Luận án tiến sĩ giám sát hấp thụ CO2 rừng lá rộng thường xanh Tây Nguyên - Huỳnh Nhân Trí

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 ,i 2014 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 : 62.05 , ii2014 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.

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 iii 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. 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. Nguyễn Ngọc Lung, PGS. Trần Văn Con, TS.

Vũ Tấn Phương, PGS. 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. iv 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 v 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 (m) HSCĐC carbon fraction: Hệ số chuyển đổi carbon. IPCC 3 M /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) vi 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 UN- – REDD suy t V (m3/cây) WD (g/cm3 /m3) ρ (g/cm3) vii viii MỤC LỤC.

XI DANH MỤC. 1 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 , thảm tươi, gỗ chết.1 Những kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong giám sát carbon rừng tự nhiên ở Việt Nam .2 Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo để hoàn chỉnh hệ thống giám sát hấp thụ/phát thải CO2 rừng tự nhiên .1 , gỗ chết và trong đất .2 Mô hình ước tính sinh khối và carbon lâm phần .3 Cấu trúc sinh khối, carbon lâm phần .4 Dự báo tăng trưởng sinh khối và hấp thụ CO2 của lâm phần .1 Phân loại ảnh vệ tinh .3 (Allometric Equation) cây rừng và lâm phần. 163 x xi DANH MỤC CÁC , BẢNG nước .4: Các dạng hàm thử nghiệm .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 .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) .3: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố điều tra .4: Mô hình ước tính carbon trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố điều tra .5 Lượng carbon, CO2 .6: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất với các nhân tố điều tra .7: Kết quả xây dựng mô hình ước tính sinh khối dưới mặt đất (BGB) với các nhân tố điều tra .9: Mô hình ước tính carbon cây gỗ dưới mặt đất (C(BGB)) với các nhân tố điều tra .11: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo họ thực vật .12: So sánh biến động S% của mô hình ước tính sinh khối theo họ thực vật và chung các loài .13: AGB theo họ và chung các họ qua các mô hình .14: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo nhóm khối lượng thể tích gỗ (WD) .16: Mô hình ước tính sinh khối, carbon gián tiếp .18: Mô tả các chỉ tiêu thông kê các hệ số HSCĐC, BCEF và BEF .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 .22: Biến động về hàm lượng carbon hữu cơ trong đất (SOC) ở rừng lá rộng thường xanh Tây Nguyên .23: Quan hệ giữa SOC với các nhân tố điều tra lâm phần .24: Mô hình quan hệ SOC với sinh khối trên mặt đất (TAGTB). 102 xi xii Bảng 3.26: Quan hệ giữa Bhg, Chg với các nhân tố lâm phần N, BA, M và TAGTB .28: Quan hệ giữa Bli, Cli với các nhân tố BA, N, M và TAGTB .30: Quan hệ giữa Bdw, Cdw với các nhân tố lâm phần N, M và TAGTB.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 .42: Mô hình H/DBH trung bình của 3 cấp chiều cao .43 Mô tả các chỉ tiêu sinh khối trên mặt đất lâm phần .44: Mô tả các chỉ tiêu thống kê hệ số BCEF .45: Phân cấp sinh khối lâm phần thành 3 cấp .46 Kết quả phân tích ANOVA phân cấp sinh khối lâm phần .49 Tổng hợp carbon các bể chứa theo cấp năng suất và sinh khối.50 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất I, cấp sinh khối 1 (I-1).51: Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất II, cấp sinh khối 2 (II-2) .52 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất III, cấp sinh khối 3 (III-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.

135 xii xiii tinh SOPT 5 .3: Đồ thị quan hệ phần dư có trọng số với giá trị của mô hinh .2: Sơ đồ phân bố ô mẫu khu vực nghiênð cứu.5: Xác định thể tích gỗ, vỏ tươi bằng ống đo nước (ml) .7: Ô mẫu hình tròn phân (Bảo Huy, 2012) .11: Phân loại phi giám định với 3 lớp (class) .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 .2: Quan hệ giữa AGB với các biến số DBH, H, WD và CA theo mô hình không gian 3 chiều .3: Bốn tham số đầu vào dựa vào mô hình tuyến tính hóa để ước lượng mô hình phi tuyến AGB = a* DBHbHcWDdCAe theo Marquardt .4: Ước lượng mô hình phi tuyến theo Marquardt có trọng số weight = 1/DBH^(2*bi) .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 .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.7: Đồ thị quan hệ lý thuyết – quan sát, residuals và Normal P=P của 2 mô hình AGB=f(DBH) .8: Sơ đồ tiếp cận xây dựng mô hình sinh trắc.9 Tỷ lệ % lượng carbon các bộ phận trong thân cây trên mặt đất .11: AGB theo mô hình từng họ thực vật và chung các loài .12: So sánh mô hình AGB một biến số DBH của Brown và mô hình của tác giả với dữ liệu quan sát.13: So sánh tổng hợp các dạng hàm của Chave và Brown .15: Đám mây điểm quan hệ giữa SOC với các nhân tố BA, N, M và TAGTB .16: Đám mây điểm quan hệ giữa Bhg, Chg với N. BA, M và TAGTB .17: Đám mây điểm quan hệ giữa Bli, Cli với Ba, N, M và TAGTB .18: Đám mây điểm quan hệ giữa Bdw, Cdw với các nhân tố N, M và TAGTB .19: Đồ thị đám mây điểm H/DBH và giới hạn trên và dưới của hệ thống cấp chiều cao phân chia .20: Biểu cấp chiều cao và đồ thị cấp chiều cao rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên .21: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp I-1.22: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp II-2 .23: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp III-3 .25: Tỷ lệ carbon các bể chứa trong lâm phần ở cấp năng suất, sinh khối trung bình (II-2) .27 Phân loại phi giám định 3 lớp, 4 lớp và 5 lớp trong ENVI .31: Ma trận độ tin cậy của phân loại có giám định. 143 4 class trong ArcGIS .34: Gắn 3 cấp sinh khối trong ArcGIS .36: Tiến trình đo tính, giám sát sinh 144 hình sinh trắc trong ArcGIS. 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.