Ứng dụng ảnh SPOT 6 xác định trữ lượng cacbon rừng thông thuần loài làm cơ sở chi trả dịch vụ môi trường rừng tại xã nguyên bình tĩnh gia thanh hóa

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp
này, em đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ tận tình của các thầy (cơ), gia đình
và bạn bè. Em xin tỏ lịng biết ơn chân thành đến:
- Quý thầy (cô) trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam đã dạy dỗ và đào
tạo trong thời gian 4 năm qua.
- Các thầy TS. Nguyễn Hải Hịa & CN. Đặng Hồng Vƣơng là ngƣời đã
hƣớng dẫn tận tình và góp ý để em có thể hồn thành bài khóa luận tốt nghiệp này.
- Ban Quản lý rừng phịng hộ huyện Tĩnh Gia và UBND xã Ngun
Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong
q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
- Gia đình và bạn bè đã động viên, quan tâm và giúp đỡ em trong thời
gian này.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2016
Sinh viên
Trần Thị Phƣơng Thúy

1


MỤC LỤC
Phần I. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 1
Phần II. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 3
2.1. Tổng quan về GIS và viễn thám..................................................................... 3
2.1.1. Tổng quan về GIS ....................................................................................... 3
2.1.2. Tổng quan về viễn thám .............................................................................. 3
2.1.3. Giới thiệu về vệ tinh SPOT-6...................................................................... 3
2.2. Tổng quan về sinh khối và trữ lƣợng cacbon ................................................. 4
2.2.1. Sinh khối ..................................................................................................... 4
2.2.2. Trữ lƣợng cacbon ........................................................................................ 4

2.2.3. Thƣơng mại Cacbon trong lâm nghiệp ....................................................... 5
2.3. Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (PFES)....................................................... 6
2.3.1. Một số khái niệm trong Chi trả dịch vụ mơi trƣờng rừng........................... 6
2.3.2. Các hình thức chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng ........................................... 7
2.3.3. Các đối tƣợng đƣợc chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng ................................. 7
2.3.4. Các đối tƣợng phải chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng .................................. 8
2.4. Tổng quan về các nghiên cứu ứng dụng của GIS và viễn thám trong ƣớc
tính sinh khối và trữ lƣợng cacbon ........................................................................ 9
2.4.1. Các nghiên cứu về ứng dụng của GIS và viễn thám trong ƣớc tính sinh
khối và trữ lƣợng cacbon....................................................................................... 9
2.4.2. Các nghiên cứu về khả năng lƣu giữ cacbon của rừng ............................. 12
Phần III. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 18
3.1. Mục tiêu........................................................................................................ 18
3.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 18
3.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 18
3.2. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu ................................................................ 18
3.2.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 18
3.2.2. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................ 18
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 18
2


3.3.1. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và tình hình quản lý rừng Thơng thuần
lồi tại xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa ................................ 19
3.3.2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cacbon
trên mặt đất rừng Thơng thuần lồi tại xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia ......... 19
3.3.3 Nghiên cứu cơ hội và thách thức đối với chi trả dịch vụ môi trƣờng khu
vực nghiên cứu .................................................................................................... 19
3.3.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng khu vực
nghiên cứu ........................................................................................................... 19

3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 19
3.4.1. Phƣơng pháp luận ..................................................................................... 19
3.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ............................................................... 20
Phần IV. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI ............. 26
4.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 26
4.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 26
4.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo....................................................................... 26
4.1.3. Đặc điểm khí hậu, thời tiết ........................................................................ 26
4.1.4. Tài nguyên thiên nhiên .............................................................................. 28
4.1.5. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên ....................................................... 30
4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 31
4.2.1. Dân số và lao động, việc làm .................................................................... 31
4.2.2. Cơ cấu kinh tế ( tính từ năm 2005 đến năm 2010).................................... 33
4.2.3. Đánh giá về đời sống dân sinh .................................................................. 33
4.2.4. Đánh giá về khả năng khai thác và phát huy giá trị văn hóa, tơn giáo, tín
ngƣỡng, phong tục tập quán địa phƣơng ............................................................. 34
Phần V. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................... 35
5.1. Hiện trạng và tình hình quản lý rừng Thơng thuần lồi tại xã Ngun Bình,
huyện Tĩnh Gia .................................................................................................... 35
5.1.1. Hiện trạng rừng trồng Thông .................................................................... 35
5.1.2. Tình hình quản lý rừng Thơng khu vực nghiên cứu ................................. 39
3


5.1.3. Cơ chế chính sách về chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng tại khu vực nghiên
cứu ....................................................................................................................... 40
5.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cacbon trên mặt đất
rừng Thơng thuần lồi tại xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia ............................. 41
5.2.1. Bản đồ hiện trạng xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia ................................ 41
5.2.2. Bản đồ sinh khối và trữ lƣợng Cacbon trên mặt đất rừng Thơng thuần lồi

xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia ....................................................................... 43
5.3. Cơ hội và thách thức đối với chi trả dịch vụ mơi trƣờng tại xã Ngun Bình,
huyện Tĩnh Gia .................................................................................................... 51
5.3.1. Điểm mạnh và điểm yếu ........................................................................... 52
5.3.2. Cơ hội và thách thức đối với chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng tại xã
Nguyên Bình........................................................................................................ 53
5.4. Đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ mơi trƣờng rừng xã Ngun Bình, huyện
Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa ................................................................................... 55
5.4.1. Cơ sở khoa học của dịch vụ chi trả môi trƣờng rừng................................ 55
5.4.2. Đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng xã Nguyên Bình, huyện
Tĩnh Gia............................................................................................................... 58
PHẦN VI. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ........................................ 61
6.1. Kết luận ........................................................................................................ 61
6.2. Tồn tại........................................................................................................... 61
6.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO

4


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nguyên nghĩa

GIS

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

GPS

Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System)

SPOT

Systeme Pour l’Obsenrvation de la Terre

CDM

Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism)

REDD

Giảm thiểu khí thải từ suy thoái và mất rừng ( Reducing
Emissions from Deforestation and Degradation)

LHQ

Liên Hợp Quốc

JI

Cơ chế đồng thực hiện (Joint Implementation)

UNFCCC

Công ƣớc khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (United
Nation Framework Convention on Climate Change)

PFES

Chi trả dịch vụ mơi trƣờng rừng (tại Việt Nam)

IPCC

Ủy ban Liên chính phủ về Thay đổi khí hậu (Intergovernmental
Panel on Climate Change)

NDVI

Chỉ số thực vật (Normalized Difference Vegetation Index)

ƠTC

Ơ tiêu chuẩn

DBH,

Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1.3 mét

DVMTR

Dịch vụ mơi trƣờng rừng

BQLR

Ban quản lý rừng

VQG

Vƣờn quốc gia

QLBVR

Quản lý bảo vệ rừng

DEM

Mơ hình số độ cao

5


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Giá trị β0, β1, β2 ............................................................................... 10
Bảng 2.2: Mối quan hệ giữa lƣợng cacbon lƣu trữ cây cá thể của 6 loài chủ yếu
với D 1,3 và Hvn ................................................................................................. 17
Bảng 3.1: Thông tin dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT 6 ................................................ 20
Bảng 4.1. Tổng hợp dân số, lao động xã Nguyên Bình. ..................................... 32
Bảng 4.2. Giá trị sản xuất kinh tế xã Nguyên Bình (theo giá hiện hành) từ năm
2005 – 2010 ......................................................................................................... 33
Bảng 5.1: Tổng hợp diện tích rừng Thơng phịng khu vực nghiên cứu .............. 35
Bảng 5.2. Độ chính xác khi phân loại ảnh vệ tinh SPOT 6 ................................ 42
Bảng 5.3. Giá trị sinh khối và trữ lƣợng Cacbon đƣợc tính tốn cho từng ơ mẫu ... 43
Bảng 5.4: Kết quả tính đặc trƣng mẫu của giá trị D 1.3 của khu vực nghiên cứu .. 47

6


DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ

Hình 3.1: Ảnh SPOT 6 khu vực xã Nguyên Bình ............................................... 21
Hình 3.2: Cách đo đƣờng kính ngang ngực cây rừng (D 1.3), ( Zingg 1988) .... 23
Hình 4.1: Khu vực nghiên cứu ............................................................................ 31
Hình 5.1: Tỷ lệ % diện tích rừng Thơng phịng hộ của xã Nguyên Bình ........... 36
Hình 5.2: Phân bố rừng Thơng theo độ cao khu vực .......................................... 37
Hình 5.3: Phân bố không gian rừng trồng Thông theo hƣớng dốc khu vực ....... 38
Hình 5.4: Hiện trạng xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia ..................................... 41
Hình 5.5: Vị trí các ơ mẫu ................................................................................... 43
Hình 5.6: Giá trị sinh khối rừng Thơng thuần lồi xã Ngun Bình, huyện Tĩnh
Gia theo phƣơng pháp nội suy Kriging và IDW ................................................. 48
Hình 5.7: Trữ lƣợng cacbon rừng Thơng thuần lồi xã Ngun Bình, huyện Tĩnh
Gia theo phƣơng pháp nội suy Kriging và IDW ................................................. 50
Sơ đồ 5.1: Mơ hình quản lý rừng phịng hộ khu vực nghiên cứu ....................... 39

7


TĨM TẮT KHĨA LUẬN
1. Tên khóa luận tốt nghiệp: “ Ứng dụng ảnh SPOT 6 xác định trữ lượng cacbon
rừng Thơng thuần lồi làm cơ sở chi trả dịch vụ mơi trường rừng tại xã Ngun
Bình, Tĩnh Gia, Thanh Hóa.”
2. Sinh viên thực hiện: Trần Thị Phƣơng Thúy
3. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Hải Hịa & CN. Đặng Hồng Vƣơng
4. Mục tiêu nghiên cứu
4.1.

Mục tiêu chung: Mục tiêu chung của đề tài nghiên cứu là xác định đƣợc

trữ lƣợng cacbon rừng Thơng thuần lồi, từ đó đề xuất chi trả dịch vụ mơi
trƣờng rừng tại tỉnh Thanh Hóa.

4.2.

Mục tiêu cụ thể

- Xác định đƣợc tổng sinh khối và trữ lƣợng cacbon rừng Thơng thuần lồi xã
Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa
- Đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng phù hợp và hiệu quả cho khu
vực nghiên cứu.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và tình hình quản lý rừng Thơng thuần lồi tại
xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia.
- Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cacbon trên
mặt đất rừng Thơng thuần lồi tại xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia.
- Nghiên cứu cơ hội và thách thức chi trả dịch vụ môi trƣờng khu vực nghiên cứu.
- Nghiên cứu đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng khu vực nghiên cứu.
6. Những kết quả đạt đƣợc
- Hiện trạng và tình hình quản lý rừng Thơng thuần lồi tại xã Ngun Bình,
huyện Tĩnh Gia.
- Xây dựng bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cacbon trên mặt đất rừng
Thơng thuần lồi tại xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia.
- Xác định đƣợc cơ hội và thách thức chi trả dịch vụ môi trƣờng khu vực
nghiên cứu.
- Đề xuất giải pháp chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng khu vực nghiên cứu.
8


Phần I
ĐẶT VẤN ĐỀ
Biến đổi khí hậu đang trở nên ngày càng sâu sắc và trở thành một thách
thức lớn đối với các quốc gia trên toàn cầu. Nguyên nhân chính gây ra biến đổi

khí hậu đƣợc khẳng định là do sự gia tăng nhanh chóng nơng độ khí nhà kính
(chủ yếu là khí CO2) trong khí quyển (UNFCCC, 2007). Nhằm hạn chế sự biến
đổi khí hậu, Cơng ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (1992) và
Nghị định thƣ Kyoto (1997) đã đƣợc phê chuẩn. Đây là các cơ sở pháp lý quan
trọng thể hiện sự cam kết của cộng đồng quốc tế trong việc cắt giảm khí nhà
kính và ngăn ngừa biến đổi khí hậu. Thị trƣờng cacbon đƣợc xem là một công
cụ quan trọng trong cơng cuộc giảm thiểu khí nhà kính, chống biến đổi khí hậu.
Việc thực hiện cơ chế CDM đặc biệt là sáng kiến REDD, REDD+ trong thị
trƣờng tự nguyện đang tạo ra tiềm năng lớn cho việc thƣơng mại giá trị carbon
trong lĩnh vực lâm nghiệp.
Đã có nhiều nghiên cứu về sinh khối và trữ lƣợng cacbon của rừng trên
thế giới đóng vai trị quan trọng trong q trình giảm thiểu khí nhà kính, giảm
nhẹ biến đổi khí hậu. Có ba cách tiếp cận chủ yếu trong nghiên cứu sinh khối và
trữ lƣợng cacbon của rừng, trong đó cách tiếp cận theo nghiên cứu thực nghiệm
và xây dựng các mô hình tốn cho ƣớc tính sinh khối và trữ lƣợng cacbon đƣợc
sử dụng rộng rãi. Tại Việt Nam, phƣơng pháp trong điều tra tích lũy cacbon
đƣợc sử dụng chung là tính tốn và dự báo khối lƣợng Biomass khơ của
rừng/đơn vị diện tích (tấn/ha) tại thời điểm cần thiết trong q trình sinh trƣởng.
Từ đó tính trực tiếp lƣợng CO2 hấp thụ và tồn trữ trong vật chất hữu cơ của
rừng. Phƣơng pháp xác định cây cá lẻ, chặt hạ phân tích thƣờng đƣợc sử dụng
đối cho các đối tƣơng thực vật nghiên cứu lần đầu tiên.
Nghiên cứu về giá trị hấp thụ cacbon ở Việt Nam là khá phong phú và tập
trung chủ yếu vào rừng trồng. Theo Brown và Pearce (1994), rừng trồng có thể
hấp thụ khoảng 115 tấn cacbon và trữ lƣợng cacbon của từng sẽ giảm từ 1/3 đến
1/4 khi rừng bị chuyển sang canh tác nông nghiệp. Các nghiên cứu tập trung
1


vào các loài keo, bạch đàn, mỡ, các loài cây bản địa, các lồi thơng. Tuy nhiên
các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc tính tốn giá trị bằng tiền về giá trị hấp

thụ cacbon mà chƣa có những đánh giá cụ thể về hiệu quả kinh tế của việc trồng
rừng thƣơng mại cacbon. Đặc biệt vai trò của trồng rừng thƣơng mại trong xóa
đói, giảm nghèo, phát triển bền vững nông thôn miền núi, bảo tồn đa dạng sinh
học thì rất ít nghiên cứu cụ thể đề cập đến.
Xã Nguyên Bình là một trong 16 xã thuộc khu vực rừng phịng hộ Tĩnh
Gia. Rừng trồng Thơng thuần lồi tại đây có diện tích rừng khá lớn, đóng vai trị
quan trọng trong cơng tác phịng hộ, bảo vệ mơi trƣờng. Tuy nhiên việc nghiên
cứu về sinh khối và các mơ hình tốn cho tính tốn sinh khối cho Thơng ở Tĩnh
Gia, Thanh Hóa chƣa đƣợc đề cập. Do vậy, nghiên cứu đƣợc triển khai nhằm
xây dựng mơ hình tốn cho tính tốn sinh khối làm cơ sở cho việc xác định khả
năng hấp thụ cacbon của rừng để thúc đẩy thƣơng mại giá trị hấp thụ cacbon.
Do đó, việc thực hiện đề tài “Ứng dụng ảnh SPOT 6 xác định trữ lượng
Cacbon rừng Thơng thuần lồi làm cơ sở đề xuất chi trả dịch vụ môi trường
rừng tại xã Ngun Bình, Tĩnh Gia, Thanh Hóa” là thực sự cần thiết. Điểm
mới của đề tài là xác định đƣợc hiệu quả của rừng trồng thƣơng mại cacbon tại
khu vực xã Ngun Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa , trong mối quan hệ
với sự phát triển bền vững khu vực nghiên cứu, góp phần chống biến đổi khí hậu
tồn cầu.

2


Phần II
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng quan về GIS và viễn thám
2.1.1. Tổng quan về GIS
GIS là hệ thống tích hợp phần cứng (hardware), phần mềm (software) và
dữ liệu (data) nhằm “chụp ảnh”, quản lý, phân tích & hiển thị tất cả các dạng
thông tin về địa lý. (Fedra, 1996)
Tích hợp giữa viễn thám và GIS nhằm tạo ra công nghệ hiệu quả kết hợp

chiến lƣợc xử lý ảnh cũng nhƣ dịng ln chuyển thơng tin và chuyển đổi dữ liệu
trong quá trình xử lý và giải đoán ảnh, để tạo ra dữ liệu địa lý cần thiết cho GIS
đáp ứng nhu cầu đa dạng trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám
sát môi trƣờng... Việc giám sát phát thải và hấp thụ CO2, giám sát trữ lƣợng
cacbon của rừng đƣợc thực hiện bởi k thuật và cơng nghệ viễn thám và GIS,
qua đó đƣa ra các giải pháp tiến hành giám sát, đo tính để cung cấp thơng tin dữ
liệu về sinh khối và trữ lƣợng cacbon nhằm đánh giá khả năng hấp thụ hoặc phát
thải CO2 trong quá trình quản lý rừng.
2.1.2. Tổng quan về viễn thám
Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) đƣợc hiểu là một khoa học và
nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện
tƣợng thơng qua việc phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện.
Những phƣơng tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực
hoặc với hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu.
2.1.3. Giới thiệu về vệ tinh SPOT-6
Ngày 9/9/2012 vệ tinh SPOT 6 đã chính thức lên quĩ đạo thu nhận thơng
tin quan sát trái đất. Độ phân giải không gian của vệ tin này đã đƣợc nâng lên
1,5m so với 2,5m của SPOT 5, là thế hệ mới của loạt vệ tinh quang học SPOT
với nhiều cải tiến về k thuật và khả năng thu nhận ảnh cũng nhƣ đơn giản hoá
việc truy cập thông tin. Độ phân giải không gian của các kênh là Panchromatic:
1.5 m, Tổ hợp màu:1.5 m, Các kênh đa phổ: 8m (khi kết hợp có thể xử lý tăng
3


cƣờng lên 6m). Các kênh phổ có thay đổi so với các thế hệ trƣớc (chỉ có các
kênh (G,R,NIR, MID-IR), đó là:
Panchromatic (450 – 745 nm)
Blue (450 – 525 nm)
Green (530 – 590 nm)
Red (625 – 695 nm)

Near-infrared (760 – 890 nm)
Nhƣ vậy sau nhiều thế hệ, kể từ SPOT 1 (1986), nay SPOT mới có thu
nhận thơng tin ở kênh Blue nhƣ các hệ thống vệ tinh khác (Landsat).
2.2. Tổng quan về sinh khối và trữ lƣợng cacbon
2.2.1. Sinh khối
*Sinh khối
Các vật chất hữu cơ ở trên và dƣới mặt đất và cả thực vật sống và thực vật
chết ví dụ nhƣ cây thân gỗ, cây hoa màu/lƣơng thực, cây thân cỏ, thảm mục, rễ
cây, v.v. Sinh khối bao gồm cả các bể đƣợc xác định ở trên và dƣới mặt đất.
* Sinh khối rừng
Sinh khối rừng đƣợc định nghĩa là tổng lƣợng vật chất hữu cơ sống trên
mặt đất trong rừng, đƣợc tính bằng tấn khơ trên một đơn vị diện tích (rừng, ha,
vùng, hoặc quốc gia). Sinh khối rừng đƣợc phân loại thành sinh khối trên mặt
đất và sinh khối dƣới mặt đất.
Sinh khối trên mặt đất là sinh khối sống trên mặt đất bao gồm: thân cây,
gốc cây, cành nhánh, vỏ, hạt và lá.
Sinh khối dƣới mặt đất là tất cả sinh khối sống của rễ. Những rễ cây có
đƣờng kính nhỏ hơn 2mm (đƣợc khuyến nghị) bỏ qua bởi vì chúng thƣờng rất
khó để phân với vật chất hữu cơ trong đất hoặc vật rơi dụng khác.
2.2.2. Trữ lượng cacbon
 Bể chứa cacbon
Bể chứa cacbon là bể chứa lƣu giữ cacbon. Đối với rừng, có 5 loại bể
chứa cacbon đƣợc xem xét để ƣớc tính, đó là: Cacbon trong cây gỗ sống (sinh
4


khối trân và dƣới mặt đất); cacbon trong gỗ cây chết (cây đứng và cây đổ); trữ
lƣợng cacbon trong tầng thảm tƣơi, cây bụi (cây tái sinh, cây bụi, cỏ); trữ lƣợng
cacbon trong thảm mục ( mảnh gỗ mục, vật rơi rụng, mùn) và cacbon hữu cơ
trong đất.

 Trữ lượng cacbon
Trữ lƣợng cacbon là khối lƣợng của cacbon trong một bề chứa cacbon.
2.2.3. Thương mại Cacbon trong lâm nghiệp

Nguồn: Ecosystem Marketplace 2012
Thị trƣờng cacbon đƣợc xem là cơng cụ chính để giảm phát thải CO2, một
trong 4 loại khí gây hiệu ứng nhà kính. Hoạt động của thị trƣờng cacbon đƣợc
hỗ trợ bởi 4 cơ chế chính đƣợc nêu ra trong Nghị định thƣ Kyoto, đó là cơ chế
bn bán sự phát thải, cơ chế phát triển sạch (CDM) và cơ chế đồng thực hiện
(JI) cơ chế giảm phát thải do phá rừng và thối hóa rừng (REDD).
Thị trƣờng cacbon tồn cầu đƣợc dự đốn sẽ tiếp tục đƣợc mở rộng hơn
trong tƣơng lai khi tại các hội nghị các bên của Công ƣớc khung của Liên Hiệp
Quốc về biến đổi khí hậu gần đây đã khẳng định vai trị của rừng nhƣ là phƣơng
tiện hàng đầu để giảm khí thải. Chƣơng trình REDD (giảm khí thải do mất rừng
và suy thoái rừng) và REDD+ (bảo tồn đa dạng sinh học, tăng lƣợng dự trữ
cacbon và quản lý rừng bền vững) đƣợc xem là sáng kiến thành công của LHQ.
5


Đây là biện pháp bảo vệ khí hậu hiệu quả và tƣơng đối rẻ tiền so với các giải
pháp khác.
Theo nghiên cứu "Định giá rừng Việt Nam" của Trung tâm Nghiên cứu
sinh thái và môi trƣờng rừng (Viện Khoa học lâm nghiệp), rừng ở miền Nam có
trữ lƣợng cacbon cao nhất. Tiếp đến là rừng ở miền Trung và miền Bắc. Với
mức giá trung bình dao động trong khoảng 5-10 USD/tấn, giá trị lƣu giữ cacbon
của rừng sản xuất tại miền Nam biến động trong khoảng 61 triệu đồng/ha (rừng
phục hồi) đến 119 triệu đồng/ha (rừng giàu). Rừng miền Trung có giá từ 50-121
triệu đồng/ha. Rừng miền Bắc giá trị biến động trong khoảng 46-100 triệu
đồng/ha.
2.3. Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (PFES)

2.3.1. Một số khái niệm trong Chi trả dịch vụ môi trường rừng
* Môi trƣờng rừng: Là giá trị sử dụng trừu tƣợng (còn gọi là giá trị sử
dụng gián tiếp ) do rừng tạo ra và rừng bảo vệ mà có đƣợc, bao gồm:
- Điều hịa nguồn nƣớc, cung cấp nƣớc cho thuỷ điện, thuỷ lợi, các hoạt
động sản xuất và đời sống của xã hội.
- Dự trữ sinh quyển, tạo mơi trƣờng khơng khí trong lành.
- Bảo vệ, cải tạo đất, chống rửa trơi xói mịn đất.
- Bảo vệ các cơng trình kinh tế quan trọng khơng bị lũ qt, sóng thần, vùi
lấp, phá huỷ.
- Ngăn chặn lũ lụt.
- Tạo môi trƣờng cảnh quan thiên nhiên (phục vụ Du lịch sinh thái, văn
hoá, nghỉ dƣỡng…).
- Bảo tồn đa dạng sinh học, đặc biệt là bảo tồn những nguồn gen động,
thực vật quý hiếm của thiên nhiên phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội của đất
nƣớc...
* Dịch vụ môi trƣờng rừng: việc cung ứng và sử dụng bền vững các giá trị
sử dụng trừu tƣợng của rừng, giữa bên cung ứng dịch vụ và bên sử dụng dịch
vụ.
6


* Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng là quan hệ kinh tế (trao đổi) giữa ngƣời
sản xuất cung ứng dịch vụ môi trƣờng rừng (ngƣời bán) cho ngƣời hƣởng thụ
dịch vụ môi trƣờng rừng (ngƣời mua, ngƣời phải chi trả).
2.3.2. Các hình thức chi trả dịch vụ mơi trường rừng
* Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng trực tiếp: là hoạt động giao dịch trao
đổi giữa ngƣời bán và ngƣời mua. Ngƣời lao động lâm nghiệp (các chủ rừng)
tạo đƣợc hoặc bảo vệ, giữ gìn đƣợc mơi trƣờng cảnh quan thiên nhiên trong
rừng; những ngƣời muốn vào khu rừng để thăm quan, chiêm ngƣỡng, thƣởng

thức cảnh quan thiên nhiên, thậm chí nghỉ dƣỡng, nghiên cứu khoa học.. vv...
phải trả tiền mua vé để đƣợc đến với khu rừng, đấy là giao dịch chi trả dịch vụ
môi trƣờng rừng trực tiếp.
* Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng gián tiếp : Một khi giao dịch (mua, bán)
giữa ngƣời bán và ngƣời mua không thể thực hiện trao đổi đƣợc trực tiếp, thì
cần thiết phải thơng qua một bên trung gian làm đại diện cho cả hai phía ; xét về
thực tế thì ngƣời lao động lâm nghiệp (các chủ rừng) khi tạo ra môi trƣờng rừng
không thể đi bán cho từng ngƣời hƣởng lợi (các đối tƣợng hƣởng lợi có thể là
dân cƣ của một thành phố, của một vùng đồng bằng đƣợc hƣởng thụ môi trƣờng
sinh quyển sạch, an toàn ; hoặc đƣợc sử dụng nƣớc phục vụ đời sống, và sản
xuất …).
Với quy mô số lƣợng ngƣời hƣởng lợi là một số đơng trong xã hội thì Nhà
nƣớc phải là ngƣời đại diện để thu tiền chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng từ ngƣời
mua (ngƣời hƣởng lợi) để thanh toán cho ngƣời bán (là ngƣời sản xuất và cung
cấp dịch vụ môi trƣờng rừng). Hoạt động của Nhà nƣớc nhƣ vậy gọi là Chi trả
dịch vụ môi trƣờng rừng gián tiếp.
2.3.3. Các đối tượng được chi trả dịch vụ mơi trường rừng
* Tổ chức, hộ gia đình, cộng đồng dân cƣ thơn và cá nhân có tƣ cách pháp
nhân, đƣợc giao rừng tự nhiên, nhận khoán quyền sử dụng rừng tự nhiên ổn định
lâu dài để bảo vệ, phát triển rừng, đƣợc chi trả phù hợp với giá trị của rừng (mức
đầu tƣ theo quy định của Nhà nƣớc về định giá rừng phòng hộ).
7


* Tổ chức, hộ gia đình, cộng đồng dân cƣ thơn và cá nhân có tƣ cách pháp
nhân, đƣợc giao đất, giao và khoán rừng sản xuất (cả rừng trồng và rừng tự
nhiên), khi rừng đã đƣợc chăm sóc phát triển đủ tiêu chuẩn phịng hộ thì trong
thời gian chƣa khai thác, chủ rừng đƣợc hỗ trợ một phần giá trị phòng hộ do
rừng tạo ra.
* Các loại rừng đƣợc áp dụng chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng là:

- Rừng phòng hộ và rừng đặc dụng: Đƣợc đầu tƣ chi trả để khuyến khích
bảo vệ và phát triển để bảo đảm chức năng phòng hộ, phòng chống thiên tai, bảo
vệ môi trƣờng, bảo tồn nguồn gen và đa dạng sinh học (mức đầu tƣ theo quy
định của Nhà nƣớc về định giá các loại rừng).
- Đối với rừng sản xuất (cả rừng trồng và rừng tự nhiên): Nếu diện tích
rừng khép tán, bảo đảm chức năng phịng hộ mơi trƣờng theo các cấp độ khác
nhau khi phân loại rừng, thì trong giai đoạn chƣa khai thác, đƣợc chi trả đầu tƣ,
hỗ trợ nhƣ rừng phòng hộ
2.3.4. Các đối tượng phải chi trả dịch vụ môi trường rừng
Về nguyên tắc, đối với các tổ chức (bao gồm cả cơ quan nhà nƣớc); doanh
nghiệp, cộng đồng dân cƣ thôn, hộ gia đình, cá nhân … sinh sống trên đất nƣớc
Việt Nam đƣợc hƣởng lợi ích từ mơi trƣờng rừng đem lại hoặc có các hoạt động
trong sản xuất và đời sống gây ảnh hƣởng tác động có hại làm suy giảm khả
năng phịng hộ đối với rừng, phải có trách nhiệm tham gia đóng góp chi trả cho
các dịch vụ mơi trƣờng rừng. Bao gồm các đối tƣợng sau đây:
* Các tổ chức cá nhân đƣợc hƣởng lợi từ rừng (khai thác thuỷ lợi, thuỷ
điện, Du lịch sinh thái, du lịch văn hoá, nghỉ dƣỡng, tham quan, nghiên cứu
khoa học, học tập …).
* Những ngƣời sống trên đất nƣớc Việt Nam đƣợc hƣởng thụ môi trƣờng
trong lành từ rừng đem lại (ngăn chặn thiên tai, dịch bệnh, tạo khơng khí trong
lành).
* Nguồn kinh phí đã hình thành từ trƣớc nhƣ thuỷ lợi phí, Thuế tài
nguyên, hàng năm đƣợc trích chuyển trả lại cho các dịch vụ môi trƣờng rừng.
8


* Các tổ chức cá nhân có hoạt động gây tác động ảnh hƣởng có hại đối
với rừng (khai khống, khai thác lâm sản, sản xuất gạch ngói, gốm sứ, khai
hoang, thải cơng nghiệp, khói ơ tơ, xe máy; …).
* Nguồn thu từ hỗ trợ, đóng góp của các nƣớc, các tổ chức trong nƣớc và

quốc tế.
Chi trả DVMTR đƣợc xem là một cột mốc về sự đổi mới trong tƣ duy và
thực hành xây dựng chính sách liên quan đến QLBVR của Việt Nam. Chính
sách này là một bằng chứng về thúc đẩy lâm nghiệp truyền thống có tính bao
cấp hịa nhập vào nền sản xuất hàng hóa theo cơ chế thị trƣờng. Chính sách chi
trả DVMTR cũng là chính sách duy nhất của ngành lâm nghiệp tính tới thời
điểm hiện tại có sự đồng bộ, nhất quán một cách hệ thống từ bƣớc xây dựng ý
tƣởng, thực hiện thí điểm và thể chế hóa trong hệ thống chính sách quốc gia.
2.4. Tổng quan về các nghiên cứu ứng dụng của GIS và viễn thám trong
ƣớc tính sinh khối và trữ lƣợng cacbon
2.4.1. Các nghiên cứu về ứng dụng của GIS và viễn thám trong ước tính sinh
khối và trữ lượng cacbon
2.4.1.1. Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới nhiều tổ chức quốc tế đã hình thành phƣơng pháp
luận để định hƣớng nghiên cứu và khả năng ứng dụng viễn thám và GIS trong
quản lý các bể chứa cacbon của rừng tự nhiên. Về phƣơng pháp nghiên cứu hấp
thụ CO2 của hệ sinh thái rừng, K.G. MacDicken (1997) đã lập các mơ hình quan
hệ giữa sinh khối (biomass) với các nhân tố điều tra rừng nhƣ đƣờng kính, chiều
cao và mật độ để giám sát cacbon hấp thụ trong lâm nghiệp và nông lâm kết
hợp. Peter Snowdon và cộng sự (2002) khi nghiên cứu hấp thụ cacbon rừng đã
xác định bốn bể chứa cacbon sinh thái là thực vật sống trên mặt đất, cây bụi
thảm tƣơi, trong rễ và đất, và đƣa ra phƣơng pháp thu thập mẫu để phân tích
hàm lƣợng cacbon trong mỗi bể chứa. Jennier C. Jenkins và cộng sự (2004) sử
dụng nhiều kiểu dạng mô hình để lập tƣơng quan giữa cacbon hấp thụ với đƣờng
kính ngang ngực chocác lồi cây rừng khác nhau ở Bắc nƣớc M . Đến năm
9


2007, với nhu cầu giám sát nhanh lƣợng cacbon trong rừng để tham gia các
chƣơng trình chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng, Trung tâm Nông Lâm kết hợp thế

giới (ICRAF, 2007) đã phát triển các phƣơng pháp dự báo nhanh lƣợng cacbon
lƣu giữ thông qua việc giám sát thay đổi sử dụng đất bằng phân tích ảnh viễn
thám, lập ô mẫu nghiên cứu sinh khối và ƣớc tính lƣợng cacbon tích lũy.
Về ứng dụng ảnh viễn thám và cơng nghệ GIS trong giám sát hấp thụ
cacbon rừng cũng đƣợc coi nhƣ là một công cụ hữu hiệu. Roger M. Gifford
(2000) sử dụng kết hợp GPS để định vị ô mẫu nhằm theo dõi lƣợng cacbon trên
mặt đất, đồng thời sử dụng phƣơng pháp mơ hình hóa mối quan hệ cacbon tích
lũy với các nhân tố điều tra rừng đƣợc định vị theo thời gian và không gian.
ICRAFF (2007) giám sát thay đổi sử dụng đất rừng và lƣợng cacbon tích lũy
thơng qua kết hợp điều tra mặt đật và ảnh viễn thám.
Nghiên cứu của Y. A. Hussin and L. van Leeuwe (2013), về mơ hình sinh
khối trên mặt đất và lƣợng cacbon của rừng nhiệt đới ở Nepal sử dụng hình ảnh
vệ tinh độ phân giải cao và Lidar trong khơng khí. Nghiên cứu xây dựng đƣợc
mơ hình xác định đƣợc trữ lƣợng cacbon nhƣ sau:
Ln Carbon = β0 + β1* Ln (CPA) + β2 * Ln (H)
Trong đó: β0, β1, β2 đƣợc cho ở bảng sau
Bảng 2.1: Giá trị β0, β1, β2
β0

β1

β2

R2

Shorea robusta

-0.877

0.597

1.873

0.66

Lagerstroemia parviflora

0.205

0.370

1.494

0.60

Terminalia tomentosa

-0.126

0.458

1.848

0.82

Schima wallichii

-0.144

1.124

0.883

0.75

Loài khác

0.044

0.616

1.396

0.64

Loài

Các nghiên cứu có thể dựa theo phƣơng pháp điều tra rừng truyền thống
để tính sinh khối rừng và trữ lƣợng cacbon rừng, thƣờng đƣợc thực hiện ở các
nƣớc đang phát triển nhƣ Tanzania, Ấn Độ, Nepan… hoặc kết hợp với các
10


phƣơng pháp điều tra hiện đại nhƣ sử dụng ảnh vệ tinh Landsatr, Spot 3, Spot
5… để điều tra. Nghiên cứu của P.S.Roy & cs (1996) về sinh khối rừng ở Ấn độ;
Nghiên cứu của Y.Yamagata & cs (2010) về lập bản đồ cacbon rừng sử dụng
ảnh vệ tinh hay nghiên cứu của A.baccini và cs (2008) về “Lập bản đồ cacbon
rừng nhiệt đới: quy mô từ địa phƣơng tới quốc gia” đã sử dụng phƣơng pháp
điều tra thực địa kết hợp với giải đoán ảnh viễn thám để điều tra diện tích rừng,
xây dựng bản đồ trữ lƣợng sinh khối và trữ lƣợng cacbon rừng, kết quả cho thấy

khối lƣợng sinh khối dao động từ 50 t/ha (tƣơng đƣơng 25tC/ha) tới 360 t/ha.
2.4.1.2. Tại Việt Nam
Việt Nam là quốc gia đã phê chuẩn Công ƣớc khung của Liên Hợp Quốc
về biến đổi khí hậu ngày 16/11/1994 và Nghị đinh thƣ Kyoto vào ngày
25/9/2002, đƣợc đánh giá là một trong những nƣớc tích cực tham gia vào Nghị
đinh thƣ Kyoto sớm nhất. Tuy nhiên, trong lĩnh vực nghiên cứu về trồng rừng
theo cơ chế phát triển sạch (CDM), nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của
rừng, tính tốn giá trị của rừng là những vấn đề còn khá mới mẻ và mới đƣợc bắt
đầu nghiên cứu trong những năm gần đây.
Thời gian gần đây, có một vài nghiên cứu về lập bản đồ cacbon rừng nhƣ
nghiên cứu của K.T.T. Ngọc và T.T.Kiên (2013) xây dựng bản đồ không gian
các dịch vụ hệ sinh thái rừng ngập mặn tại Cà Mau, tập trung vào đánh giá sự
thay đổi của dịch vụ hệ sinh thái (HST) tại Cà Mau dựa trên công cụ phân tích
khơng gian, sử dụng mơ hình lƣợng giá tổng hợp các dịch vụ HST và sự đánh
đổi, để lập bản đồ sự thay đổi các dịch vụ HST của rừng ngập mặn (RNM) tại
Cà Mau theo thời gian và theo các kịch bản khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho
thấy, tổng lƣợng cacbon lƣu giữ năm 2005 cao hơn so với năm 2010 tƣơng quan
với mức độ suy giảm của RNM năm 2010 so với năm 2005 do chuyển đổi đất
lâm nghiệp sang nuôi trồng thủy sản.
Nghiên cứu của T.Q.Bảo & N.T.Sơn (2013) đã sử dụng ảnh vệ tinh
SPOT-5, kết hợp với số liệu điều tra trên 30 ô tiêu chuẩn điển hình ở các trạng
thái rừng ở xã Cẩm M , huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh nhằm thành lập bản đồ
11


tài ngun rừng, tính tốn sinh khối và lƣợng cacbon hấp thụ cho các trạng thái
rừng. Kết quả cho thấy khả năng hấp thụ Cacbon rừng tại khu vực nghiên cứu là
24,667 tấn C/ha.
Để phục vụ cho chƣơng trình REDD quốc gia, Rebecca Mant và cs (2013)
đã lập bản đồ cacbon sinh khối rừng ở trên và dƣới mặt đất tại Việt Nam dựa

trên bản đồ về độ che phủ rừng Việt Nam 2005. Trong đó bản đồ cacbon sinh
khối đƣợc phân thành năm loại theo khu vực, mỗi loại gồm khoảng một phần
năm diện tích Việt Nam. Trữ lƣợng cacbon sinh khối rừng bình quân của Việt
Nam năm 2005 ƣớc tính tại bản đồ này là khoảng 106 tC/ ha, cao hơn khoảng
33% so với con số 72 tC /ha trong báo cáo Đánh giá Tài nguyên Rừng Toàn cầu
(GFRA) năm 2010 (FAO 2010). Trong khi đó, kết quả về sinh khối cacbon rừng
của Việt Nam đƣợc trích ra trong bản đồ toàn cầu về sinh khối cacbon rừng tại
các vùng nhiệt đới năm 2000 (Saatchi và cs, 2011) là 257 tC/ha. Các kết quả ƣớc
tính trữ lƣợng cacbon rừng khá khác biệt, cho thấy sự cần thiết và tầm quan
trọng trong việc điều tra xác định dữ liệu đầu vào. Đồng thời cần có nhiều
nghiên cứu hơn nữa về thiết lập bản đồ cacbon rừng để kết quả ngày càng chính
xác, phục vụ tốt cơng tác theo dõi diễn biến trữ lƣợng cacbon rừng.
2.4.2. Các nghiên cứu về khả năng lưu giữ cacbon của rừng
2.4.2.1. Trên thế giới
Ƣớc tính phát thải khí CO2 từ nguyên nhân mất rừng và suy thối rừng
chiếm hơn 20% phát thải tồn cầu (IPCC,2007). UNFCCC đang thảo luận về
các sáng kiến nhằm kiểm sốt vấn đề này, một trong những giải pháp đó là giảm
phát thải khí nhà kính từ mất rừng và suy thoái rừng ở các nƣớc đang phát triển
(REDD). Khi sáng kiến này đƣợc áp dụng, sẽ đòi hỏi một hệ thống giám sát
cacbon rừng ở mọi quy mô. Điều này đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu về các
phƣơng pháp đo đếm và giám sát cacbon rừng của các nhà khoa học.
Nghiên cứu của M. Kerretings et al (2001) về giảm sự bất ổn trong việc sử
dụng các phƣơng trình sinh khối allometric để dự đốn sinh khối cây trên mặt
đất trong rừng thứ hỗn hợp. Dạng tổng quát là : B=a*D^b, trong đó B là sinh
12


khối, D là đƣờng kính, cịn a & b là tham số, nghiên cứu so sánh các dữ liệu
thực tế thu thập đƣợc ở Sumatra và các sự liệu đƣợc phổ biến trƣớc đây cho thấy
giá trị a & b thay đổi theo từng khu vực . Nghiên cứu chỉ ra tham số b có thể

đƣợc ƣớc tính nhờ mối liên hệ đặc biệt giữa chiều cao H và đƣờng kính D :
H=kD^c, trong đó b=c+2. Cịn a có thể ƣớc tính một cách tƣơng đối thơng qua :
a=rp , trong đó p là độ dày đặc trung bình của rừng tại khu vực nào đó, r đƣợc hi
vọng là ít thay đổi trên từng mỗi khu vực. Do đó, nghiên cứu đề xuất phƣơng
trình phù hợp nhất đối với rừng thứ cấp tại Sumatra là :
B= 0.66D2.59
và đƣa ra phƣơng trình xác định sinh khối cho rừng trồng:
B = 0,11*ρ*D^(2+c)
trong đó: B - Sinh khối khơ (kg/cây); D - Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1,3m
(cm); ρ - Tỷ trọng gỗ = 0.5 (g/cm3); c = 0,62.
Nghiên cứu của Banaticla (2003 ) về ƣớc tính trong các bể C cho sử dụng
đất khác nhau loại ở Putting Lupa, Mt. Khu bảo tồn Makiling.
Kết quả nghiên cứu xây dựng đƣợc phƣơng trình hồi quy ƣớc lƣợng sinh khối
trên mặt đất cho các loài cây tại khu vực nghiên cứu:
Biomass = 0.068*DBH^2.5 , r2 = 0.99
Sinh khối và trữ lƣợng cacbon lƣu trữ trong sinh khối các thảm thực vật dƣới
tán và thảm mục đƣợc tính tốn nhƣ sau:
T ổng trọng lượng khô ( kg / m2 ) =

ọ

ượ

ô
đ

Sinh khối khô (kg / m2) = 10 * T ổng trọng lượng khô
Trữ lượng cacbon = Sinh khối khô* 45% Cacbon từng phần/100
Nghiên cứu của Sandra L.Brown et al (2004) về tác động của khai thác gỗ
chọn lọc đối với trữ lƣợng cacbon của rừng nhiệt đới tại Cộng hòa Congo . Kết

quả của nghiên cứu phát triển đƣợc một phƣơng pháp có thể đƣợc áp dụng
đến các khu vực khác và khu vực thực hành khai thác gỗ chọn lọc. Ngồi ra
nghiên cứu tính tốn tác động của cacbon cả đƣờng trƣợt và các tuyến đƣờng

13


khai thác gỗ. Các dữ liệu cho thấy tổng số sinh khối cacbon bị ảnh hƣởng bởi
các hoạt động khai thác gỗ trong các nhƣợng bộ CIB tại Cộng hòa Congo là
bằng 10,20 t C / ha nhƣợng hoặc 37,40 t CO2 e / ha. Nghiên cứu ƣớc tính tổng
sinh khối (trên mặt đất) của cây chặt bằng phƣơng trình hồi quy:
Biomass (kg) = exp{-2.289+2.649*ln(dbh)-0.021*(ln(dbh) 2 )}; r2 = 0.97; n =
172; range = 5- 148 cm dbh.
Nghiên cứu của NJoyotee Smith và Sara J.Scherr (2002) đánh giá trữ
lƣợng cacbon tích lũy trong các kiểu rừng nhiệt đới và trong các loại hình sử
dụng đất ở Brazil, Indonesia và Cameroon. Kết quả nghiên cứu cho thấy lƣợng
carbon lƣu trữ trong thực vật giảm dần từ kiểu rừng nguyên sinh đến rừng phục
hồi sau nƣơng rẫy và giảm mạnh đối với các loại đất nông nghiệp…
Nghiên cứu của J. Chave et al (2005), về cây allometry và cải thiện dự trữ
lƣợng cacbon và sự cân bằng trong các khu rừng nhiệt đới. Nghiên cứu đánh giá
độ quan trọng của chất lƣợng và sự vững mạnh của các mơ hình trên các loại
rừng nhiệt đới , sử dụng một lƣợng lớn bộ dữ liệu của 2.410 cây đƣờng

,

trực tiếp thu hoạch trong 27 địa điểm nghiên cứu trên khắp các vùng nhiệt đới ,
chỉ ra quan hệ tỷ lệ giữa sinh khối trên mặt đất và nhân tố điều tra.
Mơ hình tổng thể tốt nhất nghiên cứu xây dựng , tùy thuộc vào việc tổng
cây chiều cao H và đƣờng kính D có sẵn:
Sinh khối trên mặt đ t : AGB =

2.4.2.2. Tại Việt Nam
Việc nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon rừng tại Việt Nam là một lĩnh
vực mới nhƣng đã thu hút đƣợc sự quan tâm của các nhà khoa học trong và
ngoài nƣớc.
Bảo Huy & Phạm Tuấn Anh (2007) dự báo năng lực hấp thụ CO2 của
rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh tại huyện Tuy Đức, tỉnh Dăk Nông . Kết quả
nghiên cứu dự báo đƣợc lƣợng CO2 tích lũy hàng năm từ 1.73 – 5.18
tấn/ha/năm đối với các trạng thái rừng thƣờng xanh, giá trị quy đổi thành tiền từ
14


năng lực hấp thụ CO2 khoảng từ 300.000 đ đến 900.000 đ/ha/năm tùy theo trạng
thái và giá trị vốn rừng thông qua G. Kết hợp với các giá trị thu đƣợc từ gỗ và
lâm sản ngoài gỗ, nếu đƣợc chi trả phí dịch vụ mơi trƣờng – năng lực hấp thụ
CO2 – thì đây là một nguồn lợi rất có ý nghĩa với ngƣời quản lý bảo vệ rừng,
đặc biệt là đối với các cộng đồng dân tộc thiểu số vùng cao có đời sống vốn phụ
thuộc và gắn bó với rừng . Đồng thời nghiên cứu đã chỉ ra đƣợc:
- Quan hệ trữ lƣợng theo cấp kính cho từng trạng thái:
Trạng thái IIAB: M = 2.434D^3 – 32.86D^2 +121.9D – 71.28 với R2 = 0.964
Trạng thái IIIA1: M = 1.102D^3 – 20.01D^2 +100.1D – 71.38 với R2 = 0.990
Trạng thái IIIA2: M = 1.302D^3 – 23.61D^2 +117.9D – 83.80 với R2 = 0.990
- Quan hệ giữa trọng lƣợng khô với trọng lƣợng tƣơi đƣợc mô phỏng bởi dạng
hàm mũ với hệ số quan hệ rất cao TL (Khô) = 0.454.TL(Tƣơi)1.032, R2 = 0.993.
Với quan hệ này, trong thực tế chỉ cần đo D1.3 là có thể dự báo trọng lƣợng tƣơi
của toàn thân cây.
- Quan hệ lƣợng carbon và CO2 tích lũy trong thân cây với sinh khối
C(kg) = 0.401 TL(kho)1.003, R2 = 0.999
C(kg) = 40.1% TL(Kho) = 18.2%Trọng lượng tươi của cây (kg)
CO2 (kg) = 66.8% Trọng lượng tươi (kg)
Vũ Tấn Phƣơng &cs (2008) xây dựng mơ hình tính tốn trữ lƣợng cacbon

rừng trồng keo lai Việt Nam, đã xác định trữ lƣợng cacbon tại rừng trồng keo lai
cao nhất ở miền Nam, tiếp đến là miền Trung và thấp nhất là ở miền Bắc.Lƣợng
cacbon do rừng keo lai hấp thụ là từ 7 -10 tấn/ha/năm (tƣơng đƣơng với 26 – 36
tấn CO2/ha/năm) . Kết quả nghiên cứu đã đƣa ra các phƣơng trình tƣơng quan
giữa trữ lƣợng cacbon trong tổng sinh khối (Yts) với DBH ở các khu vực nghiên
cứu tại miền Bắc, Trung và Nam, phƣơng trình gộp chung có dạng :
Yts = 0.095*DBH2.31, phƣơng trình này có quan hệ rất chặt (r = 0.94).
Vũ Tấn Phƣơng (2011), xây dựng mơ hình tính tốn sinh khối Thơng ba lá
ở huyện Hồng Su Phì tỉnh Hà Giang. Nghiên cứu đã xây dựng đƣợc mối tƣơng
quan giữa sinh khối trên mặt đất với đƣờng kính thân (D 1.3) nhƣ sau:
15


Y = 0.023*D 1.32.9077 (kg/cây), R2 = 0.9913.
Võ Đại Hải (2009) mối quan hệ giữa tổng sinh khô với nhân tố điều tra
DBH của Thông ba lá ở các tỉnh Lâm Đồng, Gia Lai và Kon Tum, chung cho
mọi cấp đất, đã đƣợc xây dựng. Theo kết quả nghiên cứu của tác giả, phƣơng
trình tƣơng quan đƣợc thiết lập có dạng:
Sinh khối khơ= 0,044 * DBH2.713, có hệ số tƣơng quan tiệm cận 1 (r = 0,993).
Trần Bình Đà (2011) nghiên cứu khả năng hấp thu CO2 của thảm rừng
phục hồi sau nƣơng rẫy tại khu bảo tồn thiên nhiên Thƣợng Tiến, tỉnh Hịa Bình
đã xác định lƣợng CO2 hấp thu từ thành phần thực vật của các trạng thái nhƣ
sau: IIA – 10 năm bỏ hóa đạt 9,08 tấn/ha, IIB – 20 năm bỏ hóa đạt 137,17
tấn/ha, SS – 10
năm bỏ hóa đạt 55,64 tấn/ha, và SS - 12 năm bỏ hóa đạt 74,60 tấn/ha.
Bảo Huy và cs (2012), đã xây dựng các mơ hình sinh trắc (allometric
equations) để tính tổng sinh khối cây gỗ trên mặt đất cho lâm phần và tổng
lƣợng cacbon của cây gỗ trên mặt đất cho lâm phần nhƣ sau:
- Mơ hình xác định sinh khối cây rừng trên mặt đất (AGB, kg/cây) theo 2 nhân
tố chiều cao (H) và đƣờng kính ngang ngực (DBH):

ln(AGB_kg/cây) = -2,9766 + 0,535797 * ln(DBH_cm) + 0,759321 x ln(H_m *
DBH_cm^2), với R2(%) = 96.804
- Mơ hình xác định cacbon tích lũy trong cây rừng phần trên mặt đất (C AGB,
kg/cây) theo 2 nhân tố chiều cao (H) và đƣờng kính (DBH):
log(C_AGB_kg/cây) = -3,72664 + 2,05141 * log(DBH_cm) + 0.760168 x*
log(H_m), với R2 (%) = 96,280
Vũ Đức Quỳnh & cs (2014) nghiên cứu khả năng lƣu trữ cacbon của rừng
khộp tại Tây Nguyên đã xác định đƣợc lƣợng cacbon trong cây cá lẻ loài ƣu thế
trong lâm phần rừng Khộp tập trung chủ yếu vào phần thân cây, chiếm từ
49,38% đến 64,95%; tiếp đến là bộ phận cành, chiếm từ 13,25 - 21,50%; cacbon
trong bộ phận rễ chiếm từ 11,51 - 15,88%; trong vỏ chiếm từ 7,2 đến 17,84%;
trong khi lá chỉ chiếm từ 1,54 - 3,72%. Kết quả nghiên cứu về cấu trúc cacbon
16


của toàn lâm phần cho thấy 67,08% tổng lƣợng cacbon đƣợc tích lũy trong đất;
28,39% tích lũy trong tầng cây gỗ, cịn lại 4,53% tổng lƣợng cacbon
của lâm phần tích lũy trong cây bụi thảm tƣơi, vật rơi rụng và cây gỗ chết.
Tính trung bình cho các nhóm ƣu hợp rừng, mỗi hecta rừng Khộp tại Tây
Nguyên lƣu trữ đƣợc 84,52 tấn cacbon. Nghiên cứu đã xây dựng đƣợc phƣơng
trình tƣơng quan giữa lƣợng cacbon trên mặt đất của cây các thể loài ƣu thế
trong lâm phần rừng khộp với D1.3 và Hvn:
Bảng 2.2: Mối quan hệ giữa lƣợng cacbon lƣu trữ cây cá thể của 6 loài chủ
yếu với D 1,3 và Hvn
Phƣơng trình quan hệ

Lồi

R2

Sig. Sig.
F

Cà chít

=
0.710*

Cẩm liên

đen
Chiêu liêu ổi

0.068*

loài cây

(

(

0.96

0.00 0.00 0.00

0.91

0.00 0.04 0.00

0.89

0.00 0.00 0.00

0.97

0.00 0.04 0.00

0.78

0.00 0.00 0.00

)

=
0.055*

0.00 0.03 0.00

)

=
(

0.93

)

=

0.024*

Chung các

(

0.00 0.01 0.00

)

=

0.025*
Dầu trà beng

(

0.82

)

=

0.229*
Dầu đồng

(

Tb

)

=
0.051*

Chiêu liêu

(

Ta

Sig.

)

Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu chỉ dừng lại việc ƣớc tính khả năng
hấp thụ cacbon rừng của các thảm thực vật, mà chƣa xây dựng bản đồ cacbon

17