NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG THÔNG BA LÁ (Pinus kesiya Royle ex Gordon) TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN LẠC DƯƠNG TỈNH LÂM ĐỒNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

[\

TÔN THIỆN AN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG
THÔNG BA LÁ (Pinus kesiya Royle ex Gordon)
TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN LẠC DƯƠNG
TỈNH LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

----------------------------------------------------------------

TÔN THIỆN AN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA
RỪNG THÔNG BA LÁ (Pinus kesiya Royle ex Gordon)
TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN LẠC DƯƠNG
TỈNH LÂM ĐỒNG

Chuyên ngành

: Lâm học

Mã số

: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Hướng dẫn khoa học:
TS. LƯƠNG VĂN NHUẬN
TS. VIÊN NGỌC NAM

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2009


NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG
THÔNG BA LÁ (Pinus kesiya Royle ex Gordon)
TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN LẠC DƯƠNG,
TỈNH LÂM ĐỒNG
TÔN THIỆN AN

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:
2. Thư ký:
3. Phản biện 1:
4. Phản biện 2:
5. Ủy viên:

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

HIỆU TRƯỞNG

i


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Tôn Thiện An, sinh ngày 01 tháng 01 năm 1980, tại Thành phố Đà
Lạt, tỉnh Lâm Đồng. Con ông Tôn Tích Tùng và bà Nguyễn Đức Thị Hiệp.
Tốt nghiệp cấp III tại Trường Trung học phổ thông Xuân Trường, Thành
phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng vào năm 1997.
Tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Lâm nghiệp, hệ Tại chức tại Đại học
Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh năm 2003.
Tháng 9 năm 2007 theo học Cao học ngành Lâm học, tại Đại học Nông
Lâm, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.
Tình trạng gia đình: Hiện đang sống độc thân.
Địa chỉ liên lạc: Số 5 B Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm
Đồng.
Điện thoại: 0988.580258.
Email:

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu thu thập, xử lý, tính toán và kết quả nêu trong
luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
Người viết cam đoan

Tôn Thiện An

iii


LỜI CẢM ƠN
Với những kết quả có được ngày hôm nay, tôi vô cùng biết ơn công sinh
thành và dưỡng dục của bố mẹ, ơn giảng dạy của thầy cô Trường Đại học Nông
Lâm và sự quan tâm sự giúp đỡ của những người thân trong gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng chân thành cảm ơn thầy Lương Văn Nhuận, thầy Viên
Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp đỡ
tôi hoàn thành luận văn.
Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm, Phòng đào tạo sau
Đại học, Khoa Lâm nghiệp cảm ơn quí thầy, cô Bộ môn Quản lý tài nguyên rừng
đã tạo điều kiện thuận lợi và đã có những ý kiến đóng góp cho tôi trong quá trình
thực hiện luận văn.
Chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và cán bộ nhân viên Vườn Quốc gia
Bidoup - Núi Bà đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian
học.
Chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và cán bộ nhân viên trạm Quản lý bảo vệ
rừng Đa Nhim, Đa Sar thuộc ban Quản lý rừng Đầu nguồn Đa Nhim, tỉnh Lâm
Đồng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện và thu thập số
liệu ngoài hiện trường.
Cảm ơn các bạn và tập thể lớp Cao học Lâm nghiệp 2007, đã giúp đỡ và
động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn này.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 11 năm 2009

TÔN THIỆN AN
iv

TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của rừng thông ba lá (Pinus
kesiya Royle ex Gordon) tự nhiên tại huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng”. Nhằm
cung cấp số liệu ban đầu về lượng carbon tích lũy và hấp thụ CO2 từ rừng. Thời
gian thực hiện nghiên cứu từ tháng 01 đến tháng 9 năm 2009. Số liệu được thu thập
với 37 cây cá thể và 44 ô tiêu chuẩn trên tổng diện tích là 6.925,62 ha.
Đề tài đã thực hiện theo phương pháp điều tra và tính toán của chương trình
Winrock International đồng thời kết hợp phương pháp truyền thống trong Lâm
nghiệp.
Qua thời gian xử lý và phân tích, đề tài đã đạt được kết quả về quan hệ giữa
các nhân tố điều tra rừng:
Hvn = 1,2396 * D1,30,767795 và V = 0,000062 * D1,3 1,85683 * Hvn1,02455.
Về sinh khối tươi trung bình của cây cá thể đạt 1.323,34 kg Trong đó: thân
là 786,05 kg, cành là 229,39 kg, lá là 57,53 kg và rễ là 250,37 kg. Sinh khối khô
của cây cá thể sẽ bằng 47,84% của sinh khối tươi. Sinh khối tươi quần thể là 454,32
tấn/ha. Sinh khối khô bình quân của quần thể từ 19,71 tấn/ha đến 231,61 tấn/ha.
Sinh khối bộ phận thân 129,93 ± 11,02 tấn/ha chiếm 56,11%, sinh khối bộ phận
cành 41,11 ± 3,49 tấn/ha chiếm 17,75%, sinh khối lá 14,44 ± 1,59 tấn/ha chiếm
6,22% và sinh khối trong bộ phận rễ 46,13 ± 3,92 tấn/ha chiếm 19,91%.
Lượng carbon tích lũy trong cây là 50,12% sinh khối khô của cây. Khả năng
hấp thụ CO2 theo cấp độ cao 1 là 276,80 tấn/ha, độ cao cấp 2 trung bình là 442,82
tấn/ha, độ cao cấp 3 là 482,28 tấn/ha. Với tổng diện tích rừng trong khu vực nghiên
cứu là 6.495,62 ha, lượng carbon tính lũy là 321,458 tấn hay năng lực hấp thụ CO2
của tổng diện tích nghiên cứu là 1.201,88 tấn. Tổng giá trị tính đến thời điểm
nghiên cứu của khu vực được lượng giá bằng tiền là 1.114.934.235.897 đồng
(tương đương 41.226.814 Euro).

v

SUMMARY
The thesis “Study on the ability of CO2 absorting of natural Pinus kesiya
Royle ex Gordon in Lac Duong district, Lam Dong province” carried out in Da
Nhim Forest Protection Board, Lac Duong district, Lam Dong province. From
Juanarly to October, 2009. The data was collected from 37 individual trees and 44
plots in 6.925,62 ha.
The method of investigation and calculation of the thesis is based on
Winrock International program while combining traditional methods in forestry
today.
Over time processing and analysis, the thesis has achieved results on the
relationship between the factors investigated forest: Hvn = 1,2396 * D1,30,767795 and
V = D1,3 1,85683 * Hvn1,02455.
The average fresh biomass of individual trees reached 1.323,34 kg of which
trunk is 786,05 kg, 229,39 kg of branch, leave is 57,53 kg and root is 250,37 kg.
Dry biomass of individual tree equals to 47,84% of fresh biomass. Fresh biomass of
population is 454,32 tonnes/ha. The average dry biomass of the population is from
19,71 tons/ha to 231,61 tonnes/ha. Trunk biomass is 129,93 ± 11,02 tons/ha
accounting for 56,11%, branch biomass is 41,11 ± 3,49 tonnes/ha accounting for
17,75%, leaf biomass is 14,44 ± 1,59 tons/ha, occupies 6,22% and root biomass in
section is 46,13 ± 3,92 tonnes/ha accounting for 19,91%.
Ability to absorb CO2 by topography class 1 is 276,80 tonnes/ha, of class 2
is 442,82 tons/ha, level 3 is 482,28 tonnes/ha. The total research forest area is
6.495,62 ha, carbon absorbing is 321,458 tons or CO2 absorption capacity of the
research area is 1.201,88 tons. The total value of the study area in cash is
1.114.934.235.897 VND (equivalent to 41.226.814 Euros) at the time study.

vi

MỤC LỤC
Trang chuẩn y ......................................................................................................i
Lý lịch cá nhân....................................................................................................ii
Lời cam đoan .................................................................................................... iii
Lời cảm ơn .........................................................................................................iv
Tóm tắt ................................................................................................................ v
Summary ............................................................................................................vi
Mục lục ............................................................................................................ vii
Danh sách các chữ viết tắt .................................................................................xi
Danh sách các bảng ........................................................................................ xiii
Danh sách các hình ..........................................................................................xiv
Chương 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.2. Mục đích của đề tài ...................................................................................... 3
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................................................... 3
1.4. Phạm vi và giới hạn vấn đề nghiên cứu ....................................................... 3
Chương 2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 4
2.1. Tình hình nghiên cứu khả năng tích tụ carbon cây rừng ............................. 4
2.1.1. Khái niệm chung về khả năng tích tụ carbon của cây rừng ....................... 4
2.1.2. Nghiên cứu về khả năng tích tụ carbon trên thế giới .................................. 6
2.1.3. Nghiên cứu về khả năng tích tụ carbon trong nước .................................. 10
2.2. Tình hình nghiên cứu sinh khối ................................................................. 12
2.2.1. Những nghiên cứu về sinh khối trong nước ............................................... 16
2.2.2. Những nghiên cứu về sinh khối trên thế giới ............................................. 18
2.3. Tình hình nghiên cứu về thông ba lá…………………………………...…....19

2.3.1. Tình hình nghiên cứu thông ba lá trên thế giới .......................................... 19
vii

2.3.2. Tình hình nghiên cứu thông ba lá trong nước ........................................ 20
Chương 3. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐIỂM KHU
VỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................... 24
3.1.1. Tương quan giữa các chỉ tiêu điều tra ......................................................... 24
3.1.2. Xác định sinh khối ở các bộ phận của rừng thông ba lá ......................... 23
3.1.3. Xác định lượng carbon tích lũy trong các bộ phận của rừng thông ba
lá ..................................................................................................................... 24
3.1.4. Tương quan giữa lượng carbon tích lũy trên toàn khu vực nghiên cứu
với một số nhân tố điều tra (N, D1,3, Hvn, G và M) của rừng thông ba lá
........................................................................................................................ 25

3.1.5. Biểu tra tích tụ carbon cho rừng thông ba lá tự nhiên.............................. 25
3.2. Phương pháp nghiên cứu………………………………….…………………..24

3.2.1. Phương pháp luận .......................................................................................... 25
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể................................................................... 25
3.2.2.1. Phương pháp điều tra, thu thập và đo đếm số liệu ngoài thực địa ....... 25
3.2.2.2. Tính toán sinh khối ở các bộ phận trên mặt đất và dưới mặt đất ......... 29
3.2.2.3. Phương pháp xác định lượng carbon tích lũy trong các bộ phận của
cây .................................................................................................................. 30
3.2.2.4. Tương quan giữa lượng carbon tích lũy trên toàn khu vực nghiên cứu
với các chỉ tiêu điều tra (N, D1,3, Hvn, V và M) ........................................ 30
3.2.2.5. Lập biểu tra cho rừng thông ba lá tự nhiên ............................................. 31
3.3. Đối tượng và địa điểm khu vực nghiên cứu .............................................. 31
3.3.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 31
3.3.2. Đặc điểm phân bố thông ba lá...................................................................... 31
3.3.3. Hình thái và đặc điểm sinh trưởng .............................................................. 32
3.3.4. Đặc tính sinh thái ........................................................................................... 32
3.3.5. Công dụng và ý nghĩa kinh tế ...................................................................... 33

3.4. Khu vực nghiên cứu ................................................................................... 33
3.5. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................. 34

viii


3.5.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 34
3.5.1.1.Vị trí địa lý ................................................................................................... 34
3.5.1.2. Địa hình ....................................................................................................... 34
3.5.1.3. Thổ nhưỡng ................................................................................................. 35
3.5.1.4. Điều kiện khí hậu và thời tiết .................................................................... 35
3.5.1.5. Hệ thống sông suối, thuỷ văn.................................................................... 36
3.5.2. Hiện trạng đất đai và tài nguyên ............................................................. 36
3.5.2.1. Hiện trạng đất đai theo cơ cấu, trạng thái và chức năng ....................... 36
3.5.2.2. Tài nguyên rừng.......................................................................................... 37
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 39
4.1. Tương quan giữa các chỉ tiêu điều tra cây cá thể ...................................... 39
4.1.1. Tương quan giữa chiều cao (Hvn) và đường kính (D1,3) ............................ 39
4.1.2. Tương quan giữa thể tích cây cá thể (V m3) với chiều cao (Hvn) và đường
kính (D1,3) ...................................................................................................... 41
4.2. Sinh khối cây cá thể ................................................................................... 41
4.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá thể ............................................................... 41
4.2.2. Tương quan giữa sinh khối tươi với các bộ phận của cây cá thể............. 43
4.2.2.1. Tương quan giữa tổng sinh khối tươi và D1,3.......................................... 43
4.2.2.2. Tương quan giữa tổng sinh khối tươi với thể tích .................................. 44
4.2.2.3. Tương quan giữa sinh khối tươi các bộ phận với đường kính .............. 45
4.2.3. Cấu trúc sinh khối khô cây cá thể ................................................................ 46
4.2.3.1. Tương quan giữa tổng sinh khối khô và đường kính ............................. 49
4.2.3.2. Tương quan giữa tổng sinh khối khô với thể tích .................................. 49
4.2.3.3. Tương quan giữa sinh khối khô các bộ phận với đường kính D1,3....... 50

4.2.4. Tương quan giữa sinh khối khô và sinh khối tươi ..................................... 51
4.2.5. Kiểm tra khả năng ứng dụng của các phương trình tương quan của cây
cá thể thông qua các cây đối chứng và các chỉ tiêu tính toán ................. 52
4.3. Sinh khối quần thể ..................................................................................... 54
4.3.1. Sinh khối tươi quần thể ................................................................................. 55

ix


4.3.1.1. Kết cấu sinh khối tươi của quần thể ......................................................... 55
4.4.1.2. Sinh khối tươi của quần thể thông ba lá .................................................. 57
4.3.1.3. Kết cấu sinh khối khô của quần thể ......................................................... 57
4.3.1.4. Sinh khối khô quần thể .............................................................................. 59
4.3.2. Kiểm tra và so sánh khả năng vận dụng các phương trình tương quan .. 59
4.4. Khả năng tích tụ carbon của loài thông ba lá ............................................ 60
4.4.1. Khả năng tích tụ carbon của cây cá thể ...................................................... 60
4.4.1.1. Tương quan giữa lượng carbon tích lũy với D1,3 .................................... 60
4.4.1.2. Tương quan giữa carbon tích lũy với thể tích (V/m3)............................ 63
4.4.1.3. Tương quan giữa lượng carbon tích lũy với sinh khối khô của cây cá
thể ................................................................................................................... 64
4.4.2. Khả năng tích tụ carbon của quần thể ......................................................... 65
4.4.2.1. Kết cấu carbon và cấu trúc CO2 các bộ phận của quần thể ................... 65
4.4.2.2. Đánh giá lượng C và CO2 của quần thể theo cấp độ cao ....................... 67
4.4.2.3. Tương quan giữa carbon quần thể với các nhân tố điều tra .................. 68
4.4.2.4. Tương quan giữa carbon các bộ phận của quần thể với các nhân tố
điều tra ........................................................................................................... 70
4.4.2.5. Tương quan giữa carbon quần thể với tiết diện ngang .......................... 71
4.4.2.6. Tương quan giữa carbon quần thể với trữ lượng.................................... 73
4.5. Bảng tra sinh khối, carbon và CO2 của cây thông ba lá ............................ 74
4.6. Hướng dẫn sử dụng bảng tra sinh khối để xác định khả năng tích tụ carbon

của lâm phần .......................................................................................... 74
4.7. Lượng giá năng lực hấp thụ CO2 bằng tiền của quần thể .......................... 75
4.8. Đề xuất một số biện pháp lâm sinh cho đơn vị kinh doanh rừng .............. 76
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 77
5.1. Kết luận ...................................................................................................... 77
5.2. Kiến nghị.................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 79
PHỤ LỤC ..................................................................................................................a

x


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
C

Carbon - các bon

CO2

Carbon Dioxide - Cácbonic

Ct

Carbon tổng

Cca

Carbon cành

Cla

Carbon lá

Cth

Carbon thân

Cre

Carbon rễ

Ctqth

Carbon tổng quần thể

CDM

Clean Development Mechanism - Cơ chế phát triển sạch

CER

Carbon Credit - Tín chỉ carbon

DEM

Digital Elevation Map - Mô hình số độ cao

FAO

Food and agriculture organization - Tổ chức lương thực nông nghiệp

thế giới

Gt

Giga ton

GIS

Geographical Information System - Hệ thống thông tin địa lý toàn cầu

GPS

Global Position System - Hệ thống định vị toàn cầu

GHG

Green House Gar - Khí gây hiệu ứng nhà kính

N2O

Nitrous Oxide Gar

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change - Ban Liên chính phủ về
biến đổi khí hậu

IUCN

International Conservation Union - Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên

Quốc tế

LULUCF

Land use, land use change and forestry - Sử dụng đất, thay đổi
sử dụng đất và lâm nghiệp

CH4

Mê tan

PES

Payment Environment Service - Chi trả dịch vụ môi trường

xi


Tt

Tera ton

V

Thể tích thân cây

Vov

Thể tích thân cây không vỏ

Vcv

Thể tích thân cây có vỏ

W

Sinh khối

Wtth

Sinh khối thân tươi cây cá thể

Wtca

Sinh khối cành tươi cây cá thể

Wtla

Sinh khối lá tươi cây cá thể

Wtre

Sinh khối rễ tươi cây cá thể

Wtt

Tổng sinh khối tươi cây cá thể

Wkth

Sinh khối thân khô cây cá thể

Wkca

Sinh khối cành khô cây cá thể

Wkla

Sinh khối lá khô cây cá thể

Wtk

Tổng sinh khối khô cây cá thể

Wttqth

Tổng sinh khối tươi của quần thể

Wtkqth

Tổng sinh khối khô của quần thể

Wkthqth

Sinh khối thân khô của quần thể

Wkcaqth

Sinh khối cành khô của quần thể

Wklaqth

Sinh khối lá khô của quần thể

Wkreqth

Sinh khối rễ khô của quần thể

Wtkt

Tổng sinh khối khô trên mặt đất

Wtkd

Tổng sinh khối khô dưới mặt đất

Ylt

Sinh khối lý thuyết

Ytn

Sinh khối thực nghiệm

UNFCCC

United Nations Frame Convention on Climate Change - Công ước
khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu

UNEP

United Nations Enviromental Programme - Chương trình Môi trường
Liên Hợp Quốc

REDD

Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng

∆%

Sai số tương đối

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng dự trữ carbon toàn cầu trong thực vật và các bể carbon của đất tới
độ sâu 1 m (IPCC, 2000) ......................................................................... 4
Bảng 3.1: Tổng diện tích khu vực chia theo cấp độ cao ......................................... 26
Bảng 3.2: Hiện trạng và cơ cấu sử dụng đất (Đơn vị tính: ha)................................ 36
Bảng 4.1: Phương trình tương quan giữa Hvn và D1,3 .............................................. 39
Bảng 4.2: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối tươi với đường kính ....... 44
Bảng 4.3: Phương trình tương quan giữa tổng tươi với thể tích ............................. 45
Bảng 4.4: Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi và đường kính................. 45
Bảng 4.5: Tương quan giữa sinh khối khô các bộ phận với đường kính ................ 50
Bảng 4.6: Kiểm tra sai số tương đối phương tình sinh khối khô cây cá thể ........... 53
Bảng 4.7: Kết cấu sinh khối tươi của các quần thể ................................................. 56
Bảng 4.8: Kết cấu sinh khối khô quần thể ............................................................... 58
Bảng 4.9: Kiểm tra và so sánh đối chứng................................................................ 59
Bảng 4.10: Phương trình tương quan giữa carbon tổng với D1,3 ............................. 61

Bảng 4.11: Phương trình tương quan giữa carbon các bộ phận với D1,3 ................. 62
Bảng 4.12: Phương trình tương quan giữa carbon cây cá thể với thể tích .............. 63
Bảng 4.13: Tương quan carbon giữa các bộ phận với sinh khối khô các bộ phận.. 65
Bảng 4.14: Lượng CO2 hấp thụ trong các bộ phận của quần thể ............................ 66
Bảng 4.15: Quan hệ giữa khả năng tích tụ carbon quần thể và nhân tố điều tra ..... 69
Bảng 4.16: Kết quả phân tích ANOVA mối quan hệ giữa carbon .......................... 70
của quần thể với các nhân tố điều tra .................................................... 70
Bảng 4.17: Tương quan carbon quần thể các bộ phận với tiết diện ngang (m2/ha) 72
Bảng 4.18: Tương quan carbon quần thể với trữ lượng (m3) .................................. 73
Bảng 4.19: Lượng giá khu vực nghiên cứu ............................................................. 75

xiii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Chu trình carbon toàn cầu. ........................................................................ 8
Hình 3.1: Bản đồ địa hình DEM phân chia cấp độ cao ........................................... 26
Hình 3.2: Bảng tính dung lượng mẫu trong Excel của Winrock............................. 27
Hình 3.3: Kích thước diện tích ô và kích cỡ cây đo đếm trong ô tiêu chuẩn .......... 27
Hình 3.4: Địa điểm và vị trí khu vực nghiên cứu.................................................... 38
Hình 4.1: Đồ thị tương quan Hvn - D1,3 ................................................................... 40
Hình 4.2: Tỷ lệ sinh khối tươi bộ phận của cây cá thể ............................................. 43
Hình 4.3: Đồ thị sinh khối tươi các bộ phận của cây cá thể.................................... 46
Hình 4.4: Tỷ lệ sinh khối khô của các bộ phận của cây cá thể ............................... 47
Hình 4.5: Đồ thị tương quan giữa tổng sinh khối trên và dưới mặt đất .................. 48
Hình 4.6: Đồ thị sinh khối khô của các bộ phận với D1,3 của cây cá thể ................ 51
Hình 4.7: Đồ thị tỷ lệ % sinh khối khô và tươi. ...................................................... 52
Hình 4.8: Đồ thị so sánh sinh khối với các nghiên cứu của các tác giả khác ......... 54
Hình 4.9: Tương quan giữa Ct và D1,3 .................................................................... 62
Hình 4.10: Đồ thị tương quan giữa carbon bộ phận với đường kính ...................... 63

Hình 4.11: Lượng CO2 tích lũy của các bộ phận cây theo cấp độ cao .................... 68
Hình 4.12: Bảng tra sinh khối, carbon và CO2 trong phần mềm Excel .................. 75

xiv


DANH SÁCH CÁC HÌNH PHỤ LỤC
Hình 1: Rừng thông 3 lá tự nhiên ......................................................................... XVI
Hình 2: Lựa chọn cây tiêu chuẩn ......................................................................... XVI
Hình 3: Dùng phương tiện cơ giới ....................................................................... XVI
Hình 4: Đo chỉ tiêu của cây ngã ........................................................................... XVI
Hình 5: Tách mẫu từng bộ phận ........................................................................... XVI
Hình 6: Tách mẫu từng bộ phận cây .................................................................... XVI
Hình 7: Đào cây phần gốc và rễ ......................................................................... XVI I
Hình 8: Cân các bộ phận cây............................................................................... XVII
Hình 9: Giải tích cây ngã..................................................................................... XVII
Hình 10: Cân sinh khối thân cây ......................................................................... XVII
Hình 11: Kết hợp với máy đào gốc cây .............................................................. XVII
Hình 12: Cân bộ phận rễ cây ............................................................................... XVII
Hình 13: Thu mẫu phân tích...............................................................................XVIII
Hình 14: Cân và thu mẫu gốc ............................................................................. XVIII
Hình 15: Thu mẫu về phân tích .........................................................................XVIII
Hình 16: Cân mẫu trước khi phân tích ............................................................... XVIII
Hình 17: Cân bộ phận mẫu.................................................................................XVIII
Hình 18: Ký hiệu trước khi phân tích................................................................. XVIII

xv


Chương 1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Sự sống xuất hiện trên trái đất đã mở đầu cho sự chuyển hóa của khí
carbonic (CO2). Thực vật hấp thụ khí CO2 từ khí quyển và sử dụng nó trong quang
hợp để tạo ra đường và các hợp chất khác của thực vật giúp cho sinh trưởng và sự
biến dưỡng. Thực vật thân gỗ có đời sống dài nên nó dự trữ carbon trong gỗ hay
các mô khác. Khi vật liệu của thực vật phân hủy trong đất, một phần carbon trong
mô thực vật có thể thành một phần của chất hữu cơ trong đất, phục vụ như là một
bể chứa carbon vĩnh viễn. Tuy nhiên, khi một khu rừng nào đó bị khai phá hay
chuyển sang các mục đích khác thì tất cả lượng carbon được chứa trong những cây
gỗ và đất được phóng thích vào khí quyển. Vai trò "cố định" carbon này của thảm
thực vật, đặc biệt là rừng có ý nghĩa rất quan trọng trong việc làm giảm phát thải
khí CO2 và giảm nhẹ các nguy cơ của sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Bằng những
phương pháp khác nhau chúng ta sẽ tăng lượng carbon dự trữ dưới dạng cây xanh,
chất hữu cơ trong đất và trong sản phẩm từ gỗ, đồng thời làm giảm đáng kể lượng
khí CO2 trong khí quyển. Chính vì vậy tích lũy carbon dần dần trở thành một trong
những nhiệm vụ cơ bản của ngành Lâm nghiệp nói riêng, ngành Môi trường nói
chung và những ngành liên quan. Cho đến nay, còn rất nhiều vấn đề xung quanh sự
thay đổi của khí hậu, một hệ quả của sự nóng lên toàn cầu, vẫn chưa được giải
quyết thỏa đáng. Đặc biệt là những ảnh hưởng của sự thay đổi đó lên những vùng,
khu môi trường sinh thái nhạy cảm. Đã có nhiều cuộc hội thảo về biến đổi khí hậu,
đặc biệt là thuế carbon, có những nhận định rằng: “Thuế carbon sẽ là cơ sở để
nhanh chóng đạt được một hiệp ước quốc tế có hiệu lực trên toàn cầu về cắt giảm
khí thải CO2” và đây là cách duy nhất để giữ trái đất được trong lành.

1


Toàn bộ lượng carbon dự trữ được tạo bởi kết quả của sự hấp thụ khí CO2 từ
khí quyển và chuyển hóa về dạng chất hữu cơ thực vật và trong đất. Điều này cho

thấy rằng nếu tăng lượng carbon dự trữ trong môi trường sinh thái sẽ có khả năng
giảm lượng khí CO2 trong khí quyển. Giữ và tăng lượng carbon dự trữ có thể thực
hiện bằng nhiều phương pháp, như bảo vệ và trồng thêm rừng, chống xói mòn đất,
sử dụng gỗ ván trong xây dựng…hạn chế đốt và xử lý các phế phẩm lâm sản bằng
các chất hóa học. Khi đó nguồn carbon dự trữ sẽ tồn tại dưới dạng tích lũy. Cây
xanh hấp thụ CO2 từ khí quyển chuyển thành gỗ và các sản phẩm lâm sản được sử
dụng trong nhiều mục đích khác nhau. Bằng những phương pháp khác nhau chúng
ta sẽ làm tăng được lượng carbon dự trữ dưới dạng cây xanh, chất hữu cơ trong đất
và trong sản phẩm từ gỗ, từ đó làm giảm đáng kể lượng khí CO2 trong khí quyển…
Chính vì vậy, việc tính toán khả năng tích tụ carbon dần dần trở thành một
trong những nhiệm vụ cơ bản của ngành lâm nghiệp nói riêng, ngành môi trường nói
chung và những ngành liên quan. Đây là vấn đề quan tâm không chỉ của một hay vài
nước mà là vấn đề toàn cầu. Việt Nam đã tham gia Nghị định thư Kyoto nhưng vấn
đề về môi trường hiện đang còn bỏ ngỏ, thiếu các thông tin cũng như phương pháp
tính toán, dự báo lượng CO2 hấp thụ bởi thảm thực vật trong những diện tích rừng
hiện có. Thời gian gần đây tại Việt Nam đã bắt đầu chú ý đến vấn đề môi trường sau
khi phát hiện hàng loạt các vụ vi phạm môi trường nghiêm trọng.
Do đó việc nghiên cứu về khả năng tích tụ carbon trong rừng là việc làm cần
thiết để làm cơ sở tính toán những giá trị kinh tế mà rừng mang lại, đồng thời làm cơ
sở cho việc tính toán chi phí chi trả dịch vụ môi trường (PES) và giảm phát thải từ mất
rừng và suy thoái rừng (REDD). Xuất phát từ những lý do này, chúng tôi thực hiện đề
tài: “Nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của rừng thông ba lá (Pinus kesiya
Royle ex Gordon) tự nhiên tại huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng”. Đề tài này
được thực hiện với mong muốn đóng góp một phần nhỏ trong việc cung cấp số liệu về
khả năng tích tụ carbon của kiểu rừng thông ba lá tự nhiên ở Lâm Đồng trên diện tích
nghiên cứu lớn, từ đó làm cơ sở tính toán về giá trị chi trả môi trường, một động lực rất
lớn cho các chủ rừng và cộng đồng sống gần rừng trong việc lựa chọn những cách
thức quản lý rừng hoặc lựa chọn các phương thức sản xuất khác.

2

1.2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu khả năng tích tụ carbon rừng thông ba lá Lâm Đồng làm cơ sở
khoa học cho việc áp dụng chi trả dịch vụ môi trường rừng, giá trị thương mại của
carbon. Góp phần ứng dụng và phát triển phương pháp định lượng khả năng tích tụ
carbon của rừng, từ đó đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý, nhằm năng cao
khả năng tích tụ carbon, hấp thụ CO2 từ rừng và phát triển rừng bền vững tại Ban
Quản lý rừng Phòng hộ đầu nguồn Đa Nhim nói riêng, tỉnh Lâm Đồng nói chung.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Tính toán khả năng tích tụ carbon và qua đó tính toán khả năng hấp thụ
CO2 của rừng thông ba lá tự nhiên.
- Cơ sở để tính toán dịch vụ chi trả môi trường và tham gia vào thị trường
carbon.
1.4. Phạm vi và giới hạn vấn đề nghiên cứu
Do giới hạn về nguồn lực, thời gian, kinh phí nên luận văn chỉ tập trung trên
đối tượng rừng thông ba lá tự nhiên thuần loại thuộc diện tích rừng phòng hộ của
Ban Quản lý rừng Phòng hộ đầu nguồn Đa Nhim. Chỉ tập trung trên đối tượng rừng
thông ba lá tự nhiên thuộc các tiểu khu: 118, 119, 121, 132, 133, 134.
Trong phạm vi đề tài nghiên cứu chỉ xác định lượng carbon tích lũy trong
các bộ phận trên mặt đất (thân, lá và cành) và dưới mặt đất (rễ có đường kính lớn
hơn 2 mm), 5 cm < D1,3 < 75 cm của cây thông ba lá tự nhiên trong thời điểm hiện
tại. Chỉ xác định khả năng tích tụ carbon trong sinh khối của cây gỗ, chưa có điều
kiện xác định sự cố định carbon của thực vật hạ tầng và carbon trong chất hữu cơ
của đất. Không nghiên cứu về trạng thái của rừng thông ba lá.
Nghiên cứu tổng diện tích của khu vực theo 3 cấp độ cao.
-

Cấp độ cao 1: Từ 1.000 m - 1.299 m

-

Cấp độ cao 2: Từ 1.300 m - 1.499 m

-

Cấp độ cao 3:

Trên 1.500 m.

3


Chương 2
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Tình hình nghiên cứu khả năng tích tụ carbon cây rừng
2.1.1. Khái niệm chung về khả năng tích tụ carbon của cây rừng
Tại Hội nghị thượng đỉnh Trái đất ở Rio de Janeiro, cộng đồng quốc tế đã
thỏa thuận và ban hành Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu
(UNFCCC, 1992). Các ước lượng về dự trữ carbon bởi Ủy ban Quốc tế về biến đổi
khí hậu (IPCC, 2000) được liệt kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1: Bảng dự trữ carbon toàn cầu trong thực vật và các bể carbon
của đất tới độ sâu 1 m (IPCC, 2000)
109 ha
(Gt)
1,76

Thực vật
(Gt)
212

Đất
(Gt)
216

Tổng
(Gt)
428

Rừng ôn đới

1,0

59

1

60

Rừng phương bắc

1,37

88

4

92

Các savan nhiệt đới

2,25

66

2

68

Các đồng cỏ ôn đới

1,25

9

2

11

Các hoang mạc và bán hoang mạc

4,55

8

1

9

Đài nguyên

0,95

6

1

7

Đất ngập nước

0,35

15

2

17

Đất canh tác

1,60

3

1

4

Phân loại

Rừng nhiệt đới

(Nguồn: Florencia và Carl, 2005)
Qua bảng 2.1 cho thấy rừng nhiệt đới là nơi dự trữ carbon trong thực vật lớn
nhất, trong khi rừng phương bắc thì lượng dự trữ carbon trong đất là lớn nhất. Các
savan chứa khoảng một phần ba lượng carbon trong thực vật so với dự trữ của rừng
nhiệt đới. Tuy nhiên, các savan có sự dự trữ carbon lớn trong đất tương tự như của
4


các đồng cỏ ôn đới (1 Gt = 109 tấn = 1015g ).
Trong Điều 2 của Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu
nhấn mạnh rằng, mục đích tối ưu của nó là nhằm đạt được: “Sự ổn định về nồng độ
của các khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG) trong khí quyển ở một mức có thể ngăn
ngừa những tác động đối với hệ thống khí hậu nguy hiểm cho con người. Mức này
cần đạt được trong một phạm vi thời gian đủ để cho phép các hệ sinh thái thích ứng
một cách tự nhiên với biến đổi khí hậu, để đảm bảo rằng sản xuất lương thực thực
phẩm không bị đe dọa và cho phép phát triển kinh tế được tiến hành một cách bền
vững”.
Vì tầm quan trọng của rừng trong việc làm giảm phát thải khí nhà kính, các
nhà khoa học bắt đầu đồng ý rằng rừng phải được bảo tồn hay cần được tái lập. Sự cố
định carbon trên lâm nghiệp dựa trên hai cách tiếp cận: tích tụ carbon trong hoạt
động trồng rừng mới và bảo tồn carbon trong thảm thực vật hiện có. Cách tiếp cận
thứ nhất bao gồm mọi hoạt động, thu hút việc trồng những cây gỗ mới như: tạo rừng
(trồng rừng mới), tái tạo rừng (trồng lại rừng), nông lâm kết hợp hay làm tăng sự
sinh trưởng của rừng hiện có bằng cách áp dụng các biện pháp lâm sinh phù hợp.
Cách tiếp cận thứ hai bao gồm ngăn ngừa sự phóng thích của carbon dự trữ hiện có
qua ngăn ngừa hay giảm thiểu sự mất rừng, thay đổi sử dụng đất hay giảm thiểu thiệt
hại cho rừng. Điều này có thể bao gồm bảo tồn rừng hay các phương pháp gián tiếp
nhằm tăng hiệu quả sản xuất của canh tác nương rẫy. Các phương thức khai thác gỗ

hợp lý và phòng chống lửa rừng là ví dụ khác của các hành động nhằm bảo vệ
lượng carbon dự trữ hiện có (Florencia và Carl, 2005).
Theo IPCC (2000) thì CO2 chiếm tới 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn
cầu, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai
đoạn 1850 - 1998 (Phan Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2006). Trong giai đoạn này,
có tới 270 ± 30 Gt carbon xâm nhập vào bầu khí quyển trái đất do kết quả của đốt
nhiên liệu và sản xuất xi măng, 136 ± 55 Gt carbon tạo thành từ việc thay đổi mục
đích sử dụng đất, cụ thể là cày xới đất và sử dụng đất rừng làm đất canh tác nông
nghiệp. Mặc dù không phải toàn bộ khối lượng khổng lồ carbon đó đọng lại trong

5


bầu khí quyển của chúng ta, mà một phần rất lớn (2/3) được hấp thụ bởi đại dương
và môi trường sinh thái trên bề mặt trái đất. Tuy nhiên số còn lại (1/3, tương ứng là
176 Gt carbon) còn đọng lại trong khí quyển. Đây là lượng bổ sung đáng kể, nó làm
tăng lượng carbon trong khí quyển lên 20% (Mỹ Nhẫn, 2005).
Trước xu hướng gia tăng phát thải các chất khí gây "hiệu ứng nhà kính" như:
mêtan (CH4), nitrous oxide gar (N2O) và đặc biệt là khí cacbonic (CO2), việc
nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của các hệ sinh thái là một vấn đề mà hiện đang
được rất nhiều nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Qua khả năng tích tụ carbon, có thể
kỳ vọng làm giảm sự tích lũy của carbon dioxid. Tuy nhiên, khả năng tích tụ
carbon của các khu rừng tự nhiên vẫn chưa được quan tâm đúng mức, điều này có
thể “dẫn sự sai lệch trong các đánh giá về giá trị kinh tế và ảnh hưởng đến việc lựa
chọn chính sách” (Phạm Vũ Quỳnh Hoa, 2008).
2.1.2. Nghiên cứu về khả năng tích tụ carbon trên thế giới
Palm và ctv (1986) đã cho rằng lượng carbon trung bình trong sinh khối
phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới Châu Á là 185 tấn/ha và biến động từ 25 - 300
tấn/ha. Kết quả nghiên cứu của Brown (1991) cho thấy rừng nhiệt đới ở Đông Nam
Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 tấn

C/ha) và trước khi có tác động của con người thì các trị số tương ứng là 350 - 400
tấn/ha (tương đương 175 - 200 tấn C/ha).
Brown và Pearce (1994) đã đưa ra các số liệu đánh giá lượng carbon và tỷ lệ
thất thoát đối với rừng nhiệt đới. Theo đó một khu rừng nguyên sinh có thể tích tụ
được 280 tấn carbon/ha và sẽ giải phóng 200 tấn carbon/ha nếu bị chuyển thành du
canh du cư và sẽ giải phóng carbon nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành
đồng cỏ hay đất nông nghiệp. Rừng trồng có thể tích lũy khoảng 115 tấn carbon và
con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp.
Tiếp đến, theo Brown (1997) thì rừng là bể chứa carbon khổng lồ của trái
đất. Tổng lượng tích tụ carbon dự trữ của rừng trên toàn thế giới khoảng 830 Pg
carbon, trong đó carbon trong đất lớn hơn 1,5 lần carbon dự trữ trong thảm thực
vật.

6


Loveland và Belward (1997) đã khẳng định do các vấn đề về lấy mẫu và
đo lường bằng công nghệ viễn thám, nên các số đo về carbon dự trữ chưa được
chính xác. Trong 20 năm qua, các nhà khoa học đã cố gắng tính toán lượng dự
trữ carbon toàn cầu của rừng nhiệt đới, cũng như sự thay đổi trong sử dụng đất.
Gần đây các dữ liệu vệ tinh và viễn thám đã được sử dụng trong khoảng thời
gian dài để xác định độ che phủ, cung cấp các ước lượng chính xác hơn về sự
thay đổi trong thực vật mỗi năm.
Khi tiến hành nghiên cứu tại Philippines, Lasco (1999) cho biết ở rừng tự
nhiên thứ sinh có 86 - 201 tấn carbon/ha trong phần sinh khối trên mặt đất. Ở rừng
già con số đó là 185 - 260 tấn carbon/ha (tương đương 370 - 520 tấn sinh khối/ha,
lượng carbon ước chiếm 50% sinh khối).
Ngoài ra, theo Dixon (1995) trong một số quốc gia nhiệt đới khác, thì động
cơ kinh tế được cung cấp cho sự thiết lập các hệ thống nông lâm kết hợp dưới dạng
tín chỉ carbon. Ví dụ: chính phủ Hà Lan đã cam kết cung cấp 25 năm tài chính cho

các dự án trồng tái tạo rừng bao phủ 2.500 km2 ở Nam Mỹ, để bù đắp phát thải từ
các trạm năng lượng đốt bằng than ở Hà Lan (Myers, 1996). Khi khái niệm “tín chỉ
carbon” (CER) được những người phát thải qua sử dụng nhiên liệu hóa thạch chi
trả cho các dự án cố định hay giảm xuất lượng carbon trở thành phổ biến hơn,
nhiều quốc gia và tổ chức quốc tế sẽ tìm kiếm những cách thức sáng tạo để tăng
cường sự cố định carbon (Watson và ctv, 2000).
Tại Indonesia Noordwijk (2000) đã nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của
các rừng thứ sinh, các hệ nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm. Kết quả cho
thấy lượng carbon tích lũy trung bình là 2,5 tấn/ha/năm.
Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng carbon
tích lũy của rừng được thực hiện bởi McKenzie (2001) và Ilic (2000). Theo
McKenzie và ctv (2001) thì lượng carbon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở
bốn bộ phận chính như: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và
đất rừng.
Khí CO2 của khí quyển tăng tuyến tính từ năm 1850 đến 1960, nhưng từ đó

7


đến nay nó đã tăng theo lũy thừa. Vấn đề này chỉ mới được thảo luận rộng rãi và
quan tâm cách đây ít năm, sự ấm lên của trái đất hiện được nhìn nhận thực tế là
nguy hiểm (Bishop và Landell - Mills, 2002).
Brown và ctv (1980) đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon trung
bình trong rừng nhiệt đới Châu Á là 144 tấn carbon/ha trong phần sinh khối và 148
tấn carbon/ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1 m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn carbon
trong toàn châu lục. Houghton (1991) đã chứng minh lượng carbon trong rừng
nhiệt đới Châu Á là 40 - 250 tấn carbon/ha, trong đó 50 - 120 tấn carbon/ha ở phần
thực vật và đất (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005).

Hình 2.1: Chu trình carbon toàn cầu (dẫn theo Ciais và ctv, 2000)

Trong chu trình carbon toàn cầu được thể hiện qua hình 2.1 cho thấy phần dự trữ
carbon lớn nhất của hành tinh chúng ta là trong các đại dương, chúng chứa 39 trong số
48 Tt C (1 tera ton = 1012 t = 1018 g). Phần dự trữ carbon lớn thứ hai là carbon hóa
thạch chỉ chiếm 6 Tt. Hơn nữa, dự trữ carbon trong tất cả các khu rừng, cây gỗ và đất

8