NGHIÊN CỨU TÍCH TỤ CARBON CỦA RỄ CÂY MẤM TRẮNG (Avicennia alba Blume) TRÊNMẶTĐẤT TẠI KHU DỰ TRỮSINHQUYỂNRỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.68 MB, 117 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
LÊ MINH CẢNH
NGHIÊN CỨU TÍCH TỤ CARBON CỦA RỄ CÂY MẤM
TRẮNG (Avicennia alba Blume) TRÊNMẶTĐẤT
TẠI KHU DỰ TRỮSINHQUYỂNRỪNG
NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH LÂM NGHIỆP
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
LÊ MINH CẢNH
NGHIÊN CỨU TÍCH TỤ CARBON CỦA RỄ CÂY MẤM
TRẮNG (Avicennia alba Blume) TRÊNMẶTĐẤT
TẠI KHU DỰ TRỮSINHQUYỂNRỪNG
NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ
HỒ CHÍ MINH
Ngành: Lâm Nghiệp
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: PGS.TS. VIÊN NGỌC NAM
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2013
LỜI CẢM ƠN
Bốn năm học ở Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã
thực sự giúp cho tôi thật sự trưởng thành và tự tin hơn rất nhiều để sải bước vào
tương lai.
Để có được những thành quả đó, con vơ cùng biết ơn đến Ba, Mẹ, gia đình
đã sinh thành, ni dưỡng, dạy dỗ để con trưởng thành như ngày hôm nay.
Xin gửi lời cảm ơn các Thầy, Cô trong khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là các
Thầy, Cô trong bộ môn Lâm nghiệp và Quản lý tài ngun rừng đã hết lịng truyền
đạt để tơi có được nền tảng kiến thức hoàn thành luận văn cũng như bước vào
nghề.
Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Viên Ngọc Nam đã dành
nhiều thời gian quý báu để hướng dẫn, chỉ bảo giúp tôi hoàn thành luận văn một
cách hoàn thiện nhất.
Xin gửi lời cảm ơn đến các Chú Lãnh đạo trong Ban Quản lý của Khu Dự
trữsinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt q trình thu thập số liệu ngồi thực địa.
Xin chân thành cảm ơn đến các anh Bùi Nguyễn Thế Kiệt, Lê Thanh Sang
thuộc Phòng Kỹ thuật của Khu Dự trữsinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, anh
Viên Ngọc Tuấn Anh và bạn Dương Văn Thành đã trực tiếp cùng tôi thu thập số
liệu và những thông tin cần thiết cho khóa luận.
Xin cảm ơn anh Lê Thanh Quang, Phịng Phân tích của Viện Khoa học
Lâmnghiệp Nam Bộ đã giúp đỡ rất nhiều trong q trình phân tích mẫu.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè lớp DH09LN đã động viên,
ủng hộ tơi trong suốt q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2013
Lê Minh Cảnh
i
TĨM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu tích tụ carbon của rễcây Mấm trắng (Avicennia alba
Blume) trên mặt đất tại Khu Dự trữsinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố
Hồ Chí Minh”. Số liệu được thu thập từtháng 03 đến tháng 04 năm 2013. Thu thập
số liệu về các chỉ tiêu sinh trưởng của cây Mấm trắng như D1,3, Hvn, D0,0 rễ, Hvn rễ,
trọng lượng tươi của rễ vàđo độ ngập triều trên 12 ô tiêu chuẩn trên 4 tuyến.
Số liệu được phân tích, xử lý để xây dựng các phương trình biểu thị mối
quan hệ phù hợp nhất và ước lượng, so sánh về khả năng tích tụ carbon giữa các ô
tiêu chuẩn, các tuyến. Đề tài đã thu được những kết quả như sau:
Độ ngập triều trung bình cao nhất là tuyến 1 (152,3 cm) và thấp nhất là tuyến
3 (96,3 cm) điều này đồng nghĩa với độ cao địa hình theo thủy triều trung bình cao
nhất là tuyến 3 (307,7 cm) và thấp nhất là tuyến 1 (236,7 cm). Địa hình của 4 tuyến
cao dần khi càng vào sâu trong nội địa.
Sinh khối rễ khí sinh tươi trung bình của các ơ đạt là2,530 ± 0,727 tấn/ha, giá
trị cao nhất là tuyến 3 (3,347 tấn/ha) và thấp nhất là tuyến 1 (1,908tấn/ha).
Sinh khối rễ khí sinh khơ trung bình của các ơ đạt là 1,675 ± 0,484 tấn/ha,
giá trị cao nhất là tuyến 3 (2,240 tấn/ha) và thấp nhất là tuyến 1 (1,232 tấn/ha).
Lượng carbon tích tụ của rễ khí sinh của các ơ trung bình đạt là0,722 ± 0,225
tấn C/ha với biên độ dao động từ 0,218 – 1,544 tấn C/ha.
Lượng hấp thụ CO2 trung bình có xu hướng tăng dần từ vị trí 10 m từ bờ
sơng (1,255 tấn CO2/ha) đến vị trí 100 m là (3,103 tấn CO2/ha).
ii
SUMMARY
Thesis, “Study on above ground carbon accumulation of the roots of
Avicennia albaBlume in Can Gio Mangrove Biosphere Reserve, Ho Chi Minh City.
The data were collected from March 2013 to April 2013 about growth parameters
such as diameter at breast height (D1,3), total height (Hvn), roots diameter (D0,0), total
height (Hvn), fresh weight of roots and height of tide of 12 plots on 4 transects.
The data is analyzed to find out the best allometric equations represents the
relationshipbetween factors. Estimating, comparing about capacity of carbon
accumulation between plots, transects. The results are as followings:
The average flood level of the tide is the highest at transect1 (152,3 cm) and
the lowest is on transect 3 (96,3 cm) this means that average elevation is the highest
on transect 3 (307,7 cm) and the lowest is transect 1 (236,7 cm). The elevation of 4
transects increase forward to inland.
The average fresh biomass of pneumatophore roots is 2,530 ± 0,727tones/ha,
the highest is in transect3 (3,347 tones/ha) and the lowest is in transect1 (1,908
tones/ha).
The average dry biomass of pneumatophore roots is1,675 ± 0,484tones/ha,
the highest is in transect3 (2,240 tones/ha) and the lowest is in transect1 (1,232
tones/ha).
The average carbon accumulation ofpneumatophore roots is0,722 ± 0,225
tones C/ha and fluctuation is about0,218 – 1,544tones C/ha.
The average of CO2 absorption increase from 10 m of riverbank (1,255
tonesCO2/ha)to location 100 m from riverbank (3,103 tones CO2/ha).
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
TÓM TẮT ................................................................................................................... ii
SUMMARY ............................................................................................................... iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................ ix
Chương 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................. 2
1.3 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................... 2
Chương 2:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................................ 4
2.1 Khái niệm về sinh khối ........................................................................................ 4
2.1.1 Một số nghiên cứu về sinh khối trên thế giới .................................................... 4
2.1.2 Một số nghiên cứu sinh khối trong nước .......................................................... 6
2.2 Tích tụ carbon ...................................................................................................... 6
2.2.1 Một số phương pháp điều tra tích tụ carbon trong Lâm nghiệp ....................... 6
2.2.2 Một số nghiên cứu về tích tụ carbon trên thế giới ............................................ 7
2.2.3 Một số nghiên cứu về tích tụ carbon ở trong nước ........................................... 7
2.3 Nhận định .............................................................................................................. 8
Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC VÀ ĐỐI
TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................................... 9
3.1 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 9
iv
3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 9
3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu ngoài thực địa ..................................................... 9
3.2.2 Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ............................................... 12
3.2.3 Phương pháp phân tích, xử lí số liệu ................................................................. 13
3.2.4 Dụng cụ nghiên cứu .......................................................................................... 13
3.3 Đặc điểm khu vực liên quan đến vị trí nghiên cứu .............................................. 16
3.3.1 Vị trí địa lý ........................................................................................................ 16
3.3.2 Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 16
3.3.2.1 Diện tích ......................................................................................................... 16
3.3.2.2 Địa hình .......................................................................................................... 16
3.3.2.3 Thổ nhưỡng .................................................................................................... 18
3.3.2.4 Khí hậu ........................................................................................................... 18
3.3.2.5 Thủy văn......................................................................................................... 19
3.3.2.6 Hệ thực vật rừng ngập mặn Cần Giờ ............................................................. 21
3.4 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 21
Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................... 27
4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu ................................................................................... 27
4.2 Chế độ thủy triều .................................................................................................. 28
4.2.1 Độ ngập triều .................................................................................................... 28
4.2.2 Độ cao địa hình theo thủy triều ......................................................................... 28
4.2.3 Thời gian ngập triều .......................................................................................... 31
4.3 Tương quan giữa chiều cao (Hvn) và đường kính (D1,3) ....................................... 31
4.4 Đặc trưng thống kê mơ tả của lồi Mấm trắng trong khu vực nghiên cứu ......... 33
4.4.1 Mật độ của loài Mấm trắng trong khu vực nghiên cứu ..................................... 34
4.4.2 Trữ lượng của loài Mấm trắng trong khu vực nghiên cứu ................................ 35
4.5 Cấu trúc rễ khí sinh của lồi Mấm trắng trong khu vực nghiên cứu ................... 38
4.5.1 Chiều cao rễ của loài Mấm trắng ..................................................................... 38
v
4.5.2 Mật độ rễ của loài Mấm trắng .......................................................................... 41
4.6 Quan hệ giữa mật độ cây và mật độ rễ khí sinh của cây Mấm trắng ................... 43
4.7 Sinh khối rễ khí sinh của lồi Mấm trắng trong khu vực nghiên cứu ................. 45
4.7.1 Sinh khối rễ khí sinh tươi của lồi Mấm trắng ................................................. 46
4.7.2 Sinh khối rễ khí sinh khơ của lồi Mấm trắng ................................................. 47
4.7.3 So sánh sinh khối rễ khí sinh khơ và sinh khối rễ khí sinh tươi ...................... 48
4.8 Tích tụ carbon và hấp thụ CO2 của rễ khí sinh Mấm trắng ................................. 49
4.9 So sánh lượng hấp thụ CO2 của rễ khí sinh tại khu vực nghiên cứu ................... 50
4.10 Lượng giá bằng tiền khả năng hấp thụ CO2 của rễ khí sinh Mấm trắng ........... 53
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 55
5.1 Kết luận ................................................................................................................ 55
5.2 Kiến nghị .............................................................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 57
PHỤ LỤC BẢNG ....................................................................................................... I
PHỤ LỤC HÌNH ...................................................................................................... XLI
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CO2
Carbon Dioxide – Cacbonic
Creks
Carbon rễ khí sinh
D1,3
Đường kính tại vị trí 1,3 m
GPS
Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu
Hvn
Chiều cao vút ngọn
Ht
Độ cao địa hình theo thủy triều
Hp
Độ cao mực nước lớn trong bảng thủy triều
Hm
Độ cao mực nước thủy triều đo được
MAE
Sai lệch trung bình tuyệt đối
OTC
Ơ tiêu chuẩn
r
Hệ số tương quan
R2
Hệ số xác định
RACSA
Rapid Carbon Stock Appraisal –Công cụ đánh giá nhanh về dự trữ
carbon
REED
Reduction Emissions from Deforestanion and Forest Degradion – giảm
phát từ mất rừng và suy thoái rừng
SEE
Sai tiêu chuẩn của ước lượng
SSR
Tổng bình phương sai lệch
UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change – Công
ước khung của Liên hợp quốc tế về biến đổ khí hậu
Wrekst
Sinh khối rễ khí sinh tươi
Wreksk
Sinh khối rễ khí sinh khơ
vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1:Phân bố địa hình rừng ngập mặn Cần Giờ theo cao độ .............................. 18
Bảng 3.2:Các sông chính ở huyện Cần Giờ ............................................................... 20
Bảng 4.1: Độ ngập triều (cm) trên các OTC tại các tuyến ........................................ 28
Bảng 4.2: Độ cao địa hình theo thủy triều (cm) của các OTC theo tuyến ................. 29
Bảng 4.3: Thời gian ngập triều trên các OTC của 4 tuyến nghiên cứu ...................... 31
Bảng 4.4: Các phương trình phù hợp với tương quan Hvn – D1,3 ............................... 32
Bảng 4.5:Kết quả tính tốn các chỉ tiêu D , , H , N, G, M ...................................... 33
Bảng 4.6: Mật độ cây Mấm trắng (cây/ha) trên các OTC ở các tuyến ...................... 34
Bảng 4.7: Trữ lượng cây Mấm trắng (m3/ha) theo các tuyến .................................... 36
Bảng 4.8: Phân tích Anova về trữ lượng trung bình cây theo tuyến và OTC ........... 36
Bảng 4.9: Cấu trúc rễ khí sinh Mấm trắng trên các OTC ở các tuyến ...................... 38
Bảng 4.10: Chiều cao rễ khí sinh Mấm trắng (cm) trên các OTC ở các tuyến ......... 39
Bảng 4.11: Phân tích Anova về chiều cao trung bình rễtheo tuyến và OTC ............ 39
Bảng 4.12: Mật độ rễ Mấm trắng (rễ/ha) trên các OTC ở các tuyến ......................... 41
Bảng 4.13: Phân tích Anova về mật độ trung bình rễtheo tuyến và OTC ................. 41
Bảng 4.14: Các dạng phương trình cho tương quan giữa N (rễ/ha) và N (cây/ha) ... 43
Bảng 4.15: Sinh khối rễ khí sinh tươi (tấn/ha) trên các OTC ở các tuyến ................. 46
Bảng 4.16: Sinh khối rễ khí sinh khô (tấn/ha) trên các OTC ở các tuyến .................. 47
Bảng 4.17: So sánh sinh khối rễ khí sinhkhơ và sinh khối rễ khí sinh tươi .............. 48
Bảng 4.18:Lượng carbon tích tụ và CO2 hấp thụ ở khu vực nghiên cứu .................. 49
Bảng 4.19: Phân tích Anova về lượng hấp thụ CO2 theo các OTC và cáctuyến ...... 50
Bảng 4.20: Giá trị bằng tiền khả năng hấp thụ CO2 của rễ khí sinh Mấm trắng ........ 53
viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí các loại ơ và hướng di chuyển .................................................. 10
Hình 3.2:Các dụng cụ phục vụ đo đạc, thu thập số liệu .............................................. 14
Hình 3.3: Bố trí ơ tiêu chuẩn và ơ dạng bảng............................................................... 15
Hình 3.4: Độ ngập triều (Hm) trong ơ tiêu chuẩn ........................................................ 15
Hình 3.5: Bản đồ hiện trạng rừng và đất Lâm Nghiệp huyện Cần Giờ ....................... 17
Hình 3.6: Cây Mấm trắng (Avicennia alba Blume) ..................................................... 23
Hình 3.7: Rễ ở RNM: rễ đầu gối (a), rễ bạnh gốc (b), rễ chống (c), rễ khí sinh (d) ... 26
Hình 3.8: Cấu trúc và sự phân bố của rễ khí sinh Mấm trắng ở rừng ngập mặn ........ 26
Hình 4.1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu............................................................................ 27
Hình 4.2: Độ ngập triều (cm) của 4 tuyến nghiên cứu ................................................. 28
Hình 4.3: Độ cao địa hình theo thủy triều (cm) của 4 tuyến nghiên cứu ..................... 29
Hình 4.4: Biểu đồ về độ cao địa hình và thủy triều trên 4 tuyến nghiên cứu ............. 30
Hình 4.5:Đồ thị tương quan giữa Hvn– D1,3 .................................................................. 33
Hình 4.6: Mật độ Mấm trắng (cây/ha) trên 4 tuyến nghiên cứu ................................. 35
Hình 4.7: So sánh phân bố trữ lượng Mấm trắng trên tuyến và OTC ......................... 37
Hình 4.8: Trữ lượng Mấm trắng (m3/ha) trên 4 tuyến nghiên cứu .............................. 37
Hình 4.9:So sánh phân bố chiều cao rễ khí sinh Mấm trắng trên tuyến và OTC ........ 40
Hình 4.10: Chiều cao rễ Mấm trắng (cm) trên 4 tuyến nghiên cứu ............................ 40
Hình 4.11:So sánh phân bố mật độ rễ Mấm trắng trên tuyến và OTC ........................ 42
Hình 4.12: Mật độ rễ Mấm trắng (rễ/ha) trên 4 tuyến nghiên cứu .............................. 43
Hình 4.13: Đồ thị tương quan giữa N (rễ/ha) và N (cây/ha) ....................................... 45
Hình 4.14: Đồ thị so sánh tỉ lệ phần trăm sinh khối khô/tươi của Mấm trắng ........... 49
ix
Hình 4.15: Sự phân bố CO2 theo tuyến và OTC .......................................................... 51
Hình 4.16: So sánh lượng hấp thụ CO2 theo tuyến ..................................................... 52
Hình 4.17: So sánh lượng hấp thụ CO2 theo OTC ...................................................... 52
Hình 4.18: Giá carbon trên thị trường quốc tế từ năm 2008 – 2013 ........................... 53
x
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1Đặt vấn đề
Ơng bà ta thường nói “Rừng vàng, biển bạc”. Câu nói này rất đúng với các
cánh rừng ngập mặn, nơi được thiên nhiên ưu đãi có cả rừng và biển. Rừng ngập
mặn Cần Giờ là một trong các cánh rừng đó, mang đến rất nhiều lợi ích cho chúng
ta mà không sao cân đo đong đếm được. Có thể kể đến các lợi ích như là nguồn tài
nguyên lâm sản phục vụ người dân sống gần rừng, là nơi cư trú và cung cấp thức ăn
cho một số lồi thủy sản như cá, tơm, nghêu, cua… Ngồi ra, Cần Giờ cịn mang
đến vơ số lợi ích về mặt mơi trường: phịng hộ chống gió bão, chống sạt lở, xói
mịn, cố định đất lấn biển, điều tiết và lọc sạch nguồn nước từ các khu công nghiệp,
khu dân cư của Thành phố đổ về, bảo tồn đa dạng sinh học. Đặc biệt rừng còn phục
vụ du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng cho người dân cũng như là môi trường học tập,
nghiên cứu khoa học của học sinh, sinh viên…
Rừng ngập mặn Cần Giờ có diện tích là 71.361 ha, đây được xem là tấm áo
giáp khổng lồ che chắn bão cho thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên để được như
ngày nay rừng đã phải trải qua nhiều giai đoạn thăng trầm. Cụ thể trước chiến tranh
đây là một cánh rừng gỗ lớn. Tiếp đến rừng phải đón nhận những đau thương do
chất độc hóa học từ chiến tranh trong giai đoạn 1965 – 1970. Tuy nhiên từ năm
1978 đến nay, thành phố Hồ Chí Minh đã khôi phục lại hệ sinh thái rừng ngập mặn
ở Cần Giờ bằng nhiều chương trình trồng rừng, rừng đã sinh trưởng và phát triển
tốt. Đặc biệt hơn, ngồi lồiĐước, Cóc trắng, Dà, Gõ biển… trồng cịn có nhiều lồi
cây rừng ngập mặn khác đã táisinh tự nhiên và chiếm diện tích đáng kể trong hệ
sinh thái rừng ngập mặn Cần Giởthành phố Hồ Chí Minh.
Đặc biệt vào năm 2000, rừng Cần Giờ đã được UNESCO công nhận là Khu
1
Dựtrữsinh quyển của Thế Giới, ghi nhận nỗ lực khôi phục rừng của thành phố Hồ
Chí Minh đã thành cơng.
Ngày nay khi vấn đề nóng lên tồn cầu khơng cịn là gì quá xa lạ với chúng
ta và để giải quyết hiệu quả nó thì một trong những giải pháp dễ thực thi nhất là sử
dụng rừng để xử lí thơng qua cơ chế tích tụ carbon trong sinh khối cây rừng do cây
hút khí CO2 nên giảm khí nhà kính thải ra khơng khí. Theo ước tính đến năm 2030
ở Việt Nam chỉ duy nhất ngành Lâm nghiệp được kì vọng sẽ tăng dần lượng hấp thụ
CO2 vào khoảng 32.100.000 tấn trong khi các ngành khác lại tiếp tục gia tăng lượng
khí thải CO2, đặc biệt là ngành Năng lượng thải ra môi trường 396.350.000 tấn CO2
(Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006).
Hiện nay tại Cần Giờ đã có khá nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề
carbon liên quan đến các loài cây ở rừng ngập mặn như Cóc trắng, Đước đơi, Dà
qnh… Tuy vậy hiện nay vẫn chưa có đề tài nào nghiên cứu về tích tụ carbon của
rễ cây Mấm trắng trên mặt đất để làm cơ sở xác định giá trị chi trả dịch vụ mơi
trường rừng cho cây Mấm trắng được hồn chỉnh theo Nghị định 99 NĐ – 2010
ngày 24/9/2010 của Chính phủ về việc chi trả dịch vụ môi trường rừng.
Xuất phát từ tình hình trên chúng tơi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tích tụ
carbon của rễ cây Mấm trắng (Avicennia alba Blume) trên mặt đất tại Khu Dự
trữsinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” làm cơ sở khoa
học để đa dạng hóa trong việc ứng dụng và phát triển phương pháp ước lượng và dự
báo khả năng tích tụ carbon của rừng ngập mặn làm cơ sở xác định cho việc chi trả
dịch vụ môi trường cũng như trong công tác quản lý.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- Nhằm tìm hiểu, đánh giá sinh khối của rễ trên mặt đất (rễ khí sinh) của cây
cá thể và quần thể cây Mấm trắng tự nhiên trong Khu Dự trữsinh quyển rừng ngập
mặn Cần Giờ.
- Tính giá trị tích tụ carbon làm cơ sở để tính tốn dịch vụ chi trả môi trường
rừng trong công tác quản lý cho thành phố Hồ Chí Minh trong tương lai.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
2
Khu vực nghiên cứu thuộc Tiểu khu 3, Phân khu 3 của Khu Dự trữ sinh
quyển rừng ngập mặn Cần Giờ - thành phố Hồ Chí Minh.
3
Chương 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Khái niệm về sinh khối
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. Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần.
Mặt khác để có được số liệu về hấp thụ carbon, khả năng và động thái quá trình hấp
thụ carbon 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 carbon của rừng (Phan Minh Sang, Lưu
Cảnh Trung, 2006).
Sinh khối (W) là quá trình tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, bao gồm tổng
trọng lượng của các bộ phận như: thân, cành, lá, hoa, quả, rễở trên và dưới mặt đất.
Sinh khối là tổng chất hữu cơ cóđược trên mộtđơn vị diện tích tại một thờiđiểm
vàđược tính bằng tấn/ha theo trọng lượng khơ (Võ Thị Bích Liễu, 2007).
2.1.1Một số nghiên cứu về sinh khối trên thế giới
Nghiên cứu sinh trưởng và dự đốn sản lượng rừng là nội dung chính của
khoa học sản lượng rừng được hình thành và phát triển đầu tiên ở châu Âu từ thế kỉ
19. Sự phát triển của khoa học sản lượng rừng gắn liền với tên tuổi của những nhà
khoa học khai sinh ra nó như: Baur, Breymann, Cotta, Danckeman, Draudt,
Weise… Tuy vậy các nghiên cứu này chỉ mới đi sâu về mặt lý thuyết, chưa có
những kiểm nghiệm đặc biệt đối với đối tượng cây rừng nhiệt đới. Nhưng đến
những năm 1870 ở Châu Âu đã bắt đầu áp dụng các phương pháp nghiên cứu về
năng xuất và sản lượng qua hệthống ô nghiên cứu định vị về sản lượng giúp làm
sáng tỏ và giải quyết được nhiều vấn đề từ thực tiễn (trích dẫn từ Trương Văn Vinh,
2006).
Mazal, H. và Kadir, W. (1999) đã sử dụng ảnh viễn thám để tính sinh khối
4
cho Khu Dự trữ rừng ngập mặn ở Sungai Pulai (Malaysia), so sánh ảnh vệ tinh
JERS – 1 và Rardasat. Tác giả kết luận rằng sử dụng ảnh JERS – 1 và Rardasat chỉ
chính xác khoảng 40%, nếu khu rừng có sinh khối nhỏ hơn 100 tấn/ha thì độ chính
xác cao hơn, sinh khối nhỏ hơn 200 tấn/ha thì độ chính xác khoảng 72%, sinh khối
lớn hơn 600 tấn/ha thì độ chính xác là 27% (trích dẫn từ Võ Thị Bích Liễu, 2007).
Akira Komiyama (2006) đã nghiên cứu rừng ngập mặn ở phíađơng Thái Lan
với những lồi cây ưu thế nhưĐướcđơi, Mấm trắng và Xu ổi có chiều cao từ 17 m
trở lên. Tác giảước lượng sinh khối kể cả rễ là 11,02 tấn/ha/năm. Trong đó, sản
lượng trên mặt đất là10,49 tấn/ha/năm vàước lượng CO2 hấp thụ trung bình trong
đất là2,24 tấn CO2/ha/năm.
Patrick Van Laake và ctv (2008) đã thực hiện cơng trình nghiên cứu được sự
hỗ trợ của Viện Quốc tế về thông tin – Nghiên cứu khoa học và quan sát Trái đất ở
Hà Lan “REDD hỗ trợ đánh giá sinh khối rừng có sự tham gia của người dân bản
địa và cộng đồng địa phương”. Đã đưa ra các lý do góp phần mang người dân bản
địa và cộng đồng địa phương đến cùng tham gia đánh giá sinh khối. Thứ nhất là
quyền sỡ hữu và cam kết: nếu mang lại lợi ích cụ thể cho đời sống của họ thì họ sẽ
tự động tham gia. Thứ hai giúp họ thu thập một số lượng mẫu lớn với chi phí thấp
trong thời gian ngắn.
Todd A Morgan (2009) đã báo cáo tại Quỹ tài nguyên và bảo tồn Montana
nói về lượng sinh khối gỗ cung cấp và sử dụng ở Montana. Có 4 nguồn sinh khối
được đề cập đến: cây còn sống, cây đã chết, dư lượng khai thác gỗ, rác thải từ
gỗ(mùn cưa, vỏ cây). Để ước lượng số cây chết và còn sống tiến hành kiểm kê rừng
và phân tích dữ liệu (FIA) từ năm 2003 – 2007. Sinh khối cây cịn sống: hiện có
hơn 9 tỷ cây cịn sống ở rừng thuộc Montana, cây có D1,3< 7,0 inches chiếm 75%.
Trung bình cứ 200 cây cịn sống với kích thước D1,3< 3,0 inches thì có một tấn sinh
khối khơ. Cũng với 50 cây có 3,0
tính dư lượng khai thác gỗ, tính sinh khối cây đã chết, rác thải từ gỗ…
5
2.1.2Một số nghiên cứu sinh khối trong nước
Nguyễn Viết Khoa và Võ Đại Hải (2008) đã nghiên cứu sinh khối cây cáthể
Keo lai trồng thuần loài ở Việt Nam. Kết quả cho thấy, sinh khối cây cá thểKeo lai
có sự biến đổi rất lớn theo các cấp đất và các giai đoạn tuổi khác nhau. Cấutrúc sinh
khối tươi cây cá thể Keo lai tập trung vào phần thân là 49,8%, kế đến rễ là 19,1%, lá
là 16,5% và cành là 14,6%. Giữa sinh khối khô và sinh khối tươi câycá thể Keo lai
với các nhân tố điều tra lâm phần như D1,3, Hvn, độ tuổi (A) và giữasinh khối khô
với sinh khối tươi có quan hệ rất chặt chẽ với nhau và được mô phỏngbởi các hàm
dạng mũ (y = a*xb) hay hàm (y = a*bx). Chúng có hệ số tương quancao, sai số tiêu
chuẩn thấp và dễ áp dụng. Vì vậy, có thể sử dụng các dạng phươngtrình này để dự
báo sinh khối Keo lai dựa vào các nhân tố điều tra.
Viên Ngọc Nam và ctv (2009) đã nghiên cứu sinh khối lồi Dà qnh và Cóc
trắng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ đã có những kết quả rất
khả quan: thứ nhất sinh khối khơ của các bộ phận cây Cóc trắng và có tương quan
với đường kính chặt chẽ hơn lồi Dà qnh (R2Cóc trắng: 0,93 > R2Dà quánh: 0,91) điều
này góp phần khi xây dựng bảng tra sinh khối khô dựa trên D1,3 thì lồi Cóc trắng sẽ
cho độ chính xác cao hơn Dà quánh, thứ hai lượng sinh khối khô trung bình của
quần thể Cóc trắng cao hơn quần thể Dà quánh (WtongqthCóc trắng: 46,62 ± 10,72 tấn/ha
> Wtongqth Dà quánh: 40,85 ± 7,22 tấn/ha) điều đó cho thấy sản lượng mà quần thể Cóc
trắng sinh ra tốt và có giá trị về mặt môi trường lẫn kinh tếnhiều hơn so với quần
thể Dà quánh.
2.2Tích tụ carbon
2.2.1 Một số phương pháp điều tra tích tụ carbon trong Lâm nghiệp
Trong cuốn cẩm nang “hấp thụ carbon” của Phan Minh Sang và Lưu Cảnh
Trung (2006) có đề cập đến 8 phương pháp tích tụ carbon trong Lâm nghiệp thường
được sử dụng
+ Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối của rừng
+ Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường
+ Phương pháp dựa trên điều tra cây thể tích
6
+ Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần
+ Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ
+ Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác
+ Phương pháp dựa trên mơ hình sinh trưởng
+ Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin
địa lý (GIS)
2.2.2Một số nghiên cứu về tích tụ carbon trên thế giới
Poonsri Wanthongchai và Somsak Piriyayota (2006) đã nghiên cứu vai trị
của rừng ngập mặn trong tích tụ carbon ở tỉnh Trat, Thái Lan với phương pháp phân
tích hàm lượng carbon chứa trong sinh khối khô của cây. Kết quả cho thấy lượng
carbon trung bình chứa trong ba lồi nghiên cứu (Rhizophora mucronata,
Rhizophora apiculata, Bruguiera cylindrica) chiếm 47,77% trọng lượng khơ và ở
rừng nhiều tuổi thì lượng tích tụ carbon nhiều hơn rừng ít tuổi. Lượng carbon cao
nhất là lồi Rhizophora apiculata 11 tuổi với 74,75 tấn/ha,Rhizophora mucronata
với 65,50 tấn/ha trong khi cũng tuổi đó Bruguiera cylindrica chỉ có 1,47 tấn/ha.
Subekti Rahayu và ctv(2010) đã sử dụng công cụ RACSA (cơng cụ này giúp
lượng hóa tích tụ carbon một cách khoa học) để giám sát carbon trong khu Nunukan
phía đơng Kalimantan, Indonesia và kết quả là đã tìm ra trung bình dự trữ carbon
trên mặt đất của một số hiện trạng rừng trong đó rừng nguyên sinh chiếm nhiều nhất
230 tấn/ha so với rừng phục hồi sau khai thác, còn hệ thống du canh Lúa nương 19
tấn/ha, ít nhất là Cỏ tranh 4 tấn/ha.
2.2.3Một số nghiên cứu về tích tụ carbon ở trong nước
Phạm Tuấn Anh (2007) đã nghiên cứu dự báo năng lực hấp thụ CO2 của rừng
tự nhiên lá rộng thường xanh tại huyện Tuy Đức, tỉnh Đắc Nơng. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tỷ lệ trung bình lượng tích tụ carbon trong từng bơ phận cây như sau:
thân chiếm 62%, cành chiếm 26%, vỏ chiếm 10% và ít nhất là lá 2% so với tổng
lượng carbon tích lũy trong thân. Bên cạnh đó tác giả cũng đã mơ tả mối tương
quan giữa lượng carbon tích lũy với sinh khối của cây, thể hiện bằng phương trình
tương quan sau: C (kg) = 0,401* SK (khô)1,003. Tác giảcũng đã dự báo được lượng
7
CO2 tích lũy hàng năm từ 1,73 – 5,18 tấn/ha/năm đốivới các trạng thái rừng thường
xanh.
Viên Ngọc Nam (2011) đã nghiên cứu về khả năng tích tụ carbon của rừng
Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) trồng ở Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập
mặnCần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng carbon
tích lũy trung bình trong quần thể cấp tuổi 1(27 – 31 tuổi) có lượng carbon tích tụ
cao nhất là 138,65 ± 7,43 tấn C/ha, cấptuổi 2 (22 – 26 tuổi) tích tụ là 115,72 ± 12,25
tấn C/ha, cấp tuổi 3 (17 – 21 tuổi) tíchtụ là 76,00 ± 11,06 tấn C/ha và thấp nhất là
cấp tuổi 4 (11 – 16) tích tụ 58,68 ± 7,72tấn C/ha. Lượng carbon tích tụ trung bình
trong quần thể Đước đơi là 97,26 tấn C/ha, tức có độ biến động trong khoảng từ
58,68 – 138,65 tấn C/ha.
Huỳnh Thái Thảo (2012) đã nghiên cứu về khả năng hấp thụCO2 của thực
vật thân gỗ tại công viên Tao Đàn, phường Bến Thành, quận 1, thành phố Hồ Chí
Minh. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng CO2 hấp thụ của toàn cơng viên là
7.885,64 tấn, trong đó lượng CO2 hấp thụ của khu A đạt 2.250,56 tấn, khu B đạt
1.796,48 tấn. Cao nhất là khu C đạt 3.573,74 tấn và thấp nhất là khu Trống Đồng
đạt 264,87 tấn.
2.3 Nhận định
Qua phần tổng quan tài liệu nghiên cứu ở trên cho thấy việc nghiên cứu sinh
khối, carbon rất đa dạng, phương pháp nghiên cứu cũng khác nhau tùy theo loài
cây, khu vực, điều kiện tự nhiên khác nhau thì phương pháp cũng khác nhau.
Tuy nhiên phương pháp thường được sử dụng là thiết lập phương trình tương
quan giữa các nhân tố khó xác định như sinh khối, carbon, CO2 với các nhân tố dễ
đo đếm như đường kính, chiều cao,…Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản,
tiết kiệm thời gian và chi phí thực hiện nhưng cho kết quả tương đối chính xác mà
khơng làm tổn hại đến cây rừng.
Trong khóa luận này chúng tôi áp dụng phương pháp thu hoạch rễ, cân, lấy
mẫu đem về phịng thí nghiệm phân tích tỉ lệ khơ/tươi và phân tích carbon từ sinh
khối khơ thông qua phương pháp Walkey – Black (1947).
8
Chương 3
NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC
VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
3.1 Nội dung nghiên cứu
-Nghiên cứu tích tụ carbon từ rễ khí sinh (rễ trên mặt đất) của lồi Mấm
trắng tại khu vực nghiên cứu thơng qua
+ Xác định độ ngập triều, độ cao địa hình theo thủy triều là những
nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố rễ Mấm trắng.
+ Xác định các nhân tố D1,3, Hvn, Ncây/ha, V của cây Mấm trắng và các
nhân tố D0,0, Hvn, Nrễ/hacủa rễ để thiết lập phương trình tương quan.
+ Xác định sinh khối (tươi, khô) và lượng carbon tích tụ của rễ khí
sinh của lồi Mấm trắng.
- Tính giá trị tích tụ carbon của rễ khí sinh của loài Mấm trắng tại khu vực
nghiên cứu.
3.2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là bố trí đo đếm ngồi thực địa kết hợp với
việc phân tích trong phịng thí nghiệm, sử dụng các phần mềm Excel và Statgraphic
3.0để tính tốn nội nghiệp, sử dụng các hàm tốn học xây dựng các phương trình
tương quan, bảng Anova dùng so sánh mức độ phân bố của các nhân tố điều tra
giữa các OTC và các tuyến. Các số liệu thu thập,tính tốn và kiểm tra dựa vào thống
kê tốn học.
3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu ngồi thực địa
- Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu, khu vực nghiên cứu và
bảnđồ xác định vị trí nghiên cứu.
9
- Xác định vị trí ơ tiêu chuẩn trên bản đồ thuộc khu vực nghiên cứu và sử
dụng máy GPS để dị tìm vị trí của các ơ ở thực địa.
- Bố trí 12 ơ tiêu chuẩn có kích thước 10x10 = 100 m2. Trong mỗi ô tiêu
chuẩn tiến hành đo đếm đường kính thân cây ở vị trí cao 1,3 m (D1,3), chiều cao vút
ngọn (Hvn) và xác định mật độ (N) của các cây Mấm trắng.
- Mỗi ô tiêu chuẩn tiến hành bố trí thêm 5 ơ dạng bản (là những cái khung
làm bằng ống nhựa) có kích thước 1 x 1 = 1 m2, 5 ô dạng bản sẽ được bố trí ở bốn
góc vng và chính giữa của ơ tiêu chuẩn.
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí các loại ô và hướng di chuyển
- Trong mỗi ô dạng bản đã được bố trí tiến hành cắt và cân rễ khí sinh cây
Mấm trắng ngay tại hiện trường.
10
- Khi tiến hành cắt rễ khí sinh cây Mấm trắng sẽ xuất phát theo hình chữ Z,
cụ thể ví dụ ô tiêu chuẩn 1 sẽ lần lượt là 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5.
- Sau đó tiến hành cân ngay tại hiện trường số lượng rễ khí sinh thu được từ
mỗi ơ dạng bản, tổng hợp trọng lượng rễ khí sinh từ 5ơ dạng bản đó để suy ra lượng
sinh khối tươi trong mỗi ô tiêu chuẩn và ha.
- Riêng khi đo chiều cao, đường kính gốc và đếm mật độ của rễ khí sinh chỉ
đo ở ơ dạng bản chính giữa (theo hình trên là ơ1.3) của ơ tiêu chuẩn.
- Mỗi ơtrong tuyến lấy 1 túi mẫu rễ khí sinhvà trộn chung lấy đại diện cho
tuyến (mỗi túi đại diện cho tuyến nặng khoảng 0,5 kg) được đánh dấu với kí hiệu
riêng để đem phân tíchxác định lượng sinh khối khơ trong phịng thí nghiệm của
Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp Nam bộ.
- Đặc biệt trong mỗi ô tiêu chuẩn tiến hành đo thêm độngậpcủa mực nước
triều ở giữa ô và trên cơ sở đó tính tốn độ cao địa hình theo thủy triều của các ơ
tiêu chuẩn.
- Để xác định độ ngập triều sử dụng dây vải nhuộm màu gắn trên thân cây
Mấm trắng ở giữa OTC, khi dây vải phai màu tới đâu thì đó cũng là độ ngập triều.
- Cơng thức tính độ cao địa hình theo thủy triều: Ht =Hp – Hm (Phạm Thị Mỹ
Hạnh, 2007), gồm
+ Ht: độ cao địa hình theo thủy triều
+ Hp: độ cao mực nước lớn trong bảng thủy triều
+ Hm: độ cao mực nước thủy triều đã đo(độ ngập triều)
- Ghi chép toàn bộ số liệu đo đếm vào các bảng điều tra đã được thiết lập.
BẢNG ĐIỀU TRA LOÀI MẤM TRẮNG NGOÀI HIỆN TRƯỜNG
Ngày điều tra
Tuyến
Khu vực
Tọa độ
OTC
STT
C1,3
D1,3
Hvn
Ghi chú
Người điều tra
11
BẢNG ĐIỀU TRA CÂN NẶNG CỦA RỄ KHÍ SINH CÂY MẤM TRẮNG
NGOÀI HIỆN TRƯỜNG
Ngày điều tra
Tuyến
Khu vực
Người điều tra
Tọa độ
OTC
ODB
STT
D0,0
Hvn
Ghi chú
BẢNG ĐIỀU TRA CẤU TRÚC RỄ KHÍ SINH CÂY MẤM TRẮNG
NGOÀI HIỆN TRƯỜNG
Ngày điều tra
Tuyến
Khu vực
Tọa độ
OTC
ODB
Người điều tra
Trọng lượng
3.2.2 Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
- Từ các túi mẫu rễ khí sinh tươi đã chuẩn bị sẵn đem về phịng thí nghiệm
sấy ở nhiệt độ 700C cho đến khi trọng lượng khơng đổi.Sau đó tiến hành phân tích
lượng carbon trong sinh khối khơ của rễ khí sinh theo phương pháp Walkey – Black
(1947).
12
- Từ lượng sinh khối tươi trong từng ô tiêu chuẩn suy ra lượng sinh khối khô
trong từng ô tiêu chuẩn và cho 1 ha rừng.
- Lượng CO2/ha được tính tốn theo cơng thức sau
MCO2 (tấn/ha) = C (tấn/ha)* 44/12
- Trong đó
+ C: là lượng carbon
+ 44/12: là hệ số chuyển đổi từnguyên tử (C) sang carbon dioxide
(CO2).
- Từ lượng C tính tốn được lượng CO2 và từ đó xác định được giá trị lưu
giữ carbon của 1 ha rừng.
3.2.3 Phương pháp phân tích, xử lí số liệu
- Tất cả các số liệu thu thập được xử lý trong phần mềm chun dụng Excel
và Statgraphics Plus 3.0 để tính tốn các mối quan hệ giữa carbon và các nhân tố
điều tra.
- Tiến hành thăm dị phương trình tương quan giữa các nhân tố
+ Tương quan giữa sinh khối tươi, sinh khối khơ của rễ khí sinh lồi
Mấm trắng tự nhiên và các nhân tố điều tra.
+ Giữa mật độ cây và mật độ rễkhí sinh của lồi Mấm trắng, giữa đường
kính ngang thân và chiều cao vút ngọn của cây Mấm trắng.
- Từ đó lựa chọn phương tình tương quan mô tả tốt nhất cho các mối quan hệ
để xác định lượng carbon tích tụ với ngun tắc
+ Phương trình có hệ số xác định(R2) là lớn nhất, sai tiêu chuẩn của ước
lượng (SEE) là nhỏ nhất, sai lệch tính theo phần trăm (MAE) là nhỏ nhất, tổng
bình phương sai lệch (SSR) là thấp nhất.
+ Đường biểu diễn lý thuyết gần sát với đường thực nghiệm.
+ Phương trình đơn giản, dễ vận dụng ngồi thực tế.
+ Phương trình phù hợp với đặc tính sinh học và tính quy luật của đối
tượng nghiên cứu.
3.2.4Dụng cụ nghiên cứu
13
