Xem mẫu
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
106(06): 97 - 102
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON TẠI RỪNG PHÒNG HỘ
HỒ NÚI CỐC, KHU VỰC XÃ PHÚC TRIÙ, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN
Nguyễn Thị Đông, Nguyễn Thu Hường*,
Ma Thị Kim Cúc, Hà Thúy Vin
Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên
TÓM TẮT
Rừng được coi như một bể chứa cacbon khổng lồ trên Trái Đất, nhằm kiểm soát việc gia tăng khí
nhà kính, đặc biệt là khí CO2. Trong giai đoạn gần đây các nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon
rừng ngày càng được chú trọng. Nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon tại rừng phòng hộ Hồ
Núi Cốc, khu vực xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên sử dụng phương pháp chặt hạ để đo đếm
sinh khối rừng, từ đó xác định các phương trình tương quan sinh trưởng. Trên cơ sở đó, xác định
lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha rừng là 118,356 tấn/ha và trong toàn khu vực nghiên cứu là
25778,01 tấn.
Từ khóa: đo đếm cabon rừng, tích lũy cacbon, phương pháp chặt hạ, chi trả dịch vụ môi trường
ĐẶT VẤN ĐỀ*
Sự nóng lên toàn cầu đã và đang là mối quan
tâm của toàn nhân loại, nguyên nhân chính
gây hiện tượng này là sự gia tăng hàm lượng
CO2 trong khí quyển. Trong khi đó rừng có
vai trò đặc biệt trong việc cân bằng O2 và CO2
trong khí quyển. Do vậy, rừng có ảnh hưởng
rất lớn tới khí hậu của từng quốc gia, từng
khu vực cũng như trên toàn thế giới. Vì vậy,
việc nghiên cứu, xác định khả năng tích lũy
cacbon rừng là việc làm có ý nghĩa vô cùng
quan trọng, là cơ sở đề xuất các phương thức
quản lý rừng, xây dựng cơ chế chi trả cho
các chủ rừng và cộng đồng tham gia bảo vệ
rừng. Xuất phát từ các lý do trên chúng tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá khả
năng tích lũy cacbon tại rừng phòng hộ Hồ
Núi Cốc, khu vực xã Phúc Trìu, thành phố
Thái Nguyên”
Mục tiêu của đề tài là xác định giá trị hấp thụ
CO2 của rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc tại xã
Phúc Trìu, góp phần cung cấp cơ sở khoa học
cho việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường
rừng và REDD + tại tỉnh Thái Nguyên.
NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu sinh khối trạng thái cây rừng
bao gồm đường kính ngang ngực của cây tại
*
Tel: 0989662798, Email: nguyenthuhuongmtk3@gmail.com
các ô tiêu chuẩn đã xác định, sinh khối tươi
và sinh khối khô các bộ phận cây cá lẻ đem
giải tích.
- Xác định mối tương quan giữa các đại lượng
trọng lượng tươi và trọng lượng khô với
đường kính ngang ngực (DBH)
- Xác định lượng CO2 hấp thụ và phương
trình tương quan giữa lượng CO2 hấp thụ với
đường kính ngang ngực. Trên cơ sở đó xác
định được lượng CO2 hấp thụ trong từng ô
tiêu chuẩn và trong toàn bộ lâm phần.
Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp lập ô tiêu chuẩn
Trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng do Ban
quản lý rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc cung cấp,
lựa chọn các khu vực lập ô tiêu chuẩn. Sử
dụng GPS, thước dây để lập ô tiêu chuẩn có
kích thước 1000m2 (20m x 50m), thực hiện
đo đếm đường kính ngang ngực của tất cả các
cây trong ô tiêu chuẩn. Các ô tiêu chuẩn được
chọn theo cấp tuổi (3, 5, 7 tuổi). Sau đó phân
loại cây theo từng cấp kính.
Trong các ô tiêu chuẩn lựa chọn chặt hạ 2 cây
đại diện cho từng cấp kính. Tiến hành giải
tích từng cây cá lẻ, bao gồm đo chiều cao vút
ngọn của cây, sinh khối tươi của từng bộ phận
lá, thân, cành. Cân chính xác từng bộ phận để
rút mẫu đối với lá là 0,5kg và đối với thân và
cành là 1kg.
97
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
+ Phương pháp phân tích trong phòng thí
nghiệm
Mẫu được đưa về phòng thí nghiệm, sấy khô
ở nhiệt độ 1050C đến khối lượng không đổi,
sau đó sử dụng máy phân tích TOC để xác
định hàm lượng cacbonic có trong từng bộ
phận của cây giải tích [4].
Kết quả được thể hiện tại bảng 3. Số liệu về
sinh khối cây cá lẻ và tỷ lệ % các bộ phận của
chúng được tính trung bình cho các ÔTC.
Bảng 1. Đường kính bình quân của tầng cây gỗ
02
Keo lai
5
10,42
03
Keo lai
7
12,04
01
Bảng 2. Số lượng cây phân theo cấp kính trong
từng ÔTC
STT
1
2
3
4
Nghiên cứu sinh khối trạng thái cây rừng
Sinh trưởng đường kính D1,3 của rừng
Nghiên cứu sinh khối cây cá lẻ bao gồm sinh
khối tươi của thân cây, cành cây và lá cây.
D1.3tb
(cm)
8,56
Loài cây
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Nhóm tác giả đã tiến hành điều tra trên 3
ÔTC. Kết quả về đường kính D1,3 và số lượng
cây thân gỗ ở mỗi ÔTC được thể hiện tại
bảng 1 và 2.
Qua số liệu bảng 1 và 2, thấy rằng D1.3 trung
bình tăng theo tuổi cây, cụ thể ở ÔTC1 cây 3
tuổi có D1.3 trung bình là 8,05 cm; ÔTC2, 5
tuổi có D1.3 trung bình là 9,76 cm; ÔTC3, 7
tuổi có D1.3 trung bình là 11,43 cm. Trong
cùng cấp tuổi số lượng cây theo từng cấp kính
giảm khi cấp kính tăng lên.
Sinh khối tươi cây cá lẻ
Keo lai
Cấp tuổi
(năm)
3
ÔTC
+ Xây dựng hàm tương quan
Trên cơ sở hàm lượng CO2 xác định tại từng
bộ phận của cây cá lẻ, sử dụng excel thiết lập
phương trình tương quan giữa hàm lượng CO2
hấp thụ và đường kính ngang ngực. Từ đó
tính được lượng CO2 hấp thụ trong từng ô tiêu
chuẩn và trong toàn bộ lâm phần
106(06): 97 - 102
Cấp
kính
(cm)
20
Số lượng cây
ÔTC1
ÔTC2
ÔTC3
67
17
3
0
48
23
9
3
43
46
18
5
Số liệu bảng 3 cho thấy: trong cùng một cấp
tuổi, có sự khác biệt lớn về sinh khối tươi cây
cá lẻ, sinh khối tươi cây cá lẻ tăng theo cấp
kính; cụ thể ở cấp tuổi 3 mã cây C1-1 có
D1.3=9,07cm tổng sinh khối tươi là 58,6 kg,
mã cây C2-1 có D1.3=8,06cm có tổng sinh
khối tươi là 46,8 kg; cấp tuổi 5 mã cây C1-2
có D1.3 = 9,8cm tổng sinh khối tươi là 74,7 kg,
mã cây C2-2 có D1.3 = 12,7cm có tổng sinh
khối tươi là 115 kg; cấp tuổi 7 mã cây C1-3
có D1.3 = 15,3cm tổng sinh khối tươi là 163,2
kg, mã cây C2-3 có D1.3 = 21,3cm có tổng
sinh khối tươi là 348,6 kg.
Bảng 3. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ
Mã
ÔTC
01
02
03
Mã
cây
DBH
(cm)
Cấp tuổi
(năm)
C1-1
C2-1
C1-2
C2-2
C1-3
C2-3
9,07
8,06
9,8
12,7
15,3
21,3
3
3
5
5
7
7
Thân
kg
45,1
37,6
48,2
89,8
135,8
229,5
%
77,6
80,3
65,5
77,7
83,2
65,8
Cành
kg
%
8
13,8
5
10,7
16,7 22,4
12,2 10,6
14,7
9,0
94,1
27
Lá
kg
5
4,2
9,8
13,4
12,7
25
%
8,6
9,0
13,1
11,6
7,8
7,2
Tổng
kg
%
58,6 100
46,8 100
74,7 100
115
100
163,2 100
348,6 100
(Nguồn: Số liệu điều tra của nhóm nghiên cứu tại rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc)
98
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
106(06): 97 - 102
Bảng 4. Cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ
Mã
ÔTC
01
02
03
Mã
cây
DBH
(cm)
C1-1
C2-1
C1-2
C2-2
C1-3
C2-3
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Cấp
tuổi
(năm)
3
3
5
5
7
7
Thân
Cành
Lá
Tổng
Kg
%
Kg
%
Kg
%
Kg
%
21,06
22,14
27,64
46,75
70,68
112,46
83,06
81,16
70,18
81,30
85,34
65,76
2,66
3,07
8,61
6,23
8,02
50,04
10,56
13,56
21,86
10,83
9,68
29,26
1,47
1,44
3,13
4,52
4,12
8,51
5,84
5,28
7,94
7,86
4,97
4,98
25,19
27,28
39,38
57,50
82,82
171,01
100
100
100
100
100
100
Nếu xét trong cùng một cấp kính thì sinh khối
tươi cây cá lẻ tăng lên cùng với sự tăng lên
của tuổi cây, điều đó phản ánh quá trình tích
luỹ sinh khối theo thời gian của cây rừng và
cũng có thể nhận thấy giữa sinh khối và sinh
trưởng cây cá lẻ có liên hệ chặt chẽ với nhau,
ví dụ trong cấp kính tương đương, ở tuổi 3 mã
cây C1-1 có DBH = 9,07 cm sinh khối cây cá
lẻ là 58,6 kg, đến tuổi 5 mã cây C1-2 có DBH
= 9,8 cm sinh khối là 74,7 kg.
Cấu trúc sinh khối các bộ phận thân, cành,
lá cây cá lẻ là rất khác nhau trong cả 3 cấp
tuổi và các cấp kính. Sinh khối thân chiếm
tỷ lệ cao nhất, sau đó đến sinh khối cành và
chiếm tỷ lệ thấp nhất là sinh khối lá. Tỷ lệ
% sinh khối tươi các bộ phận tính trung
bình cho cả 3 ô tiêu chuẩn là: Thân 75%;
cành 15,6%; lá 9,4%.
Sinh khối khô cây cá lẻ
Nhóm tác giả tiến hành phân tích sinh khối
khô của 18 mẫu (6 mẫu thân, 6 mẫu cành và 6
mẫu lá). Kết quả được thể hiện tại bảng 4.
Bảng 4 cho thấy, sinh khối khô cây cá lẻ cũng
thay đổi theo cấp kính và cấp tuổi. Xét trong
cùng một cấp kính, khi tuổi cây tăng lên thì
sinh khối khô cây cá lẻ cũng tăng theo và
ngược lại. Tỷ lệ % sinh khối khô các bộ phận
tính trung bình cho cả 3 ô tiêu chuẩn sẽ là:
Thân 74,6%; cành 19,6%; lá 5,8%.
Tương quan giữa trữ lượng và đường kính
ngang ngực (DBH)
Trọng lượng tươi với đường kính ngang ngực
Trong thực tế vấn đề xác định trọng lượng cây
trực tiếp là vấn đề rất khó khăn và phức tạp, vì
thế, thiết lập mô hình quan hệ giữa sinh khối
cây và đường kính có vai trò rất hữu ích.
Bảng 5. Trọng lượng tươi & DBH của cây mẫu
Cấp
tuổi
03
03
05
05
07
07
DBH (cm)
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Trọng lượng tươi
(kg)
46,8
58,1
74,7
115
163,2
348,6
Bảng 5 cho thấy, trọng lượng tươi tăng theo
đường kính, sự gia tăng này thể hiện càng
mạnh ở những cây có đường kính lớn.
Hình 1 cho thấy, phương trình tương quan
giữa trọng lượng tươi và đường kính có mối
tương quan rất chặt chẽ (R2= 0,996). Kết quả
này được thể hiện theo phương trình (*).
Trọng lượng tươi = 0,681*D2,027 (kg). (*)
Hình 1. Mối quan hệ giữa trọng lượng tươi
và DBH(D1,3)
Trọng lượng khô với đường kính ngang ngực
Trọng lượng khô của cây tăng dần theo chiều
tăng của đường kính ngang ngực. Đặc biệt tăng
nhiều ở cây có tuổi cao và đường kính lớn.
99
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
Tỷ lệ cacbonic hấp thụ trong cây
Lượng CO2 hấp thụ trong từng bộ phận và
toàn bộ cây
Kết quả phân tích hàm lượng cacbonic trong
trong từng bộ phận cây cá lẻ được trình bày
tại bảng 7, cho thấy, trữ lượng cacbonic hấp
thụ có sự khác biệt trong các bộ phận của cây,
ở thân là lớn nhất, tiếp đến là bộ phận cành và
lá là ít nhất. Nếu tính cho cả 3 ÔTC thì lượng
cacbonic hấp thụ trong thân chiếm trung bình
khoảng 74,71%, trong bộ phận cành chiếm là
19,17% và lá là 6,13%. Kết quả này cũng phù
hợp với các nghiên cứu trước đó tỷ lệ tích lũy
cacbon trong thân là lớn nhất, tiếp đến là
cành và lá [1], [2].
Lượng cacbonic hấp thụ trong cây tỷ lệ thuận
với cấp kính và tuổi cây, cụ thể xét trong cấp
kính tương đương, ở độ tuổi 3 cây C1-1 có
DBH = 9,07 cm, lượng cacbonic là 13,95 kg,
cùng cấp kính này ở độ tuổi 5 cây C1-2 là
19,73 kg. Cùng cấp tuổi 3, ÔTC3 mã cây C11 có D1.3 = 9,07 có tổng lượng cacbonic hấp
thụ là 13,95 kg, mã cây C2-1 có D1.3 = 8,06
cm thì lượng cacbonic hấp thụ chỉ có 12,98
kg; cấp tuổi 5, mã cây C1-2 có D1.3 = 9,8cm,
lượng cacbonic là 19,73 kg, mã cây C2 -2 có
D1.3 = 12,7cm, lượng cacbon là 29,39 kg; cấp
tuổi 7, mã cây C1-3 có D1.3 = 15,3cm, có
lượng cacbonic là 42,71 kg, cây C2-3 có D1.3
= 21,3cm, có lượng cacbonic là 88,33 kg.
Bảng 6. Trọng lượng khô & DBH của cây mẫu
Cấp
tuổi
03
8,06
Trọng lượng khô
(kg)
25,19
03
9,07
27,28
05
9,8
39,38
05
12,7
57,50
07
15,3
82,82
07
21,3
171,01
DBH (cm)
106(06): 97 - 102
Hình 2. Mối quan hệ giữa trọng lượng khô và
DBH của cây
Phương trình tương quan giữa trọng lượng
khô và đường kính ngang ngực xác định là
trọng lượng khô = 0,3842*D1,9833 (kg), với hệ
số R2 = 0,9894. Hình 2 cho thấy trọng lượng
khô của cây tăng theo đường kính, đặc biệt
tăng mạnh ở các cây lớn.
Bảng 7. Hàm lượng cacbonic trong trong từng bộ phận cây cá lẻ
Thân
Cành
Lá
Tổng
Mã
DBH
Mã cây
ÔTC
(cm)
Cấp tuổi
(năm)
kg
%
kg
%
kg
%
Kg
%
C1-1
8,06
3
10,78
83,05
1,40
10,78
0,80
6,16
12,98
100
C2-1
9,07
3
11,64
83,15
1,54
11,04
0,77
5,52
13,95
100
C1-2
9,8
5
13,67
69,28
4,35
22,04
1,71
8,66
19,73
100
C2-2
12,7
5
23,76
80,84
3,24
11,02
2,39
8,13
29,39
100
C1-3
15,3
7
36,37
85,16
4,00
9,36
2,34
5,48
42,71
100
C2-3
21,3
7
58,49
66,22
25,16
28,48
4,68
5,30
88,33
100
154,71
74,71
39,69
19,17
12,69
6,13
207,09
100
01
02
03
Tổng
(Nguồn: Số liệu của nhóm nghiên cứu phân tích tại phòng thí nghiệm Hoá – Trường ĐH SP – ĐHTN)
100
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
Tương quan giữa hàm lượng cacbonic và
đường kính ngang ngực
Bảng 8. Hàm lượng cacbonic hấp thụ trong cây
theo DBH
Cấp tuổi
03
03
05
05
07
07
DBH (cm)
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Lượng CO2 (kg)
12,98
13,95
19,73
29,39
42,71
88,33
Bảng 8 cho thấy, lượng cacbonic tăng dần
theo kích thước của đường kính ngang ngực.
Phương trình tương quan giữa lượng cacbonic
và đường kính ngang ngực là: Lượng
cacbonic = 0,190*D1,996 (kg) ( R2=0,990).
106(06): 97 - 102
Theo kết quả tính toán bảng 9, lượng
cacbonic hấp thụ trong 3 ÔTC có tổng diện
tích 0,3 ha là 35.506,90 (kg) = 35,5069 (tấn).
Lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha là:
mCO2 = 35,5069 / 0,3 = 118,356 (tấn).
Nếu so với mức hấp thụ cacbonic của rừng tự
nhiên thì mức hấp thụ này tương ứng với rừng
nghèo là 119 tấn/ ha [1].
Toàn bộ khu vực nghiên cứu có tổng diện tích
217,8 ha: mCO2 = 217,8 * 118,356 =
25.778,01 (tấn).
KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng
cacbonic hấp thụ trong cây cá thể của thân là
cao nhất và tăng theo đường kính ngang ngực.
Phương trình tương quan giữa các đại lượng
với đường kính ngang ngực:
- Trọng lượng tươi = 0,681*D2,027 (kg)
- Trọng lượng khô = 0,3517*D2,0152 (kg)
- Lượng cacbonic = 0,190*D1,996 (kg)
Hình 3. Mối quan hệ giữa lượng CO2 và DBH
Lượng cacbonic hấp thụ trong từng ÔTC và
toàn bộ lâm phần
Số liệu lượng cacbonic hấp thụ trong cây cá lẻ
đại diện cho từng cấp kính được tính trung
bình cho các ÔTC. Lượng CO2 hấp thụ trong
từng ÔTC được tính là: mCO2 = ∑mCO2 cây
cá lẻ trong ÔTC (kg). Kết quả trình bày ở
bảng 9.
Bảng 9. Trữ lượng cacbonic trong các ÔTC theo
cấp tuổi
ÔTC
01
02
03
Cấp tuổi
03
05
07
Tổng
mCO2 tích luỹ (kg)
6.896,55
10.306,39
18.303,96
35.506.90
Lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha rừng là
118,356 tấn/ha và trong toàn khu vực nghiên
cứu là 25.778,01 tấn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bảo Huy (2009), “Phương pháp nghiên cứu ước
tính trữ lượng cacbon của rừng tự nhiên làm cơ sở
tính toán lượng CO2 phát thải từ suy thoái và mất
rừng ở Việt Nam”, Tạp chí Nông nghiệp và phát
triển Nông thôn, số 1/2009.
2. Vũ Tấn Phương và cộng sự (2008), “Xây dựng
mô hình tính toán cacbon rừng trồng keo lai”, Tạp
chí Khoa học & Công nghệ - Bộ Nông nghiệp &
Phát triển Nông thôn, Số 8 /2008.
3. Ngô Đình Quế và các cộng sự (2006), “Khả
năng hấp thụ CO2 của một số loại rừng trồng chủ
yếu ở Việt Nam”, tạp chí Nông nghiệp & Phát
triển Nông thôn, số 7/ 2006.
4. Tổng cục Lâm nghiệp Việt Nam (2012),
Hướng dẫn đo đếm sinh khối rừng bằng phương
pháp chặt hạ.
101
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
106(06): 97 - 102
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CACBON TẠI RỪNG PHÒNG HỘ
HỒ NÚI CỐC, KHU VỰC XÃ PHÚC TRIÙ, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN
Nguyễn Thị Đông, Nguyễn Thu Hường*,
Ma Thị Kim Cúc, Hà Thúy Vin
Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên
TÓM TẮT
Rừng được coi như một bể chứa cacbon khổng lồ trên Trái Đất, nhằm kiểm soát việc gia tăng khí
nhà kính, đặc biệt là khí CO2. Trong giai đoạn gần đây các nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon
rừng ngày càng được chú trọng. Nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon tại rừng phòng hộ Hồ
Núi Cốc, khu vực xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên sử dụng phương pháp chặt hạ để đo đếm
sinh khối rừng, từ đó xác định các phương trình tương quan sinh trưởng. Trên cơ sở đó, xác định
lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha rừng là 118,356 tấn/ha và trong toàn khu vực nghiên cứu là
25778,01 tấn.
Từ khóa: đo đếm cabon rừng, tích lũy cacbon, phương pháp chặt hạ, chi trả dịch vụ môi trường
ĐẶT VẤN ĐỀ*
Sự nóng lên toàn cầu đã và đang là mối quan
tâm của toàn nhân loại, nguyên nhân chính
gây hiện tượng này là sự gia tăng hàm lượng
CO2 trong khí quyển. Trong khi đó rừng có
vai trò đặc biệt trong việc cân bằng O2 và CO2
trong khí quyển. Do vậy, rừng có ảnh hưởng
rất lớn tới khí hậu của từng quốc gia, từng
khu vực cũng như trên toàn thế giới. Vì vậy,
việc nghiên cứu, xác định khả năng tích lũy
cacbon rừng là việc làm có ý nghĩa vô cùng
quan trọng, là cơ sở đề xuất các phương thức
quản lý rừng, xây dựng cơ chế chi trả cho
các chủ rừng và cộng đồng tham gia bảo vệ
rừng. Xuất phát từ các lý do trên chúng tôi
tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá khả
năng tích lũy cacbon tại rừng phòng hộ Hồ
Núi Cốc, khu vực xã Phúc Trìu, thành phố
Thái Nguyên”
Mục tiêu của đề tài là xác định giá trị hấp thụ
CO2 của rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc tại xã
Phúc Trìu, góp phần cung cấp cơ sở khoa học
cho việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường
rừng và REDD + tại tỉnh Thái Nguyên.
NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu sinh khối trạng thái cây rừng
bao gồm đường kính ngang ngực của cây tại
*
Tel: 0989662798, Email: nguyenthuhuongmtk3@gmail.com
các ô tiêu chuẩn đã xác định, sinh khối tươi
và sinh khối khô các bộ phận cây cá lẻ đem
giải tích.
- Xác định mối tương quan giữa các đại lượng
trọng lượng tươi và trọng lượng khô với
đường kính ngang ngực (DBH)
- Xác định lượng CO2 hấp thụ và phương
trình tương quan giữa lượng CO2 hấp thụ với
đường kính ngang ngực. Trên cơ sở đó xác
định được lượng CO2 hấp thụ trong từng ô
tiêu chuẩn và trong toàn bộ lâm phần.
Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp lập ô tiêu chuẩn
Trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng do Ban
quản lý rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc cung cấp,
lựa chọn các khu vực lập ô tiêu chuẩn. Sử
dụng GPS, thước dây để lập ô tiêu chuẩn có
kích thước 1000m2 (20m x 50m), thực hiện
đo đếm đường kính ngang ngực của tất cả các
cây trong ô tiêu chuẩn. Các ô tiêu chuẩn được
chọn theo cấp tuổi (3, 5, 7 tuổi). Sau đó phân
loại cây theo từng cấp kính.
Trong các ô tiêu chuẩn lựa chọn chặt hạ 2 cây
đại diện cho từng cấp kính. Tiến hành giải
tích từng cây cá lẻ, bao gồm đo chiều cao vút
ngọn của cây, sinh khối tươi của từng bộ phận
lá, thân, cành. Cân chính xác từng bộ phận để
rút mẫu đối với lá là 0,5kg và đối với thân và
cành là 1kg.
97
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
+ Phương pháp phân tích trong phòng thí
nghiệm
Mẫu được đưa về phòng thí nghiệm, sấy khô
ở nhiệt độ 1050C đến khối lượng không đổi,
sau đó sử dụng máy phân tích TOC để xác
định hàm lượng cacbonic có trong từng bộ
phận của cây giải tích [4].
Kết quả được thể hiện tại bảng 3. Số liệu về
sinh khối cây cá lẻ và tỷ lệ % các bộ phận của
chúng được tính trung bình cho các ÔTC.
Bảng 1. Đường kính bình quân của tầng cây gỗ
02
Keo lai
5
10,42
03
Keo lai
7
12,04
01
Bảng 2. Số lượng cây phân theo cấp kính trong
từng ÔTC
STT
1
2
3
4
Nghiên cứu sinh khối trạng thái cây rừng
Sinh trưởng đường kính D1,3 của rừng
Nghiên cứu sinh khối cây cá lẻ bao gồm sinh
khối tươi của thân cây, cành cây và lá cây.
D1.3tb
(cm)
8,56
Loài cây
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Nhóm tác giả đã tiến hành điều tra trên 3
ÔTC. Kết quả về đường kính D1,3 và số lượng
cây thân gỗ ở mỗi ÔTC được thể hiện tại
bảng 1 và 2.
Qua số liệu bảng 1 và 2, thấy rằng D1.3 trung
bình tăng theo tuổi cây, cụ thể ở ÔTC1 cây 3
tuổi có D1.3 trung bình là 8,05 cm; ÔTC2, 5
tuổi có D1.3 trung bình là 9,76 cm; ÔTC3, 7
tuổi có D1.3 trung bình là 11,43 cm. Trong
cùng cấp tuổi số lượng cây theo từng cấp kính
giảm khi cấp kính tăng lên.
Sinh khối tươi cây cá lẻ
Keo lai
Cấp tuổi
(năm)
3
ÔTC
+ Xây dựng hàm tương quan
Trên cơ sở hàm lượng CO2 xác định tại từng
bộ phận của cây cá lẻ, sử dụng excel thiết lập
phương trình tương quan giữa hàm lượng CO2
hấp thụ và đường kính ngang ngực. Từ đó
tính được lượng CO2 hấp thụ trong từng ô tiêu
chuẩn và trong toàn bộ lâm phần
106(06): 97 - 102
Cấp
kính
(cm)
20
Số lượng cây
ÔTC1
ÔTC2
ÔTC3
67
17
3
0
48
23
9
3
43
46
18
5
Số liệu bảng 3 cho thấy: trong cùng một cấp
tuổi, có sự khác biệt lớn về sinh khối tươi cây
cá lẻ, sinh khối tươi cây cá lẻ tăng theo cấp
kính; cụ thể ở cấp tuổi 3 mã cây C1-1 có
D1.3=9,07cm tổng sinh khối tươi là 58,6 kg,
mã cây C2-1 có D1.3=8,06cm có tổng sinh
khối tươi là 46,8 kg; cấp tuổi 5 mã cây C1-2
có D1.3 = 9,8cm tổng sinh khối tươi là 74,7 kg,
mã cây C2-2 có D1.3 = 12,7cm có tổng sinh
khối tươi là 115 kg; cấp tuổi 7 mã cây C1-3
có D1.3 = 15,3cm tổng sinh khối tươi là 163,2
kg, mã cây C2-3 có D1.3 = 21,3cm có tổng
sinh khối tươi là 348,6 kg.
Bảng 3. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ
Mã
ÔTC
01
02
03
Mã
cây
DBH
(cm)
Cấp tuổi
(năm)
C1-1
C2-1
C1-2
C2-2
C1-3
C2-3
9,07
8,06
9,8
12,7
15,3
21,3
3
3
5
5
7
7
Thân
kg
45,1
37,6
48,2
89,8
135,8
229,5
%
77,6
80,3
65,5
77,7
83,2
65,8
Cành
kg
%
8
13,8
5
10,7
16,7 22,4
12,2 10,6
14,7
9,0
94,1
27
Lá
kg
5
4,2
9,8
13,4
12,7
25
%
8,6
9,0
13,1
11,6
7,8
7,2
Tổng
kg
%
58,6 100
46,8 100
74,7 100
115
100
163,2 100
348,6 100
(Nguồn: Số liệu điều tra của nhóm nghiên cứu tại rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc)
98
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
106(06): 97 - 102
Bảng 4. Cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ
Mã
ÔTC
01
02
03
Mã
cây
DBH
(cm)
C1-1
C2-1
C1-2
C2-2
C1-3
C2-3
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Cấp
tuổi
(năm)
3
3
5
5
7
7
Thân
Cành
Lá
Tổng
Kg
%
Kg
%
Kg
%
Kg
%
21,06
22,14
27,64
46,75
70,68
112,46
83,06
81,16
70,18
81,30
85,34
65,76
2,66
3,07
8,61
6,23
8,02
50,04
10,56
13,56
21,86
10,83
9,68
29,26
1,47
1,44
3,13
4,52
4,12
8,51
5,84
5,28
7,94
7,86
4,97
4,98
25,19
27,28
39,38
57,50
82,82
171,01
100
100
100
100
100
100
Nếu xét trong cùng một cấp kính thì sinh khối
tươi cây cá lẻ tăng lên cùng với sự tăng lên
của tuổi cây, điều đó phản ánh quá trình tích
luỹ sinh khối theo thời gian của cây rừng và
cũng có thể nhận thấy giữa sinh khối và sinh
trưởng cây cá lẻ có liên hệ chặt chẽ với nhau,
ví dụ trong cấp kính tương đương, ở tuổi 3 mã
cây C1-1 có DBH = 9,07 cm sinh khối cây cá
lẻ là 58,6 kg, đến tuổi 5 mã cây C1-2 có DBH
= 9,8 cm sinh khối là 74,7 kg.
Cấu trúc sinh khối các bộ phận thân, cành,
lá cây cá lẻ là rất khác nhau trong cả 3 cấp
tuổi và các cấp kính. Sinh khối thân chiếm
tỷ lệ cao nhất, sau đó đến sinh khối cành và
chiếm tỷ lệ thấp nhất là sinh khối lá. Tỷ lệ
% sinh khối tươi các bộ phận tính trung
bình cho cả 3 ô tiêu chuẩn là: Thân 75%;
cành 15,6%; lá 9,4%.
Sinh khối khô cây cá lẻ
Nhóm tác giả tiến hành phân tích sinh khối
khô của 18 mẫu (6 mẫu thân, 6 mẫu cành và 6
mẫu lá). Kết quả được thể hiện tại bảng 4.
Bảng 4 cho thấy, sinh khối khô cây cá lẻ cũng
thay đổi theo cấp kính và cấp tuổi. Xét trong
cùng một cấp kính, khi tuổi cây tăng lên thì
sinh khối khô cây cá lẻ cũng tăng theo và
ngược lại. Tỷ lệ % sinh khối khô các bộ phận
tính trung bình cho cả 3 ô tiêu chuẩn sẽ là:
Thân 74,6%; cành 19,6%; lá 5,8%.
Tương quan giữa trữ lượng và đường kính
ngang ngực (DBH)
Trọng lượng tươi với đường kính ngang ngực
Trong thực tế vấn đề xác định trọng lượng cây
trực tiếp là vấn đề rất khó khăn và phức tạp, vì
thế, thiết lập mô hình quan hệ giữa sinh khối
cây và đường kính có vai trò rất hữu ích.
Bảng 5. Trọng lượng tươi & DBH của cây mẫu
Cấp
tuổi
03
03
05
05
07
07
DBH (cm)
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Trọng lượng tươi
(kg)
46,8
58,1
74,7
115
163,2
348,6
Bảng 5 cho thấy, trọng lượng tươi tăng theo
đường kính, sự gia tăng này thể hiện càng
mạnh ở những cây có đường kính lớn.
Hình 1 cho thấy, phương trình tương quan
giữa trọng lượng tươi và đường kính có mối
tương quan rất chặt chẽ (R2= 0,996). Kết quả
này được thể hiện theo phương trình (*).
Trọng lượng tươi = 0,681*D2,027 (kg). (*)
Hình 1. Mối quan hệ giữa trọng lượng tươi
và DBH(D1,3)
Trọng lượng khô với đường kính ngang ngực
Trọng lượng khô của cây tăng dần theo chiều
tăng của đường kính ngang ngực. Đặc biệt tăng
nhiều ở cây có tuổi cao và đường kính lớn.
99
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
Tỷ lệ cacbonic hấp thụ trong cây
Lượng CO2 hấp thụ trong từng bộ phận và
toàn bộ cây
Kết quả phân tích hàm lượng cacbonic trong
trong từng bộ phận cây cá lẻ được trình bày
tại bảng 7, cho thấy, trữ lượng cacbonic hấp
thụ có sự khác biệt trong các bộ phận của cây,
ở thân là lớn nhất, tiếp đến là bộ phận cành và
lá là ít nhất. Nếu tính cho cả 3 ÔTC thì lượng
cacbonic hấp thụ trong thân chiếm trung bình
khoảng 74,71%, trong bộ phận cành chiếm là
19,17% và lá là 6,13%. Kết quả này cũng phù
hợp với các nghiên cứu trước đó tỷ lệ tích lũy
cacbon trong thân là lớn nhất, tiếp đến là
cành và lá [1], [2].
Lượng cacbonic hấp thụ trong cây tỷ lệ thuận
với cấp kính và tuổi cây, cụ thể xét trong cấp
kính tương đương, ở độ tuổi 3 cây C1-1 có
DBH = 9,07 cm, lượng cacbonic là 13,95 kg,
cùng cấp kính này ở độ tuổi 5 cây C1-2 là
19,73 kg. Cùng cấp tuổi 3, ÔTC3 mã cây C11 có D1.3 = 9,07 có tổng lượng cacbonic hấp
thụ là 13,95 kg, mã cây C2-1 có D1.3 = 8,06
cm thì lượng cacbonic hấp thụ chỉ có 12,98
kg; cấp tuổi 5, mã cây C1-2 có D1.3 = 9,8cm,
lượng cacbonic là 19,73 kg, mã cây C2 -2 có
D1.3 = 12,7cm, lượng cacbon là 29,39 kg; cấp
tuổi 7, mã cây C1-3 có D1.3 = 15,3cm, có
lượng cacbonic là 42,71 kg, cây C2-3 có D1.3
= 21,3cm, có lượng cacbonic là 88,33 kg.
Bảng 6. Trọng lượng khô & DBH của cây mẫu
Cấp
tuổi
03
8,06
Trọng lượng khô
(kg)
25,19
03
9,07
27,28
05
9,8
39,38
05
12,7
57,50
07
15,3
82,82
07
21,3
171,01
DBH (cm)
106(06): 97 - 102
Hình 2. Mối quan hệ giữa trọng lượng khô và
DBH của cây
Phương trình tương quan giữa trọng lượng
khô và đường kính ngang ngực xác định là
trọng lượng khô = 0,3842*D1,9833 (kg), với hệ
số R2 = 0,9894. Hình 2 cho thấy trọng lượng
khô của cây tăng theo đường kính, đặc biệt
tăng mạnh ở các cây lớn.
Bảng 7. Hàm lượng cacbonic trong trong từng bộ phận cây cá lẻ
Thân
Cành
Lá
Tổng
Mã
DBH
Mã cây
ÔTC
(cm)
Cấp tuổi
(năm)
kg
%
kg
%
kg
%
Kg
%
C1-1
8,06
3
10,78
83,05
1,40
10,78
0,80
6,16
12,98
100
C2-1
9,07
3
11,64
83,15
1,54
11,04
0,77
5,52
13,95
100
C1-2
9,8
5
13,67
69,28
4,35
22,04
1,71
8,66
19,73
100
C2-2
12,7
5
23,76
80,84
3,24
11,02
2,39
8,13
29,39
100
C1-3
15,3
7
36,37
85,16
4,00
9,36
2,34
5,48
42,71
100
C2-3
21,3
7
58,49
66,22
25,16
28,48
4,68
5,30
88,33
100
154,71
74,71
39,69
19,17
12,69
6,13
207,09
100
01
02
03
Tổng
(Nguồn: Số liệu của nhóm nghiên cứu phân tích tại phòng thí nghiệm Hoá – Trường ĐH SP – ĐHTN)
100
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Thị Đông và Đtg
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ
Tương quan giữa hàm lượng cacbonic và
đường kính ngang ngực
Bảng 8. Hàm lượng cacbonic hấp thụ trong cây
theo DBH
Cấp tuổi
03
03
05
05
07
07
DBH (cm)
8,06
9,07
9,8
12,7
15,3
21,3
Lượng CO2 (kg)
12,98
13,95
19,73
29,39
42,71
88,33
Bảng 8 cho thấy, lượng cacbonic tăng dần
theo kích thước của đường kính ngang ngực.
Phương trình tương quan giữa lượng cacbonic
và đường kính ngang ngực là: Lượng
cacbonic = 0,190*D1,996 (kg) ( R2=0,990).
106(06): 97 - 102
Theo kết quả tính toán bảng 9, lượng
cacbonic hấp thụ trong 3 ÔTC có tổng diện
tích 0,3 ha là 35.506,90 (kg) = 35,5069 (tấn).
Lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha là:
mCO2 = 35,5069 / 0,3 = 118,356 (tấn).
Nếu so với mức hấp thụ cacbonic của rừng tự
nhiên thì mức hấp thụ này tương ứng với rừng
nghèo là 119 tấn/ ha [1].
Toàn bộ khu vực nghiên cứu có tổng diện tích
217,8 ha: mCO2 = 217,8 * 118,356 =
25.778,01 (tấn).
KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng
cacbonic hấp thụ trong cây cá thể của thân là
cao nhất và tăng theo đường kính ngang ngực.
Phương trình tương quan giữa các đại lượng
với đường kính ngang ngực:
- Trọng lượng tươi = 0,681*D2,027 (kg)
- Trọng lượng khô = 0,3517*D2,0152 (kg)
- Lượng cacbonic = 0,190*D1,996 (kg)
Hình 3. Mối quan hệ giữa lượng CO2 và DBH
Lượng cacbonic hấp thụ trong từng ÔTC và
toàn bộ lâm phần
Số liệu lượng cacbonic hấp thụ trong cây cá lẻ
đại diện cho từng cấp kính được tính trung
bình cho các ÔTC. Lượng CO2 hấp thụ trong
từng ÔTC được tính là: mCO2 = ∑mCO2 cây
cá lẻ trong ÔTC (kg). Kết quả trình bày ở
bảng 9.
Bảng 9. Trữ lượng cacbonic trong các ÔTC theo
cấp tuổi
ÔTC
01
02
03
Cấp tuổi
03
05
07
Tổng
mCO2 tích luỹ (kg)
6.896,55
10.306,39
18.303,96
35.506.90
Lượng cacbonic hấp thụ trong 1ha rừng là
118,356 tấn/ha và trong toàn khu vực nghiên
cứu là 25.778,01 tấn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bảo Huy (2009), “Phương pháp nghiên cứu ước
tính trữ lượng cacbon của rừng tự nhiên làm cơ sở
tính toán lượng CO2 phát thải từ suy thoái và mất
rừng ở Việt Nam”, Tạp chí Nông nghiệp và phát
triển Nông thôn, số 1/2009.
2. Vũ Tấn Phương và cộng sự (2008), “Xây dựng
mô hình tính toán cacbon rừng trồng keo lai”, Tạp
chí Khoa học & Công nghệ - Bộ Nông nghiệp &
Phát triển Nông thôn, Số 8 /2008.
3. Ngô Đình Quế và các cộng sự (2006), “Khả
năng hấp thụ CO2 của một số loại rừng trồng chủ
yếu ở Việt Nam”, tạp chí Nông nghiệp & Phát
triển Nông thôn, số 7/ 2006.
4. Tổng cục Lâm nghiệp Việt Nam (2012),
Hướng dẫn đo đếm sinh khối rừng bằng phương
pháp chặt hạ.
101
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
http://www.lrc-tnu.edu.vn