Luận án 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

BẢN TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ

a) Tóm tắt mở đầu:

Tên tác giả: HUỲNH NHÂN TRÍ

Tên luận án: 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.

Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, chuyên ngành: Kỹ thuật lâm sinh.

Mã số: 62.62.60.01

Cơ sở đào tạo: Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam

b) Nội dung bản trích yếu

i) Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án: Đóng góp vào cơ sở lý luận xây dựng các mô hình sinh trắc để ước tính sinh khối, carbon cây rừng và lâm phần; Xây dựng phương pháp mô tả cấu trúc và lượng hóa sinh khối, carbon lâm phần; Cung cấp phương pháp giám sát lượng CO2 hấp thụ bằng công nghệ viễn thám và GIS. Đối tượng nghiên cứu: Kiểu rừng lá rộng thường xanh bao gồm các trạng thái rừng rất giàu, giàu, trung bình, và nghèo. Các trạng thái rừng hình thành do mức độ tác động trong khai thác chọn và thời gian phục hồi khác nhau. Nhìn chung rừng đã qua khai thác chọn và phục hồi ở các mức độ, chỉ có một trạng thái rừng ít hoặc chưa bị tác động đáng kể. Nghiên cứu chung cho các loài và riêng cho một số họ thực vật phổ biến trong các lâm phần; Sinh khối và carbon cây rừng: Bao gồm trong 5 bộ phận là thân, cành, lá, vỏ và rễ; Sinh khối và carbon lâm phần: Bao gồm sinh khối và carbon trong 5 bể chứa của rừng theo IPCC (2006).

ii) Phương pháp nghiên cứu: Áp dụng theo IPCC (2006) để nghiên cứu đo tính và giám sát hấp thụ và phát thải CO2 từ rừng; trong đó có hai nhóm dữ liệu cần nghiên cứu: i) Biến động diện tích, chất lượng rừng và ii) Biến động 5 bể chứa carbon trong các lâm phần; Nhóm dữ liệu thứ nhất tiếp cận sử dụng công nghệ viễn thám và GIS. Ảnh viễn thám hỗ trợ tốt cho việc giám sát thay đổi diện tích rừng; ngoài ra với quan điểm giữa dữ liệu viễn thám và sinh khối có mối quan hệ với nhau, vì vậy xây dựng mô hình quan hệ giữa sinh khối, carbon rừng với các chỉ số ảnh viễn thám là cơ sở để ước lượng gián tiếp thay đổi carbon rừng theo không gian và thời gian trên quy mô lớn; Nhóm dữ liệu thứ hai tiếp cận dựa vào các mô hình sinh trắc và thống kê sinh học để ước tính sinh khối, carbon các bể chứa gián tiếp thông qua các nhân tố điều tra dễ đo đếm. Để xây dựng mô hình sinh trắc cần phải đo tính trực tiếp sinh khối, carbon rừng thông qua cây mẫu; trên cơ sở đó lập các mô hình sinh trắc cho từng bộ phận cây gỗ, bể chứa trong lâm phần. Từ đây hệ thống hóa để thiết lập các giải pháp công nghệ trong ước tính giám sát CO2 hấp thụ và phát thải từ rừng theo không gian và thời gian.

iii) Các kết quả chính và kết luận:

1. Cơ sở khoa học xây dựng mô hình sinh trắc tối ưu:

Lựa chọn số biến số tham gia mô hình: Sử dụng tiêu chuẩn Cp củaMallow’s để lựa chọn số biến số tốt nhất cho mô hình sinh trắc; Phương pháp ước lượng mô hình: Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu không có trọng số, mô hình cho hệ số xác định cao và biến động thấp; Việc lựa chọn hàm thích hợp: cần dựa vào tổng hợp 7 tiêu chuẩn với thứ tự ưu tiên là giá trị S% bé nhất, vì nó phản ảnh sai lệch giữa quan sát và ước lượng qua hàm nhỏ nhất; tiếp theo cần ưu tiên tiêu chuẩn AICmin và CF = 1; R2adj và t chỉ là tiêu chí tham khảo đầu tiên để định hướng chọn hàm hơn là chỉ tiêu quyết định; hai đồ thị Normal P-P và đồ thị biến động phần dư là khảo sát trực quan nhất để thấy rõ sự thích hợp của hàm ước lượng.

2. Mô hình sinh trắc ước tính sinh khối, carbon cây rừng:

Mô hình ước tính sinh khối, carbon cây trên mặt đất: Dạng 4 biến số DBH, H, WD và CA có biến động S% thấp nhất (13,9% – 20,5%), có thể ứng dụng trong yêu cầu độ chính xác cao; Mô hình ước tính sinh khối, carbon dưới mặt đất: Đối với mô hình ước tính sinh khối BGB biến động từ 32,9%-43,5% và carbon C(BGB) là 38,4%-54,2%; Mô hình theo họ thực vật và khối lượng thể tích: Có sự sai khác rõ rệt giữa sinh khối ước tính theo họ thực vật, nhóm WD; vì vậy tiếp cận mô hình theo hướng chi thực vật và nhóm WD sẽ tăng độ tin cậy.

3. Sinh khối, carbon lâm phần:

Phân cấp năng suất và sinh khối để đo tính giám sát thay đổi sinh khối, carbon cho lâm phần đạt độ chính xác hơn. Luận án này cũng đã phân chia 3 cấp năng suất và 3 cấp sinh khối; Cấu trúc phân bố carbon trong lâm phần cao nhất ở trong cây gỗ phần trên mặt đất (47,4%), thứ hai là carbon hữu cơ trong đất SOC (46,3%), carbon trong rễ cây rừng chiếm 5,3%; còn lại carbon trong các bể thảm mục, thảm tươi, gỗ chết có tỷ lệ rất thấp, từ 0,1% đến 0,6%; tổng của 3 bể chứa ngoài gỗ này là 1%; Tổng carbon trong 6 bể chứa thấp nhất là 127 tấn/ha ứng với hấp thụ 469 tấn CO2/ha; cao nhất là 377 tấn carbon/ha ứng với hấp thụ 1.385 tấn CO2/ha. Khả năng hấp thụ CO2 của rừng lá rộng thường xanh khu vực Tây Nguyên bình quân là 12,3 tấn/ha/năm, cao nhất là 17,3 tấn/ha/năm và thấp nhất là 5tấn/ha/năm.

4. Phân loại ảnh vệ tinh SPOT 5 và sử dụng GIS trong giám sát lượng CO2 hấp thụ:

Phương pháp phân loại phi giám định và thiết lập mối quan hệ giữa TAGTB với tổ hợp biến 3 lớp và 4 lớp phân loại để lập bản đồ sinh khối rừng có sai số 6,3%.

Phối hợp kết quả lập bản đồ sinh khối trên cơ sở phân loại ảnh SPOT 5 phi giám định với các mô hình sinh khối carbon lâm phần trong GIS là cơ sở để giám sát lượng CO2 hấp thụ theo thời gian và không gian.

5. Giải pháp ứng dụng công nghệ viễn thám- GIS và mô hình sinh trắc trong đo tính, giám sát lượng CO2 hấp thụ:

Giải pháp ứng dụng được xây dựng cho 3 nhóm đối tượng chính: i) Cộng đồng dân cư tham gia giám sát carbon rừng trong chương trình REDD+, ii) Cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp chuyên nghiệp của các chủ rừng, các cấp quản lý và iii) Các chuyên gia lâm nghiệp, viễn thám – GIS. Theo tiến trình 3 bước: i) Phân loại ảnh vệ tinh thành các tổ hợp class; ii) Thu thập dữ liệu rừng; iii) Sử dụng các mô hình sinh trắc để ước tính sinh khối, carbon; iv) Quản lý và cập nhật thông tin hấp thụ và phát thải CO2 rừng trong GIS.