Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy carbon của rừng vầu đắng indosasa angustata mc clure thuần loài tại tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ XUÂN HẢI

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY
CARBON CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (Indosasa angustata Mc. Clure)
THUẦN LOÀI TẠI TỈNH BẮC

ẠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM SINH

THÁI NGUYÊN - 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ XUÂN HẢI

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY
CARBON CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (Indosasa angustata Mc. Clure)
THUẦN LOÀI TẠI TỈNH BẮC
N
M s

L

ẠN

s

6

5

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM SINH

N ƣ

ƣ

ọ

GS TS V Đ

THÁI NGUYÊN - 2020

H


i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học của bản thân tơi,
cơng trình đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS. Võ Đại Hải, trong thời
gian từ năm 2014 đến 2019.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và
chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Các số liệu và tài liệu
tham khảo đã đƣợc trích dẫn nguồn đầy đủ.
Thái Nguyên, năm 2020

N ƣ

v ết

đ

NCS. Ngô Xuân Hải


ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án này đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Thái
Nguyên theo chƣơng trình đào tạo tiến sĩ giai đoạn 2014 - 2019.
Trong q trình thực hiện và hồn thành luận án, tác giả đã nhân đƣợc sự
quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Lâm
Nghiệp trƣờng Đại học Nông Lâm, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, chi cục
Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên,... nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự
giúp đỡ quý báu và có hiệu quả đó.
Trƣớc hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng nhất đến
GS.TS. Võ Đại Hải - ngƣời hƣớng dẫn khoa học, đã tận tâm và dành nhiều thời
gian, cơng sức giúp đỡ tác giả hồn thành luận án này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi
cục Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên, huyện ủy và UBND huyện Đồng Hỷ đã tạo mọi điều
kiện về thời gian và công việc để tác giả học tập và hoàn thành luận án này.
Tác giả xin cảm ơn Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn, Chi cục Kiểm
lâm tỉnh Bắc Kạn, Phịng NN & PTNT, các Hạt Kiểm lâm và ngƣời dân địa
phƣơng,,... trên địa bàn 3 huyện Chợ Đồn, Na Rì và Bạch Thông - tỉnh Bắc Kạn đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả triển khai thu thập số liệu ngoại nghiệp.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới ngƣời thân trong gia đình và bạn bè,
đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này.

Tá

Ngô Xuân Hải


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ .................................................................. ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ................................................................................. x
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Sự cần thiết của đề tài ............................................................................................. 1
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của của đề tài .......................................................... 2
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 3
4. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 3
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3
6. Cấu trúc luận án ...................................................................................................... 4
C ƣơ

1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 5

1.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế giới ..................................................................... 5
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ............................................................................. 5
1.1.2. Nghiên cứu về sinh khối và carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng ................ 7
1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ..................................................................... 15

1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ........................................................................... 15
1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy carbon trong hệ sinh thái rừng ...... 18
1.2.3. Nghiên cứu về khả năng tích lũy sinh khối và carbon rừng tre trúc ............... 24
1.2.4. Nghiên cứu về cây Vầu đắng ở Việt Nam ...................................................... 26
1.3. Nhận xét và đánh giá chung ............................................................................... 29
C ƣơ

: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 32

2.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 32
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 32
2.2.1. Cách tiếp cận ................................................................................................... 32
2.2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ............................................................... 33


iv
C ƣơ

3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 46
3.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................. 46
3.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 46
3.1.2. Địa hình, địa mạo ............................................................................................ 47
3.1.3. Khí hậu, thủy văn ............................................................................................ 47
3.1.4. Thảm thực vật.................................................................................................. 48
3.1.5. Đặc điểm tài nguyên đất .................................................................................. 49
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................... 49
3.2.1. Dân số, dân tộc và lao động ............................................................................ 49
3.2.2. Thực trạng phát triển ngành nông, lâm nghiệp ............................................... 50

3.2.3. Cơ sở hạ tầng ................................................................................................... 51
3.3. Nhận xét và đánh giá chung ............................................................................... 51
3.3.1. Thuận lợi ......................................................................................................... 51
3.3.2. Khó khăn ......................................................................................................... 51
C ƣơ

4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 53

4.1. Diện tích và phân bố rừng Vầu đắng ở tỉnh Bắc Kạn ........................................ 53
4.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn ....... 57
4.2.1. Cấu trúc mật độ rừng Vầu đắng ...................................................................... 57
4.2.2. Cấu trúc tuổi rừng Vầu đắng ........................................................................... 59
4.2.3. Quy luật phân bố N/D1,3 .................................................................................. 61
4.2.4. Quy luật phân bố N/Hvn ................................................................................. 64
4.2.5. Tƣơng quan Hvn - D1,3 .................................................................................... 66
4.2.6. Sinh trƣởng Vầu đắng ..................................................................................... 67
4.2.7. Cấu trúc tầng cây bụi, thảm tƣơi dƣới tán rừng Vầu đắng .............................. 69
4.3. Nghiên cứu sinh khối rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn .................... 70
4.3.1. Nghiên cứu sinh khối tƣơi rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn .......... 70
4.3.2. Nghiên cứu sinh khối khô rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn .......... 80
4.4. Nghiên cứu lƣợng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài
tại tỉnh Bắc Kạn .............................................................................................. 89


v
4.4.1. Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của cây cá lẻ ........................................ 89
4.4.2. Lƣợng carbon tích lũy trong tầng cây Vầu đắng ở Bắc Kạn........................... 94
4.4.3. Lƣợng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng dƣới tán
rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn .............................................................................. 98
4.4.4. Lƣợng carbon tích lũy tồn lâm phần Vầu đắng thuần lồi .......................... 101

4.5. Xây dựng các mơ hình dự báo sinh khối và lƣợng carbon tích lũy rừng
Vầu đắng thuần lồi tại tỉnh Bắc Kạn .......................................................... 104
4.5.1. Mối quan hệ giữa sinh khối, carbon tích lũy trong cây cá lẻ với D1,3, Hvn............ 104
4.5.2. Mối quan hệ giữa lƣợng sinh khối, carbon tích lũy tồn lâm phần với
nhân tố điều tra rừng (D1,3, Hvn và mật độ) ................................................. 111
4.5.3. Xác định hệ số chuyển đổi lƣợng carbon tích lũy từ sinh khối rừng ............ 112
4.6. Đề xuất các giải pháp quản lý rừng Vầu đắng thuần loài bền vững theo
hƣớng nâng cao khả năng tích lũy carbon và phƣơng pháp xác định
nhanh sinh khối, lƣợng carbon tích lũy trong rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn ... 113
4.6.1. Đề xuất các giải pháp quản lý rừng Vầu đắng thuần loài bền vững theo
hƣớng nâng cao khả năng tích lũy carbon .................................................... 113
4.6.2. Đề xuất phƣơng pháp xác định nhanh sinh khối và lƣợng carbon tích lũy
trong rừng Vầu đắng .................................................................................... 115
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 117
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ .................................................... 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 121
PHẦN PHỤ LỤC................................................................................................... 133


vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
ý

ệu

G

AGB

Sinh khối trên mặt đất

BAU

Kịch bản nhƣ bình thƣờng

CBTT

Cây bụi thảm tƣơi

CDM

Cơ chế phát triển sạch

Ch

Dạng sống Cây chồi sát đất

CP

Chính phủ

C-PFES

t í

Chi trả dịch vụ hấp thụ carbon

Cr

Dạng sống Cây chồi ẩn

D1.3

Đƣờng kính ngang ngực (cm)

Fp

Dạng sống Cây bì sinh

Hm

Dạng sống Cây dây leo sống dựa

Hp

Dạng sống Cây thân thảo

Hvn

Chiều cao vút ngọn (m)

IPCC

Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

KNK

Khí nhà kính

Lp

Dạng sống Cây dây leo

Mi

Dạng sống Cây thân cau dừa

N

Mật độ (cây/ha)

Na

Dạng sống Cây bụi

NĐ

Nghị định

NDC
NN&PTNT
OTC
R
REDD+

Cam kết quốc gia tự nguyện
Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn
Ơ tiêu chuẩn
Hệ số tƣơng quan hồi quy
Giảm phát thải khí nhà kính từ mất rừng và suy thối rừng

SK

Sinh khối

T/ha

Tấn/ha

TB

Trung bình

VRR

Vật rơi rụng


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1.

Sinh khối và carbon tích lũy của một số hệ sinh thái rừng trên thế giới .......... 10

Bảng 1.2.

Phƣơng trình dự báo sinh khối cho một số loài tre trúc phổ biến
trên thế giới ......................................................................................... 13

Bảng 1.3.

Tƣơng quan đƣờng kính, chiều cao một số lồi tre ............................. 18

Bảng 1.4.

Trữ lƣợng carbon trung bình trong các hệ sinh thái rừng Việt Nam.......... 24

Bảng 2.1.

Số cây tiêu chuẩn Vầu đắng chặt hạ .................................................... 37

Bảng 4.1.

Diện tích rừng Vầu đắng ở tỉnh Bắc Kạn ............................................ 53

Bảng 4.2.

Diện tích rừng Vầu đắng thuần loài phân bố theo các huyện ở
tỉnh Bắc Kạn ........................................................................................ 54

Bảng 4.3.

Diện tích rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài phân bố ở 3 huyện
Chợ Đồn, Na Rì và Bạch Thơng ......................................................... 55

Bảng 4.4.

Mật độ rừng Vầu đắng ở các điểm nghiên cứu ................................... 58

Bảng 4.5.

Phân bố số cây theo cấp tuổi rừng Vầu đắng thuần loài ở Bắc Kạn ........... 59

Bảng 4.6.

Phân bố N/D1,3 theo các cấp mật độ rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn........... 62

Bảng 4.7.

Phân bố N/Hvn theo các cấp mật độ rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn ........ 64

Bảng 4.8.

Tƣơng quan Hvn - D1,3 rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn ......... 66

Bảng 4.9.

Sinh trƣởng rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài theo mật độ ở các
địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 68

Bảng 4.10.

Thành phần cây bụi thảm tƣơi, thực vật ngoại tầng dƣới tán rừng
Vầu đắng thuần loài ở tỉnh Bắc Kạn ................................................... 69

Bảng 4.11.

Sinh khối tƣơi cây cá lẻ ở Bắc Kạn ..................................................... 70

Bảng 4.12.

Sinh khối tƣơi lâm phần Vầu đắng theo cấp tuổi và mật độ ............... 73

Bảng 4.13.

Sinh khối tƣơi cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng dƣới tán rừng
Vầu đắng thuần loài............................................................................. 75

Bảng 4.14.

Cấu trúc sinh khối tƣơi toàn lâm phần Vầu đắng thuần loài ............... 78

Bảng 4.15. Sinh khối khô cây cá lẻ ở Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn .................. 80
Bảng 4.16.

Sinh khối khô Vầu đắng theo 3 cấp mật độ ........................................ 82

Bảng 4.17.

Sinh khối khô cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng dƣới tán rừng
Vầu đắng ở Bắc Kạn ........................................................................... 84


viii
Bảng 4.18.

Cấu trúc sinh khối khô lâm phần Vầu đắng thuần loài ....................... 87

Bảng 4.19.

Hàm lƣợng carbon trong các bộ phận cây Vầu đắng tại các điểm
nghiên cứu ........................................................................................... 89

Bảng 4.20.

Cấu trúc lƣợng cacbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng .................. 92

Bảng 4.21.

Lƣợng carbon tích lũy trong tầng cây Vầu đắng theo 3 cấp mật độ ......... 95

Bảng 4.22.

Cấu trúc lƣợng carbon tích lũy tầng cây cao Vầu đắng ...................... 96

Bảng 4.24.

Lƣợng carbon tích lũy tồn lâm phần Vầu đắng thuần loài .............. 102

Bảng 4.25.

Tƣơng quan giữa sinh khối tƣơi cây cá lẻ Vầu đắng với D1,3 và Hvn....... 105

Bảng 4.26.

Tƣơng quan sinh khối khô cây cá lẻ Vầu đắng với D1,3 và Hvn ....... 107

Bảng 4.27.

Hệ số chuyển đổi từ sinh khối tƣơi sang sinh khối khô cây cá lẻ
Vầu đắng ở Bắc Kạn ......................................................................... 108

Bảng 4.28.

Tƣơng quan giữa lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng
với D1,3 và Hvn .................................................................................. 109

Bảng 4.29.

Tƣơng quan giữa sinh khối, carbon tích lũy trong lâm phần Vầu
đắng với D1,3 và N ............................................................................. 111

Bảng 4.30.

Tỷ lệ lƣợng carbon tích lũy và sinh khối khô rừng Vầu đắng .......... 112


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 2.1.

Sơ đồ bố trí ơ tiêu chuẩn, ơ thứ cấp, ơ dạng bản ................................. 35

Hình 2.2.

Đoạn thân ngầm gắn với cây tiêu chuẩn để xác định sinh khối .......... 39

Hình 3.1.

Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu ........................................................ 46

Hình 4.1.

Phân bố số cây theo cấp tuổi ở các cấp mật độ rừng Vầu đắng .......... 61

Hình 4.2.

Biểu đồ phân bố N/D1,3 Vầu đắng theo cỡ đƣờng kính ....................... 63

Hình 4.4.

Tƣơng quan Hvn – D1,3 rừng Vầu đắng thuần loài tỉnh Bắc Kạn ....... 67

Hình 4.5.

Cấu trúc sinh khối tƣơi cây cá lẻ Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn ............. 71

Hình 4.6.

Sinh khối tƣơi cây cá lẻ Vầu đắng theo cấp tuổi và địa điểm
nghiên cứu ........................................................................................... 72

Hình 4.7.

Sinh khối tƣơi Vầu đắng theo cấp mật độ tại 3 huyện nghiên cứu ..... 74

Hình 4.8.

Sinh khối tƣơi Vầu đắng theo các cấp mật độ tại tỉnh Bắc Kạn ......... 75

Hình 4.9.

Sinh khối tƣơi cây bụi thảm tƣơi, vật rơi rụng theo các cấp mật độ ..... 77

Hình 4.10.

Cấu trúc sinh khối tƣơi tồn lâm phần rừng Vầu đắng ...................... 79

Hình 4.11.

Cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn .............. 81

Hình 4.12.

Sinh khối khơ lâm phần Vầu đắng theo cấp mật độ ............................ 83

Hình 4.13.

Cấu trúc sinh khối khơ lâm phần Vầu đắng theo cấp tuổi .................. 84

Hình 4.14.

Sinh khối khô cây bụi và thảm tƣơi theo các cấp mật độ .................... 86

Hình 4.15.

Sinh khối khơ lâm phần Vầu đắng theo các cấp mật độ ....................... 88

Hình 4.16.

Sinh khối khơ trung bình rừng Vầu đắng theo cấp mật độ ................. 88

Hình 4.17.

Cấu trúc carbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng ............................. 94

Hình 4.18.

Cấu trúc lƣợng carbon tích lũy tồn lâm phần Vầu đắng thuần lồi....... 104

Hình 4.19.

Tƣơng quan sinh khối tƣơi cây cá lẻ Vầu đắng tại huyện Chợ
Đồn với Hvn theo hàm Linear và hàm Power ................................... 106

Hình 4.20.

Tƣơng quan giữa lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng
với Hvn tại huyện Bạch Thông bằng các dạng hàm khác nhau ........ 110


x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Ảnh 4.1.

Rừng Vầu đắng thuần lồi tại huyện Bạch Thông ................................ 57

Ảnh 4.2.

Lấy mẫu sinh khối tƣơi cây cá lẻ .......................................................... 71

Ảnh 4.3.

Đào thân ngầm cây tiêu chuẩn .............................................................. 72

Ảnh 4.4.

Sấy mẫu sinh khối thân và cành Vầu đắng trong phịng thí nghiệm ..... 82

Ảnh 4.5.

Sinh khối các bộ phận cây Vầu đắng sau khi sấy khơ........................ 85

Ảnh 4.6.

Mẫu sinh khối khơ để phân tích carbon ................................................ 91


1
MỞ ĐẦU
1 Sự ầ t ết ủ đề t
Hấp thụ và lƣu giữ carbon của rừng nhằm làm giảm sự phát thải khí nhà kính
(KNK) là một trong những loại dịch vụ môi trƣờng rừng đƣợc chi trả tiền dịch vụ
môi trƣờng rừng (gọi tắt là C-PFES) theo quy định tại Điều 4, khoản 2, điểm c của
Nghị định 99/2010/NĐ-CP ngày 24 tháng 9 năm 2010 của Thủ tƣớng Chính phủ về

chính sách chi trả dịch vụ mơi trƣờng rừng [7]. Gần đây, để triển khai các cam kết
thực hiện Thỏa thuận Paris mà cụ thể là cam kết đóng góp do quốc gia tự xác định
của Việt Nam (NDC) thì nƣớc ta sẽ giảm 8% phát thải khí nhà kính so với kịch bản
kinh doanh bình thƣờng (BAU) vào năm 2030 với nguồn lực trong nƣớc và giảm
25% với sự hỗ trợ của quốc tế. Để thực hiện giảm phát thải, NDC đã đề xuất 45
Phƣơng án trong giảm thiểu KNK tập trung vào bốn lĩnh vực: (i) Năng lƣợng (bao
gồm năng lƣợng sử dụng trong vận tải và xây dựng), (ii) Chất thải, (iii) Nông
nghiệp, và (iv) Thay đổi sử dụng đất.
Để thực hiện các hoạt động này, việc bảo vệ rừng, bảo tồn trữ lƣợng carbon
rừng thông qua hoạt động chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng là giải pháp quan trọng.
Nhằm tăng cƣờng và thể chế hóa việc chi trả dịch vụ hấp thụ và lƣu giữ carbon của
rừng, tại Điều 63, khoản 2, điểm đ của Luật Lâm nghiệp [47] quy định Tổ chức, cá
nhân hoạt động sản xuất, kinh doanh gây phát thải khí nhà kính lớn là một trong
những đối tƣợng phải chi trả tiền dịch vụ môi trƣờng rừng về hấp thụ và lƣu giữ
carbon của rừng. Đây là nội dung còn rất mới mẻ đối với Việt nam nhƣng đƣợc
đánh giá là có tiềm năng lớn, tạo thêm nguồn thu cho các hoạt động quản lý và phát
triển rừng bền vững ở nƣớc ta. Mặc dù hiện nay hành lang pháp lý cho việc thực
hiện chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng bao gồm dịch vụ hấp thụ và lƣu giữ carbon
của rừng đã có cơ sở và hiệu lực nhƣng việc thực thi còn rất nhiều cản trở do
chúng ta chƣa có đủ cơ sở khoa học cũng nhƣ thực tiễn cho việc xác định khả
năng tích lũy các bon của từng loại rừng.
Theo đánh giá của các nhà khoa học trên thế giới, tre nứa là đối tƣợng
rừng có năng lực hấp thụ carbon rất lớn vì ngồi việc cây tăng trƣởng rất nhanh
ở thời kỳ măng thì hàng năm cịn có thể lấy ra khỏi rừng một lƣợng carbon nhất
định theo các biện pháp khai thác và kinh doanh rừng. Vì vậy, nếu so sánh với


2
rừng trồng cây gỗ, lƣợng carbon hấp thụ và lƣu giữ bởi rừng tre nứa là rất lớn.
Tuy nhiên, hiện nay các cơng trình nghiên cứu ở nƣớc ta mới chỉ tập trung

nghiên cứu sinh khối và khả năng lƣu giữ các bon của một số dạng rừng trồng và
rừng gỗ tự nhiên, ít quan tâm đến đối tƣợng rừng tre nứa, đặc biệt là nghiên cứu
về sinh khối và carbon rừng Vầu đắng thì cịn rất ít và thiếu tính hệ thống.
Rừng Vầu đắng là loại rừng thứ sinh hình thành sau khi rừng gỗ nguyên sinh
bị tác động mạnh. Vầu đắng là lồi tre khơng gai, thân ngầm dạng roi, thân tre mọc
phân tán từng cây, phát triển rất tốt dƣới tán thƣa của rừng cây gỗ nhất là ở các khe
hẻm, thung lũng. Đây là loài điển hình cho nhóm mọc tản, có kích thƣớc thân lớn của
nƣớc ta. Kích thƣớc thân khí sinh trung bình có thể đạt cao 17m, đƣờng kính 10cm,
lóng dài 35cm, vách thân dày 1cm, thân tƣơi nặng 30kg. Vầu đắng mọc tự nhiên và
có phân bố nhiều ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn,
Phú Thọ, Thái Nguyên và có thể phát triển mở rộng ở các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn,
Quảng Ninh, Sơn La, Hoà Bình, Thanh Hố.
Bắc Kạn là một tỉnh thuộc vùng núi trung du Đơng Bắc Việt Nam, có 80

diện

tích là đồi núi. Tổng diện tích rừng tự nhiên của Bắc Kạn là 281.672 ha, chủ yếu là
rừng thứ sinh phân bố ở hầu hết các xã, thị trấn của tỉnh, trong đó rừng Vầu đắng có
trên 3.000 ha, tập trung nhiều tại các huyện Na Rì, Chợ Đồn và Bạch Thơng. Hiện nay,
rừng Vầu đắng của tỉnh Bắc Kạn chủ yếu mới đƣợc thừa nhận về giá trị kinh tế và xã
hội, giá trị phịng hộ mơi trƣờng chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều, trong đó có
khả năng tích lũy carbon để làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ mơi trƣờng rừng cũng
nhƣ xác định giá trị phịng hộ của rừng Vầu đắng, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý,
bảo vệ và phát triển rừng Vầu đắng bền vững trong thời gian tới.
Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả
năng tích lũy carbon của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure)
thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn” đƣợc đặt ra là thật sự cần thiết, có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn.
Ý

ĩ

ọ v t ự tễ

ủ

ủ đề t

2.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp các thông tin cơ bản và góp phần hồn thiện cơ sở khoa học về đặc
điểm cấu trúc, sinh khối và lƣợng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn.


3
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu là cơ sở đề xuất phƣơng án chi trả dịch vụ hấp thụ và lƣu
giữ carbon rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn và những nơi khác có điều kiện tƣơng tự.
- Là cơ sở đề xuất các các giải pháp quản lý bền vững và nâng cao khả năng
tích lũy carbon của rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn.
3 Mụ t êu

ê

ứu ủ đề t

3.1. Về lý luận
- Xác định đƣợc đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn.
- Xác định đƣợc sinh khối và lƣợng carbon tích lũy cây cá lẻ và rừng Vầu
đắng tại tỉnh Bắc Kạn.
3.2. ề thực tiễn

- Xây dựng đƣợc các mơ hình dự báo về sinh khối và lƣợng carbon tích lũy
cây cá lẻ và lâm phần rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn.
- Đề xuất đƣợc các giải pháp quản lý rừng nhằm nâng cao khả năng tích lũy
carbon của rừng cũng nhƣ việc xác định nhanh sinh khối và lƣợng carbon tích lũy
Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn.
4 N ữ

đó

óp

ủ đề t

Đây là cơng trình nghiên cứu có hệ thống và tồn diện về đặc điểm cấu trúc,
sinh khối và khả năng tích lũy carbon rừng Vầu đắng thuần lồi tại tỉnh Bắc Kạn,
những đóng góp mới của luận án là:
- Đã xác định đƣợc đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc
Kạn theo cấp đƣờng kính, chiểu cao và cấp mật độ.
- Đã xác định đƣợc sinh khối và lƣợng carbon tích lũy của cây cá lẻ và rừng
Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn.
- Đã xây dựng đƣợc các mô hình dự báo sinh khối, lƣợng carbon tích lũy cây
cá lẻ và rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn.
5 Đ

tƣợ

v p

v

ê

ứu

5.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc
Kạn. Trong đề tài này rừng Vầu đắng thuần lồi đƣợc hiểu là rừng Vầu đắng có tỷ
lệ Vầu đắng chiếm >90% thành phần cây đứng trong lâm phần.


4
5.2. Phạm vi nghiên cứu
+ Về nội dung nghiên cứu:
- Về đặc điểm cấu trúc: Chỉ nghiên cứu cấu trúc mật độ, cấu trúc tuổi thân
khí sinh, phân bố N/D1,3, N/Hvn.
- Về sinh khối và lƣợng carbon tích lũy: chỉ xác định sinh khối và lƣợng carbon
tích lũy ở thời điểm nghiên cứu mà chƣa có điều kiện xác định lƣợng sinh khối và
carbon tích lũy đƣợc lấy ra khỏi rừng trong quá trình kinh doanh và quản lý rừng.
- Đối với tầng cây cao đề tài chỉ giới hạn trong nghiên cứu sinh khối và carbon
tích lũy trong cây Vầu đắng.
- Về sinh khối cây Vầu đắng: Đề tài chƣa có điều kiện nghiên cứu sinh khối rễ.
+ Về địa bàn nghiên cứu: Nghiên cứu đƣợc thực hiện tại các huyện có diện
tích rừng Vầu đắng nhiều nhất ở tỉnh Bắc kạn là: Na Rì, Chợ Đồn và Bạch Thơng.
6 Cấu trú luậ á
Luận án ngồi phần tài liệu tham khảo và các phụ lục, đƣợc kết cấu thành các
phần sau đây:
- Phần mở đầu.
- Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
- Chƣơng 2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.
- Chƣơng 3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

- Chƣơng 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận.
- Kết luận, tồn tại và kiến nghị.


5
C ƣơ

1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế gi i
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Nghiên cứu về cấu trúc rừng nói chung
Cấu trúc rừng đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu vì nó cung cấp
những thơng tin cơ bản nhất của một hệ sinh thái rừng, bao gồm các thông tin về loài
cây, tổ thành loài, dạng sống, các tầng thứ trong rừng, mật độ, trữ lƣợng rừng,... làm
cơ sở cho việc xác định các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng cũng nhƣ
sử dụng rừng. Đã có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu một cách có hệ thống về vấn
đề này nhƣ Baur G. (1976) [2], Odum E. P (1971) [99], Catinot (1965) [5]; Plaudy J
(1987) [44]. Klaus et. al (2012), [84], Liu et. al (2002) [91], Li Yiqing (1992) [89]
nghiên cứu về cấu trúc rừng và sử dụng các hàm tốn học nhƣ Weibull để mơ phỏng
cấu trúc rừng; Vanclay (1994) [108] nghiên cứu về cấu trúc chiều cao vút ngọn.
Một số tác giả nhƣ Zucchini et. al (2001) [121] đã nghiên cứu về mối tƣơng quan
giữa đƣờng kính với chiều cao rừng. Vanclay (2009) [109] đã dựa trên phƣơng trình
D = β(H - 1.3)/ ln(N) để xây dựng mối quan hệ giữa các nhân tố này cho một số loài
cây nhƣ Tếch, Vân sam Na Uy, Tùng bách tán. Burkhart (1982) [69] sử dụng hàm
Beta để mô tả phân bố N/D1,3. Roemisch (1975) (dẫn theo Phạm Ngọc Giao (1996)
[19]) đã nghiên cứu khả năng dùng hàm Gammar để mô phỏng sự biến đổi theo tuổi
của phân bố D1,3 cây rừng.
Nghiên cứu cấu trúc rừng tre trúc

Theo Seethalakshmi (2016) [103], tổng diện tích rừng tre trúc trên thế giới là
khoảng 36 triệu ha, tƣơng đƣơng với 3,2% tổng diện tích rừng trên trái đất, trong đó
80% diện tích phân bố ở Châu Á, 10% ở Châu Mỹ và 10% ở Châu Phi. Theo ƣớc
tính có khoảng 30% diện tích rừng tre trúc trên thế giới là rừng trồng, tƣơng đƣơng
với 3,8% diện tích rừng trồng các loài cây gỗ. Về chủ quản lý, khoảng 6% diện tích
quản lý bởi tƣ nhân và 36

diện tích quản lý bởi các chủ thể nhà nƣớc. Con số này

khá đối lập với chủ sở hữu rừng cây gỗ khi chỉ có 20% tổng diện tích đƣợc quản lý
bởi khu vực tƣ nhân. Ở Châu Á, Ấn Độ là nƣớc sở hữu diện tích rừng tre trúc lớn


6
nhất với 11,4 triệu ha, tƣơng đƣơng với 50% diện tích rừng tre trúc của tồn Châu
Á. Tác giả cho rằng tre trúc là loài cây sinh trƣởng nhanh, tiềm năng tích lũy sinh
khối lớn, lƣợng carbon tích lũy trong tre trúc đƣợc giữ lâu bền trong các sản phẩm
nhƣ đồ mỹ nghệ, nội thất, sàn, nhà cửa,… nên rừng tre trúc có tiềm năng rất lớn
trong việc tham gia thị trƣờng carbon toàn cầu.
Rừng tre trúc là một trong những hệ sinh thái rừng quan trọng trên trái đất và
phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của Châu Á. Theo Jia (2009)
[82], diện tích rừng Tre trúc ở Trung Quốc là khoảng 5,4 triệu ha, chiếm 3% tổng
diện tích rừng tại quốc gia này. Ở Trung quốc có khoảng 500 lồi thuộc họ tre trúc
trong đó có 39 lồi thuộc phân họ tre. Riêng loài Trúc sào Phyllostachys pubescens
chiếm 3,37 triệu ha (chiếm 70% tổng diện tích tre trúc ở Trung Quốc) (Zhu et. al,
1994 [120]; Wang et. al., 2013 [113]).
Rừng tre trúc cung cấp vật liệu xây dựng và thức ăn cho con ngƣời, cũng nhƣ
các giá trị kinh tế và sinh thái (Scurlock et. al, 2000) [102]. Sự phát triển của tre trúc
khác với các cây thân gỗ và có một số đặc điểm riêng biệt nhƣ phát triển nhanh,
năng suất cao và nhanh chóng trƣởng thành từ măng đến thân khí sinh (Fu, 2000

[79], Scrulock et. al, 2000 [102]).
Scurlock et. al (2000) [102] và Yen & Lee (2011) [117] chỉ ra rằng sự phát
triển của rừng tre trúc dựa trên cơ sở thân ngầm nằm dƣới mặt đất và thân khí sinh
đƣợc sinh ra hàng năm. Vì vậy, rừng tre trúc thƣờng có cấu trúc tuổi khơng đồng
đều với nhiều loại thân khí sinh có tuổi khác nhau cùng phân bố.
Để tính tốn lƣợng carbon của rừng tre nữa, các tác giả thƣờng căn cứ vào
đặc điểm cấu trúc rừng. Zhang et. al (2014) [118] đã mô tả cấu trúc rừng Trúc sào
(Phyllostachys pubescens) là loài cây mọc tản (giống Vầu đắng) bằng 2 biến D1,3 và
tuổi thân khí sinh thơng qua hàm tỷ lệ sống (survival function) dựa trên hàm
Weibull nhƣ sau:

Kết quả tính tốn của tác giả cho thấy dùng hàm weibull mơ phỏng tốt cho
phân bố đƣờng kính và tuổi rừng trúc sào. Tác giả cũng đề xuất nên sử dụng hàm


7
này để mô phỏng cấu trúc rừng tre trúc mọc tản. Đối với trúc sào, cây chủ yếu phân
bố ở tuổi 1 và 2 tƣơng đƣơng với 31,7

và 34,7 . Số lƣợng thân khí sinh ở cấp

kính 8cm đến 12cm ở tuổi 1 - 4 chiếm trung bình 85

tổng số thân khí sinh.

Chen et. al (2016) [74] đã nghiên cứu về cấu trúc rừng Trúc sào ở Đài Loan,
tác giả đã xác định đƣợc mật độ rừng trồng dao động từ 5.733 - 13.067 cây/ha và
D1,3 dao động từ 5,5± 0,5 đến 6,3± 0,2 cm. Để nghiên cứu cấu trúc rừng, tác giả đã
chia D1,3 thành các cấp kính là 2cm. Hàm weibull đƣợc sử dụng để mô phỏng cho
phân bố N/D1,3. Theo đó, cấp kính từ 4 - 6cm có số lƣợng cây nhiều nhất, chiếm

52,1-66,6% tổng số cây trong lâm phần. Tác giả cho rằng thông thƣờng ở các mơ
hình rừng trồng có tác động các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, các cấp D1,3 nhỏ và
cây già cỗi sẽ đƣợc tỉa thƣa nên sẽ làm tăng D1,3 trung bình của lâm phần. Tuy
nhiên, đối với mơ hình không đƣợc tác động lâm sinh, từ năm thứ 3 trở đi D1,3 trung
bình lâm phần đã giảm xuống cùng với sự gia tăng mật độ của các cây có D1,3 thấp.
Cũng theo Chen et. al (2014) [73], để rừng Trúc sào có năng suất cao nhất thì điều
chỉnh cấu trúc tuổi rừng theo hƣớng tối đa hóa mật độ cây tuổi nhỏ (từ 1-3 tuổi) và
giảm tối đa cây có tuổi lớn.
1.1.2. Nghiên cứu về sinh khối và carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng
1.1.2.1. Nghiên cứu về sinh khối và carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng
Trƣớc năm 1840, các cơng trình nghiên cứu đã tập trung vào lĩnh vực sinh lý
thực vật, nghiên cứu quá trình quang hợp tạo nên vật chất hữu cơ từ nƣớc, oxi và
năng lƣợng ánh sáng mặt trời. Liebig, J (1840) [90] lần đầu tiên đã định lƣợng về sự
tác động của thực vật tới khơng khí và phát triển thành định luật tối thiểu . Kết quả
nghiên cứu này đã trở thành tiền đề cho rất nhiều cơng trình nghiên cứu về sinh khối
sau này.
Riley (1944) [101], Steemann (1954) [104] đã tổng kết quá trình nghiên cứu
và phát triển sinh khối rừng trong các cơng trình nghiên cứu của mình. Tiếp đó, năm
1981, Cannell [71] đã cơng bố cơng trình nghiên cứu về Sinh khối và năng suất sơ
cấp rừng trên thế giới” tập hợp 600 cơng trình nghiên cứu về sinh khối của hơn
1.200 lâm phần thuộc 46 nƣớc trên thế giới. Năm 2002, Văn phòng phát triển xanh
của Australia [66] đã soạn thảo sổ tay hƣớng dẫn đo đạc ngoài thực địa cho việc


8
đánh giá các bon rừng bao gồm cả rừng trồng và rừng tự nhiên. Ngoài ra, Kurniatun
et. al (2001) [86] cũng đã xây dựng một hệ thống các phƣơng pháp cho việc thu
thập số liệu về sinh khối trên và dƣới mặt đất rừng.
Theo Vashum và Jayakumar (2012), đánh giá sinh khối thông qua viễn thám
là một phƣơng pháp hiện đại, hiệu quả và hiện đang đƣợc áp dụng trong thời gian

gần đây. Các nghiên cứu đã sử dụng kết quả dữ liệu ảnh vệ tinh kết hợp với điều tra
thực địa để xác định lƣợng sinh khối, carbon ở các điểm lấy mẫu rồi tính cho cả hệ
sinh thái rừng [110].
Phần lớn các nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của rừng thƣờng tiếp cận
bằng cách xác định sinh khối, từ kết quả nghiên cứu sinh khối để tính toán ra lƣợng
carbon. Các tiếp cận phổ biến là dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối rừng với kích
thƣớc của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm tốn học nào đó. Hƣớng
tiếp cận này đƣợc sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966) [115].
Cơng trình nghiên cứu tƣơng đối tồn diện và có hệ thống về lƣợng carbon
tích luỹ của rừng trồng đƣợc thực hiện bởi Mckenzie et. al (2001) [93]. Theo đó thì
carbon trong hệ sinh thái rừng thƣờng tập trung ở bốn bộ phận chính: Thảm thực vật
cịn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Theo ƣớc tính, hoạt động
trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có lƣợng các bon đƣợc tích luỹ ở sinh khối
là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực Bắc; 1,5 - 4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4 - 8
tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (IPCC, 2003) [80].
Arnor et. al (2002) [65] đã xác định lƣợng carbon dự trữ của 1 ha rừng Larix
sibirica khi đến tuổi 32 trung bình có thể tích lũy đƣợc 2,6 tấn/carbon/năm, đối với
rừng Betula pubescens một năm có thể tích lũy đƣợc 1,0 tấn carbon/năm.
Tại Trung Quốc, nghiên cứu đƣợc thực hiện với rừng trồng hỗn loài giữa
Pinus massoniana và Schima superba cho thấy, lƣợng carbon biến động từ 146,35 215,30 tấn/ha, trong đó lƣợng carbon của cây trồng và thảm thực vật dƣới tán rừng
chiếm 61,9 - 69,9 , trong đất chiếm từ 28,5 - 35,5

và trong vật rơi rụng chiếm từ

1,6 - 2,8% (Fang Yunting et. al, 2003) [76]. Ngồi ra cịn nhiều tác giả khác cũng
nghiên cứu về sinh khối và carbon rừng nhƣ Wei Haidong và Ma Xiangqing (2007)
[114], Jianhua Zhu, (2007) [83].


9

Bên cạnh nghiên cứu về hệ sinh thái thì nhiều tác giả cũng nghiên cứu cho từng
loài cụ thể. Lasco (2001) [87], Leuvina (2008) [88] nghiên cứu về cây lõi thọ
(Gmelina arborea), Ca cao (Theobroma cacao), Dừa (Cocos nicifera), Xoài
(Mangifera indica). Cũng tại Philippines tác giả Digno (2007) [75] khi nghiên cứu về
cây Lõi thọ đã đƣa ra kết luận, hàm lƣợng carbon chứa trong cây lõi thọ biến động từ
44,73 - 46,44% sinh khối và thấp hơn ở Keo lá tràm chiếm khoảng 51,20%.
Việc sử dụng các công nghệ hiện đại vào trong nghiên cứu khả năng tích lũy
carbon của rừng cũng đƣợc nhiều tác giả quan tâm thực hiện nhƣ Brown và Lugo
(1984) [68] sử dụng công nghệ GIS xác định lƣợng lƣợng carbon trung bình trong rừng
nhiệt đới châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh khối và 148 tấn/ha trong lớp đất mặt với
độ sâu 1m, tƣơng đƣơng 42 - 43 tỷ tấn carbon trong toàn châu lục. Brown (1997) [67]
đã ƣớc lƣợng tổng lƣợng carbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu
tối đa trong vòng 5 năm (1995 - 2000) là khoảng 60 - 87 giga tấn carbon.
Thông qua các cơng trình nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon của rừng
trồng, rừng tự nhiên,… các nhà khoa học đã đƣa ra nhận định, việc mất rừng và suy
thoái rừng đóng góp khoảng 20

lƣợng phát thải khí C02 ra bầu khí quyển. Đây cũng

là lý do chính mà chƣơng trình Giảm phát thải thơng qua việc hạn chế mất rừng và
suy thối rừng” (REDD) chính thức đƣợc đƣa vào Kế hoạch hành động Bali”
(UNFCCC, 2010) đƣợc xem là một cơ chế quan trọng trong việc làm giảm thiểu tác
động của biến đổi khí hậu [107].
1.1.1.3. Nghiên cứu về sinh khối và carbon tích lũy của rừng tre trúc
Theo đánh giá của Fayolle et. al (2013) thì mặc dù vấn đề sinh khối và tích lũy
carbon của rừng đã đƣợc quan tâm nghiên cứu trong thời gian qua, song chủ yếu tập
trung vào nghiên cứu rừng gỗ, số lƣợng nghiên cứu về sinh khối và carbon rừng tre trúc
trên thế giới cũng chƣa nhiều [78].
Về phƣơng pháp, Syam và Sruthi (2017) [105] đã tổng kết có 3 bƣớc chính
trong nghiên cứu sinh khối, carbon rừng tre trúc nhƣ sau: i) Bƣớc 1: lựa chọn ngẫu

nhiên thân khí sinh ở các cấp kính và cấp tuổi khác nhau và đảm bảo cây tiêu chuẩn lựa
chọn đại diện cho các cấp tỉnh và cấp tuổi. Sau đó phân thành các bộ phận lá, cành và
thân chính. Cân để xác định sinh khối tƣơi tại rừng và lấy mẫu phân các bộ phận thân
chính, cành, lá để tích trong phịng thí nghiệm. Bƣớc 2: Sấy khơ các mẫu trong phịng
thí nghiệm để xác định tỷ lệ quy đổi sinh khối khô/tƣơi; Bƣớc 3: Phân tích hàm lƣợng
carbon trong mẫu bằng cách nghiền và đốt cháy trong 6 giờ.


10
Theo IPCC (2003) [80], thì bể chứa carbon trong rừng tre nứa bao gồm: (1)
Bể chứa carbon trong sinh khối trên mặt đất (trong tre nứa và trong loài cây khác);
(2) Bể chứa carbon dƣới mặt đất (trong tre nứa và trong loài cây khác); (3) Bể chứa
carbon trong vật rơi rụng; và (4) Bể chứa carbon trong đất rừng. Lƣợng carbon trên
mặt đất bao gồm carbon trong thân, cành, lá và trong cây bụi thảm tƣơi dƣới tán
rừng. Do sinh khối cây bụi thảm tƣơi thƣờng nhỏ nên trong một số trƣờng hợp nếu
khơng có điều kiện thu thập số liệu thì có thể bỏ qua.
Đã có nhiều tác giả công bố kết quả xác định lƣợng sinh khối và carbon tích
lũy ở rừng tre trúc. Chen et. al (2016) [74] đã ƣớc tính lƣợng sinh khối tích lũy
trong lâm phần rừng Trúc sào ở Đài loan dao động từ 38,4 ± 6.3 đến 60,4 ± 6.9
tấn/ha. Đối với rừng đƣợc áp dụng biện pháp lâm sinh tỉa thƣa, nếu để rừng ở trạng
thái khơng tác động thì lƣợng sinh khối tích lũy của rừng sẽ tăng lên nhanh chóng.
Nath et. al (2015a) [95] đã tổng kết các kết quả nghiên cứu nhƣ sau:
Bảng 1.1. Sinh khối và carbon tích lũy của một số hệ sinh thái rừng trên thế giới
TT
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Loài cây
Bambusa blumeana
Bambusa vulgaris
Gigantochloa levis
Phyllostachys bambusoide
Gigantochloa ater and G.
verticilleta
Bambusa pallida
Phyllostachys pubescens
Bambusa bamboos
Dendrocalamus strictus
Bambusa bambos
Yushania alpina
Bambusa cacharensis, B.
vulgaris and B. balcooa
Phyllostachys makinoi
Phyllostachys heterocycla
Bambusa oldhamii

Guadua angustifolia
Phyllostachys pubescens

L

rừ

Rừng tự nhiên
Rừng tự nhiên
Rừng tự nhiên
Rừng trồng

S
(tấ / )
Philippines
143
Philippines
106
Philippines
147
Nhật Bản
136
Đị đ ể

Carbon
(tấ / )
72
53
73
68

Rừng tự nhiên

Indonesia

77

37

Rừng trồng
Rừng trồng
Rừng trồng
Rừng trồng
Rừng trồng
Rừng tự nhiên

Ấn Độ
Nhật Bản
Ấn Độ
Ấn Độ
Ấn Độ
Ethiopia

319
138
287
60
242
110

160
69
144
30
121
55

Rừng trồng

Ấn Độ

121

61

Rừng tự nhiên
Rừng tự nhiên
Rừng trồng
Rừng tự nhiên
Rừng tự nhiên

Đài Loan
Đài Loan
Mexico
Bolivia
Trung Quốc

105
89
104

200
88

50
41
51.5
100
40

(Nguồn: Nath và công sự 2015a [95])


11
Theo tổng kết của Nath (2015a) [95], lƣợng carbon tích lũy trong rừng tre
trúc trung bình dao động từ 30-121 tấn/ha, năng suất tích lũy carbon đạt trung bình
đạt 6-13 tấn/ha/năm. Tác giả cho rằng tre trúc là loài cây sinh trƣởng rất nhanh với
1 chu kỳ sinh trƣởng có để hồn thành trong vịng 120-150 ngày. Với đặc điểm tích
lũy sinh khối nhanh và hiệu quả cao trong việc tích lũy carbon, tre trúc đƣợc đánh
giá là lồi cây có năng lực tích lũy carbon lớn. Bên cạnh đó tác giả cịn khẳng định
rằng tre trúc là những lồi cây có năng suất sơ cấp khá cao (12-16 tấn/ha/năm) mặc
dù thƣờng xuyên đƣợc tỉa thƣa hàng năm.
Carbon trong đất dƣới tán rừng tre trúc cũng đƣợc nghiên cứu. Theo Nath et.
al (2015b) [96] thì nghiên cứu về carbon dƣới tán rừng tre trúc cịn ít đƣợc thực
hiện. Tác giả đã thống kê 17 kết quả nghiên cứu về carbon tích lũy trong đất dƣới
tán rừng tre ở các nƣớc khác nhau và các lồi tre khác nhau. Theo đó lƣợng carbon
tích lũy lớn nhất đƣợc ghi nhận trong nghiên cứu tại Ấn Độ với 160 tấn carbon/ha
(tƣơng đƣơng với 319 tấn sinh khối) dƣới tán rừng trồng tre lục bình (Bambusa
pallida) có mật độ 35.000 cây/ha. Carbon tích lũy thấp nhất là ở rừng Tầm vông
(Dendrocalamus strictus) tại Ấn Độ với mật độ 27.000 cây/ha, lƣợng carbon tích
lũy trong đất là 30 tấn/ha tƣơng đƣơng với 60 tấn sinh khối/ha. Tuy nhiên, khi tính

về lƣợng carbon tích lũy trong đất trung bình theo 1 năm thì rừng trồng cả 2 lồi
trên tích lũy carbon trong đất nhƣ nhau, đạt 13 tấn/ha/năm. Một trong số các nghiên
cứu đã đƣợc công bố là nghiên cứu về carbon trong đất ở các hệ thống nông lâm kết
hợp vùng Đông Bắc Ấn Độ với lƣợng carbon tích lũy là 0,59 tấn/ha/năm.
Nghiên cứu về lƣợng carbon tích lũy trong sinh khối làm cơ sở chuyển đổi từ
sinh khối thành lƣợng carbon tích lũy có ý nghĩa rất quan trọng. Theo Fayolle et. al
(2013) [78] thì cách thơng thƣờng để xác định lƣợng carbon tích lũy trong lâm phần
là xác định sinh khối khô rồi nhân với hệ số chuyển đổi đƣợc đề xuất bởi IPCC là
0,5. Tuy nhiên, theo Yen và Lee (2011) [117] thì hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang
carbon sẽ khác nhau ở các loài cây khác nhau và khác nhau giữa các bộ phận của
cây (thân, cành, lá) và thậm chí khác nhau khi cùng một cây sinh trƣởng ở các vùng
địa lý khác nhau. Trên cơ sở đó, Zhang et. al (2014) [118] đề xuất lƣợng carbon tích
lũy cho tre trúc phải đƣợc xác định chi tiết hơn cho từng đối tƣợng cụ thể. Các tác


12
giả đã nghiên cứu trên loài Trúc Sào và chỉ ra rằng hệ số chuyển đổi sinh khối sang
carbon tích lũy trong thân khí sinh, thân ngầm và cành cao hơn trong phần gốc, lá
và rễ. Kết quả nghiên cứu này của tác giả cũng phù hợp với loài Cối đỏ Đài Loan
(Chamaecyparis formosensis), Sa mộc (Cunninghamia lanceolata), Liễu Sam Nhật
(Cryptomeria japonica). Theo Seethalakshmi (2016) [103], dựa trên kết quả tổng
kết từ nhiều nghiên cứu khác nhau đã đƣa ra số liệu carbon trung bình chứa trong
sinh khối khơ là khoảng 50%.
Về ảnh hƣởng của tuổi đến tỷ lệ carbon tích lũy trong sinh khối cũng có
nhiều kết quả nghiên cứu khác nhau. Fang et. al (2002) [77] chỉ ra rằng lƣợng
carbon trong cành và lá tăng lên khi tuổi thân khí sinh tăng lên. Tuy nhiên, Zhang
et. al (2014) [118] lại chỉ ra rằng với lồi Trúc Sào, khơng có sự khác biệt về tỷ lệ
carbon tích lũy trong sinh khối ở các tuổi khác nhau.
Việc xây dựng mô hình dự báo sinh khối và carbon rất đƣợc quan tâm làm cơ
sở để dự báo lƣợng sinh khối, carbon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng mà khơng

cần phải chặt cây. Zhou et. al (2006) [119] cho rằng mơ hình tính dự báo sinh khối
và carbon thƣờng đƣợc xây dựng dựa trên nhân tố điều tra lâm phần là đƣờng kính
ngang ngực và chiều cao. Tuy nhiên, việc xác định chiều cao rừng tre trúc khá khó
khăn nên các tác giả này đã sử dụng tuổi để thay thế cho chiều cao. Zhang et. al
(2014) chỉ ra rằng sinh khối khơ có quan hệ mật thiết với D1,3 nhƣng lại khơng có mối
liên hệ với tuổi khi nghiên cứu loài Trúc sào [118]. Tuy nhiên, ngƣợc lại với nhận
định này, nhiều tác giả đã chỉ ra rằng sự tích lũy của sinh khối trong thân tre trúc tăng
lên cùng với tuổi cây (Scurlock et. al 2000) [102].
Verwijst và Telenius (1999) đề xuất phƣơng pháp chặt cây để nghiên cứu
sinh khối và carbon rừng tre trúc. Trên cơ sở đó sẽ xây dựng các phƣơng trình dự
báo sinh khối và carbon dựa trên D1,3 và tuổi thân khí sinh [111]. Tuy nhiên, theo
Brown và Lugo (1984) [68] thì khác với cây gỗ, rất khó để đƣa ra một phƣơng trình
ƣớc lƣợng sinh khối chung cho tất cả các lồi tre trúc. Việc xây dựng mơ hình
tƣơng quan chung cho các loài khác nhau bị giới hạn bởi độ độ chính xác và gặp
nhiều hạn chế bởi sự khác biệt trong tăng trƣởng của cây (đơn bào, lƣỡng tính và
sinh mơ), đặc trƣng của từng lồi và đặc điểm nhóm, độ tuổi khác nhau của cây


13
(Wang et. al, 2013 [113]). Trên cơ sở đó các nhà khoa học đã tính tốn phƣơng trình
dự báo sinh khối, carbon cho từng loài cây cụ thể.
Nath et. al (2015a) [95] khi tổng kết các cơng trình nghiên cứu về sinh khối
và carbon tre trúc đã đƣa ra nhiều kết quả nghiên cứu đƣợc thực hiện ở Đài Loan,
Nhật Bản, Ấn Độ, Mexico,… theo đó các thân khí sinh thƣờng đƣợc thống kê theo
các tuổi 1, 2, 3 và trên 4 tuổi. Các mơ hình tƣơng quan đƣợc xây dựng dựa trên sinh
khối trên mặt đất và D1,3 của thân khí sinh. Mối quan hệ tuyến tính đƣợc xây dựng
trên cơ sở hàm mũ hoặc logarit các tham số sinh khối và đƣờng kính. Bên cạnh
phƣơng trình xây dựng chung cho tất cả các tuổi, nhiều nghiên cứu cũng xây dựng
phƣơng trình tƣơng quan cho từng tuổi thân khí sinh cụ thể.
B ng 1.2. P ƣơ

trì

ự báo sinh kh i cho một s loài tre trúc phổ biến trên
thế gi i

TT

1

2

3

Lồi cây
Dendrocalamus
strictus
Phyllostachys
pubescens
Bambusa bamboos

Đị đ ể

5

6

cacharensis

Bambusa vulgaris

Bambusal balcooa

P ƣơ

trì

ự bá s

N uồ
Tripathi và Singh,

Ấn Độ

TB

SK (g) = 3,4053+ 0,8540xDBH

1996 (dẫn theo Nath
et. al (2015a) [95)

Nhật Bản
Ấn Độ

Bambusa
4

Tuổ

Ấn Độ

Ấn Độ

Ấn Độ

TB

SK(kg) = 1,479x10-1xDBH1,86

TB

SK (kg) = -12,23+ 37,281xDBH

TB

lnSK (g) = 2.078 + 2.140xlnDBH

1

lnSK (g) =2,134 + 2,268xlnDBH

2

lnSK (g) = 2,174 + 2,306xlnDBH

3

lnSK (g) = 2,184 + 2,178xlnDBH

TB

lnSK (g) = 2,281 + 2,149xlnDBH

1

lnSK (g) = 2,386 + 2,079xlnDBH

2

lnSK (g) = 2,554+ 1,956xlnDBH

3

lnSK (g) = 2,548 + 1,970xlnDBH

TB

lnSK (g) =2,149 + 2,284xlnDBH

1

lnSK (g) = 2,199 + 2,353xlnDBH

2

lnSK (g) = 2,368 + 2,214xlnDBH

3

lnSK (g) = 2,153 + 2,477xlnDBH

Isagi et. al, 1997 [81]
Kumar et. al, 2005
[85]

Nath et. al, 2009 [94]