ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG CACBON TRONG CÁC HỆ THỐNG NÔNG LÂM KẾT HỢP Ở VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ Nguyễn Viết Xuân 1 TÓM TẮT Nghiên cứu đánh giá trữ lượng cacbon trong các hệ thống nông lâm kết hợp tại vùng đệm Vườn Quốc gia Ba Bể được thực hiện với sự hỗ trợ của Trung tâm Nghiên cứu Nghiên cứu Nông lâm quốc tế (ICRAF). Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp đánh giá nhanh trữ lượng cacbon (RaCSA), do Haiah và cộng sự (2001) giới thiệu. Nghiên cứu tập trung vào tính toán trữ lượng cacbon trong các bể chứa 1) cây gỗ, 2) cây bụi thảm tươi, 3) gỗ chết và thảm mục, và 4) cacbon trong đất của các hệ thống canh tác. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng trữ lượng cacbon trên mặt đất của vườn nhà đạt giá trị lớn nhất (33,59 tấn/ha), trong khi đó hệ thống canh tác nương rẫy có trữ lượng cacbon trên mặt đất thấp nhất (7,71 tấn/ha). Trữ lượng cacbon dưới mặt đất bao gồm cacbon trong rễ và vật rơi rụng kích thước nhỏ, và trong các tầng đất (0 – 20 cm) của rừng thứ sinh, vườn nhà, vườn cây ăn quả và hệ thống canh tác nương rẫy lần lượt là 49,97 tấn/ha, 48,04 tấn/ha, 32,70 tấn/ha và 23,74 tấn/ha. Tổng trữ lượng cacbon của rừng thứ sinh và vườn nhà là gần tương đương nhau, có giá trị lần lượt là 80,40 tấn/ha và 81,63 tấn/ha; tổng trữ lượng cacbon của vườn cây ăn quả và hệ thống canh tác nương rẫy lần lượt là 47,74 tấn/ha và 31,45 tấn/ha. Kết quả này cho thấy sẽ có lượng cacbon đáng kể mất đi hoặc được tích lũy nếu quá trình thay đổi sử dụng đất từ rừng thứ sinh và vườn nhà thành các hệ thống vườn cây ăn quả và canh tác nương rẫy hoặc ngược lại diễn ra tại khu vực nghiên cứu. Từ khóa: nông lâm kết hợp, rừng thứ sinh, sinh khối, trữ lượng cacbon, vườn nhà. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Gia tăng nồng độ khí CO 2 và các khí nhà kính khác được cho là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng biến đổi khí hậu và gia tăng nhiệt độ bề mặt trái đất (Schimmel et al., 1995). Trong các loại thảm thực vật khác nhau, rừng là bể chứa CO 2 ổn định nhất và có khả năng hấp thụ khí CO 2 bên ngoài khí quyển (Lales et al., 2001). Rừng và các hệ thống sử dụng đất khác như nông lâm kết hợp đóng vai trò rất quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu do cây trồng có khả năng hấp thụ khí CO 2 từ khí quyển và sau đó các hệ thống này trở thành các bể chứa khí CO 2 . Các hệ thống sử dụng đất khác nhau có tiềm năng hấp thụ CO 2 khác nhau. Rừng nhiệt đới có tiềm năng hấp thụ CO 2 lớn nhất thông qua các dự án trồng rừng và các hoạt động canh tác nông lâm kết hợp so với các loại hình canh tác khác (Brown et al., 1996). Theo Sampson và Scholes (2000), các hệ thống nông lâm kết hợp trên thế giới có khả năng hấp thụ 0,105 – 0,525 Gt cacbon mỗi năm. Ở Việt Nam, các hệ thống sử dụng đất nông lâm kết hợp như vườn nhà, vườn rừng và canh tác nương rẫy là các hệ thống phổ biến ở khu vực đồi núi. Mặc dù các hệ thống nông lâm kết hợp này có tiềm năng trong hấp thụ khí CO 2 ngoài khí quyển, tuy nhiên có rất ít các nghiên cứu trong nước về vai trò hấp thụ khí CO 2 của các hệ thống này đã và đang được thực hiện. Các nghiên cứu ở Việt Nam chủ yếu tập trung vào nghiên cứu trữ lượng cacbon trong các loại rừng trồng, tập trung vào một số tác giả như Vũ Tấn Phương (2008), Võ Đại Hải (2009) và Đặng Thịnh Triều (2008), Nguyễn Bảo Huy (2008, 2010), Viên Ngọc Nam (2010)…. Các nghiên cứu về trữ lượng cacbon của rừng tự nhiên còn khá hạn chế, tuy nhiên hiện nay đang được nghiên cứu bổ sung trong các dự án về REDD ở Việt Nam. Hiện nay, các hệ thống canh tác nông lâm kết hợp phần lớn mới chỉ được nhìn nhận trong vai trò cung cấp các sản phẩm nông lâm kết hợp như gỗ, lương thực và lâm sản ngoài gỗ khác, vai trò dữ trữ cacbon trong sinh khối và trong đất của các hệ thống này rất ít được nghiên cứu và không được đánh giá đúng mức. Trong các cơ chế REDD và PES, cacbon có thể được tính toán, định giá bằng tiền và sử dụng như cơ sở để chi trả cho các hệ thống canh tác tích trữ nhiều cacbon. Như vậy, các mục đích như tăng thu nhập cho người nông dân vùng đồi núi và bảo vệ môi trường có thể được thực hiện. Nghiên cứu này tính toán một cách định lượng trữ lượng cacbon của 03 hệ thống 1 Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng Email: Xuan.nv@rcfee.org.vn 1 sử dụng đất nông lâm kết hợp bao gồm vườn nhà, vườn rừng vùng đồi núi và canh tác nương rẫy. Trữ lượng cacbon của rừng thứ sinh nghèo kiệt cũng được tính toán và coi là cơ sở để so sánh với 03 hệ thống nêu trên. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại xã Quảng Khê thuộc vùng đệm Vườn Quốc Gia Ba Bể - huyện Ba Bể - tỉnh Bắc Kạn, có tọa độ địa lý như sau: 22°19´N-22°23´N, 105°38´E-105°45 ´E. Độ cao so với mực nước biển của khu vực dao động từ 150 m đến 1121 m, trong đó Cáng Lò là đỉnh cao nhất. Quảng Khê là một trong 04 xã nằm trong lưu vực sông Lèng, là hệ thống sông kết nối với hồ Ba Bể và có ảnh hưởng trực tiếp tới lượng bồi tụ và chế độ nước của hồ do các hoạt động canh tác nông lâm nghiệp ở địa phương. 2.2 Vật liệu nghiên cứu Vật liệu của nghiên cứu này là 03 hệ thống canh tác nông lâm kết hợp bao gồm vườn nhà, vườn rừng, canh tác nương rẫy. Ngoài ra, rừng thứ sinh nghèo kiệt cũng được nghiên cứu để làm cơ sở so sánh ảnh hưởng của chuyển đổi sử dụng đất tới trữ lượng cacbon của từng hệ thống. Mô tả chi tiết lịch sử và cấu trúc từng hệ thống canh tác như sau: Vườn nhà: Vườn nhà được hình thành theo lịch sử hình thành các khu dân cư của xã, tuy nhiên các hệ thống này chủ yếu được xây dựng trong giai đoạn 1960 và 1970. Các loài cây chủ yếu trong hệ thống vườn nhà là Dâu gia xoan (Clausena excavata), Gạo (Bombax ceiba), Chanh (Citrus limon), Xoan ta (Melia azedarach), Mít (Artocarpus integrifolia), Hồng (Diospyros kaki), Vải (Litchi chinensis), Mỡ (Mangifera indica), Nhãn (Dimocarpus longnan), Dâu da (Baccaurea sapida), Sấu (Dracontomelon duperreanum), Xoài (Dendrocalamus spp)… Vườn rừng: Hệ thống vườn rừng tại Quảng Khê chiếm một diện tích khá nhỏ và vẫn đang trong giai đoạn hình thành và phát triển hệ thống. Hệ thống này thường xuất hiện trên các triền đồi và bao gồm các loài chủ yếu sau: Hồng (Diospiros kaki), Trám trắng (Canarium album), Vải (Litchi chinensis), Xoài (Mangifera indica) và Mận (Prunus lalicina) … Hệ thống canh tác nương rẫy: Hệ thống canh tác nương rẫy tại Quảng Khê có tính chất quay vòng. Trung bình, một chu kỳ quay vòng khoảng 9 năm, trong đó người dân sử dụng đất để canh tác ngô 2 năm và sau đó bỏ hóa 7 năm. Các loài cây chính phát triển trong giai đoạn bỏ hóa bao gồm Thẩu tấu (Aporosa dioica), Bồ cu vẽ (Breynia fruticosa), Ba bét (Mallotus barbatus), Ba soi (Macaranga denticulata) và Cỏ chít (Thysanolema spp) … Rừng thứ sinh nghèo kiệt: Trước những năm 90 của thế kỷ trước một diện tích lớn đất rừng tự nhiên của Quảng Khê bị chặt phá và chuyển đổi sang canh tác nương rẫy. Hoạt động chuyển đổi sử dụng đất gây ra rất nhiều vấn đề như xói mòn đất, sạt lở đất và lũ lụt ở địa phương. Hiện tại, các hoạt động phá rừng và chuyển đổi sử dụng đất đã bị hạn chế bởi chính quyền địa phương và Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể, rừng tự nhiên đang từng bước phục hồi cả về chất lượng và số lượng loài. Kết quả điều tra cho thấy, có khoảng 22 loài cây gỗ phân bố trong rừng thứ sinh ở Quảng Khê bao gồm các loài chính sau Thôi chanh (Alangium kurzii),Thanh thất (Ailanthus triphisa), Cà muối (Cipadessa fruiticosa), Lát hoa (Chukrasia tabularis), Mực lông (Wrightia pubescens), Táu (Vatica philastraena) và Trẩu (Vernicia sp)… 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thiết lập ô tiêu chuẩn Thiết lập các ô tiêu chuẩn để thu thập số liệu dựa trên các hướng dẫn về Phương 2 pháp đánh giá nhanh trữ lượng cacbon (RaCSA). RaCSA là phương pháp cho phép đo đếm trữ lượng cacbon trong thời gian ngắn, hơn nữa đây là phương pháp đơn giản và có thể thực hiện được trong các chương trình Quản lý cacbon có sự tham gia (PCM) và các dự án kiểm kê khí nhà kính có sự tham gia của người dân địa phương. Việc xác định kích thước ô tiêu chuẩn đo đếm dựa vào đường kính tại vị trí 1,3 m (DBH) của các cây trong ô, cụ thể như sau: • Lập ô tiêu chuẩn chính có kích thước 5 x 40 (m), đo đếm toàn bộ các cây có đường kính ≥ 5 cm • Nếu trong ô tiêu chuẩn chính có các cây có DBH ≥ 30 cm, lập ô tiêu chuẩn bổ sung có kích thước 20 x 100 (m). • Trong ô tiêu chuẩn chính, thiết kê và lập các ô tiêu chuẩn phụ có kích thước 1 x 1 (m) và 0,5 x 0,5 (m) như hình 1 để thu thập mẫu cây bụi thảm tươi, gỗ chết và vật rơi rụng và mẫu đất. Cây có DBH > 30 cm Cây có DBH từ 5 – 30 cm Cây có DBH < 5 cm Ô tiêu chuẩn phụ thu thập mẫu cây bụi, thảm tươi (1 x 1 m) Ô tiêu chuẩn thứ cấp thu thập mẫu vật rơi rụng và đất (0,5 x 0,5 m) Hình 1. Sơ đồ thiết kế ô tiêu chuẩn thu thập mẫu theo phương pháp RaCSA. 2.3.2 Thu thập số liệu a) Sinh khối trên mặt đất Đo đếm đường kính ngang ngực và chiều cao của tất cả các cây có đường kính (DBH) ≥ 5 cm trong ô tiêu chuẩn chính. Nếu có cây có đường kính ngang ngực ≥ 30 cm trong ô tiêu chuẩn chính, đo toàn bộ các cây có DBH ≥ 30 cm trong ô tiêu chuẩn bổ sung. Tổng hợp vào các phiếu thu thập số liệu. Sử dụng các phương trình tương quan bên dưới để tính toán sinh khối trên mặt đất: TDW = 0,092*D 2,60 (Brown, 1997), nếu không có dữ liệu khối lượng thể tích TDW = 0,11*WD*D 2,62 (Ketterings, 2001), nếu có dữ liệu khối lượng thể tích TDW = 0,030*DBH 2,13 (Arifin, 2001), tính toán sinh khối của chuối TDW = 0,131*DBH 2,28 (Priyadarsini, 2000), tính toán sinh khối của tre, nứa Trong đó: DW = Sinh khối khô trên mặt đất; DBH = Đường kính ngang ngực; WD = Khối lượng 3 thể tích. b) Sinh khối dưới mặt đất Nghiên cứu sử dụng hệ số sinh khối dưới mặt đất/sinh khối trên mặt đất (hệ số R/S) mặc định là 4:1 để tính toán sinh khối khô dưới mặt đất của các cây được đo đếm. c) Sinh khối cây chết Đo chiều cao và DBH của toàn bộ cây chết có DBH ≥ 5 cm (bao gồm cây đứng và cây ngả), sinh khối cây chết được tính toán dựa vào phương trình tương quan sau: DW = π*DBH 2* H*WD/40 Trong đó: DBH = Đường kính ngang ngực; WD = Khối lượng thể tích (WD = 0,5), H = chiều cao. d) Sinh khối thảm tươi/cây bụi (DBH < 5 cm) Số lượng và kích thước các ô tiêu chuẩn phụ được mô tả như trên hình 1. Toàn bộ cây bụi, thảm tươi có đường kính < 5 cm trong ô tiêu chuẩn 1 x 1 m được thu thập và cân trên hiện trường. Toàn bộ khối lượng cây bụi, thảm tươi được chặt nhỏ và trộn đều trước khi lấy mẫu. Trong mỗi ô tiêu chuẩn phụ lấy khoảng 200 gram mẫu và chuyển về phòng thí nghiệm. Các mẫu được sấy khô trong buồng sấy ở 85 0 C trong 48 giờ để đo trọng lượng sinh khối khô. e) Sinh khối vật rơi rụng Thu thập toàn bộ vật rơi rụng trong ô tiêu chuẩn thứ cấp (0,5 x 0,5 m). Vật rơi rụng kích thước lớn (cây chết có DBH < 5 cm hoặc/và có chiều dài < 50 cm), lá và cành chưa phân hủy, cành bị cháy được thu thập và cân ngoài hiện trường. Lấy khoảng 200 gram mẫu đưa về phòng thí nghiệm để phân tích trọng lượng khô. Dùng khuôn lấy mẫu đất có kích thước 20 x 20 x 5 cm lấy mẫu đất ở tầng tầng 0 – 5 cm để thu thập vật rơi rụng có kích thước nhỏ và chưa bị phân hủy. Dùng rây 2 mm để thu thập vật rơi rụng kích thước nhỏ ở tầng đất được lấy mẫu, cân ngoài hiện trường và đưa toàn bộ mẫu về phòng thí nghiệm để phân tích trọng lượng khô. Đất ở tầng 0 – 5 cm lọt qua rây được dùng để phân tích hàm lượng cacbon và dung trọng của đất. Mẫu được đưa vào lò sấy ở 80 0 C trong khoảng 48 giờ, cho đến khi trọng lượng của mẫu không đổi. Sau khi tính toán được trọng lượng sinh khối khô của mẫu, tính toán trữ lượng cacbon của mỗi bộ phận bằng cách nhân với hệ số cacbon mặc định 0,45 (IPCC, 1996). f) Mẫu đất Dùng khuôn lấy mẫu đất có kích thước 20 x 20 x 5 cm và 20 x 20 x 10 cm lấy mẫu đất trong các ô tiêu chuẩn thứ cấp 0,5 x 0,5 m tại tầng đất 5 – 10 cm và 10 – 20 cm. Mẫu đất được cho vào túi mẫu và cân tại hiện trường (W 1 , g/2000 cm 3 ). Một phần mẫu ở 02 tầng đất khác nhau được lấy ra và trộn đều để phân tích hàm lượng cacbon trong đất theo phương pháp oxy hóa khử (Walkey và Black, 1934). Phần mẫu còn lại ở mỗi tầng đất, lấy khoảng 100 gram (W 2 ) mẫu đưa về phòng thí nghiệm, cho vào máy sấy và để ở nhiệt độ 105 0 C trong 48 giờ. Các mẫu khô kiệt được cân để tính trọng lượng khô kiệt của mẫu (W 3 ). Phương pháp lấy mẫu trên cũng được áp dụng để lấy mẫu phân tích dung trọng và hàm lượng cacbon trong đất ở tầng 0 – 5 cm. Dung trọng đất được xác định bằng phương pháp paraffin-clod (Brady và Weil, 1996). Trữ lượng cacbon hữu cơ trong đất được xác định bằng công thức sau: TSOC (mg/ha) = % SOC x SV x BD Trong đó: TSOC: Tổng trữ lượng cacbon của tầng đất (tấn/ha); SV: Thể tích của tầng đất (m 3 ); BD: dung trọng đất (tấn/m 3 ). 2.3.3 Xử lý số liệu 4 Trong nghiên cứu này, tác giả coi điều kiện địa hình, loại đất, lượng mưa, khí hậu và các yếu tố ngoại cảnh khác là đồng nhất. Do vậy, phân tích phương sai (ANOVA) được sử dụng để kiểm tra sự khác biệt giữa về trữ lượng cacbon trong các bể chứa khác nhau. Phép thử Duncan (DMRT) cũng được sử dụng để kiểm tra sự khác biệt giữa các cặp giá trị trữ lượng cacbon của các bể chứa khác nhau. Phần mềm SPSS 18.0 được sử dụng để thực hiện các phân tích thống kê trong nghiên cứu này. III. KẾT QUẢ & THẢO LUẬN 3.1 Trữ lượng cacbon trong sinh khối trên mặt đất Trữ lượng cacbon trong sinh khối được tính toán dựa trên các dữ liệu đo đếm ngoài hiện trường. Kết quả đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng 27 ô tiêu chuẩn thuộc 03 loại hình sử dụng đất khác nhau cho thấy DBH trung bình của cây gỗ trong rừng thứ sinh, vườn nhà và vườn rừng lần lượt là 8,34 cm, 11,58 cm và 12,60 cm. Rừng thứ sinh có số lượng loài cây gỗ lớn nhất (22 loài), vườn nhà và vườn rừng có số lượng loài lần lượt là 18 và 5. Mật độ cây và độ dốc trung bình của mỗi loại hình sử dụng đất cũng khác nhau, cụ thể được trình bày trong bảng bên dưới. Bảng 1. Đặc trưng thảm thực vật và các nhân tố điều tra của các loại hình sử dụng đất. Loại hình sử dụng đất Số lượng ô tiêu chuẩn (ô) Độ dốc trung bình (%) DBH trung bình (cm) Độ che phủ trung bình (%) Mật độ trung bình (cây/ha) >30 5<D<3 0 Rừng thứ sinh 9 26,47 NA 8,34 65 1.450 Vườn nhà 9 13,70 34,63 11,58 55 825 Vườn rừng 9 23,03 NA 12,60 38 500 Canh tác nương rẫy 9 21,52 NA NA 27 NA Tổng trữ lượng cacbon trong sinh khối trên mặt đất được tổng hợp từ các bể chứa cacbon trong sinh khối cây gỗ, cây bụi và thảm tươi, cây chết và vật rơi rụng kích thước lớn. Vườn nhà có giá trị tổng trữ lượng cacbon trên mặt đất lớn nhất (33,59 tấn/ha), trong khi đó hệ thống canh tác nương rẫy có giá trị nhỏ nhất (7,71 tấn/ha) (bảng 2). Kết quả phân tích ANOVA cho thấy tổng trữ lượng cacbon trong sinh khối trên mặt đất của các loại hình sử dụng đất khác nhau có sự khác biệt rõ rệt (F = 15,30, p < 0,0001). Đối với các bể chứa cacbon thành phần của các loại hình sử dụng đất khác nhau, kết quả phân tích ANOVA cũng cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về trữ lượng cacbon của các bể chứa trong các loại hình sử dụng đất (Cây gỗ: F = 10,97, p < 0,0001; Thảm tươi/cây bụi: F = 11,47, p < 0,001; Cây chết: F = 6,54, p = 0,03; Vật rơi rụng kích thước lớn: F = 8,07, p < 0,001). Theo kiểm định Duncan, tổng trữ lượng cacbon trên mặt đất của các loại hình sử dụng đất được phân thành hai nhóm, tuy nhiên các giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất một lần nữa được kiểm tra và thuộc về hệ thống vườn rừng và canh tác nương rẫy; các kết quả kiểm định Duncan cho từng bể chứa cacbon được trình bày chi tiết trong bảng bên dưới. Bảng 2. Trữ lượng cacbon trong sinh khối trên mặt đất của các loại hình sử dụng đất. Loại hình sử dụng đất Kích thước ô Trữ lượng cacbon trên mặt đất (tấn/ha) Cây gỗ Cây bụi/thảm tươi Gỗ chết Vật rơi rụng kích thước lớn Tổng Rừng thứ sinh 200 12, 35 b (0,84) 9, 44 a (0,48) 3, 13 (0,96) 5, 51 a (0,48) 30, 43 a (1,71) Vườn nhà 2000 21, 17 a (3,31) 7, 41 a (1,03) 0, 86 (0,32) 4, 15 a (0,62) 33, 59 a (4,25) 5 Vườn rừng 200 9, 14 bc (0,82) 3, 93 b (0,49) NA 1, 97 b (0,57) 15, 04 b (1,12) Canh tác nương rẫy 200 5, 25 c (0,11) NA NA 2, 46 b (0,37) 7, 71 b (0,45) Lưu ý: Các chữ latinh khác nhau cho thấy sự khác biệt rõ rệt khi so sánh các cặp giá trị cacbon của các loại hình sử dụng đất theo kiểm định Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các chữ latinh được sắp xếp theo trật tự phân hạng từ cao xuống thấp (theo thứ tự abc). Các giá trị trong dấu ngoặc đơn là các giá trị sai tiêu chuẩn (SE). Kết quả nghiên cứu cho thấy có khoảng biến động khá rộng về trữ lượng cacbon trên mặt đất của các loại hình sử dụng đất khác nhau. Các kết quả kiểm định ANOVA và Duncan chỉ ra rằng các yếu tố ngoại cảnh như độ dốc, độ che phủ và đặc trưng loại hình sử dụng đất có thể dẫn đến sự khác biệt về trữ lượng cacbon trên mặt đất. Theo các kết quả được trình bày trong bảng 2, trữ lượng cacbon trên mặt đất của vườn nhà có giá trị lớn nhất do phân bố trên các diện tích có độ dốc thấp, độ che phủ cao, mật độ lớn và đường kính có phân bố rộng; trong khi đó độ dốc cao và cấu trúc thảm thực vật đơn giản là nguyên nhân chủ yếu khiến hệ thống canh tác nương rẫy có trữ lượng cacbon trên mặt đất thấp nhất. Albrecht và Kandji (2003) cho rằng tuổi cây, cấu trúc loài và tầng tán, và phương thức quản lý là các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới trữ lượng cacbon trên mặt đất của mỗi loại hình sử dụng đất. Như vậy, các yếu tố như độ dốc, cấu trúc và loại thảm thực vật, tuổi cây và phương thức quản lý có thể được xem là các nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng tới trữ lượng cacbon trên mặt đất của mỗi các loại hình sử dụng đất; xem xét kỹ lưỡng các yếu tố này trong các nghiên cứu về trữ lượng cacbon trên mặt đất trong các loại hình sử dụng đất khác nhau là hết sức cần thiết và hạn chế được độ không chắc chắn về kết quả nghiên cứu. 3.2 Trữ lượng cacbon dưới mặt đất Trữ lượng cacbon dưới mặt đất bao gồm trữ lượng cacbon ở 03 tầng đất, trữ lượng cabcon trong rễ và vật rơi rụng kích thước nhỏ được thu thập ở tầng đất 0 – 5 cm. Kết quả phân tích hàm lượng cacbon và dung trọng đất ở tầng 0 – 5 cm cho thấy hàm lượng cacbon trung bình của hệ thống canh tác nương rẫy, vườn nhà, vườn rừng và rừng thứ sinh lần lượt là 1,46, 2,73, 1,88 và 2,64%; và 1,03, 1,88, 1,40 và 1,70% đối với tầng 5 – 20 cm. Kết quả phân tích ANOVA cho thấy hàm lượng cacbon ở các tầng đất của các loại hình sử dụng đất khác nhau có sự khác biệt rõ rệt (0 – 5 cm: F = 3.466,5, p < 0,0001; 5 – 20 cm: F = 1.084,8, p <0,0001). Dung trọng của các tầng đất có xu hướng tăng lên theo độ sâu tầng đất và giao động trong khoảng 0,90 ÷ 1,06 g/cm 3 . Kiểm định Duncan để so sánh các cặp giá trị trung bình về hàm lượng cacbon và dung trọng trong các tầng đất khác nhau được trình bày trong bảng bên dưới. Bảng 3. Hàm lượng cacbon và dung trọng của các loại hình sử dụng đất. Loại hình sử dụng đất Hàm lượng cacbon (%) Dung trọng (g/cm 3 ) 0 – 5 (cm) 5 – 20 (cm) 0 – 5 (cm) 5 – 10 (cm) 10 – 20 (cm) Rừng thứ sinh 2,80 a (0,187) 1,79 a (0,13) 0,97 a (0,074) 1,04 a (0,058) 1,06 a (0,058) Vườn nhà 2,71 b (0,087) 1,64 b (0.076) 0,95 ab (0,072) 0,98 b (0,073) 1,05 a (0,043) Vườn rừng 1,88 c (0,065) 1,40 c (0,055) 0,95 b (0,078) 0,97 b (0,076) 1,00 b (0,065) Canh tác nương rẫy 1,44 d (0,082) 1,04 d (0,11) 0,90 c (0,076) 0,94 c (0,08) 0,96 c (0,09) 6 Lưu ý: Các chữ la tinh khác nhau cho thấy sự khác biệt rõ rệt khi so sánh các cặp giá trị cacbon của các loại hình sử dụng đất theo kiểm định Duncan với mức ý nghĩa 5%. Các chữ latinh được sắp xếp theo trật tự phân hạng từ cao xuống thấp (theo thứ tự abc). Các giá trị trong dấu ngoặc đơn là các giá trị sai tiêu chuẩn (SE). Kết quả tính toán cho thấy trữ lượng cacbon trung bình dưới mặt đất của rừng thứ sinh, vườn nhà, vườn rừng và hệ thống canh tác nương rẫy lần lượt là 49,97 tấn/ha, 48,04 tấn/ha, 32,70 tấn/ha và 23,74 tấn/ha (hình 2). Kết quả ANOVA chỉ rõ sự khác biệt rõ rệt về tổng trữ lượng cacbon dưới mặt đất của 04 loại hình sử dụng đất (F = 114,50, p < 0,0001). Kiểm định Duncan phân loại trữ lượng cacbon dưới mặt đất thành ba nhóm khác nhau, cho thấy có sự khác biệt rõ rệt giữa rừng thứ sinh và vườn nhà với các giá trị còn lại. Kết quả tương tự cũng được thể hiện ở khi so sánh các cặp giá trị trữ lượng cacbon trong các bộ phận ở các loại hình sử dụng đất khác nhau (hình 2). Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng cacbon trong đất chiếm tỷ lệ chủ yếu trong tổng trữ lượng cacbon dưới mặt đất, trong khi đó trữ lượng cacbon trong rễ và vật rơi rụng chiếm một tỷ lệ nhỏ (90% so với 10%). Lưu ý: Các chữ latinh khác nhau cho thấy sự khác biệt rõ rệt khi so sánh các cặp giá trị cacbon của các loại hình sử dụng đất theo kiểm định Duncan với mức ý nghĩa 5%. Hình 2. Trữ lượng cacbon dưới mặt đất trong các loại hình sử dụng đất. Theo Montagnini và Nair (2004), lớp thảm thực vật đóng vai trò hết sức quan trọng đối với trữ lượng cacbon trong đất. Saha và cộng sự (2009) cũng chỉ ra rằng đất trong các hệ thống nông lâm có độ che phủ cao và nhiều tầng tán sẽ tích lũy được cacbon nhiều hơn so với các hệ thống có độ che phủ thấp và thành phần loài cây đơn giản. Hairiah và cộng sự (2001) cho rằng quá trình chuyển đổi sử dụng đất từ hệ thống này sang hệ thống khác sẽ ảnh hưởng lớn tới trữ lượng cacbon trên mặt đất mà ít ảnh hưởng tới trữ lượng cacbon trong đất. Kết quả nghiên cứu của Schoroth và cộng sự (2002) cho thấy trữ lượng cacbon của tầng đất 0 – 200 cm của hầu hết các loại hình sử dụng đất được nghiên cứu là khá giống nhau; trữ lượng cacbon trong đất của rừng nguyên sinh, rừng hỗn giao nhiều tầng, rừng cây cọ dầu và canh tác nương rẫy bỏ hóa lần lượt là 107 ± 2 tấn/ha, 113 ± 2 tấn/ha, 111 ± 2 tấn/ha và 112 ± 2 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu này cho thấy các loại hình sử dụng đất có độ che phủ và cấu trúc lớp thảm thực vật khác nhau thì trữ lượng cacbon trong đất cũng có sự khác biệt. Tổng trữ lượng cacbon trong đất của vườn nhà và rừng thứ sinh có giá trị xấp xỉ nhau (kiểm định Duncan không cho thấy sự khác biệt), trong khi đó hệ thống nông lâm kết hợp và vườn rừng có trữ lượng cacbon trong đất thấp hơn khá nhiều. Độ che phủ và sự đa dạng về thành phần loài cây tại khu vực nghiên cứu có thể ảnh hưởng tới trữ lượng cacbon trong đất, loại hình sử dụng đất có độ che phủ cao và đa dạng loài cây hơn có trữ lượng cacbon trong đất cao hơn. Mặt khác, các yếu tố địa hình như độ dốc, hướng dốc, độ cao so với mực nước biển và thành phần loài cây cũng có thể là các nhân tố ảnh hưởng ở các mức độ khác nhau tới trữ lượng cacbon trong đất. 3.3 Tổng trữ lượng cacbon của các loại hình sử dụng đất Trữ lượng cacbon của mỗi loại hình sử dụng đất là tổng của trữ lượng cacbon trên mặt đất và dưới mặt đất. Tổng trữ lượng cacbon của rừng thứ sinh, vườn nhà, vườn rừng và hệ thống canh tác nương rẫy lần lượt là 80,40 tấn/ha, 81,63 tấn/ha, 47,74 tấn/ha và 31,45 tấn/ha. Tỷ lệ cacbon trên mặt đất và dưới mặt đất so với tổng trữ lượng cacbon ở mỗi loại hình sử dụng rất khác nhau và không có quy luật nhất định. So với tổng trữ lượng cacbon, tỷ lệ trữ lượng cacbon trên mặt đất của các hệ thống sử dụng đất dao động trong khoảng 58,85% ÷ 74,48%, trong khi đó trữ lượng cacbon dưới mặt đất chiếm khoảng 24,52% ÷ 41,15%, chi tiết được trình bày trong hình 3. Các kết quả về tổng trữ lượng cacbon của bốn loại hình sử dụng đất cho thấy thay đổi sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu 7 sẽ ảnh hưởng rất mạnh tới các bể chứa cacbon, đặc biệt là trữ lượng cacbon trên mặt đất của mỗi loại hình sử dụng đất. Việc chuyển đổi rừng thứ sinh sang các hệ thống canh tác nương rẫy và ngược lại được xem là có ảnh hưởng mạnh nhất tới tổng trữ lượng cacbon của các hệ thống sử dụng đất này. Kết quả nghiên cứu này có thể đóng vai trò quan trọng trong công tác quy hoạch sử dụng đất tại các xã khu vực miền núi. Các hoạt động canh tác bền vững phải được khuyến khích và thay thế các hệ thống canh tác nương rẫy được hình thành do thay đổi sử dụng đất, là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện tượng phát thải khí. Hình 3. Tỷ lệ trữ lượng cacbon theo các bộ phận của các loại hình sử dụng đất. IV. KẾT LUẬN 1) Có sự khác biệt rõ rệt về trữ lượng cacbon trên mặt đất, cacbon dưới mặt đất và tổng trữ lượng cacbon ở bốn loại hình sử dụng đất được nghiên cứu.Tổng trữ lượng cacbon của các loại hình sử dụng đất được xắp xếp theo thứ tự tăng dần như sau: Canh tác nương rẫy < Vườn rừng < Rừng thứ sinh < Vườn nhà; 2) Tổng trữ lượng cacbon của rừng thứ sinh và vườn nhà là gần tương đương nhau, lần lượt là 80,40 tấn/ha và 81,63 tấn/ha; trong khi đó tổng trữ lượng cacbon của vườn rừng và hệ thống canh tác nương rẫy khá thấp, lần lượt là 47,74 tấn/ha và 31,45 tấn/ha. 3) Phương pháp đánh giá nhanh trữ lượng cacbon (RaCSA) là phương pháp có thể ước tính được trữ lượng cacbon trong các bể chứa trong khoảng thời gian ngắn, mặt khác phương pháp này không yêu cầu chặt hạ các cây gỗ lớn để phân tích và tính toán trữ lượng cacbon do vậy tích kiệm được thời gian và kinh phí điều tra. Phương pháp này có thể được sử dụng trong các cơ chế giảm phát thải khí nhà kính như Giảm phát thải từ phá rừng và suy thoái rừng (REDD), chi trả dịch vụ môi trường (PES) và các dự án kiểm kê khí nhà kính có sự tham gia của người dân địa phương. 4) Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, nếu thay đổi sử dụng đất xảy ra tại khu vực nghiên cứu, thì lượng cacbon thu được hoặc mất đi do quá trình chuyển đổi là khá lớn, đặc biệt là trữ lượng cacbon trên mặt đất. Quản lý sử dụng đất bền vững và hạn chế tập quán canh tác nương rẫy tại địa phương là một yêu cầu bức thiết trong thời gian tới nhằm hạn chế phát thải khí nhà kính từ các hoạt động thay đổi sử dụng đất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Albrecht A, Kandji ST, 2003. Carbon sequestration in tropical agroforestry systems. Agric. Ecosyst. Environ. 99, 15 – 17. 2) Brady, NC, Weil, RR, 1996. The nature and properties of soil. Prentice- Hall, International, Inc. London. 3) Brown S, Sayant J, Cannell M, Kauppi PE, 1996. Management of forests for mitigation of greenhouse gas emissions. Pages 773–797 in Working Group II: Second Assessment Report. Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press. 4) Hairiah K, Sitompul SM, van Noordwijk M, Palm C, 2001. Carbon stocks of tropicalland use systems as part of the global C balance: effects of forest conversion andoptions for clean development activities, ICRAF. 5) IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change, 1996. Revised Guidelines for GHG Inventory, Land Use and Forestry Sector, Intergovernmental Panel on Climate Chagnge, London. 6) Lales JS, Lasco RD, Geronimo IQ, 2001. Carbon storage capacity of agricultural and grassland ecosystems in a geothermal block. Philippine Agricultural Scientist Journal 84: 8-18. 7) Montagnini F, Nair PKR, 2004. Carbon sequestration: An underexploited environmental benefit of agroforestry systems. Agro-forest. Syst 61: 281-295. 8) Saha SK, Nair PKR, Nair VD, Kumar BM, 2009. Soil carbon stock in relation to plant diversity of homegardens 8 in Kerala, India.Agroforestry Systems, 76, 53–65. 9) Sampson RN, Scholes RJ, 2000. Additional human induced activities (Articles 3.4. Chapter 4). In: WatsonRT, Noble IR, Bolin B, Ravindranath NH, Verado DJ, Dokken DJ, editors. 2000. Land Use, Land use change, and Forestry, Published for the Intergovernmental Panel for Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press. 377 pp. 10)Schimmel D, Enting IG, Heimann M, Wigley TML, Rayneud D, Alves D, Seigenthler U, 1995. CO 2 and the carbon cycle In: Houton JT, Meira Filho LG, Bruce J, Lee H, Callander BA, Haites E, Harris N, Maskell K, editors. Climate Change 1994: Radiative Forcing of Climate change and an Evaluation of the IPCC IS92 Emission Scenarios. Published for the IPCC. Cambridge: Cambridge University Press:35-71. 11) Schroth G, D’Angelo SA, Teixeira WG, Gaag D, Lieberei R, 2002. Conversion of secondary forest into agroforestry and monoculture plantations in Amazonia: consequences for biomass, litter and soil carbon stocks after 7 years. For. Ecol.Manage.163, 131–150. 12)Walkley A, Black IA, 1934. An examination of the Degtjareff method for determining organic carbon in soils: effect of variations in digestion conditions and of inorganic soil constituents. Soil Sci 63:251-263. CARBON STOCK ASSESSMENT IN AGROFORESTRY LAND USE SYSTEMS IN THE BUFFEER ZONE OF BA BE NATIONAL PARK. This study aimed at assessing carbon stocks of different argoforestry land uses in the buffer zone of Ba Be National Park, which was funded and assisted by International Centre for Research in Agroforestry (ICRAF). In the study, we used Rapid Carbon stock Appraisal method, introduced by Hairiah et al (2001). The study focussed on estimating carbon pools in 1) woody trees, 2) understory species, 3) dead wood and litter, and 4) soil layers of the land uses. Research results showed that aboveground carbon stock of home gardens scored the highest (33,59 ton/ha), while shifting cultivation systems showed the lowest carbon stock (7,71 ton/ha). Belowground carbon stocks including carbon in roots and fine litter, and soil profiles (0 - 20 cm) of the secondary forests, home gardens, fruit gardens and shifting cultivation systems scored 49,97 ton/ha, 48,04 ton/ha, 32,70 ton/ha and 23,74 ton/ha, respectively. Total carbon stocks of secondary forests and home gardens were quite similar, which showed 80,40 ton/ha and 81,63 ton/ha, respectively; while the carbon stocks of fruit gardens and shifting cultivation systems were 47,74 ton/ha and 31,45 ton/ha, respectively. The results indicated that there are significant carbon losses/gains if land conversion from the secondary forest and home garden into the fruit garden and shifting cultivation, and conversely. Key words: agroforestry, biomass, carbon stock, home garden, secondary forest 9 . ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG CACBON TRONG CÁC HỆ THỐNG NÔNG LÂM KẾT HỢP Ở VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ Nguyễn Viết Xuân 1 TÓM TẮT Nghiên cứu đánh giá trữ lượng cacbon trong các hệ thống nông lâm kết hợp. Gt cacbon mỗi năm. Ở Việt Nam, các hệ thống sử dụng đất nông lâm kết hợp như vườn nhà, vườn rừng và canh tác nương rẫy là các hệ thống phổ biến ở khu vực đồi núi. Mặc dù các hệ thống nông lâm. loài cây cũng có thể là các nhân tố ảnh hưởng ở các mức độ khác nhau tới trữ lượng cacbon trong đất. 3.3 Tổng trữ lượng cacbon của các loại hình sử dụng đất Trữ lượng cacbon của mỗi loại hình