Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Xây dựng các cơ sở khoa học và thực tiễn để giám sát lượng CO2 hấp thụ của rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
HUỲNH NHÂN TRÍ
2
TÂY NGUYÊN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
, 2014
ii
ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
HUỲNH NHÂN TRÍ
2
TÂY NGUYÊN
: Lâm sinh
: 62.62.02.05
, 2014
iii
iii
Luận án được hoàn thành trong khuôn khổ Chương trình đào tạo tiến sỹ khóa
21 (2009 – 2013) tại Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam. Tôi xin cam đoan công
trình nghiên cứu này là của bản thân tôi. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận
án là trung thực, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Luận án kế thừa một phần số liệu của đề tài khoa học công nghệ trọng điểm
cấp bộ “Xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng lá rộng thường xanh vùng Tây
Nguyên làm cơ sở tham gia chương trình giảm thiểu khí phát thải từ suy thoái và
mất rừng” do PGS. TS. Bảo Huy chủ trì, được thực hiện từ 2010 – 2012, trong đó
nghiên cứu sinh là thành viên chính của đề tài và tham gia trực tiếp vào quá trình
thực hiện đề tài,1/3 số liệu tác giả đã thu thập bổ sung để nâng cao độ tin cậy của
các mô hình sinh trắc.
Tác giả
Huỳnh Nhân Trí
iv
iv
LỜI CẢM ƠN
–
, giúp đỡ của Ban
Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban đào tạo và hợp tác quốc tế,
Viện nghiên cứu Lâm sinh, thầy giáo hướng dẫn và nhóm công tác FREM Đại học
Tây Nguyên.
Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Bảo Huy với tư
cách là người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức cho việc
hướng dẫn và giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này.
Trân trọng cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện và động viên của Lãnh đạo Viện
Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban đào tạo và hợp tác quốc tế Viện Khoa học
Lâm nghiệp Việt Nam, Viện nghiên cứu Lâm sinh. Trân trọng cảm ơn GS.TSKH.
Nguyễn Ngọc Lung, PGS.TS. Trần Văn Con, TS. Vũ Tấn Phương, PGS.TS. Võ Đại
Hải về những ý kiến góp ý quý báu cho việc hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Sở NN & PTNT, Chi cục Lâm nghiệp các
tỉnh Tây Nguyên; các Công ty Lâm nghiệptrong vùng nghiên cứu, nhóm công tác
FREM Đại học Tây Nguyên
việc đo đếm và thu thập số liệu tại hiện trường.
v
v
AGB
(kg/cây)
BA /ha (m2
/ha)
Bba (kg/cây)
Bbr (kg/cây)
BCEF
/m3
)
Bdw (kg/cây)
BEF thân cây tươi
. BEF = AGB/Bst
BGB
(kg/cây)
Bhg
Bl (kg/cây)
Bli
Bst (kg/cây)
C(AGB)
(kg/cây)
C(BGB)
(kg/cây)
CA (m2
/cây)
Cba Carbon of bark: (kg/cây)
Cbr (kg/cây)
CD (m)
CDM
Cdw
CF Correction Factor: Hệ số điều chỉnh mô hình sinh trắc
Chg
vi
vi
Cl (kg/cây)
Cli
COP Conference of the Parties (to the United Nations Framework
Convention on
)
Cst (kg/cây)
DBH, D,
D1.3
,
FAO
FCCC
FCPF Forest Carbon Partnership Facility:
(World Bank)
GHG
GSL/M (m3
/ha)
H
HSCĐC
(m)
carbon fraction: Hệ số chuyển đổi carbon.
IPCC
M
3
/ha
MRV .
N /ha (cây/ha)
PCM
REDD
REDD+ Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradati
, quản lý bền
vững rừng và tăng cường trữ lượng carbon rừng ở các nước đang phát
triển.
SOC /ha)
vii
vii
TAGTB Total above ground tree
/ha)
TAGTC
/ha)
TB
/ha)
TBGTB
/ha)
TBGTC
/ha)
TC
TTB
/ha)
TTC
/ha)
UNDP
UNEP
UNFCCC United Nations Fra
UNREDD
–
suy t
V (m3
/cây)
WD (g/cm3
/m3
)
ρ (g/cm3
)
viii
viii
MỤC LỤC
..............................................................................................................III
.........................................................................................................V
MỤC LỤC ...................................................................................................................... VIII
, BẢNG.................................................................................... XI
DANH MỤC ...................................................... XIII
...............................................................................................................................1
1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................6
1.1 .....................................................................................................6
1.1.1 2
....................................................................................................................................6
1.1.2 ....8
1.1.3 ..........................15
1.1.4 .........................20
1.1.5 ................................................21
1.1.6 .........................................................................21
1.1.7 (SOC)...........................................................22
1.1.8
..........................................................................................................................22
1.2 ......................................................................................................26
1.2.1 .........................................................26
1.2.2 .....27
1.2.3 , thảm tươi, gỗ chết..............29
1.2.4 (SOC)...........................................................29
1.2.5
..........................................................................................................................30
1.3 .........................................................................................................32
1.3.1 Những kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong giám sát carbon rừng tự nhiên ở
Việt Nam..................................................................................................................32
1.3.2 Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo để hoàn chỉnh hệ thống giám sát hấp thụ/phát
thải CO2 rừng tự nhiên .............................................................................................33
2
...................................................................................................................35
2.1 ...............................................................................35
2.1.1 .................................................................35
2.1.2 .........................................................................35
2.1.3 .........................................................................................36
ix
ix
2.2 ..............................................................36
2.2.1 .................................................................................36
2.2.2 .........................................................................................................36
2.2.3 .......................................................................................................37
2.2.4 ..........................................37
2.3 ..................................................................................38
2.4 .......................................39
2.5 .........................................................................39
2.5.1 .....................................................................................39
2.5.2 46
2.5.3 .............................................................46
2.5.4 .........................48
2.5.5
)...........................................................52
2.5.6 .......................53
2.5.7 ....................54
2.5.8 .................................59
3 .............................60
3.1
.................................................................................60
3.1.1 ....................................60
3.1.2 .............................................................63
3.1.3 .................................................70
3.1.4 ........................................73
3.2
................................................................................................................................75
3.2.1 ......................75
3.2.2 (AGB) ................................79
3.2.3 (BGB)........................................81
3.2.4 (C(AGB))............82
3.2.5 (C(BGB))...........84
3.2.6 .............................................................................85
3.2.7
.................................................................................................................89
3.2.8 .....................91
3.2.9
..............................................................................................................92
x
x
3.2.10 (V)
sang ..........................................................93
3.2.11
......................................................................................................................
94
3.3 ..........................................................100
3.3.1 , gỗ chết và trong
đất...........................................................................................................................100
3.3.2 Mô hình ước tính sinh khối và carbon lâm phần......................................................106
3.3.3 Cấu trúc sinh khối, carbon lâm phần........................................................................116
3.3.4 Dự báo tăng trưởng sinh khối và hấp thụ CO2 của lâm phần...................................128
3.4 –
...............................................................................133
3.4.1
..................................................134
3.4.2 ..........................141
3.4.3 .........................................................137
3.5 –
2 .....
..............................................................................................................................141
3.5.1 Phân loại ảnh vệ tinh ................................................................................................141
3.5.2 ...............................................................................................143
3.5.3 (Allometric Equation) cây rừng và lâm phần................145
3.5.4 2 ..................................146
.........................................................................................147
KẾT LUẬN.......................................................................................................................147
TỒN TẠI...........................................................................................................................150
KIẾN NGHỊ......................................................................................................................150
...151
O...............................................................................................152
PHỤ LỤC..........................................................................................................................163
xi
xi
DANH MỤC CÁC , BẢNG
nước.....................................37
2000m2
........................40
.............................................................43
Bảng 2.4: Các dạng hàm thử nghiệm...................................................................................49
Bảng 3.1: Kết quả dò tìm mô hình ước tính sinh khối cây rừng (AGB = a*DBHb
) theo 4
phương pháp ước lượng hàm là bình phương tối thiểu, Marquardt và có hay không có
trọng số Weight ..........................................................................................................66
Bảng 3.2: Thử nghiệm lựa chọn mô hình ước tính sinh khối AGB dạng một biến (DBH)
hoặc carbon trong lá (Cl) theo tổ hợp một biến (DBH^2*H).....................................71
Bảng 3.3: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố
điều tra........................................................................................................................76
Bảng 3.4: Mô hình ước tính carbon trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố điều
tra................................................................................................................................77
Bảng 3.5 Lượng carbon, CO2 ......78
Bảng 3.6: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất với các nhân tố điều tra ......................79
Bảng 3.7: Kết quả xây dựng mô hình ước tính sinh khối dưới mặt đất (BGB) với các nhân
tố điều tra....................................................................................................................81
Bảng 3.9: Mô hình ước tính carbon cây gỗ dưới mặt đất (C(BGB)) với các nhân tố điều tra
....................................................................................................................................84
...................85
Bảng 3.11: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo họ thực vật............................................86
Bảng 3.12: So sánh biến động S% của mô hình ước tính sinh khối theo họ thực vật và
chung các loài.............................................................................................................87
Bảng 3.13: AGB theo họ và chung các họ qua các mô hình ...............................................87
Bảng 3.14: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo nhóm khối lượng thể tích gỗ (WD)......90
...............................................91
Bảng 3.16: Mô hình ước tính sinh khối, carbon gián tiếp ...................................................92
Bảng 3.18: Mô tả các chỉ tiêu thông kê các hệ số HSCĐC, BCEF và BEF ........................94
Bảng 3.19: Biến động S% của các mô hình cho rừng nhiệt đới ẩm trên thế giới so với số
liệu quan sát ở rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên.....................................95
.......97
Bả
..............................................................98
Bảng 3.22: Biến động về hàm lượng carbon hữu cơ trong đất (SOC) ở rừng lá rộng thường
xanh Tây Nguyên .....................................................................................................101
Bảng 3.23: Quan hệ giữa SOC với các nhân tố điều tra lâm phần ....................................102
Bảng 3.24: Mô hình quan hệ SOC với sinh khối trên mặt đất (TAGTB)..........................102
.......................102
xii
xii
Bảng 3.26: Quan hệ giữa Bhg, Chg với các nhân tố lâm phần N, BA, M và TAGTB......103
.......................104
Bảng 3.28: Quan hệ giữa Bli, Cli với các nhân tố BA, N, M và TAGTB.........................104
...........................105
Bảng 3.30: Quan hệ giữa Bdw, Cdw với các nhân tố lâm phần N, M và TAGTB............106
.....................................107
..108
...................................................................................................................109
....................................................................110
...................................................................................................................111
.................................................................................112
..................................................................................................113
.......................................................113
...................................................................................................................114
..................................................................................................115
Bảng 3.41 Chiều cao chỉ thị Hi cho các cấp năng suất ở DBH = 25cm và tham số bi của các
đường cong chiều cao theo cấp năng suất................................................................117
Bảng 3.42: Mô hình H/DBH trung bình của 3 cấp chiều cao............................................117
Bảng 3.43 Mô tả các chỉ tiêu sinh khối trên mặt đất lâm phần..........................................120
Bảng 3.44: Mô tả các chỉ tiêu thống kê hệ số BCEF.........................................................121
Bảng 3.45: Phân cấp sinh khối lâm phần thành 3 cấp .......................................................121
Bảng 3.46 Kết quả phân tích ANOVA phân cấp sinh khối lâm phần ...............................121
-2.....................................................................................................................125
Bảng 3.49 Tổng hợp carbon các bể chứa theo cấp năng suất và sinh khối........................126
Bảng 3.50 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất I, cấp sinh khối 1 (I-1)..............129
Bảng 3.51: Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất II, cấp sinh khối 2 (II-2)..........130
Bảng 3.52 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất III, cấp sinh khối 3 (III-3) ........130
Bảng 3.53: Tăng trưởng sinh khối, carbon và khả năng hấp thụ CO2 ở 9 đơn vị phân chia
(3 cấp sinh khối – 3 cấp năng suất) của rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên..131
..................................................................................................................135
xiii
xiii
tinh SOPT 5..............................................................................................................140
(Nguồn: Winrock, International, 2010) .....................6
8
Hình 1.3: Đồ thị quan hệ phần dư có trọng số với giá trị của mô hinh ...............................12
................................................................................36
Hình 2.2: Sơ đồ phân bố ô mẫu khu vực nghiênð cứu........................................................41
Hình 2.3: Sơ đồ ô phân tầng (ICRAF 2007).......................................................................42
không vỏ..............................................................................................................45
Hình 2.5: Xác định thể tích gỗ, vỏ tươi bằng ống đo nước (ml)..........................................47
........................52
Hình 2.7: Ô mẫu hình tròn phân (Bảo Huy, 2012)...............................55
............................57
5....................................................57
. ........................................................................58
Hình 2.11: Phân loại phi giám định với 3 lớp (class) .........................................................58
Hình 3.1: Giá trị Cp của Mallow theo số biến số và đồ thị thay đổi R2 và MSE theo số
biến số tham gia mô hình ....................................................................................61
Hình 3.2: Quan hệ giữa AGB với các biến số DBH, H, WD và CA theo mô hình không
gian 3 chiều .........................................................................................................62
Hình 3.3: Bốn tham số đầu vào dựa vào mô hình tuyến tính hóa để ước lượng mô hình phi
tuyến AGB = a* DBHbH
cWDdCAe
theo Marquardt ...........................................64
Hình 3.4: Ước lượng mô hình phi tuyến theo Marquardt có trọng số weight =
1/DBH^(2*bi)......................................................................................................65
Hình 3.5: Đồ thị quan hệ giữa giá trị quan sát - ước tính và biến động residuals quanh giá
trị ước tính của mô hình AGB=a*DBHb
theo Marquardt với trọng số thay đổi.66
Hình 3.6: Đồ thị quan hệ giữa giá trị ước lượng qua hàm và quan sát – Đồ thị biến động
Residials cho 4 phương pháp ước lượng hàm. ....................................................70
Hình 3.7: Đồ thị quan hệ lý thuyết – quan sát, residuals và Normal P=P của 2 mô hình
AGB=f(DBH)......................................................................................................72
Hình 3.8: Sơ đồ tiếp cận xây dựng mô hình sinh trắc.........................................................75
Hình 3.9 Tỷ lệ % lượng carbon các bộ phận trong thân cây trên mặt đất ........................79
................................................85
Hình 3.11: AGB theo mô hình từng họ thực vật và chung các loài....................................88
Hình 3.12: So sánh mô hình AGB một biến số DBH của Brown và mô hình của tác giả với
dữ liệu quan sát....................................................................................................96
Hình 3.13: So sánh tổng hợp các dạng hàm của Chave và Brown .....................................97
xiv
xiv
............................................100
Hình 3.15: Đám mây điểm quan hệ giữa SOC với các nhân tố BA, N, M và TAGTB....102
Hình 3.16: Đám mây điểm quan hệ giữa Bhg, Chg với N. BA, M và TAGTB ...............103
Hình 3.17: Đám mây điểm quan hệ giữa Bli, Cli với Ba, N, M và TAGTB....................104
Hình 3.18: Đám mây điểm quan hệ giữa Bdw, Cdw với các nhân tố N, M và TAGTB..106
Hình 3.19: Đồ thị đám mây điểm H/DBH và giới hạn trên và dưới của hệ thống cấp chiều
cao phân chia.....................................................................................................118
Hình 3.20: Biểu cấp chiều cao và đồ thị cấp chiều cao rừng lá rộng thường xanh vùng Tây
Nguyên ..............................................................................................................119
Hình 3.21: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp I-1..............................123
Hình 3.22: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp II-2 ............................124
Hình 3.23: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp III-3...........................125
-2.........126
Hình 3.25: Tỷ lệ carbon các bể chứa trong lâm phần ở cấp năng suất, sinh khối trung bình
(II-2) ..................................................................................................................128
2
............................................................................................................133
Hình 3.27 Phân loại phi giám định 3 lớp, 4 lớp và 5 lớp trong ENVI..............................134
...............135
4 class
............................................................................137
................................................................................................................142
Hình 3.31: Ma trận độ tin cậy của phân loại có giám định...............................................143
4
class trong ArcGIS ............................................................................................138
5................................138
Hình 3.34: Gắn 3 cấp sinh khối trong ArcGIS .................................................................139
.....................................140
Hình 3.36: Tiến trình đo tính, giám sát sinh 144
hình sinh trắc trong ArcGIS ..............................................................................146
1
1. Sự cần thiết của luận án
Trong Hiệp định khung về biến đổi khí hậu, các quốc gia tiềm năng được hưởng
lợi không nằm trong phụ lục I cần có kết quả đo tính, báo cáo và thẩm định phát
thải, hấp thụ CO2 [58]. Trong đó đối với quản lý rừng thì cần có kết quả đo tính, báo
cáo và thẩm định được khả năng lưu giữ carbon và CO2 phát thải theo định kỳ. Để
làm được điều này cần thiết lập một hệ thống đo tính, giám sát và thẩm định tài
nguyên rừng, trong đó có carbon.
Nhiều nhà khoa học trên thế giới như Basuki và cộng sự. (2009) [33], Brown và
cộng sự. (1992, 1989, 1997) [37,38,39], Chave và cộng sự. (2004, 2005)
[43,44],…đã xây dựng mô hình sinh trắc (allometric equations) để ước tính sinh
khối, từ đó suy ra carbon tích lũy và CO2 hấp thụ cho các kiểu rừng khác
nhau như rừng ôn đới, rừng nhiệt đới khô, rừng nhiệt đới ẩm, và nhiệt đới ẩm ướt.
Các mô hình trên thế giới lập cho vùng rừng nhiệt đới còn rất ít, hoặc chỉ lập chung
cho một số kiểu rừng chính của vùng nhiệt đới, chưa lập được cho từng vùng sinh
thái; bên cạnh đó dữ liệu còn ít và các mô hình này chưa được đánh giá độ chính
xác ở Việt Nam. Ngoài ra hầu hết các mô hình phục vụ cho ước tính, giám sát
carbon rừng hầu hết chỉ dừng lại phần sinh khối trên mặt đất, thiếu sinh khối dưới
mặt đất, chưa có dữ liệu phân tích hàm lượng để lập mô hình ước tính carbon rừng,
chủ yếu sử dụng hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang carbon với giá trị trung bình là
0.47 của IPCC (2003, 2006) [72,73].
Từ năm 2009 dưới sự hỗ trợ của FAO , Việt Nam đã khởi
động chương trình UN-REDD+
quốc gia. Để tham gia chương trình REDD+
, cần có
những nghiên cứu về phương pháp đ , giám sát carbon để cung cấp thông tin,
dữ liệu có cơ sở khoa học, đá đổi của các bể chứa carbon trong
các hệ sinh thái rừng làm cơ sở tính toán chi trả dịch vụ môi trường.
Theo IPCC (2006) [73], rừng có 5 bể chứa carbon bao gồm trong cây gỗ phần
trên trên mặt đất, trong rễ cây rừng, trong thảm mục, gỗ chết và carbon hữu cơ
trongđất. Để thực hiện giám sát biến động trữ lượng carbon, CO2 hấp thụ hay phát
thải, thì 5 bể chứa này cần được đo tính, giám sát theo định kỳ.