ĐỊNH LƯỢNG KHẢ NĂNG HẤP THỤ CACBON CỦA RỪNG TRỒNG PHÒNG HỘ VEN BIỂN KEO LÁ TRÀM (Acacia auriculiformis ) TẠI XUÂN PHƯƠNG, HUYỆN SÔNG CẦU, PHÚ YÊN

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỊNH LƯỢNG KHẢ NĂNG HẤP THỤ CACBON CỦA RỪNG
TRỒNG PHÒNG HỘ VEN BIỂN KEO LÁ TRÀM
(Acacia auriculiformis ) TẠI XUÂN PHƯƠNG,
HUYỆN SÔNG CẦU, PHÚ YÊN.

SVTH

: LÊ BÙI THANH THẢO

Ngành

: LÂM NGHIỆP

Niên khóa

: 2005-2009

Tháng 5/ 2009


ĐỊNH LƯỢNG KHẢ NĂNG HẤP THỤ CACBON CỦA RỪNG TRỒNG
PHÒNG HỘ VEN BIỂN KEO LÁ TRÀM (Acacia auriculiformis)
TẠI XUÂN PHƯƠNG, HUYỆN SÔNG CẦU, PHÚ YÊN.

LÊ BÙI THANH THẢO

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Lâm Nghiệp

Giáo viên hướng dẫn:
TS. GIANG VĂN THẮNG

Tháng 5/ 2009
i


LỜI CẢM ƠN

Xuyên suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp , tôi vô cùng
biết ơn công sinh thành và dưỡng dục của ba mẹ, ơn dạy dỗ của thầy cô Trường Đại
Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, sự quan tâm giúp đỡ của những người thân
trong gia đình.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Giang Văn Thắng đã tận tình hướng dẫn,
truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.
Xin cảm ơn Thầy, Cô Bộ môn Quản lý Tài Nguyên Rừng đã có những ý kiến
đóng góp cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn anh Lê Bảo Huy - Trưởng Trạm Thực nghiệm giống Lâm Nghiệp Phú
Yên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu.
Chân thành cảm ơn các chú, các anh bảo vệ rừng của Ban quản lý bảo vệ rừng
phòng hộ ven biển ở Xuân Phương - Sông Cầu - Phú Yên.
Các bạn bè và tập thể lớp Quản Lý Tài Nguyên Rừng niên khóa 2005- 2009, đã
giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận.
Vô cùng biết ơn sự quan tâm, khích lệ của người thân, gia đình đã động viên tôi
về mọi mặt để tôi hoàn thành khóa học này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 05 năm 2009

Lê Bùi Thanh Thảo

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Định lượng khả năng hấp thụ cacbon của rừng trồng phòng hộ ven biển
keo lá tràm (Acacia auriculiformis) tại Xuân Phương, Huyện Sông Cầu, Phú Yên”
được tiến hành ở Tiểu khu 33 tại Xuân Phương, Huyện Sông Cầu Tỉnh Phú Yên, từ
tháng 01 đến tháng 06 năm 2009. Số liệu được thu thập trên 3 ô tiêu chuẩn được lựa
chọn ngẫu nhiên ở tuổi 9 của rừng trồng keo lá tràm. Dựa trên các phương pháp
nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối của rừng đã tính toán được lượng
cacbon trên mặt đất, sàn rừng, xác định được mối tương quan giữa sinh khối và lượng
CO2 hấp thụ hàng năm và cũng đã lượng giá được giá trị thu nhập bằng tiền từ khả
năng hấp thụ CO2 của rừng trồng keo lá tràm tại khu vực nghiên cứu. Kết quả thu được
về sinh khối cây cá thể là: sinh khối gỗ thân chiếm 67,13%, sinh khối cành chiếm
19,25%, sinh khối lá chiếm 13,62% tổng sinh khối tươi của cây. Kết cấu sinh khối khô
cây cá thể là: sinh khối khô thân chiếm 70,01%, sinh khối khô cành chiếm 20,96%,
sinh khối khô lá chiếm 8,98% tổng sinh khối khô của cây. Sinh khối quần thể: tổng
sinh khối tươi của quần thể keo lá tràm trung bình đạt 63,86 tấn/ha, tổng sinh khối khô
của quần thể keo lá tràm trung bình đạt 34,65 tấn/ha. Khả năng hấp thụ CO2 của cây cá
thể keo lá tràm: trung bình cây có đường kính khoảng 9,54 cm thì tích lũy được 13,67
kg C trong sinh khối cây, hấp thụ được 50,13 kg CO2/cây. Lượng cacbon tích lũy trong
sinh khối thân trung bình là 9,66 kg/cây, tích lũy trong sinh khối cành là 2,72 kg/cây,
tích lũy trong sinh khối lá là 1,29 kg/cây. Khả năng hấp thụ CO2 của quần thể keo lá
tràm: lượng cacbon tích lũy trong sinh khối quần thể đạt trung bình 63,02 tấn/ha,
lượng CO2 hấp thụ đạt trung bình 7 tấn/ha/năm. Trữ lượng cacbon tích lũy trên sàn
rừng trung bình 8 tấn/ha, lượng cacbon tích lũy trung bình 4 tấn/ha và lượng CO2 hấp
thụ hàng năm trung bình là 1,63 tấn/ha/năm. Tổng lượng CO2 hấp thụ của rừng keo lá
tràm hấp thụ trung bình 77,69 tấn/ha và trung bình hàng năm rừng hấp thụ được 8,63

tấn/ha/năm. Giá trị thu được từ chỉ tiêu CO2 hàng năm trung bình 2992 VND.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa

i

Lời cảm ơn

ii

Tóm tắt

iii

Mục lục

iv

Danh mục các bảng

viii

Danh mục các hình

ix

Những chữ viết tắt

x

Chương 1. MỞ ĐẦU

1

1.1 Đặt vấn đề

1

1.2 Mục tiêu

3

1.3 Giới hạn đề tài

3

Chương 2.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

4

2.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu.

4

2.1.1 Sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng

4

2.1.2 Nghiên cứu về sinh khối

5

2.2 Những vấn đề liên quan đến CO2

6

2.2.1 Nghiên cứu về sự tích lũy Cacbon trong các hệ sinh thái trên thế giới

6

2.2.2 Phương pháp điều tra hấp thụ cacbon trong lâm nghiệp

7

2.2.3 Những nghiên cứu về phương pháp xác định cacbon trong cây

10

2.2.4 Đánh giá giá trị của rừng với hấp thụ cacbon

11

2.2.5 Thị trường CO2 – Cơ hội mới cho ngành Lâm nghiệp

12

2.2.5.1 Thế giới

12

2.2.5.2 Trong nước

14

2.3 Thảo luận về tổng quan nghiên cứu

15

Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

16

3.1 Nội dung nghiên cứu

16
iv


3.2 Đối tượng và khu vực nghiên cứu

16

3.2.1 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu

16

3.2.1.1 Công dụng

16

3.2.1.2 Phân bố tự nhiên

16

3.2.1.3 Đặc tính kinh tế

17

3.2.1.4 Đặc điểm sinh học

17

3.2.1.5 Kỹ thuật tạo cây con và trồng rừng

17

3.2.2 Đặc điểm khu vực nghiên cứu

19

3.2.2.1 Vị trí ranh giới

19

3.2.2.2 Địa hình

20

3.2.2.3 Đất đai

20

3.2.2.4 Thực bì

20

3.2.2.5 Khí hậu

20

3.2.2.6 Tình hình dân sinh, kinh tế

20

3.3 Phương pháp nghiên cứu

23

3.3.1 Phương pháp luận

23

3.3.2 Ngoại nghiệp

24

3.3.3 Nội nghiệp:

25

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

27

4.1 Phân bố số cây ( N) theo đường kính ( D1.3) của quần thể keo lá tràm

27

4.2 Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/H)

29

4.3 Đặc điểm sinh trưởng của keo lá tràm

30

4.3.1Quy luật sinh trưởng về chiều cao (Hvn)

30

4.3.2 Quy luật sinh trưởng về đường kính (D1.3)

32

4.3.3 Quy luật sinh trưởng về thể tích (V)

33

4.4. Đặc điểm tăng trưởng của rừng keo lá tràm

35

4.4.1 Đặc điểm tăng trưởng về chiều cao (iHvn)

35

4.4.2 Đặc điểm tăng trưởng về đường kính (id)

36

4.4.3 Đặc điểm tăng trưởng về thể tích (iv)

38

4.5 Sinh khối và hấp thụ cácbon của lớp thực vật trên bề mặt đất
4.5.1 Sinh khối cây cá thể

39
39

v


4.5.1.1 Kết cấu sinh khối tươi cây cá thể

40

4.5.1.2 Kết cấu sinh khối khô cây cá thể

41

4.5.1.3 Tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể với D1.3

41

4.5.1.4 Tương quan giữa tổng sinh khối khô cây cá thể với D1.3

42

4.5.1.5 Tương quan giữa tổng sinh khối khô với tổng sinh khối
tươi cây cá thể

43

4.5.2 Sinh khối thân cây

43

4.5.2.1 Sinh khối tươi thân cây

43

4.5.2.2 Sinh khối khô thân cây

44

4.5.3 Sinh khối quần thể

45

4.5.3.1 Sinh khối tươi quần thể

46

4.5.3.2 Sinh khối khô quần thể

47

4.5.3.3 Sinh khối tươi quần thể theo cỡ kính

47
48

4.6 Hấp thụ CO2

4.6.1 Hấp thụ CO2 cây cá thể

48

4.6.2 Hấp thụ CO2 quần thể

49

4.7 Trữ lượng rừng

50

4.8 Trữ lượng cacbon tích lũy trên sàn rừng

50

4.9 Tổng trữ lượng CO2 hấp thụ của rừng keo lá tràm

51

4.10 Lượng giá bằng tiền thu nhập từ chỉ tiêu CO2

51

4.11 Đề xuất các biện pháp tác động kỹ thuật thích hợp cho rừng keo lá tràm tại
khu vực nghiên cứu

52

Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

54

5.1 Kết luận

54

5.2 Kiến nghị

56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

57

PHỤ LỤC

i

Phụ bảng 1 : Số liệu điều tra rừng keo lá tràm 9 tuổi ở ô tiêu chuẩn 1

i

Phụ bảng 2 : Số liệu điều tra rừng keo lá tràm 9 tuổi ở ô tiêu chuẩn 2

iii

Phụ bảng 3 : Số liệu điều tra rừng keo lá tràm 9 tuổi ở ô tiêu chuẩn 3

v

Phụ bảng 4: : Số liệu chu vi thu thập từ 3 cây tiêu chuẩn
vi

viii


Phụ bảng 5: Số liệu sinh khối thu thập từ 3 cây giải tích

viii

Phụ bảng 6: Số liệu thu thập vật rơi rụng từ 3 ô tiêu chuẩn

ix

Phụ bảng 7: Phương trình tương quan giữa chiều cao (Hvn) với tuổi (A)

ix

Phụ bảng 8:

Phương trình tương quan giữa đường kính (D1.3) với tuổi (A)

x

Phụ bảng 9: Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi thân cây ( Wtt)
với đường kính (D1.3)

x

Phụ bảng 10: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối khô cây ( Wtk)

xi

với đường kính (D1.3)
Phụ bảng 11: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây ( Wtt)
với đường kính tổng sinh khối khô (Wtk)

xi

Phụ bảng 12: Phân tích phương trình hồi quy giữa sinh trưởng chiều cao Hvn
với tuổi A

xii

Phụ bảng 13: Phân tích phương trình hồi quy giữa đường kính D1,3 với tuổi A

xiii

Phụ bảng 14: Phân tích hồi quy giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể với D1.3

xiv

Phụ bảng 15: Phân tích hồi quy giữa tổng sinh khối khô cây cá thể với
đường kính D1,3

xv

Phụ bảng 16: Phân tích hồi quy giữa giữa tổng sinh khối khô với tổng
sinh khối tươi cây cá thể (Wtk/Wtt)

vii

xvi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 2.1: Lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Woodwell,Pecan,1973)

7

Bảng 2.2: Dự đoán phát thải khí nhà kính tính tương đương CO2 đến năm 2030
( triệu tấn)

14

Bảng 4.1: Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) của rừng keo lá tràm

27

Bảng 4.2: Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) của rừng keo lá tràm

29

Bảng 4.3: Tương quan giữa chiều cao (Hvn) với tuổi (A)

31

Bảng 4.4: Tương quan giữa đường kính (D1.3) với tuổi (A)

32

Bảng 4.5: Thể tích cây keo lá tràm theo tuổi (V/A)

34

Bảng 4.6: Tăng trưởng thường xuyên hàng năm về chiều cao iHvn của keo lá tràm 35
Bảng 4.7: Lượng tăng trưởmg đường kính (id) của keo lá tràm

37

Bảng 4.8: Tăng trưởng thường xuyên hàng năm về thể tích (iv) của keo lá tràm

38

Bảng 4.9: Kết cấu sinh khối tươi cây cá thể

40

Bảng 4.10: Kết cấu sinh khối khô cây cá thể

41

Bảng 4.11: Sinh khối tươi thân cây

43

Bảng 4.12: Sinh khối khô thân cây keo lá tràm

44

Bảng 4.13: Kết cấu sinh khối tươi quần thể

46

Bảng 4.14: Kết cấu sinh khối khô quần thể

47

Bảng 4.15: Phân bố sinh khối tươi theo đường kính của quần thể keo lá tràm tuổi 47
Bảng 4.16: Tỉ lệ cacbon tích lũy trong các bộ phận và hấp thụ CO2 của cây

49

Bảng 4.17: Tỉ lệ cacbon tích lũy trong các bộ phận và hấp thụ CO2 của cây

49

Bảng 4.18: Trữ lượng rừng keo lá tràm

50

Bảng 4.19: Trữ lượng cacbon tích lũy trên sàn rừng

51

Bảng 4.20: Tổng CO2 hấp thụ của rừng keo lá tràm

51

Bảng 4.21: Giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO2 của rừng keo lá tràm tuổi 9

52

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
`

Hình

Trang

Hình 4.1: Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) của rừng keo lá tràm

28

Hình 4.2: Phân bố chiều cao (Hvn) theo đường kính (D1.3 )của quần thể keo
lá tràm

29

Hình 4.3:Đường biểu diễn mối tương quan giữa chiều cao (Hvn) với tuổi (A)
của keo lá tràm

31

Hình 4.4: Đường biểu diễn mối tương quan giữa đường kính D1.3 với tuổi (A)
của keo lá tràm

33

Hình 4.5: Đường biểu diễn thể tích theo tuổi (V/A)

34

Hình 4.6: Đường biểu diễn tăng trưởng thường xuyên hàng năm về chiều cao

36

Hình 4.7: Đường biểu diễn tăng trưởng thường xuyên hàng năm về đường

kính (id) của keo lá tràm

37

Hình 4.8: Đường biểu diễn tăng trưởng thường xuyên hàng năm về thể tích
(iv) của keo lá tràm

39

Hình 4.9: Tỉ lệ sinh khối tươi thân, cành, lá cây cá thể

40

Hình 4.10: Tỉ lệ sinh khối khô thân,cành, lá cây cá thể

41

Hình 4.11: Tỉ lệ sinh khối thân khô so với tổng sinh khối khô

45

ix

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
a,b

:

Các tham số của phương trình

C

:

Carbon – cacbon

CO2

:

Carbon dioxide – Cacbonic

CDM :

Clean Development Mechanism – Cơ chế phát triển sạch

EU

:

European Union – Liên minh Châu Âu

GIS

:

Geographical Information System – Hệ thống định vị toàn cầu

IPCC :

Intergovernmental Panel on Climate Change – Liên bang chính
phủ về biến đổi khí hậu

LULUCF:

Land use, Land use change and forestry – Sử dụng đất, thay đổi sử dụng
đất và Lâm nghiệp

M

:

Trữ lượng rừng

N

:

Number – Số cây

CMI :

Thị trường cacbon

ADB :

Ngân hàng phát triển Châu Á

GHG :

Hiệu ứng nhà kính

WMO :

World Meteorology Organization – Tổ chức Khí tượng Thế giới

CER :

Chứng chỉ giảm phát thải

WB

World Bank – Ngân hàng Thế giới

:

TEV :

Tổng giá trị kinh tế

UNEP :

Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc

UNFCCC:

Công ước chung của Liên Hợp quốc về biến đổi khí hậu

Y

:

Biến phụ thuộc

x

:

Biến độc lập

V

:

Thể tích cây

Wtt

:

Tổng sinh khối tươi cây

Wtht :

Sinh khối thân tươi cây cá thể

Wct

Sinh khối cành tươi cây cá thể

:

x


Wlat :

Sinh khối lá tươi cây cá thể

xi


Wtk

:

Tổng sinh khối khô cây

Wthk :

Sinh khối thân khô cây cá thể

Wck

Sinh khối cành khô cây cá thể

:

Wlak :

Sinh khối lá khô cây cá thể

Wttqt :

Tổng sinh khối tươi quần thể

Wthtqt :

Sinh khối thân tươi quần thể

Wct

:

Sinh khối cành tươi quần thể

Wtkqt :

Tổng sinh khối khô quần thể

1

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Đã từ lâu rừng được xem là tài nguyên của mỗi quốc gia, đã góp phần vào đời
sống văn hóa tinh thần và sự phát triển kinh tế của con người. Rừng đóng một vai trò
rất quan trọng trong việc duy trì và bảo vệ nguồn nước, hạn chế thiên tai, điều hòa khí
hậu, làm sạch môi trường, cân bằng sinh thái, cảnh quan, nghiên cứu khoa học và đời
sống văn hóa xã hội…Như vậy theo dòng thời gian câu nói “ Rừng là vàng, biển là
bạc” của Chủ tịch Hồ Chí Minh rất đúng đắn.
Nằm ở vùng Đông Nam Á với vị trí địa lý và khí hậu nhiệt đới,Việt nam là một
trong những quốc gia có hệ thực vật phong phú và đa dạng về chủng loại. Tuy nhiên
hiện nay do áp lực gia tăng dân số và chạy theo lợi ích kinh tế của con người như lấy
đất canh tác nông nghiệp, lấy gỗ và các sản phẩm từ rừng làm cho nguồn tài nguyên
rừng của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung đã và đang bị suy giảm. Nhiều hệ
sinh thái và môi trường sống bị thu hẹp diện tích và nhiều Taxon loài và dưới loài đã
và đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng trong một tương lai gần. Môi trường sống
ngày càng bị ô nhiễm và một trong các nguồn gây ô nhiễm đó chính là CO2 do sự phát
thải của các nhà máy, giao thông vận tải, sinh hoạt gia đình. Do vậy trái đất ngày càng
nóng lên do hiệu ứng nhà kính mà chủ yếu do khí CO2 là điều không thể tránh khỏi.
Theo cảnh báo của ông Josep Canadell, chuyên gia của tổ chức nghiên cứu Công
nghiệp và Khoa học của Ôxtrâylia nếu lượng CO2 đưa vào không khí gia tăng với tốc
độ như hiện nay mà không có giải pháp ngăn chặn kịp thời thì đến cuối thế kỉ 21 nhiệt
độ của Trái đất sẽ tăng thêm từ 1,1-6,4oC. Trên thực tế chỉ có thực vật mới có khả
năng làm cân bằng CO2 và O2 trong khí quyển. Nghị định thư Kyoto ra đời và có hiệu
lực tháng 2 năm 2005, hầu hết các nước công nghiệp đã đồng ý cắt giảm tổng phát xạ
khí nhà kính trung bình 5,2% trong khoảng thời gian giữa năm 2008 và 2012. Thị
trường cacbon ra đời, việc thương mại hóa cacbon được coi như một giải pháp có tính
lâu dài về hiệu quả kinh tế. Cơ chế phát triển sạch (CDM) được thiết lập trong khuôn
1

khổ nghị định thư Kyoto mục tiêu cơ bản là hướng tới phát triển bền vững bằng các
cam kết cụ thể về hạn chế và giảm lượng khí nhà kính phát thải định lượng của các
nước trên phạm vi toàn cầu.
Hằng năm có khoảng 100 tỉ tấn CO2 đựợc cố định do quá trình quang hợp của
cây xanh.Đối với rừng nhiệt đới có tới 50% lượng cacbon dự trữ trong thảm thực vật
và 50% dự trữ trong đất. Một hecta rừng có thể hấp thụ 500kg cacbon dioxide mỗi
năm, theo kết quả một nghiên cứu dài hạn của các nhà khoa học Trung Quốc. Đây có
thể là dữ liệu chính xác đầu tiên về vấn đề này trên thế giới, do nhà nghiên cứu Zhou
Guoyi công bố. Tuy nhiên, lượng CO2 hấp thụ và lượng O2 thải ra của thực vật còn tùy
thuộc vào kiểu rừng, loài cây, trạng thái rừng, tuổi cây, tốc độ tăng trưởng của rừng.
Hiện nay nước ta đã triển khai và thực hiện nhiều dự án như 327, 661, xây dựng
các khu bảo tồn thiên nhiên, dự án vùng đệm nhằm khôi phục lại vốn rừng bên cạnh đó
làm cho môi trường giảm ô nhiễm đến mức tối thiểu. Để làm được điều này cần thực
hiện những nghiên cứu để lượng hóa những giá trị về mặt môi trường là rất cần thiết.
Điều đáng quan tâm hiện nay là làm thế nào để ước lượng, định lượng được khả
năng hấp thụ CO2 của rừng để tính toán, làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ cho môi
trường của rừng và các chính sách chi trả cho các chủ rừng một cách công bằng và hợp
lý. Đây là những vấn đề cần được quan tâm trong khi tại Việt Nam những nghiên cứu
này còn nhiều mới lạ.
Tại nước ta một trong những loài cây được dùng để trồng rừng là cây keo lá
tràm vì nó là loài cây đa mục đích thuộc họ Ðậu, có tác dụng cải tạo đất, gỗ được dùng
làm nguyên liệu giấy, chế biến làm vật dụng trang trí nội thất cao cấp, cành ngọn sử
dụng làm chất đốt tại các vùng nông thôn ven biển. Là loài cây được gây trồng phổ
biến trong các chương trình, dự án trồng và cải tạo rừng phòng hộ và kinh tế do ưu
điểm mọc nhanh và thích nghi trên nhiều loại đất, có giá trị kinh tế cao. Việc nghiên
cứu khả năng hấp thụ Cacbon của cây keo lá tràm để xác định giá trị kinh tế đối với
chức năng phòng hộ sinh thái của rừng là một nghiên cứu không thể thiếu được.
Trước tình hình đó chúng tôi thực hiện đề tài “ Định lượng khả năng hấp thụ

Cacbon của rừng trồng keo lá tràm (Acacia auriculiformis) tại Xuân Phương
Huyện Sông Cầu Tỉnh Phú Yên” để đóng góp vào việc giải quyết vấn đề trên.

2


1.2 Mục tiêu
Xác định sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng trồng keo lá tràm tại
Xuân Phương Huyện Sông Cầu Tỉnh Phú Yên và lượng giá chi phí môi trường dựa
vào khả năng hấp thụ CO2 của rừng trồng keo lá tràm.
1.3 Giới hạn đề tài
-

Phạm vi nghiên cứu: Số liệu của đề tài được thu thập tại rừng trồng keo lá tràm

tuổi 9 tại 3 lô có diện tích 30 ha thuộc Tiểu khu 33 - Xuân Phương- Huyện Sông Cầu Tỉnh Phú Yên.
-

Nội dung: Do giới hạn thời gian của khóa luận và kinh phí cho phép nên đề tài

chỉ tập trung nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của bộ phận thân của rừng trồng keo lá
tràm trên mặt đất mà không thực hiện các nghiên cứu về hấp thụ cacbon dưới mặt đất.

3


Chương 2
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.1.1 Sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng

Sinh trưởng và tăng trưởng của cây rừng đóng vai trò quan trọng trong kinh
doanh và quản lý rừng. Lượng tăng trưởng hàng năm nằm ở thân cây đứng và nó đại
diện cho khả năng sản xuất của rừng.
Sinh trưởng cây rừng được hiểu là quá trình biến đổi về chất và lượng theo thời
gian của một đại lượng nào đó ở cây cá thể như D1,3, H, V,…. Và như vậy lượng tích
lũy vật chất trong cơ thể từ thời điểm hình thành đến lúc già cỗi, nếu trong một giai
đoạn xác định tại 2 thời điểm khác nhau của quá trình sinh trưởng ta sẽ xác định lượng
tăng trưởng của cây rừng.
Có thể xác định tăng trưởng thể tích thân cây bằng cách thông qua suất tăng
trưởng thể tích (Pv), qua diện tích xung quanh thân cây (S) hoặc thông qua các loại
biểu thể tích.
Trong kinh doanh Lâm nghiệp hiện nay cần có những thông tin về sinh trưởng
và tăng trưởng của rừng để xây dựng mô hình sản xuất với những biện pháp tác động
thích hợp (Giang Văn Thắng, 2006).
Đồng Sỹ Hiền (1973), trong công trình nghiên cứu của mình, ông đưa ra một
dạng phương trình toán học bậc đa thức biểu thị mối quan hệ giữa đường kính và chiều
cao ở các vị trí khác nhau của cây, qua đó mô tả được quy luật phát triển hình dạng
thân cây rừng, đặc biệt rừng tự nhiên:
Y= b0 + b1.x1 + b2.x2+ b3.x3 +…+ bn.xn
Sau đó ông dùng phương trình này làm cơ sở lập biểu thể tích và biểu độ thon
cây đứng, nhằm xác định trữ lượng của rừng theo phương pháp cây tiêu chuẩn.
Huỳnh Hữu To (1999), khi mô phỏng quá trình sinh trưởng và dự đoán trữ lượng rừng
bạch đàn trồng tại vùng tứ giác Long Xuyên, Kiên Giang dựa vào hàm Gomptertz đưa
ra phương trình sau: M= 44,7545.e-6,3349.e^-0,7892.T
4


Trong đó:
M: là trữ lượng rừng
T : là tuổi của lâm phần

Theo Prodan: Khi nghiên cứu quan hệ đường cong sinh trưởng và đuờng cong
lượng tăng trưởng, ông thấy rằng điểm uốn của đường cong sinh trưởng là điểm cực
đại của đường cong lượng tăng trưởng.
Theo Meyer, sau nhiều năm nghiên cứu đã đưa ra một công thức đơn giản:
N = a.db
Trong đó:
N: là mật độ cây rừng tối ưu đối với kích thước bình quân lâm phần (d)
a,b là tham số của phương trình
Như vậy nhu cầu về không gian sinh trưởng thay đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi về
mật độ cho phù hợp với quan hệ nội ngoại cảnh của đời sống cây rừng, nếu nhu cầu
này không được giải quyết sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng và phát
triển của rừng.
Việc nghiên cứu quy luật tăng trưởng và sinh trưởng của cây rừng về chiều cao,
đường kính, thể tích…, đã thu hút quan tâm của nhiều nhà khoa học trong nước và thế
giới. Qua đó, người ta đã đưa ra nhiều dạng hàm toán học khác nhau ở từng vùng sinh
thái, lập địa khác nhau và cũng là cơ sở khoa học quý giá cho những nghiên cứu khác.
2.1.2 Nghiên cứu về sinh khối
Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng
sinh vật sống trên một đơn vị diện tích, thể tích vùng.
Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần. Theo (Brown,1997;
Ponce-Hernandez, 2004) thì sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống
và chết (còn ở trên cây) ở trên hoặc dưới mặt đất. Mặc khác, để có được số liệu về hấp
thụ cacbon, khả năng và động thái quá trình hấp thụ cacbon của rừng, người ta phải
tính từ sinh khối của rừng. Chính vì vậy điều tra sinh khối cũng chính là điều tra hấp
thụ cacbon của rừng (Ritson and Sochacki, 2003).

5


Theo Art và Marks (1971), một hecta rừng rụng lá ôn đới trưởng thành có sinh

khối khoảng 422 tấn, rừng nhiệt đới là 415 tấn, rừng ôn đới thường xanh là 575 tấn
(Trích dẫn từ Nguyễn Văn Thêm, 2001).
Viên Ngọc Nam (1998), đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp rừng
Đước (Rhizophora apiculata) ở Cần Giờ. Kết quả nghiên cứu là sinh khối rừng Đước
có lượng tăng từ 5,93 – 12,44 tấn/ha/năm, lượng tăng đường kính 0,46 – 0,81 cm/năm,
trữ lượng thảm mục tích lũy trên sàn rừng 3,4 – 12,46 tấn/ha.
Zianis và ctv (2003) đã có công trình nghiên cứu “Đơn giản hóa phương trình
tương quan sinh khối rừng”. Tác giả đã đơn giản hóa phương trình tương quan xác
định sinh khối rừng, từ hàm mũ W = a . Db sang dạng hàm logarit 2 chiều lnW = lna +
b.lnD với các tham số a, b được xác định theo phương trình: a = 7,0281.b-4,7558, b =
1,9262 + 0,6972 . b* (Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp - Nguyễn Thị Hà,
2007 trích dẫn).
2.2 Những vấn đề liên quan đến CO2
2.2.1 Nghiên cứu về sự tích lũy Cacbon trong các hệ sinh thái trên thế giới
Theo một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Úc về “cacbon xanh” và vai
trò của nó đối với biến đổi khí hậu, rừng nguyên sinh có khả năng lưu giữ CO2 nhiều
hơn 3 lần so với ước tính trước kia và nhiều hơn 60% so với rừng trồng (Theo Reuters,
04/08/2008).
Theo nghiên cứu của Watson, R.T, 2000: Các hệ sinh thái trên cạn có vai trò to
lớn trong vai trò cacbon của sinh quyển, lượng cacbon trao đổi giữa các hệ sinh thái
này với khí quyển ước tính khoảng 60 tỷ tấn/năm. Các hoạt động lâm nghiệp và sự
thay đổi phương thức sử dụng đất, đặc biệt là suy thoái rừng nhiệt đới là một nguyên
nhân quan trọng làm tăng lượng CO2 trong khí quyển. Do đó rừng nhiệt đới và sự biến
động của nó có ý nghĩa rất to lớn trong việc hạn chế biến đổi khí hậu toàn cầu (Lasco,
2002).
Theo Schimel và cộng sự, trong chu trình cacbon toàn cầu, lượng cacbon lưu
trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5Tt, trong khi đó khí quyển chỉ
chứa 0,8Tt. Và hầu hết lượng cacbon trên trái đất được tích lũy trong sinh khối cây
rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới. Woodwell đã đưa ra bảng thống kê lượng cacbon
theo kiểu rừng như sau:

6


Bảng 2.1: Lượng cacbon tích lũy trong các kiểu rừng (Woodwell, Pecan, 1973)
Kiểu rừng

Lượng cacbon ( tỉ tấn)

Tỷ lệ ( %)

Rừng mưa nhiệt đới

340

62,16

Rừng nhiệt đới gió mùa

12

2,19

Rừng thường xanh ôn đới

80

14,63

Rừng phương bắc

108

19,74

Đất trồng trọt

7

1,28

Tổng carbon ở lục địa

547

100

Qua số liệu bảng 2.1 cho thấy, lượng cacbon được lưu giữ trong kiểu rừng mưa
nhiệt đới là cao nhất, chiếm hơn 62% tổng lượng cacbon trên mặt đất, trong khi đó đất
trồng trọt chỉ chiếm 1,28%. Chứng tỏ rằng sẽ làm mất cân bằng sinh thái, gia tăng
lượng khí thải khi chuyển từ đất rừng sang đất nông nghiệp.
Một thử nghiệm khác được tiến hành ở các cánh rừng Thông ở Bắc California
(Mỹ) cho thấy sau giai đoạn phát triển tăng tốc ban đầu, cây xanh phát triển chậm dần
mà không hấp thụ nhiều lượng cacbon trong khí quyển như người ta mong đợi. Các
cánh rừng thường phát triển trên các vùng đất nghèo. Các nhà nghiên cứu cho biết khi
các cánh rừng sử dụng lượng cacbon dư thừa trong khí quyển chúng sẽ nhanh chóng
phân hủy các chất dinh dưỡng có trong đất. Cây sẽ tăng trưởng rất nhanh và khả năng
lưu giữ cacbon dư thừa bị mất đi. Ram Oren, nhà sinh thái học trường Đại học Duke
và là trưởng nhóm nghiên cứu cho biết rằng tác động của các cánh rừng hiện nay đối
với lượng cacbon trong khí quyển có thể không kéo dài bao lâu nữa và không còn ý
nghĩa quan trọng đáng kể. Tác động của rừng đối với cacbon có thể không cụ thể hoá

dù theo bất kỳ mức độ quan trọng nào (Theo CNN, 23/5/2001).
2.2.2 Phương pháp điều tra hấp thụ cacbon trong lâm nghiệp
(1) Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối rừng
Theo phương pháp này, tổng lượng sinh khối trên bề mặt đất có thể được tính
bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng. Cacbon
thường được tính từ sinh khối bằng cách nhân hệ số chuyển đổi là 0,5.

7


(2) Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường
Để điều tra sinh khối và hấp thụ cacbon của rừng sử dụng phương pháp truyền
thống đo đếm trực tiếp trên một số lượng ô tiêu chuẩn đủ lớn của các đối tượng rừng
khác nhau cho kết quả đáng tin cậy. Phương pháp này khá tốn kém. Ngoài ra, khi tiến
hành điều tra các cây không có giá trị thương mại hoặc cây nhỏ không được đếm
(Brrown, 1997).
(3) Phương pháp dựa trên điều tra thể tích
Phương pháp này sử dụng hệ số chuyển đổi để tính tổng sinh khối trên mặt đất
từ sinh khối thân cây. Phương pháp này bao gồm ba bước:
-

Tính thể tích gỗ thân cây từ số liệu điều tra;

-

Chuyển đổi thể tích gỗ thân cây thành sinh khối và cacbon của cây bằng cách

nhân với tỷ trọng gỗ và hàm lượng cacbon trong gỗ;
-

Tính tổng số sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân hệ số chuyển đổi (tỷ lệ giữa

tổng sinh khối / sinh khối thân).
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).
(4) 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 các yếu tố khí hậu, đất đai có mối liên hệ với nhau được mô
phỏng bằng các phương trình quan hệ. Các phương trình này được sử dụng để xác định
sinh khối và hấp thụ cácbon cho lâm phần.
Theo phương pháp này sinh khối lâm phần được xác định từ phương trình
đường thẳng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá lẻ:
Y= b0 + biXi
Từ đó sinh khối lâm phần được tính:

∑ Y = Nb0 +bi ∑ Xi
Trong đó:
Y là sinh khối, Xi có thể có được từ phép đo đơn giản, N là số cây trong lâm phần, b0
và bi là hệ số tự do.

8


Hạn chế 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.
(5) Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ
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 hợp của các nhân tố này của cây.

Y (sinh khối, hấp thụ cácbon) = 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 cácbon của rừng là rất
quan trọng.
(6) Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác
Lượng cácbon 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
cácbon và động thái quá trình này, đặc biệt sau khai thác (Snowdon et al, 2002).
Phương pháp này thường được sử dụng để ước lượng lượng cácbon bị mất do
khai thác gỗ thương mại. Vì thế nó giúp cho việc tính tổng lượng cácbon của rừng và
động thái của biến đổi cácbon trong rừng.
(7) 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' and Bartelink, 2002). Sinh khối và hấp thụ cácbon có thể được
xác định bằng mô hình sinh trưởng. Trên thế 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' and Bartelink, 2002). Có thể phân loại mô hình
thành các dạng chính sau đây:

9


1) Mô hình thực nghiệm/thống kê (empirical model) 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 (process model)2/mô hình sinh lý học mô tả đầy đủ các cơ
chế hóa sinh, lý sinh trong hệ sinh thái và sinh vật (Constable and Friend, 2000).
3) Mô hình hỗn hợp (hybrid/mixed model), kết hợp phương pháp xây dựng hai loại
mô hình trên đây để xây dựng mô hình hỗn hợp
(8) 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 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 cácbon trong hệ sinh thái và biến đổi của chúng. Nó thường được áp dụng cho
các điều tra ở phạm vi quốc gia hoặc 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). Tuy
nhiên, với qui mô dự án, đặc biệt là dự án CDM qui mô nhỏ - thường có ở các nước
đang phát triển, diện tích đất của các chủ rừng không lớn, phương pháp này không
thích hợp lắm vì sai số lớn và không dễ thực hiện do đòi hỏi các nguồn lực đầu vào
như thiết bị xử lý, nhân lực trình độ cao... Chính vì vậy, và cũng do khuôn khổ của
chương sách nên không trình bày chi tiết các phương pháp này ở đây (Phan Minh
Sang, Lưu Cảnh Trung – Cẩm nang Lâm Nghiệp, 2006).
2.2.3 Những nghiên cứu về phương pháp xác định cacbon trong cây
Cacbon được xác định thông qua việc tính toán thu nhận và điều hòa CO2 và O2
trong khí quyển của thực vật bằng cách phân tích hàm lượng hóa học của C, H, O, N
và tro trong 1 tấn chất khô.
Ví dụ: Đối với cây Vân Sam: C = 510,4; H = 61,9; O = 408; N = 5,3 và tro =
14,4. Từ đây tính được lượng CO2 mà loài này hấp thụ và lượng O2 mà loài này điều
hòa trong khí quyển ứng với 1 tấn chất khô.
Để tạo được 510,4 kg cacbon, cây rừng cần phải hấp thụ một lượng CO2 xác
định theo phương trình hóa học sau:
CO2 = C + O2 = 510,4 + ( 510,4 * 2,67) + 1362,77 = 1873,17 kg.
Tương tự, trong quá trình hình thành nên 61,9 kg H, cây rừng đã sản xuất một
lượng O2 là:
10

H2O = H2 + 1/2 O2 = 61,9 + ( 61,9 * 8) = 557.1 kg.
Qua đó để tạo 1 tấn chất khô cây rừng đã hấp thụ 1873,17 kg CO2 và thải ra khí quyển
(1362,77 + 495.2) – 408 = 1449,97 kg O2
Vậy dựa vào lượng cacbon trong sinh khối thực vật sẽ xác định được lượng
CO2 mà cây xanh đã hấp thụ được trong không khí
Như vậy để tạo 1 tấn chất khô tuyệt đối cây rừng đã sử dụng khoảng 1,87 tấn
CO2 và thải vào khí quyển 1,5 tấn O2 tự do.
2.2.4 Đánh giá giá trị của rừng với hấp thụ cacbon
Từ lâu giá trị của tài nguyên rừng là một trong những vấn đề nghiên cứu trung
tâm của lâm nghiệp. Nhưng mãi cho đến gần đây, các nghiên cứu ngoài gỗ còn có các
nghiên cứu về các dịch vụ rừng mang lại.
Theo nguồn Cavatassi (2004) thì tổng giá trị kinh tế (TEV) được xác định:
TEV = (Giá trị sử dụng) + (Giá trị lựa chọn) + (Giá trị chưa được sử dụng)
Trong đó:
-

Giá trị sử dụng: Gồm giá trị sử dụng trực tiếp các sản phẩm hay dịch vụ từ rừng

như gỗ, củi đun, lâm sản ngoài gỗ; giải trí, giáo dục, du lịch…Giá trị sử dụng không
trực tiếp là các chức năng hệ sinh thái trong việc bảo vệ đất, nước, hấp thụ cacbon, đa
dạng sinh học…
-

Giá trị lựa chọn: Đề cập đến các giá trị trong tương lai trực tiếp hay gián tiếp.

Nó thể hiện ở chỗ, những người quan tâm trả tiền cho dịch vụ môi trường, đa dạng
sinh học để bảo tồn rừng.
-

Giá trị chưa sử dụng: Là những giá trị không liên quan đến sử dụng rừng. Như

sự tồn tại và phát triển của các loài, dạng sống, sự đòi hỏi bảo tồn rừng cho thế hệ
tương lai.
Nếu như rừng được trả tiền cho giá trị hấp thụ cácbon của nó. Dạng phương
trình chính xác phụ thuộc vào hệ thống tính toán và chi trả cho hấp thụ cácbon. Một
vài phương pháp tính toán đã đề xuất để đánh giá những giá trị có thể có, nhưng không
cố định, của các dự án lâm nghiệp. Ở đây xin giới thiệu công thức thông dụng nhất –
hệ thống tính hấp thụ cácbon lý tưởng.
Trong một hệ thống tính giá trị của rừng cho hấp thụ cácbon lý tưởng, chi trả
cho hấp thụ cácbon sẽ xảy ra nếu hệ thống tạo được lượng hấp thụ thực, và nếu cácbon
11


bị giải phóng ngược trở lại vào không khí (vd. do lửa hay khai thác), chủ rừng phải trả
lại tiền cácbon này.
Phương trình tính hiệu quả kinh tế của hệ thống này là:

Trong đó:
-

NPVI,T là giá trị quy về hiện tại của rừng khai thác năm thứ T sau khi trồng và

nhận được cacbon dưới hệ thống tính hấp thụ lý tưởng.
-

VT,bt là thể tích gỗ lớn và lượng cacbon trong sinh khối trên mặt đất tương ứng

ở năm thứ t.

-

Δbt để chỉ lượng thay đổi hàng năm của sinh khối.

-

(b . pb (1+r) ) là để chỉ giá trị qui về hiện tại của lượng cacbon bị giải phóng

-T

T

do khai thác rừng gây ra (Subarudia et al., 2004; Cẩm nang Lâm nghiệp- Phan Minh
Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006).
2.2.5 Thị trường CO2 – Cơ hội mới cho ngành Lâm nghiệp
2.2.5.1 Thế giới
Các bằng chứng thu thập được trong những năm 60 và 70 của thế kỷ trước cho
thấy sự tăng lên đáng kể của nồng độ cacbonic trong khí quyển đã dấy lên sự quan tâm
của cộng đồng khoa học quốc tế mà trước tiên là các nhà nghiên cứu khí hậu. Tuy
nhiên, cũng phải mất hàng chục năm sau, vào năm 1988, Ban Liên chính phủ về Biến
đổi Khí hậu mới được thành lập bởi Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) và Chương
trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP). Tổ chức này đã đưa ra báo cáo đánh giá lần
đầu tiên vào năm 1990 trên cơ sở nghiên cứu và ý kiến của 400 nhà khoa học trên thế
giới. Bản báo cáo đã kết luận, hiện tượng nóng lên toàn cầu là có thật và cần phải có
những hành động kịp thời để đối phó với hiện tượng này (Cẩm nang Lâm nghiệp; Phan
Minh Sáng, Lưu Cảnh Trung, 2006).
Sáng kiến Thị trường cacbon (CMI) là một trong những sáng kiến mới trong
chương trình Môi trường và Năng lượng sạch của Ngân hàng Phát triển Châu Á
(ADB). Đây là một chương trình tài chính sáng tạo hỗ trợ việc phát triển năng lượng
sạch, sử dụng năng lượng hiệu quả và các dự án nhằm giảm thiểu khí thải gây hiệu ứng

nhà kính (GHG) tại các nước đang phát triển trong khu vực Châu Á –Thái Bình
12