngọc Nam (2003), đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp
quần thể Mấm trắng (Avicennia alba BL.) tự nhiên tại Cần Giờ, Tp. Hồ Chí
Minh. Tác giả đã tính được tổng sinh khối, lượng tăng trưởng sinh kh
ối, năng
suất vật rụng cũng như năng suất thuần của quần thể mấm trắng trồng tại Cần
Giờ. Tác giả đã mô tả mối tương quan giữa sinh khối các bộ phận cây mấm với
đường kính bằng dạng phương trình logW = a + blog D
1.3
và cũng đã lập được
bảng tra sinh khối cây cá thể loài mấm trắng.
Lê Thị Liễu (2007) Nghiên cứu sinh khối sinh khối quần thể Dà vôi
(Ceriops tagal C. B. Rob) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần
Giờ cũng đã sử dụng dạng phương trình logW = a + blog D
1.3
để lập bảng tra
sinh khối cây cá thể tươi và khô. Phương trình sinh khối tươi và cây cá thể của
Dà vôi thể hiện như sau:
Tổng tươi: logW
tt
= 0,471735 + 0,1508.D
1,3

Tổng khô: logW
tk
= 0,194309 + 0,152893.D

1,3

Ngoài ra tác giả cũng xây dựng phương trình tính sinh khối của quần thể
Dà quánh thông qua phương trình sau:
logW
tkqt
= 2,85641 + 1,07695.logH
vn
- 0,332975.logN
W
tkqt
: Tổng sinh khối khô của quần thể
N : mật độ cây

11

Hvn : chiều cao vút ngọn
Ngô Đình Quế và cộng sự (2006), đã nghiên cứu khả năng hấp thụ CO
2

của một số loại rừng trồng chủ yếu ở Việt Nam. Theo tác giả thì phương pháp
chung để đánh giá khả năng hấp thụ CO
2
là tính toán và dự báo sinh khối khô
của rừng trên đơn vị diện tích (tấn/ha) tại thời điểm cần thiết trong quá trình
sinh trưởng. Từ đó tính trực tiếp lượng CO
2
hấp thụ và tồn trữ trong vật chất
hữu cơ của rừng hoặc tính khối lượng các bon với bình quân là 50% của sinh
khối khô, rồi từ C lại suy ra CO

2
.
Các công trình nghiên cứu về sinh khối của các tác giả trên đều đã xây
dựng được các mô hình tương quan giữa sinh khối với đường kính ngang ngực.
Tất cả các phương trình sinh khối xây dựng được đều có dạng hàm logarit 1
hoặc 2 chiều. Ở Việt Nam thường nghiên cứu sinh khối trên mặt đất mà ít
nghiên cứu sinh khối dưới mặt đất do hạn chế về kinh phí.
Vũ Tấn Phương (2006), đã nghiên cứu trữ lượng các bon th
ảm tươi và
cây bụi tại các vùng đất không có rừng ở các huyện Cao Phong và Đông Bắc và
Hà Trung, Thạch Thành và Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hóa. Năm dạng cỏ được
nghiên cứu là cỏ chỉ, cỏ lông lợn, cỏ lá tre, lau lách và tế guột; cây bụi gồm cây
cao dưới 2 m và cây cao 2 - 3 m. Tác giả xác định trữ lượng các bon thông qua
việc xác định sinh khối tươi và khô của thảm tươi và cây bụi. Kết quả cho thấy
lau lách có trữ lượng các bon cao nhất 20 tấ
n/ha, cây bụi 2 - 3 m khoảng 14
tấn/ha. Cỏ chỉ, cỏ lông lợn có lượng các bon thấp nhất khoảng 3,9 tấn/ha.
Việc định lượng lượng CO
2
mà rừng hấp thụ là vấn đề khá phức tạp, vì
thế phần lớn các nghiên cứu mới chỉ tập trung vào xác định lượng các bon tích
lũy trong thực vật tại thời điểm nghiên cứu.
Qua tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy việc nghiên cứu
sinh khối và năng suất sơ cấp của Dà quánh và Cóc trắng để làm cơ sở tính
lượng carbon tích tụ trong sinh khối chưa được nghiên cứu một cách toàn diện.
Đặ
c biệt hơn nữa ở Cần Giờ thì từ trước đến nay chưa được nghiên cứu. Vì thế
việc nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của quần thể Dà quánh và Cóc trắng ở

12

Cần Giờ là cần thiết và được đặt ra để giải quyết các tồn tại trên nhằm hiểu biết
hơn về chức năng hệ sinh thái rừng ngập mặn, giúp cho công tác điều chế rừng
sau này được thuận lợi hơn cũng như hiểu biết được khả năng tích tụ cácbon và
hấp thụ CO
2
của hai loài này từ đó góp phần vào cơ chế quản lý sạch (CDM) và
hiệp định Kyoto trong tương lai, việc định giá dịch vụ môi trường cũng như
góp phần vào việc tính toán tổng giá trị kinh tế của hệ sinh thái rừng ngập mặn.
Dà quánh (Ceriops zipeliana)
và Cóc trắng (Lumnitzera racemosa) hầu
như các tài liệu chỉ khái quát về sự phân bố, mô tả hình thái và sâu bệnh hại của
loài cây này, chưa công trình nào nghiên cứu đến sinh khối và tích tụ carbon
trong sinh khối.
Trong đề tài chúng tôi sẽ đi theo hướng xác định lượng CO
2
hấp thụ
trong thân gỗ bằng cách lập ô tiêu chuẩn, chọn một số cây tiêu chuẩn để cân đo
sinh khối tươi và khô, từ đó sẽ tính lượng CO
2
hấp thụ thông qua hệ số chuyển
đổi.
Trong đề tài này chúng tôi chỉ nghiên cứu sinh khối trên mặt đất, không
tính đến sinh khối của rễ trên mặt đất và năng suất thuần, không xét đến phần
năng suất do côn trùng, sâu bọ lấy đi và bộ phận cây chết để từ đó tính toán
lượng C tích tụ trong sinh khối cũng như khả năng hấp thụ CO
2
của hai loài cây
Cóc trắng và Dà quánh tại Cần Giờ.

13


Chương 3
NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG
NGHIÊN CỨU

3.1. Nội dung nghiên cứu
- Xây dựng phương trình tương quan các bộ phận sinh khối tươi, khô của
cây cá thể thông qua các nhân tố điều tra như D
1,3
, H
vn
.
- Xác định sinh khối tươi, khô các bộ phận của cây cá thể và quần thể.
- Lập bảng tra nhanh sinh khối tươi, khô của loài Dà quánh và Cóc trắng

thông qua phương trình khối các bộ phận cây cá thể.
- Xây dựng mô hình tương quan giữa thể tích thân cây với sinh khối.
- Tính khả năng tích tụ cácbon và hấp thụ CO
2
trên cơ sở đó lượng giá cho
1 ha rừng.
3.2. Phương pháp nghiên cứu

Dựa theo phương pháp nghiên cứu sinh khối của Ong Jin Eong và cộng
sự (1985) trong Cẩm nang các phương pháp nghiên cứu năng suất của hệ sinh
thái rừng ngập mặn và Phương pháp nghiên cứu đã thực hiện ở Trung tâm
Nghiên cứu RNM Ranong, Thái Lan thuộc dự án UNESCO và
UNDPRAS/186/120 Ranong Project (UNDP-UNESCO, 1991).
Về tính toán carbon đề tài dựa theo phương pháp của MacDicken. K.G.
(1997) “Hướng dẫn theo dõi tích lũy carbon ở các dự án trồng rừ
ng và hệ thống
nông lâm kết hợp” do tổ chức Winrock xuất bản.
- Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là bố trí đo đếm ngoài thực địa kết
hợp với việc phân tích trong phòng thí nghiệm, sử dụng máy vi tính để tính
toán nội nghiệp, sử dụng các hàm toán học để xây dựng các biểu. Các số liệu

14

thu thập, tính toán và kiểm tra đều dựa vào thống kê toán học.
- Bố trí ô đo đếm có kích thước 10 x 20 m = 200 m
2
, mỗi loài đo đếm 40
ô. Như thế 2 loài là 80 ô đo đếm. Trong mỗi ô đo đường kính thân cây ở vị trí
cao 1,3 m, chiều cao vút ngọn và mật độ.
- Tiến hành chặt hạ mỗi loài là 40 cây tiêu chuẩn (35 cây được sử dụng để

xây dựng phương trình sinh khối cây cá thể, 5 cây còn lại dùng kiểm tra tính
thích ứng và khả năng vận dụng vào việc lập bảng tra sinh khối cây cá thể
không tham gia trong tính phương trình) có các cở đường kính thân cây ở vị trí
1,3 m từ
nhỏ đến lớn, tiến hành cân trọng lượng theo từng bộ phận như: Thân,
cành, lá,… các bộ phận tươi của cây được cân ngay ngoài thực địa.
- Cây ngã để đo đếm (là cây không bị sâu bệnh, không gẫy ngọn, thân
thẳng, tán lá phải đều, đặc biệt là cây phải sinh trưởng bình thường ) sau khi hạ
xuống chia thành các đoạn có chiều dài 1 m để xác định chỉ tiêu sinh trưởng
như D
1
(tại vị trí một m đầu tiên), D
2
(vị trí m kế tiếp), … D
n
; H
n
(chiều dài ở vị
trí cuối cùng của cây). Từ đó, suy ra được thể tích của cây tại khu vực nghiên
cứu.
- Bộ phận thân và cành cây (lấy 5 cây theo cấp đường kính từ nhỏ đến
lớn), mỗi cây lấy mẫu từng đoạn (5 phần) của cây đã chặt, mỗi loại lấy 1 kg
cho vào bao nylon buộc kín đem về phòng thí nghiệm sấy khô ở 105
0
C đến khi
trọng lượng không đổi và thu 1 kg lá bỏ vào túi nylon đem về phòng thí nghiệm
sấy khô ở 80
0
C cho đến khi trọng lượng không đổi. Đồng thời tính được carbon
trong các mẫu sấy khô.

- Các mẫu thu được đem về phòng thí nghiệm để phân tích.
- Sau khi phân tích cácbon của các mẫu sẽ xây dựng phương trình tương
quan cácbon tích tụ trong sinh khối của cây cá thể với các chỉ tiêu về đường
kính D
1,3
, H
vn
hay D
1,3
, H
vn
. Trên cơ sở tính toán của cây cá thể để tính lượng
cácbon tích tụ trong quần thể. Lấy lượng cácbon tích tụ trong quần thể nhân với
hệ số 3,67 để suy ra lượng CO
2
hấp thụ và lượng CO
2
chia cho 1,375 để suy ra

15

lượng O
2
phóng thích vào không khí.
Xử lý số liệu
Các số liệu thu thập được xử lý theo thống kê toán học. Sử dụng phần
mềm SGPLUS Version 3.0 và EXCEL 7.0 để tính toán và xử lý số liệu, các
hình vẽ và đồ thị được vẽ bằng phần mềm EXCEL 7.0 trên máy tính cá nhân.
Tính toán sinh khối và trữ lượng rừng ngập mặn là rất cần thiết cho việc
tính toán quy đổi sau này. Sinh khối trên mặt đất rừng thường được tính toán

gián tiếp bằng cách xây dự
ng tương quan giữa chu vi thân cây (GBH) hay
đường kính D
1,3
và sinh khối khô của các bộ phận của cây. Sử dụng hàm hồi
quy tuyến tính đơn tố và đa tố để xác định phương trình tối ưu về sinh khối của
cây, các bộ phận của cây với đường kính thân cây ở 1,3 m, từ đó chọn lựa hàm
tối ưu để xây dựng mối quan hệ sinh khối với các nhân tố điều tra.
Phương pháp chung để thiết lập mô hình là:
- Xác định các dạ
ng phương trình toán học phù hợp
- Tính các tham số của mô hình bằng phương pháp hồi quy
- Đánh giá mức độ phù hợp của phương trình bằng các tham số
+ Kiểm tra mức ý nghĩa hàm hồi quy bằng trắc nghiệm F qua việc so sánh trị số
F
tính
= MS
hồi quy
/MS
sai số
với trị số F
bảng
với hai bậc tự do df
1
= 1 và df
2
= n - 2.
Nếu F
tính
> F

bảng
thì giả thuyết H
0
bị bác bỏ (tồn tại dạng hồi quy). Ngược
lại, nếu F
tính
< F
bảng
thì giả thuyết H
0
được chấp nhận, nghĩa là hàm hồi quy
không tồn tại thật sự.
+ So sánh để chọn dạng phương trình tốt nhất: Tiêu chuẩn chung để lựa
chọn một mô hình tối ưu là:
- Đường biểu diễn lý thuyết gần sát với đường thực nghiệm.
- Có hệ số xác định hay hệ số quan hệ(R
2
) là lớn nhất.
- Có sai biệt (sai số tiêu chuẩn) là nhỏ nhất.
- Chỉ tiêu kiểm tra sự phù hợp của dạng phương trình được tồn tại.
Kết qủa in ra gồm: