Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp thụ khí CO2 và cải tạo đất của rừng trồng keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) ở một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.61 MB, 194 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN VIẾT KHOA
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KHÍ CO
2
VÀ
CẢI TẠO ĐẤT CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI (Acacia mangium
x Acacia auriculiformis) Ở MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC
VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
Hà Nội - 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Viết Khoa
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ KHÍ CO
2
VÀ CẢI TẠO ĐẤT CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI (Acacia
mangium x Acacia auriculiformis) Ở MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI
PHÍA BẮC VIỆT NAM
Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
Mã số: 62.85.02.05
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS. Lê Văn Khoa
2. PGS.TS. Võ Đại Hải
Hµ Néi - 2010
iv
MỤC LỤC
Trang
L cam oan
i
ii
M l
iii
Danh m các k, các t vi tt
vii
các
ix
các , th
xiv
Mở đầu
1
1
1
2
i
3
3
c
3
4
3
Chương 1
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
4
1.1
4
1.2
4
1.2.1
Keo lai
4
1.2.2
6
1.2.3
2
9
1.2.4
11
1.3
12
1.3.1
Keo lai
12
1.3.2
15
1.3.3
2
17
1.3.4
20
v
1.4
22
Chương 2
Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp
nghiên cứu
24
2.1
24
2.2
i
26
2.3
26
2.4
Ph
26
2.4.1
26
2.4.2
27
Chương 3
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
36
3.1
36
3.1.1
36
3.1.1.1
36
3.1.1.2
40
3.1.1.3
40
3.1.2
41
3.1.3
Keo lai
43
3.1.3.1
43
3.2
45
3.2.1
Cacbon
45
3.2.1.1
45
vi
3.2.1.2
L Cacbon
Keo lai
47
3.2.1.3
52
3.2.1.4
52
3.2.1.5
53
3.2.1.6
Keo lai
54
3.3
2
56
3.3.1
56
3.3.2
58
3.3.3
59
3.3.4
60
3.3.5
2
Lai
62
CO
2
69
3.4
70
3.4.1
70
vii
3.4.2
74
3.4.3
Dung t
76
3.4.4
80
3.4.5
81
3.4.6
84
3.4.7
89
3.4.8
2
O
5ts
)
93
3.4.9
2
O
ts
)
98
3.4.10
101
3.4.11
2+
, Mg
2+
119
3.4.12
do
122
3.4.13
125
127
-
128
128
131
132
133
viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
A
C
cacbon
CBTT
C1
cacbon
C2
cacbon
CEC
CSVS
inh
D
D
dom
D
1,3
(cm)
FAO
nông liên
H
dom
Hvn
(m)
K
2
O
TS
K
2
O
dt
LSNG
N
(cây/ha)
N
tp
P
(kg/cây)
P
khô
(kg/cây)
P
P
tlp
P
tmd
S
P
dmd
S
P1
P2
P
2
O
5 TS
P
2
O
5dt
ix
TB
Trung bình
S
Sig.F
Fisher
Sig.Tb
1
R
V
VSVTS
VRR
OM
C
x
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Trang
3.1
36
3.2
37
3.3
40
3.4
41
3.5
lai
42
3.6
heo
44
3.7
cacbon
Keo lai
46
3.8
Lcacbon Keo lai
47
3.9
cacbon
(%)
48
3.10
49
3.11
52
3.12
53
3.13
á
53
3.14
54
xi
3.15
57
3.16
58
3.17
1.3
và
H
vn
và D
1.3
2
H
vn
59
3.18
61
3.19
63
3.20
63
3.21
64
3.22
64
3.23
65
3.24
2
66
3.25
2
66
3.26
2
67
3.27
2
67
3.28
2
68
xii
3.29
71
3.30
72
3.31
74
3.32
75
3.33
77
3.34
77
3.35
-
80
3.36
Hòa Bình
80
3.37
82
3.38
83
3.39
84
3.40
85
3.41
mô hình
Bình
86
3.42
Bình
87
xiii
3.43
90
3.44
Bình
91
3.45
2
O
5
94
3.46
2
O
5
sâu khác nhau
95
3.47
2
98
3.48
2
99
3.49
102
3.50
3.51
3.52
3.53
3.54
khác nhau và
tp
trong 1 ha
2
O
5
2
O
5
2
O
5
i)
102
105
109
109
112
xiv
3.55
3.56
3.57
3.58
3.59
3.60
3.61
3.62
2
2
2
i)
2+
, Mg
2+
2+
,
Mg
2+
ng Sn
Hoà Bình
114
115
118
120
121
123
124
125
xv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình
Trang
2.1
28
2.2
31
3.1
38
3.2
39
3.3
Sin
39
3.4
43
3.5
45
3.6
cacbon
ính
50
3.7
51
3.8
51
3.9
cacbon
56
3.10
0-
78
3.11
0-
78
3.12
.
86
3.13
a
88
3.14
So sánh %N
Hùng
92
xvi
3.15
So sánh %N
Hòa Bình
92
3.16
So sánh %P
2
O
5
96
3.17
So sánh % P
2
O
5
96
3.18
So sánh % K
2
100
3.19
So sánh % K
2
100
3.20
S
TP
103
3.21
TP
103
3.22
tp
-
106
3.23
tp
g, (tính
106
3.24
2
O
5
110
3.25
2
O
5
110
xvii
3.26
2
O
5
- Hòa Bình
112
3.27
2
O
5
trung bình
Hùng-
113
3.28
2
115
3.29
2
Lng Sn Hoà Bình
116
3.30
2
- Hòa Bình
118
3.31
2
Hùng-
119
3.32
126
- 1 -
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Keo Lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) là loài Keo lai tự nhiên
giữa Keo Tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Cây
có nguồn gốc ở Australia, được trồng phổ biến ở Đông Nam Á. ở Việt Nam cây
được trồng rộng rãi trên toàn quốc trong những năm gần đây. Cây mọc tốt ở hầu hết
các dạng đất, thích nghi nhất là ở các tỉnh từ Quảng Bình trở vào. Cho đến nay, Keo
lai đã được khẳng đinh là loài cây có khả năng chịu đựng được khô hạn, tăng trưởng
nhanh và ưu việt hơn Keo lá tràm kể cả trên đất cát nghèo dinh dưỡng. Cây Keo lai
có sức sinh trưởng nhanh hơn cây bố mẹ. Cây có thể cao đến 25 - 30 m, đường kính
lên đến 60 - 80 cm. Cây ưa sáng, mọc nhanh, có khả năng cải tạo đất, chống xói
mòn, chống cháy rừng. Gỗ thẳng, màu vàng trắng có vân, có giác lõi phân biệt, gỗ
có tác dụng nhiều mặt: kích thước nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thước lớn sử dụng
trong xây dựng, đóng đồ mộc mỹ nghệ, hàng hóa xuất khẩu.
Điều kiện gây trồng Keo lai:
- Yêu cầu lượng mưa từ 1.500 - 2.500 mm/năm. Mọc tốt trên đất có độ pHkcl từ 3 -
7.
- Nhiệt độ bình quân: 22
o
C, tối thích từ 24 - 28
o
C, giới hạn 40
o
C.
- Đất đai: chủ yếu trồng trên các loại đất đỏ vàng, tầng dày tối thiểu 75 cm, tối ưu:
4 - 50 cm. Đất phù sa cổ, đất xám bạc màu, đất phèn lên luống không bị ngập nước
đều có thể trồng được Keo lai.
Do có nhiều ưu điểm nên Keo lai được trồng rộng rãi trên phạm vi toàn quốc, hiện
nay đã có hơn 25 tỉnh, thành phố trong cả nước trồng Keo lai với diện tích hàng
chục ngàn ha. Đây cũng là loài cây được lựa chọn cho trồng rừng sản xuất ở các
vùng sinh thái nước ta theo Quyết định 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/3/2005 về việc
Ban hành danh mục các loài cây chủ yếu cho trồng rừng sản xuất theo 9 vùng sinh
thái lâm nghiệp.
Trước sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay cũng như
nhu cầu về gỗ nguyên liệu phục vụ chế biến trong nước và xuất khẩu ngày càng lớn,
trong khi nguồn tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt thì việc nghiên cứu các
- 2 -
loài cây nhập nội có năng suất cao thích ứng với điều kiện gây trồng ở Việt Nam,
trong đó có cây Keo lai có tầm quan trọng hơn bao giờ hết.
Đặc biệt, hiện nay sự biến đổi khí hậu có liên quan đến lượng phát thải khí nhà
kính vào khí quyển (chủ yếu là khí CO
2
) do các hoạt động kinh tế, xã hội của con
người đang là mối quan tâm hàng đầu ở nhiều nước trên thế giới, vì vậy việc nghiên
cứu khả năng hấp thụ CO
2
của rừng góp phần làm ổn định được nồng độ khí nhà
kính trong khí quyển ở mức an toàn và ngăn ngừa những hoạt động có hại của con
người đến khí hậu trên trái đất là hết sức quan trọng. Nhận thức được vấn đề này,
Việt Nam cùng với 160 quốc gia trên thế giới đã thông qua và ký Công ước khung
của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu toàn cầu (UNFCCC). Công ước này được
cụ thể hoá bằng nghị định thư Kyoto (12/1997). Nội dung quan trọng của Nghị định
thư là đưa ra chỉ tiêu giảm phát thải khí nhà kính có tính ràng buộc pháp lý đối với
các nước phát triển và cơ chế giúp các nước đang phát triển đạt được sự phát triển
kinh tế - xã hội một cách bền vững thông qua thực hiện “Cơ chế phát triển sạch”
(Clean Development Mechanism - CDM). CDM đã mở ra cơ hội lớn cho ngành lâm
nghiệp trong việc nuôn bán cacbon tích luỹ bởi hệ sinh thái rừng để tạo nguồn sống
cho người dân và tái đầu tư phát triển rừng.
Hiện nay, Chính phủ đã có Nghị định 48/2007/NĐ-CP ngày 28/3/2007 về
nguyên tắc và phương pháp định giá các loại rừng, một số ít các công trình cũng
đang tiến hành nghiên cứu về lượng giá các giá trị và dịch vụ môi trường của rừng,
trong đó tập trung nhiều vào giá trị phòng hộ điều tiết nguồn nước và chống xói
mòn đất,… Việc định lượng khả năng hấp thụ cacbon và giá trị thương mại cacbon
của rừng là một phần quan trọng trong định lượng giá trị môi trường của rừng, đã và
đang trở thành một đòi hỏi khách quan không thể trì hoãn nhằm đưa Luật Bảo vệ và
Phát triển rừng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp. Tuy nhiên, những nghiên cứu
hiện có về vấn đề này trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng còn rất ít ỏi
và tản mạn, chưa có hệ thống, thiếu các dữ liệu cơ bản nên chưa đủ cơ sở khoa học
và thực tiễn cho việc định giá rừng nói chung và định lượng giá trị thương mại
cacbon cho các dạng rừng nói riêng. Vì vậy, giá trị sinh thái của rừng vẫn chưa
được tính toán đầy đủ trong hệ thống hạch toán lâm nghiệp Quốc gia. Điều này làm
giảm động lực đối với công cuộc bảo vệ và phát triển rừng vì sự sống bền vững.
- 3 -
Xuất phát từ những yêu cầu đó, đề tài: "Nghiên cứu khả năng hấp thụ khí
CO
2
và cải tạo đất của rừng trồng Keo lai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt
Nam " đặt ra là cần thiết và cấp bách, vừa có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Về khoa học
- Xác định được mối quan hệ giữa sinh khối và lượng CO
2
hấp thụ với các nhân tố
điều tra cơ bản của lâm phần Keo lai theo các cấp đất phục vụ cho công tác dự
báo và xác định nhanh lượng CO
2
hấp thụ rừng trồng Keo lai.
- Làm sáng tỏ tác dụng cải tạo đất của rừng trồng Keo lai, là cơ sở quan trọng để
lựa chọn loài cây trồng cho các vùng có điều kiện lập địa khác nhau.
* Về thực tiễn sản xuất
- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần định lượng giá trị môi trường của
rừng trồng Keo lai nói riêng và định giá rừng Keo lai nói chung.
- Xây dựng cơ sở khoa học cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng Keo lai ở
nước ta. Điều này đặc biệt quan trọng khí Việt Nam đang thực hiện thí điểm cơ
chế chi tra dịch vụ môi trường rừng theo Quyết định 380-TTg ngày 10/4/2008
của Thủ tướng Chính phủ.
3. Mục đích nghiên cứu
- Xác định được sinh khối và khả năng hấp thụ CO
2
của rừng trồng Keo lai thuần
loài theo tuổi, mật độ và các nhân tố điều tra lâm phần tại một số tỉnh miền núi
phía Bắc.
- Đề xuất được một số ứng dụng trong việc tra cứu, tính toán và dự báo sinh khối
và lượng CO
2
hấp thụ của rừng trồng Keo lai.
- Đánh giá được khả năng cải tạo đất của rừng trồng Keo lai.
4. Những đóng góp mới của đề tài
- Xây dựng được bảng tra sinh khối và lượng CO
2
hấp thụ của rừng trồng Keo lai
theo tuổi, mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần trên các cấp đất khác
nhau phục vụ cho việc công tác dự bào và tính toán giá trị thương mại cacbon
của rừng trồng Keo lai.
- Đánh giá được khả năng cải tạo đất của rừng trồng Keo lai thuần loài, đều tuổi.
- 4 -
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số khái niệm cơ bản dùng trong luận án
- Cấp đất: hay còn gọi là cấp năng suất, phản ánh điều kiện lập địa nơi trồng
tới năng suất rừng, cấp đất tốt thì năng suất rừng cao và ngược lại. Bản chất của cấp
đất thể hiện mối quan hệ giữa các yếu tố lập địa với sinh trưởng rừng trồng thông
qua chỉ tiêu chiều cao tầng cây trội của lâm phần (H dominant) ứng với tuổi (hoặc
cấp tuổi) nhất định. Dựa vào sự biến động của chiều cao tầng cây trội ở các tuổi/cấp
tuổi trong các điều kiện hoàn cảnh khác nhau mà phân chia thành các cấp đất khác
nhau. Với cây Keo lai cấp đất được phân chia thành 4 cấp, cấp đất I là cấp đất tốt
nhất; cấp đất IV là cấp đất xấu nhất.
- Khả năng hấp thụ CO
2
của rừng: Khả năng hấp thụ CO
2
của rừng được
hiểu là khả năng thu giữ carbon từ CO
2
khí quyển để chuyển thành lượng carbon
tích luỹ trong cơ thể thực vật rừng và đất rừng. Nếu lượng carbon tích luỹ trong
rừng càng nhiều thì khả năng hấp thụ CO
2
của nó càng tốt và ngược lại.
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.2.1. Nghiên cứu về Keo lai
1.2.1.1. Sự phát hiện loài Keo lai
Keo lai là tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (A.
mangium) và Keo lá tràm (A. auriculiformis). Giống Keo lai được Messrs Herburn
và Shim phát hiện lần đầu tiên vào năm 1972 trong số những cây Keo tai tượng
được trồng ven đường ở Sook Telupid thuộc bang Sabah của Malaysia. Sau này
Tham (1976) [71] cũng coi đó là giống lai. Đến tháng 7 năm 1978, sau khi xem xét
các mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản thực vật ở Queensland (Australia) được gửi đến
từ tháng 1 năm 1977 Pedgley đã xác nhận đó là giống lai tự nhiên giữa Keo tai
tượng và Keo lá tràm (dẫn theo Lê Đình Khả, 1999) [12]. Kết quả nghiên cứu cho
thấy rằng Keo lai có khối lượng gỗ và nhiều đặc điểm hình thái trung gian giữa Keo
tai tượng và Keo lá tràm. Keo lai có ưu thế lai rõ rệt về sinh trưởng so với Keo tai
tượng và Keo lá tràm.
- 5 -
Keo lai tự nhiên cũng được phát hiện ở vùng Balamuk và Old Tonda của
Papua New Guinea (Turnbull, 1986 [72]; Gun et al, 1987 [56]; Griffin, 1988 [55]),
ở một số nơi khác tại Sabah (Rufelds, 1987) [67] và Ulu Kukut (Darus và Rasip,
1989) [53] của Malaysia. Riêng ở Sabah đã tìm thấy Keo lai ở 12 nơi. Keo lai cũng
được phát hiện ở Thái Lan (Kijkar, 1992) [58]. Ngoài ra, từ năm 1992 ở Indonesia
đã bắt đầu có thí nghiệm trồng Keo lai từ nuôi cấy mô phân sinh, cùng Keo tai
tượng và Keo lá tràm (Umboh et al, 1993) [73]. Keo lai tự nhiên còn được tìm thấy
trong vườn ươm Keo tai tượng (lấy giống từ Malaysia) của trạm nghiên cứu Jon -
Pu của Viện nghiên cứu lâm nghiệp Đài Loan (Kiang Tao et al, 1988) [59] và ở khu
trồng Keo tai tượng tại Quảng Châu (Trung Quốc).
1.2.1.2. Các công trình nghiên cứu về Keo lai
- Về giá trị sử dụng: Các nghiên cứu quan trọng có thể kể đến như sau:
+ Tiềm năng làm ván ép: Chất lượng ván ép kiểm nghiệm được thực hiện bởi
các thông số theo tiêu chuẩn Nông nghiệp Nhật Bản (JAS) cho kết quả là rất tốt đối
với loài Keo lai.
+ Tiềm năng bột giấy: Cây Keo lai có tiềm năng bột giấy và các tính chất cơ
bản của giấy cao hơn các loài bố mẹ (các dòng Keo lai từ Ba Vì) hoặc có tính chất
trung gian giữa hai loài bố mẹ (các dòng Keo lai khác được phân tích ở Nhật Bản).
Tiềm năng bột giấy của Keo lai cũng cao hơn một số loài cây khác như Bạch đàn
urô, Bạch đàn liễu, Mỡ, Bồ đề.
Ngoài ra, Keo lai còn có rất nhiều giá trị khác như: làm chất đốt, trồng Keo
lai để cải tạo đất, (dẫn theo Lê Đình Khả, 1999) [12].
- Về nhân giống: Keo lai đã được nghiên cứu nhân giống bằng hom (Griffin,
1988) 55 hoặc nuôi cấy mô bằng môi trường cơ bản Murashige và Skooge (MS)
có thêm 6 - Benzyl amino purine (BAP) 0,5 mg/l và cho ra rễ trong phòng hoặc nền
cát sông 100% với khả năng ra rễ đến 70% (Darus, 1991) 53 và sau một năm cây
mô có thể cao 1,09 m.
- Về sinh trƣởng: Đánh giá Keo lai tại Sabah một cách tổng hợp, Pinso và
Nasi (1991) 65 thấy cây lai có ưu thế lai và ưu thế lai này có thể chịu sự ảnh
- 6 -
hưởng của cả yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa. Họ cũng thấy sinh trưởng của
cây Keo lai tự nhiên đời F
1
tốt hơn xuất xứ Sabah của Keo tai tượng, song kém hơn
xuất xứ ngoại lai như Oriomo (Papua New Guinea) hoặc Claudie River (Queesland,
Australia), còn sinh trưởng của những cây đời F
2
trở đi thì không đồng đều so với
trị số trung bình và còn kém hơn cả Keo tai tượng, mặc dầu một số cây có khá hơn.
Từ năm 1991, khảo sát của Cyril Pinso đã cho thấy Keo lai có rất nhiều đặc
trưng nổi bật so với bố mẹ là nó sinh trưởng nhanh, hình thân có độ thẳng trung
gian giữa hai loài bố và mẹ, chất lượng gỗ khá hơn so với loài A.mangium. Khi
đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của cây Keo lai, Pinso và Nasi (1991) 65 thấy
rằng độ thẳng thân, đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân, ở cây Keo lai đều
tốt hơn 2 loài keo bố mẹ và cho rằng Keo lai rất phù hợp cho trồng rừng thương
mại. Cây Keo lai còn có ưu điểm là có đỉnh ngọn sinh trưởng tốt, thân cây đơn trục
và tỉa cành tự nhiên tốt (Pinyopusarerk, 1990) 66].
- Về lập địa trồng rừng: Theo Cyrin (1977) (dẫn theo [12]), Keo lai có thể
tìm thấy ở tất cả các lập địa trồng A. mangium và sinh trởng tốt trong nhiều trường
hợp, tác giả cho rằng Keo lai có yêu cầu lập địa tương tự như A. mangium.
1.2.2 Nghiên cứu về sinh khối rừng
Ngay từ thế kỷ 17 trên thế giới đã có nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật,
vai trò, cơ chế hoạt động của diệp thực vật màu xanh trong quá trình quang hợp để
tạo ra các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các yếu tố tự nhiên như đất, nước,
không khí và năng lượng mặt trời. Nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hoá
phân tích, hoá thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong
thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể trong thế kỷ
XIX. Một số nghiên cứu tiêu biểu có thể tóm tắt lại như sau:
- Xây dựng định luật "năng suất" dựa trên định luật “tối thiểu” của Liebig J. và
dựa trên các kết quả nghiên cứu về định lượng của sự tác động của thực vật tới
không khí, đã được mô tả bởi Liebig, J (1840) [62].
- Các công trình nghiên cứu về phát triển sinh khối rừng đã được tổng kết bởi
Riley G.A (1944) [68], Steemann Nielsen, E (1954) [70], Fleming, R.H. (1957) [54].
- 7 -
- Bản đồ năng suất trên toàn thế giới đã được xây dựng bởi Lieth, H. (1964)
[61], đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và
chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc
nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối
tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh.
Theo Lê Hồng Phúc (1994) [30], Duyiho công bố thực vật ở biển hàng năm
quang hợp đến 3x10
10
tấn vật chất hữu cơ, trên mặt đất là 5,3x10
10
tấn. Đối với hệ
sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình
là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450
tấn/ha/năm. Năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái đã được đưa ra bởi Dajoz
(1971) như sau:
Năng suất mía ở châu Phi: 67 tấn/ha/năm.
Năng suất rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm.
Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm.
Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm.
Đồng cỏ tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới là 23,4
tấn/ha/năm.
Sinh khối của Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm. Rừng
thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời -
1992) [38].
Công trình “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass and
primary production data” đã tập hợp 600 công trình đã được xuất bản về sinh khối khô
thân, cành, lá và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46
nước trên thế giới (Dẫn theo Canell M.G.R, 1981) [50]. Rodel D. Lasco (2002) [69]
công bố mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khối
thực vật của nó chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn và lượng
tăng trưởng sinh khối hàng năm chiếm 37%.
Phương pháp xác định sinh khối rất quan trọng quyết định đến độ chính xác
của kết quả nghiên cứu. Sau đây là một số phương pháp đã được các tác giả công bố:
- 8 -
- Công trình: “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng quát
vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối bằng ảnh vệ tinh, công bố bởi
P.S. Roy, K.G. Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956) (dẫn theo [60]).
- Một số tác giả như Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh,
1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968), đã dùng
phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối. Theo đó sinh khối được đánh giá
bằng cách xác định tốc độ đồng hoá CO
2
(dẫn theo [60]).
Phương pháp “Chlorophyll” xác định sinh khối thông qua hàm lượng
Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất. Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng
của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp được công bố bởi
Aruga và Maidi (1963).
- Whitaker, R.H (1961, 1966) [74] [75] Mark, P.L (1971) cho rằng "Số đo
năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích luỹ sinh khối ở cơ thể thực vật trong
quần xã".
- Woodwell, G.M (1965) và Whitaker, R.H (1968) [76] đã đề ra phương
pháp "thu hoạch" để nghiên cứu năng suất sơ cấp tuyệt đối.
- Newbuold P.J (1967) đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh
khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương
trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng.
- Phương pháp xác định sinh khối rừng dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối và
kích thước cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó được sử
dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966) [75]; Tritton và Hornbeck,
1982; Smith và Brand, 1983). Theo Grier và cộng sự (1989), Reichel (1991), Burton
V. Barner và cộng sự (1998) [49] do khó khăn trong việc thu thập rễ cây nên
phương pháp này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất.
- Phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxy tạo ra trong quá
trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó tính ra được năng suất và sinh khối
rừng đã được Edmonton. Et. Al đề xướng.
- Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và
- 9 -
Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow và Hui (1999), Oliveira và cộng sự
(2000), Voronoi (2001), McKenzie và cộng sự (2001) [63].
- Theo Catchpole và Wheeler (1992) bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới
của tán rừng đóng góp một phần quan trọng trong tổng sinh khối rừng. Có nhiều
phương pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, các phương pháp bao gồm:
(1)- Lấy mẫu toàn bộ cây (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương
pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan.
Năm 2002, tổ chức “Australian Greenhouse Office” [48] đã soạn thảo sổ tay
hướng dẫn đo đạc ngoài thực địa cho việc đánh giá carbon rừng bao gồm cả rừng
trồng và rừng tự nhiên. Ngoài ra, Kurniatun và cộng sự (2001) [60] cũng đã xây
dựng một hệ thống các phương pháp cho việc thu thập số liệu về sinh khối trên và
dưới mặt đất rừng nhằm phục vụ công tác nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của
rừng.
1.2.3 Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO
2
của rừng
Trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ
và trong lòng đất khoảng 2,5 Tt
(bao gồm trong đất, sinh khối tươi và vật rơi rụng),
khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt. Dòng carbon trao đổi do sự hô hấp và quang hợp của
thực vật là 0,61 Tt và dòng trao đổi giữa không khí và đại dương là 0,92 Tt.
Theo chu trình C, trong tổng số 5,5 Gt
- 6,6 Gt lượng carbon thải ra từ các
hoạt động của con người, có khoảng 0,7 Gt được hấp thụ bởi các hệ sinh thái bên trên
bề mặt trái đất, và hầu hết lượng carbon trên trái đất được tích lũy trong đại dương và
các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới. Một số năm gần đây các nhà
khoa học và chuyên gia kinh tế trên thế giới đã quan tâm đến việc tích tụ carbon
trong rừng để làm giảm bớt khả năng tích tụ khí gây hiệu ứng nhà kính trong bầu
khí quyển (Adams et al., 1993; Adams et al., 1999; IPCC, 1996, 2000) [57].
*
1 terra ton (Tt) = 10
12
tấn = 10
18
g
1 giga ton (Gt)= 10
9
tấn=10
15
g
