Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Khả năng tích lũy các bon và hiệu quả kinh tế tổng hợp của phương thức NLKH Chè – Quế tại Yên Bái

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu "Khả năng tích lũy các bon và hiệu quả tổng hợp của phương thức NLKH Chè - Quế tại Yên Bái" được đề xuất thực hiện nhằm góp phần cung cấp các cơ sở dữ liệu, thông tin về đóng góp của phương thức trong giảm khí gây hiệu ứng nhà kính, từ đó góp phần trong việc định hướng và thể chế hóa việc chi trả dịch vụ môi trường trong NLKH. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Khả năng tích lũy các bon và hiệu quả kinh tế tổng hợp của phương thức NLKH Chè – Quế tại Yên Bái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------------------------- VŨ THỊ THU HUYỀN KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ TỔNG HỢP CỦA PHƯƠNG THỨC NLKH CHÈ – QUẾ TẠI YÊN BÁI Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Phạm Xuân Hoàn HÀ NỘI - 2010
1 MỞ ĐẦU Biến đổi khí hậu là hậu quả của sự phát thải khí nhà kính quá mức vào bầu khí quyển (chủ yếu gồm các khí CO2, NOx, CFC (chlorofluorocacbons)…) do các hoạt động phát triển kinh tế, xã hội thiếu hợp lý của con người. Nhận thức được vấn đề này, Việt Nam cùng với 160 quốc gia trên thế giới đã thông qua và ký Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu toàn cầu (UNFCCC). Công ước này được cụ thể hoá bằng Nghị định thư Kyoto năm 1997. Nội dung quan trọng của nghị định thư là đưa ra chỉ tiêu giảm phát thải khí nhà kính có tính rằng buộc pháp lý đối với các nước phát triển và cơ chế giúp các nước đang phát triển đạt được sự phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững thông qua thực hiện “Cơ chế phát triển sạch” (CDM: Clean Development Mechanism). CDM đã mở ra cơ hội mới cho ngành lâm nghiệp trong việc bán tín chỉ các bon tích luỹ thông qua các dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo CDM (AR-CDM: Afforestation, Reforestation - CDM). Việt Nam là quốc gia có diện tích rừng khá lớn, tập trung nhiều lao động tham gia sản xuất lâm nghiệp. Nhưng đóng góp của các hoạt động sản xuất lâm nghiệp chỉ mới chiếm 5% tổng thu nhập của cả ngành nông nghiệp. Con số này chỉ phản ánh chủ yếu là giá trị gỗ và lâm sản ngoài gỗ mang lại. Những giá trị phi vật thể mà ngành lâm nghiệp mang lại mặc dù ai cũng hiểu là rất lớn như giá trị bảo tồn, du lịch, đa dạng sinh học, bảo vệ đất, nước và môi trường sống…, nhưng trên thực tế ngành lâm nghiệp chưa có những cơ hội để định giá những giá trị đó. Ở Việt Nam, lần đầu tiên việc định giá rừng đã được đề cập và trở thành một nội dung quan trọng trong Luật Bảo vệ và Phát triển rừng sửa đổi năm 2004. Việc quy định giá trị của rừng bao gồm cả giá trị kinh tế hàng hoá và giá trị môi trường của rừng là một bước chuyển có tính cách mạng trong việc quản lý rừng ở nước ta, phản ánh xu thế tất yếu của xã hội và hội nhập quốc tế. Phương thức canh tác Nông lâm kết hợp không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế trong sử dụng đất, mà còn đáp ứng các yêu cầu trong việc bảo đảm bền vững môi
2 trường như bảo vệ, cải thiện đất, giữ nước, hấp thụ và lưu giữ khí CO2 trong hệ thống, giảm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính trong khí quyển, đóng góp vào việc giảm thiểu sự biến đổi khí hậu. Phương thức NLKH Chè - Quế được trồng phổ biến ở các xã của huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái, tạo nên khối lượng sản phẩm khá ổn định và đóng góp quan trọng trong thu nhập của các nông hộ. Trong phương thức này, cây Quế ngoài nhiệm vụ che bóng cho Chè, còn mang lại thu nhập về vỏ và gỗ Quế. Chè cũng được thu hoạch hàng năm, vì vậy phương thức này không chỉ mang lại giá trị về kinh tế và bảo tồn đất đai, mà còn giúp cho việc hấp thụ và lưu trữ một lượng các bon nhất định. Như vậy, phương thức này sẽ góp phần trong việc giảm phát thải các khí gây hiệu ứng nhà kính hiện nay. Từ thực tiễn và lý luận trên, đề tài nghiên cứu “Khả năng tích lũy các bon và hiệu quả tổng hợp của phương thức NLKH Chè - Quế tại Yên Bái” được đề xuất thực hiện nhằm góp phần cung cấp các cơ sở dữ liệu, thông tin về đóng góp của phương thức trong giảm khí gây hiệu ứng nhà kính, từ đó góp phần trong việc định hướng và thể chế hóa việc chi trả dịch vụ môi trường trong NLKH.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quát về nghiên cứu khả năng tích lũy các bon 1.1.1. Cơ sở khoa học Trong hệ sinh thái rừng, cây rừng được gọi là sinh vật sản xuất, bởi duy nhất chúng có khả năng quang hợp nhờ ánh sáng khuếch tán, cùng với CO2 và H2O tạo ra O2 cung cấp cho các loài thuộc sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy. Nếu nhìn nhận chúng trong vai trò bảo vệ môi trường, không có một nhà khoa học nào có thể phủ nhận chức năng này. Vai trò thể hiện qua phương trình tổng quát: 6nCO2 + 5nH2O  C6H10O2 + 6nO2 (nhờ xúc tác của ánh sáng mặt trời và chất diệp lục) Song song với quá trình quang hợp hấp thụ CO2 thì có quá trình phát thải trở lại khí CO2 từ thực vật bị đốt cháy theo phương trình: C6H10O5 + 6nO2  6nCO2 + 5nH2O Quá trình sinh trưởng của cây trồng cũng đồng thời là quá trình tích lũy các bon. 1.1.2. Thế giới a. Nghiên cúu khả năng tích lũy carbon ở rừng Rừng là bể chứa các bon khổng lồ của thế giới. Tổng lượng dự trữ các bon của rừng trên toàn thế giới khoảng 830PtC, trong đó các bon trong đất lớn hơn 1.5 lần các bon trong thảm thực vật (Brown, 1997) [19]. Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thu CO2 ở sinh khối là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực Bắc; 1,5 - 4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4 - 8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dioxon et al., 1994; dẫn từ IPCC, 2003) [26]. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon của các dạng rừng
4 Năm 1980, Brown và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng các bon trung bình trong rừng nhiệt đới châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh khối và 148 tấn/ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42 – 43 tỷ tấn các bon toàn châu lục. Năm 1991, Houghton R.A đã chứng minh lượng các bon trong rừng nhiệt đới chấu Á là 40 – 250 tấn/ha, trong đó 50 – 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất (dẫn từ Phạm Xuân Hoàn, 2005) [6]. Kết quả nghiên cứu của Brawn năm 1991 cho thấy rừng nhiệt đới Đông Nam Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 tấn C/ha) và trước khi có tác động của con người thì các trị số tương ứng là 350 - 400 tấn/ha (tương đương 175 - 200 tấn C/ha) Brown và Pearce đã đánh giá lượng các bon và tỷ lệ thất thoát đối với rừng nhiệt đới. Theo đó một khu rừng nguyên sinh khi hấp thụ được 280 tấn C/ha sẽ giải phóng 200 tấn C/ha nếu bị chuyển thành du canh du cư và sẽ giải phóng các bon nhiều hơn nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp. Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn các bon và con số này sẽ giảm 1/3 – 1/4 khi rừng chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp. (Brown, 1997) [19]. Năm 1995, Murdiyarso D đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng các bon hấp thụ từ 161-300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất (IPCC, 2003) [26]. Tại Philippines, năm 1999 Lasco R cho biết ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86- 201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất; ở rừng già con số đó là 185 - 260 tấnC/ha (tương đương 370 - 520 tấn sinh khối/ha, lượng các bon ước chiếm 50% sinh khối) [28]. Tại Thái Lan, Noonpragop K. đã xác định lượng các bon trong sinh khối
5 trên mặt đất là 72 - 182 tấn/ha. Ở Malaysia, lượng các bon trong rừng biến động từ 100-160 tấn/ha và tính cả trong sinh khối và đất là 90 - 780 tấn/ha (Abu Bakar, R). Brown và cộng sự năm 1996 đã ước lượng tổng lượng các bon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 5 năm (1995 – 2000) là khoảng 60 – 87 GtC, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực bắc. Tính tổng lại rừng trồng có thể hấp thu được 11 – 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hóa thạch trong thời gian tương đương. (Brown, 1997) [19]. Một hệ thống nhiều tầng gồm các loài cây như: Cây lõi thọ (Gmelina arborea), ca cao (Theobroma cacao), dừa (Cocos nicifera), cà phê chè (Coffea arabica), xoài (Mangifera indica) và một số loài cây ăn quả khác có sinh khối từ 32,68 – 285 Mt/ha, lượng các bon tích lũy có giá trị từ 79 – 185 MtC/ha tùy thuộc vào loài cây, mật độ, tuổi….….(Lasco, 2001) [28]. Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng các bon tích lũy của rừng được thực hiện bởi Ilic năm 2000 và Mc Kenzie năm 2001. Theo McKenzie, các bon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở 4 bộ phận chính: Thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Theo phân loại của IPCC năm 2006, các bể chứa các bon trong một trạng thái thảm thực vật bao gồm: Sinh khối trên mặt đất, thảm mục, gỗ chết, vật rơi rụng, sinh khối dưới mặt đất (trong hệ thống rễ có đường kính >= 2mm) và các bon hữu cơ trong đất. Việc xác định lượng các bon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng. Kết quả nghiên cứu về sự biến động lượng các bon sau khai thác rừng Không những chỉ nghiên cứu khả năng hấp thụ các bon của rừng mà các nghiên cứu về sự biến động các bon sau khai thác rừng cũng rất được quan tâm.
6 Theo Putz F.E. & Pinard M.A (1993), phương thức khai thác cũng có ảnh hưởng rõ rệt tới mức thiệt hại do khai thác hay lượng các bon bị giảm. Bằng việc áp dụng phương thức khai thác giảm thiểu (RIL) tác động ở Sabah (Malaysia) sau khai thác một năm, lượng sinh khối đã đạt 44 - 67% so với trước khai thác. Lượng các bon trong lâm phần sau khai thác theo RIL cao hơn lâm phần khai thác theo phương thức thông thường đến 88 tấn/ha (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005) [6]. Theo Lasco năm 2002, lượng sinh khối và các bon của rừng nhiệt đới châu Á bị giảm khoảng 22 – 67% sau khai thác; tại Philippines, ngay sau khi khai thác lượng các bon bị mất là 50% so với rừng thành thục trước khai thác; ở Idonesia tỷ lệ này là 38 – 75% [28]. Việc thay thế rừng tự nhiên bằng rừng trồng hoặc cây công nghiệp lâu năm là hình thức thay đổi phương thức sử dụng đất khá phổ biến ở các nước nhiệt đới và kết quả là làm giảm lượng các bon trong hệ sinh thái mới được hình thành so với rừng tự nhiên vốn có. Tại Indonesia, các đồn điền cọ dầu và cà phê có lượng các bon thấp hơn rừng tự nhiên từ 6% - 31% (Sitompul.S.M.et al., 2000), ở các hệ canh tác NLKH và rừng trồng mức chênh lệch này là 4 – 27% (Hairiah et al., 2000; dẫn từ Phạm Xuân Hoàn, 2005) [6]. Với sự ra đời của Nghị định thư Kyoto, vai trò của rừng trong giảm phát thải khí nhà kính và chống lại sự nóng lên toàn cầu đã được khẳng định. Theo kết quả tính toán, giá trị hấp thụ CO2 của các khu rừng tự nhiên nhiệt đới khoảng từ 500- 2.000 USD/ha và đối với rừng ôn đới từ 100-300USD/ha ( Zang,2000). Giá trị hấp thụ CO2 ở rừng Amazone được ước tính là 1.625USD/ha/năm, đó rừng nguyên sinh là 4.000-4.400USD/ha/năm, rừng thứ sinh là 1.000-3.000 USD/ha/năm và rừng thưa là 600-1.000USD/ha/năm (Camille Bann và Bruce Aylward, 1994) [21]. b. Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của các hệ thống sử dụng đất
7 Lonis Verchot, chuyên gia cao cấp sinh thái học thuộc ICRAF diễn giải trong báo cáo “Cây cối cho thay đổi” (Trees for change) rằng nhiều hệ thống NLKH đã trồng cây tăng trưởng nhanh, cố định đạm để dự trữ độ phì nhiêu của đất và nâng cao các tính chất vật lý thổ nhưỡng. Một thành phần quan trọng của quá trình phục hồi thổ nhưỡng này như thu hồi các chu trình dưỡng chất hữu cơ – bổ sung thêm các chất hữu cơ cho đất, trong đó khoảng một nửa là các bon. Đất tích lũy CO2 từ khí quyển và các kho lưu chứa khí trong hệ thống sinh thái nông lâm nghiệp góp phần làm cho các hệ thống đó bền vững. Verchot cho rằng “điểm cơ bản ở chỗ, NLKH là hệ thống sử dụng đất hiệu quả nhất, vừa để hidrat hóa các bon, giảm thiểu nóng lên toàn cầu, vừa xóa đói giảm nghèo”. Thông qua việc sử dụng trồng rừng theo CDM, rừng trồng và canh tác NLKH sẽ trở thành một sự lựa chọn hấp dẫn về mặt tài chính. Năm 2000 tại Indonesia, Noordwijk đã nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng thứ sinh, các hệ NLKH và thâm canh cây lâu năm. Kết quả cho thấy lượng các bon hấp thụ trung bình là 2,5 tấn/ha/năm. Noordwijk đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa điều kiện xung quanh với loài cây: khả năng tích lũy các bon này biến động từ 0,5 – 12,5 tấn/ha/năm, rừng quế 7 tuổi tích lũy từ 4,49 – 7,19 kgC/ha…[31] Theo Rodel D. Lasco (2003) lượng các bon tích lũy bởi rừng chiếm 4% tổng lượng các bon trên trái đất, nên việc chuyển đổi đất rừng thành các loại hình sử dụng đất khác có tác động mạnh mẽ đến chu trình các bon. Các hoạt động lâm nghiệp và sự thay đổi phương thức sử dụng đất, đặc biệt là suy thoái rừng nhiệt đới một trong những nguyên nhân quan trọng làm tăng lượng CO2 trong khí quyển, ước tính có khoảng 1,6 tỷ tấn/năm trong tổng số 6,3 tỷ tấn khí CO2/năm được phát thải ra do các hoạt động của con người. Vì vậy, rừng nhiệt đới và sự biến động của nó có ý nghĩa rất to lớn trong việc hạn chế quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu [32]. Albrecht và Kandji (2003) đã ước lượng lượng các bon tiềm năng trong các hệ thống NLKH (thành phần là lúa mỳ, ngô, cây họ đậu và các cây công nghiệp) từ
8 12 – 228 Mg/ha (trung bình là 95 Mg/ha) với khoảng từ 585 – 1215 triệu ha diện tích đất thích hợp cho canh tác NLKH tại Sumatra (dẫn từ Wesi, 2007) [36]. Phương thức NLKH với hai loài cây trồng chủ yếu là cây sầu riêng (Duriozibethinus Murr) và cây bòn bon (Lansium domesticum) tại Indonexia đã được xây dựng 23 năm (bắt đầu từ năm 1980) có tổng lượng các bon tích lũy trong hệ thống là 287,9 tấn C/ha (Ewlis Retnowati, 2003) [23]. Năm 2007, Wise và Cacho đã xác định hàm lượng các bon và nitơ biến động trong các hệ thống NLKH trong khoảng 10 – 33 Mgt C/ha và 1,0 – 3,3 Mt N/ha, phụ thuộc vào các hoạt động sử dụng đất [36]. Khi nghiên cứu sinh khối các bon trong hệ thống NLKH với các phương thức sử dụng khác tại Nairobi của Kenya năm 2000 đã cho kết quả: Trong khi các khu rừng nguyên sinh tại khu vực nghiên cứu có lượng tích lũy khoảng 300 tấn C/ha với các hệ thống NLKH bao gồm các loài cây : Cà phê + cao su, cà phê + chuối có lượng tích lũy các bon nằm trong khoảng 40 – 90 tấn C/ha; với đất đồn điền trồng bông, cà phê là 11 – 61 tấn C/ha và với đất đồng cỏ, đất hoang hóa thì lượng các bon tích lũy ở mức rất nhỏ là 3 tấn C/ha [30]. Một số nghiên cứu về biến động các bon sau nương rẫy đã cho thấy: Nếu rừng bị phá bỏ hoàn toàn để làm nương rẫy hay trở thành trảng cỏ sẽ làm cho khả năng tích lũy các bon giảm nghiêm trọng, (Phạm Xuân Hoàn, 2005) [6]. Đây cũng là kết quả được khẳng định trong các nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon trong các phương thức sử dụng đất khác nhau của Subekti Rahayu et al., (2006) [31].
9 Bảng 1.1: Lượng các bon tích lũy trong các phương thức sử dụng đất Lượng các bon STT Hệ thống sử dụng đất Tỷ lệ (%) (Mt/ha) 1 Rừng nguyên sinh 230,1 100 2 Rừng thứ sinh sau khai thức 0 – 10 năm 206,8 90 3 Rừng thứ sinh sau khai thức 11 – 30 năm 212,9 92 4 Rừng thứ sinh sau khai thức 31 – 50 năm 184,2 80 5 Jakaw 0 – 10 tuổi 19,4 8 6 Jakaw trên 10 tuổi 58,0 25 7 Nông lâm kết hợp tuổi 0 – 10 37,7 16 8 Nông lâm kết hợp tuổi 11 – 30 72,6 31 9 Cỏ tranh 4,2 2 10 Lúa nương (lúa cạn) 4,8 2 Nguồn: Rahayu.S (2006) Những công trình nghiên cứu của ủy ban Liên Chính phủ về thay đổi khí hậu (IPCC) về hiện tượng khí hậu cũng đã chứng minh rằng các hệ thống nông – lâm có thể thu được lượng các bon gấp 3 lần trên cùng một diện tích nếu so với đất trống và đồng cỏ, đồng thời ít nhất cũng đạt 60% trên cùng một diện tich mới trồng trọt và rừng tái sinh. Một báo cáo của IPCC tháng 5/2000 với nhan đề “Sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp” cũng đã nêu rõ, việc chuyển đổi đất trồng không có năng suất và đất chăn thả thành đất nông lâm nghiệp có tiềm năng cao nhất để hấp thu các bon của khí quyển . Theo các số liệu thống kê của IPCC, trong một năm nếu quản lí tốt đất chưa trồng trọt có thể hấp thu được 12 megaton CO2 khí quyển, đất chăn thả mới là 240 Mt rừng mới trồng và rừng tái sinh 197 đến 584 Mt và nông
10 lâm kết hợp 390 Mt, ngược lại, suy thoái rừng làm phát tán hàng năm 1788 Mt các bon trong khí quyển. Như vậy, do tăng dữ trữ các bon tầng đất trên cây cối trên đồng ruộng và đất dưới chứa chất hữu cơ, nông lâm kết hợp mang lại những lợi ích toàn cầu to lớn. 1.1.3. Việt Nam Việt Nam đang trên đà phát triển kinh tế, đặc biệt là về công nghiệp và một số ngành dịch vụ. Việc phát triển kinh tế mang lại cho người dân một cuộc sống đầy đủ hơn về vật chất nhưng bên cạnh đó nó còn có mặt trái về ô nhiễm môi trường. Theo kiểm kê khí nhà kính quốc gia năm 1994, tổng phát thải khí CO2 ở Việt Nam là 103,8 triệu tấn. Nguồn phát thải nhà kính chính trong nước là năng lượng, nông nghiệp, thay đối sử dụng đất và lâm nghiệp. Tuy lượng phát thải hiện tại là thấp nhưng trong tương lai lượng phát thải chắc chắn sẽ tăng lên. Chúng ta cần phải có biện pháp để giảm mức phát thải. Nhận thức được điều này, chính phủ nước ta đã phê chuẩn công ước khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) ngày 16/11/1994 và Nghị định thư Kyoto ngày 25/9/2002. Việt Nam được đánh giá là một trong những nước tham gia vào Nghị định thư Kyoto sớm nhất. Các vấn đề liên quan đến CDM, hấp thụ các bon của rừng ở nước ta đều là những vấn đề còn khá mới mẻ và mới được chú ý nghiên cứu trong những năm gần đây. Ngô Đình Quế, (2005) [14] và Võ Đại Hải, (2007) [4] đã tiến hành đánh giá khả năng hấp thụ CO2 thực tế của một số loại rừng trồng ở Việt Nam gồm : Thông nhựa, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm và Bạch đàn Uro và Mỡ ở các tuổi khác nhau. Kết quả tính toán cho thấy khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần khác nhau phụ thuộc vào năng suất lâm phần đó ở các tuổi nhất định. Để tích lũy khoảng 100 tấn CO2/ha Thông nhựa phải đạt đến tuổi 16-17, Thông mã vĩ và Thông 3 lá ở tuổi 10, keo lai 4-5 tuổi, Keo tai tượng 5-6 tuổi, Bạch đàn Uro ở tuổi 4-5. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở quan trọng cho việc quy hoạch vùng trồng, xây dựng các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch CDM. Tác giả đã lập được các phương trình tương quan hồi quy-tuyến tính giữa các yếu tố lượng CO2 thực tế ở nước ta đối với 6 loài cây nói trên.
11 Nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng (2005) [3] tại núi Luốt – ĐHLN đã đưa ra bảng tra lượng các bon tích lũy ở trạng thái theo Dg (đường kính gốc) và Hl (chiều dài men thân). Đồng thời tác giả cũng kết luận giá trị hấp thụ các bon của rừng là rất đáng kể (rừng thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi lượng có các bon tích lũy là 80,7 – 122 tấn/ha; giá trị tích lũy các bon ước tính đạt 25,8 – 39 triệu VNĐ/ha. Rừng keo lá tràm trồng thuần loại 15 tuổi có tổng trọng lượng các bon tích lũy là 62,5 – 103,1 tấn/ha; giá trị tích lũy các bon ước tính đạt 20 – 30 triệu VNĐ/ha). Tuy nhiên nghiên cứu mới chỉ đề cập đến rừng trồng Keo lá tràm và Thông mã vĩ ở 2 cấp tuổi mà chưa mở rộng cho các cấp tuổi khác nhau nên phạm vi ứng dụng kết quả nghiên cứu chưa cao. Vũ Tấn Phương (2006) [10] tính toán trữ lượng các bon trong sinh khối thảm tươi cây bụi ở Hòa Bình và Thanh Hóa là 20 tấn/ha, với lau lách trữ lượng các bon trên mặt đất chiếm 46%; 14 tấn/ha, với cây bụi cao 2 – 3 m, (73% trữ lượng các bon tập trung ở các bộ phận trên mặt đất ); khoảng 10 tấn/ha với cây bụi dưới 2m và tế guột; 6,6 tấn/ha với cỏ lá tre; 4,9 tấn/ha với cỏ tranh; cỏ chỉ, cỏ long lợn là 3,9 tấn/ha. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc đánh giá trữ lượng các bon tại thời điểm hiện tại nhưng cũng cho chúng ta cái nhìn đầy đủ hơn về giá trị sinh khối cây bụi thảm tươi, là căn cứ để xây dựng kịch bản đường các bon cơ sở cho các dự án trồng rừng CDM sau này. Đặng Thị Mỹ (2007) [9] khi nghiên cứu về vấn đề này đã kết luận : so sánh tỷ lệ tiền thu được từ việc bán các bon và bán gỗ của rừng keo tai tượng thì số tiền thu được từ bán các bon = 1/3 tiền bán gỗ. Nguyễn Văn Tấn, 2006 cũng đã kết luận CDM làm tăng thu nhập của rừng bạch đàn Uro lên 2.773.000 đồng/ha so với việc chỉ trồng rừng Bạch đàn làm nguyên liệu giấy. Theo Vũ Tấn Phương (2007) [11] thì khả năng hấp thụ các bon của cây cá lẻ thấp hơn, cây ở độ tuổi 12 hấp thụ 93,5 kg CO2/cây; với Bạch đàn urophylla ở tuổi 6 là 169,84 kg/cây.
12 Khả năng tích lũy các bon của các mô hình rừng trồng với các loại cây trồng khác nhau cũng đã được nghiên cứu. Vũ Tấn Phương và Nguyễn Viết Xuân (2008) [12] bằng phương pháp giải tích cây tiêu chuẩn đã kết luận : có thể suy đoán sinh khối khô dưới đất dựa trên trữ lượng trên mặt đất của rừng thông qua tỷ số rễ/thân khi tỉ số này biến động từ 0.16 – 0,27 và không tuân theo 1 quy luật rõ ràng, không phụ thuộc vào tuổi của rừng. Sinh khối và trữ lượng các bon trong rừng trồng keo tỷ lệ thuận với sinh trưởng của cây, tuổi rừng và cấp đất. Lượng các bon do rừng keo lai hấp thụ là từ 7 – 10 tấn C/ha/năm (tương đương 26 – 36 tấn CO2/ha/năm). Các tác giả cũng đã lập được các mô hình tính toán riêng cho từng khu vực nghiên cứu (miền Bắc, miền Trung, miền Nam) và lập chung cho toàn quốc để tính toán trữ lượng các bon của rừng Keo lai trong các dự án trồng rừng/ tái trồng rừng theo cơ ché CDM và kiểm kê khí nhà kính. Các tác giả thường thiết lập mối quan hệ giữa lượng các bon tích lũy của rừng với các nhân tố điều tra cơ bản như đường kính, chiều cao vút ngọn, mật độ...cụ thể như Ngô Đình Quế (2005) [14] đã xây dựng mối quan hệ cho các loài Thông nhựa, keo lai, keo tài tượng, keo lá tràm, bạch đàn Uro; Vũ Tấn Phương (2006) [10] xây dựng các phương trình quan hệ cho keo lai, keo tài tượng, keo lá tràm, bạch đàn Urophylla, Quế; Võ Đại Hải (2007) [4] xây dựng phương trình quan hệ cho cây mỡ. Đây là những cơ sở quan trọng cho việc xác định nhanh lượng các bon tích lũy của rừng trồng cây nước ta thông qua điều tra một số chi tiết đơn giản. Khả năng hấp thụ các bon của rừng tự nhiên cũng được quan tâm nghiên cứu. Vũ Tấn Phương (2006) [10] đã nghiên cứu trữ lượng các bon theo các trạng thái rừng và cho biết: rừng giàu có tổng trữ lượng các bon 649,9 – 733,9 tấn CO2/ha; rừng trung bình 539,6 – 577,8 tấn CO2/ha; rừng nghèo 387,0 – 478,9 tấn CO2/ha; rừng phục hồi 164,9 – 330,5 tấn CO2/ha và rừng tre nứa là 116,5 – 277,1 tấn CO2/ha. Phạm Tuấn Anh (2007) [1] đã nghiên cứu khả năng hấp thụ các bon của các lọa cây rừng khác nhau trong rừng tự nhiên. Kết quả cho thấy khả năng hấp thụ các
13 bon của các loại cây khác nhau là rất khác nhau. Một số cây có khả năng hấp thụ CO2 lớn như Dẻ (3.493,1 kg CO2/cây), Chò Sót (2.638,7 kg CO2/cây) nhưng cũng có cây chỉ rất thấp như Trâm (20,6 kg CO2/cây), Ba Soi (27,5 kg CO2/cây ). Đây có thể là cơ sở lựa chọn cây trồng nhằm đạt hiệu quả cao nhất trong xây dựng các mô hình NLKH theo CDM. Theo Hoàng Xuân Tý (2004) [17], nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/năm tương đương 15 tấn CO2/ha/năm, với giá thương mại tháng 5/2004 biến động từ 3 – 5 USD/tấn CO2, thì một ha rừng như vậy có thể đem lại 45 – 75 USD (tương đương 675.000 – 1.120.000 đồng Việt Nam). Tổng kết các công trình nghiên cứu về định giá rừng ở Việt Nam trong những năm gần đây, Vũ Tấn Phương (2009) [13] đã đưa ra một số khái quát : Giá trị lưu giữ các bon của rừng gỗ tự nhiên (các trạng thái giàu, trung bình, nghèo, phục hồi) là 35 – 84 triệu đồng/ha và giá trị hấp thụ các bon hàng năm là khoảng 0,4 – 1,3 triệu đồng/ha/năm ở miền Bắc, tương tự với miền Trung là 37 – 91 triệu đồng/ha/năm và ở miền Nam là 46 – 91 triệu đồng/ha/năm. Những nghiên cứu về khả năng hấp thụ các bon của rừng ở nước ta mặc dù còn rất ít và mới chỉ được tiến hành trong một vài năm trở lại đây song những kết quả thu được bước đầu là rất lớn, có giá trị và bước đầu đã cung cấp những thông tin cần thiết về sinh khối và lượng các bon tích lũy ở một số dạng rừng trồng và rừng tự nhiên. 1.2. Phương pháp xác định sinh khối và khả năng tích lũy các bon 1.2.1. Sinh khối trên mặt đất Một số phương pháp xác định sinh khối trên mặt đất của cây mà thông qua đó có thể xác định được lượng các bon tích lũy trong rừng như: - Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối của rừng : theo phương pháp này, tổng lượng sinh khối trên bề mặt có thể được tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng (thông thường là khối lượng của sinh khối
14 trên mặt đất/ha). Các bon thường được tính từ sinh khối bằng cách nhân hệ số chuyển đổi là cố định 0,5. Phương pháp này đã được Trung tâm Hợp tác Quốc tế và xúc tiến Lâm nghiệp Nhật Bản (JIFPRO) áp dụng. Đây cũng là hệ thống chuyển đổi giữa lượng carbon tích lũy trong cây rừng với sinh khối khô được IPCC thừa nhận (Vũ Tấn Phương, 2006) [10]. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở đối tượng rừng trồng và phần lớn được áp dụng trong nghiên cứu các bon lâm phần theo phương pháp cây cá thể. - Phương pháp dựa trên điều tra thể tích: Đây là phương pháp sử dụng hệ số chuyển đổi sinh khối – các bon để tính sinh khối và các bon cho nhiều loại rừng trên thế giới trong đó có rừng tự nhiên nhiệt đới (Brown and Lugo, 1984; Gifford, 1992; Grierson et al., 1992; Schroeder,1992; Brown, 1996,1997; Gifford, 2000; IPCC, 2000,2003). Hệ số chuyển đổi có giá trị khoảng từ 1,4- 5,4 phụ thuộc vào cấp năng suất của rừng và phương pháp tính toán (Brown et al., 1989; dẫn theo IPCC, 2003 [26]). - Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần: Các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật độ, tuổi, chiều cao tầng cây trội, chỉ các yếu tố khí hậu và đất đai có mối liên hệ với nhau được mô phỏng bằng các phương trình quan hệ. Các phương trình được sử dụng để xác định sinh khối và khả năng hấp thụ các bon cho lâm phần. - Phương pháp dựa trên số liệu cây cá thể. Hầu hết các nghiên cứu từ trước cho đến nay về sinh khối và các bon hấp thụ đều dựa trên kết quả nghiên cứu của cây cá thể , trong đó có hàm lượng các bon trong các bộ phận của cây. Theo phương pháp này, sinh khối cây cá thể được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố điều tra khác của cây cá thể như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện ngang, thể tích hoặc tổ hợp các nhân tố này của cây. - Ngoài ra còn một số phương pháp nữa như phương pháp dựa trên vật liệu khai thác, phương pháp dựa trên mô hình sinh trưởng.
15 Tuy nhiên hai phương pháp chính thường được áp dụng để ước lượng sinh khối và khả năng tích lũy các bon trên mặt đất của cây trồng NLKH là phương pháp tính trực tiếp từ phương trình quan hệ và phương pháp gián tiếp sử dụng hệ số chuyển đổi sinh khối. Việc nghiên cứu các bon trong các hệ thống NLKH đã được thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới. các nhà nghiên cứu đã xây dựng được các công thức tính sinh khối khô của cây trồng trong các hệ thống NLKH. Có thể khái quát một số kết quả như sau: Bảng 1.2: Một số phương trình tương quan sinh trưởng Phương trình tương quan Loại sinh khối Nguồn tài liệu sinh trưởng B = 0.11*p*D2,62 Kettering, 2001 [27] Cây phân cành B = 0.118*D2.53 Brown, 1997 [19] B = 0.049 * p * D2*H Brown et al,. 1995 Cây không phân cành B= (π/40)*p*H*D2 Hairiah, 2002 Cây chết B = (π/40)*p*H*D2 Hairiah, 2002 Arifin, 2001 Cà phê (đã đốn,tỉa) B = 0.281 * D2,06 Van Noordwijk,2002 [35] Arifin, 2001 Chuối B= 0.030*D2,13 Van Noordwijk,2002 [35] Nguồn: Rahayu.S; Lusiana.B và Van Noordwijk.M, 2006 [35]
16 Với: B = sinh khối khô, kg/cây; D = đường kính tại vị trí 1.3 m (cm); H = chiều cao cây (cm); p = tỉ trọng gỗ ( mg/m3, kg/dm3 hoặc g/cm3). Để đánh giá độ chính xác khi xác định nhanh sinh khối của các cây trồng thông qua các phương trình, (Hairiah. H et al., 2001) đã tiến hành làm thí nghiệm và đưa ra kết luận phương trình của (Ketterings, 2001) [27] có giá trị sinh khối khô gần nhất với thực tế. 1.2.2. Sinh khối dưới mặt đất Sinh khối dưới mặt đất của lâm phần là khối lượng phần rễ sống của cây. Rễ cây chiếm một phần quan trọng trong tổng sinh khối lâm phần. Theo (Cairn et al.,1997)[20], sinh khối của rễ cây trong rừng dao động từ khoảng 3 tấn/ha đến 206 tấn/ha, tùy theo loại rừng. Tuy nhiên, điều tra để xác định tổng lượng rễ cây dưới mặt đất là công việc khó khăn, đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian, công sức. Tổng kết 250 công trình nghiên cứu về sinh khối rễ trên toàn thế giới, (Jacket et al.,1996) [21] nhận thấy hầu hết sinh khối của rễ tập trung ở tầng đất mặt 2m, đa số trong số này tập trung trên lớp đất mặt. Nghiên cứu 11 kiểu rừng trồng ở Australia, Snowdon nhận thấy 86-100% sinh khối rễ nằm trên lớp đất mặt 1m (Snowdon, 2000) [33]. Theo Canadell (1996) [21], độ sâu tầng rễ tối đa tìm thấy là 2±0,2m cho đất canh tác nông nghiệp, 9,5±2,4 m cho sa mạc, 3,7±0,5m cho đất trồng cỏ và savan nhiệt đới, 5,2±0,8m đất cây bụi và rừng (Canadell et al., 1996) [21]. Độ sâu lấy rễ mẫu để xác định sinh khối dưới mặt đất của rừng được khuyến nghị là 1m (tính từ mặt đất). Mức này cũng được chấp nhận trong nhiều qui trình điều tra các bon và động thái các bon dưới mặt đất (IPCC, 2003) [26]. Mặc dù sinh khối của rễ có đường kính lớn 5mm chiếm chủ yếu trong tổng sinh khối của bộ rễ (Cairns et al., 1997) [20] nhưng nhiều tác giả và IPCC đề xuất lấy rễ có đường kính từ 2mm trở lên để xác định sinh khối của cây dưới mặt đất. Rễ có kích thước nhỏ hơn 2mm được coi là các bon hữu cơ trong đất (IPCC, 2003) [26]. Tuy nhiên phương pháp thu thập toàn bộ rễ cây để xác định sinh khối rễ khá tốn kém về mặt
17 thời gian và công sức, chỉ thích hợp khi áp dụng để xác định khả năng tích lũy các bon cho lâm phần bằng phương pháp cây cá thể. Để có thể xác định nhanh sinh khối dưới mặt đất của cây trồng, các nhà khoa học đã nghiên cứu mối quan hệ của nó với các nhân tố khác trong lâm phần và đưa ra kết luận : Sinh khối trên mặt đất được cho là những biến dự đoán tốt nhất cho sinh khối rễ dưới mặt đất, sinh khối dưới mặt đất còn có quan hệ chặt chẽ với nhiều nhân tố điều tra trên mặt đất. Zianis (2004) đã tổng kết số liệu từ các nghiên cứu trên toàn cầu và nhận thấy sinh khối rễ có mối quan hệ chặt chẽ với đường kính ngang ngực, chiều cao cây. Cairns (1997) [20] cũng đã tổng kết hơn 160 công trình nghiên cứu trên thế giới và kết luận tỷ lệ rễ/thân của rừng trên các vùng địa lí khác nhau là : tỷ lệ trung bình cho vùng nhiệt đới là 0,24 ôn đới 0,26 hàn đới 0,27. Trong các nghiên cứu của mình, (Brown, 1997) [19] đã khẳng định sinh khối rễ có thể ước lượng bằng cách nhân sinh khối cây trên mặt đắt với tỷ lệ rễ /thân là 0,26. Khi nghiên cứu về sinh khối rễ cây trong hệ thống NLKH, (Sudha et al., 2005 [34]; Ketting, 2001[27] ; Eulis Retnowati, 2003 [23]) đều sử dụng tỷ lệ rễ/thân là 0,25. 1.2.3. Điều tra lượng các bon tích lũy trong thành phần cây bụi, thảm tươi Có nhiều phương pháp ước tính sinh khối cho cây bụi và cây tầng dưới trong hệ sinh thái cây. Các phương pháp bao gồm: (1) – lấy mẫu toàn bộ cây; (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương pháp mục trắc; (4) – phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan. Trong đó thường được sử dụng là phương pháp lấy mẫu toàn bộ cây. Cây thân thảo trong dưới tán rừng có thể được đo bằng phương pháp khai thác đơn giản trên 04 ô tiêu chuẩn nhỏ trên mỗi ô tiêu chuẩn (định vị hoặc tạm thời) lớn hơn dùng để đo cây. Kích thước các ô này chỉ cần rất nhỏ, 0,5m2 hoặc nhỏ hơn. Chúng có thể có hình dạng tròn hoặc vuông tùy theo sự lựa chọn của người điều tra. Toàn bộ vật liệu tươi trong ô này được cắt tới bề mặt đất, gộp lại theo ô tiêu chuẩn lớn và cân. Mẫu đại diện được lấy ra từ phần gộp này sẽ được sấy
18 khô để đo đếm tỷ lệ sinh khối khô/tươi. Tỷ lệ này sau đó được sử dụng để chuyển đổi từ sinh khối tươi sang sinh khối khô. Đối với cây bụi và những bộ phận không phải cây gỗ khác, nên đo đếm sinh khối bằng phương pháp khai thác toàn bộ. Ô tiêu chuẩn phụ có kích thước phụ thuộc vào qui mô của thảm tươi được thiết lập, toàn bộ các cây bụi, thảm tươi trên đó sẽ được khai thác và cân. Một phương pháp thay thế khác là nếu như thảm cây bụi là rất lớn nên phát triển các phương trình quan hệ cho vùng nghiên cứu dựa trên các biến số như diện tích tán, chiều cao, hoặc đường kính gốc của thực vật, hoặc một số biến khác (Phan Minh Sáng et al., 2006) [16]. 1.2.4. Các bon trong đất Điều tra các bon trong đất ngoại thực địa Trong thực tiễn, chất hữu cơ còn lại sau khi đất được phơi khô và sàng qua lưới kích thước 2mm được coi là chất hữu cơ trong đất, kể cả thành phần sống (McKenzie et al., 2000) [29]. Các bon hữu cơ trong đất thường chỉ được tính các bon hữu cơ tồn tại trong những vật liệu hữu cơ có kích thước nhỏ hơn 2mm (IPCC, 2003) [26]. Theo Polglase, ba vấn đề chính cần phải xem xét khi xây dựng quy trình điều tra các bon trong đất và biến đổi của nó là độ sâu điều tra, số lượng phẫu diện trên khu vực nghiên cứu, và thiết kế thí nghiêm (Polglase et al., 2000; dẫn từ Phan Minh Sáng, 2006 [16]). Tổng kết từ các nghiên cứu trên thế giới (Hartemink , 2003) [25] đã kết luận, hầu như không có nghiên cứu nào về động thái biến đổi các bon trong đất đã được tiến hành điều tra tầng đất sâu hơn 100 cm. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu hiện nay với mục đích để đánh giá các bon trong đất đã tiến hành thu thập mẫu nghiên cứu ở độ sâu 100 cm IPCC (1996) khuyến cáo: do các bon trong đất chỉ biến đổi ở tầng đất mặt nên chỉ cần xác định carbon trong đất đến độ sâu 30cm. (Sudha; P, 2005 [34]; Delaney; M, 2002 [22]) khi nghiên cứu lượng các bon trong đất của hệ
19 thống NLKH đã lấy mẫu phân tích đất ở hai độ sâu: 0-15 cm và 15-30 cm (dẫn theo Phan Minh Sáng, 2006) [16]. Số lượng mẫu cần thiết để xác định hàm lượng các bon trong đất ở mỗi lập địa phụ thuộc vào độ biến động của ước lượng giá trị trung bình của nhân tố điều tra chủ yếu. Trong quy trình hướng dẫn điều tra hấp thụ các bon trong đất, rác hữu cơ, (McKenzie et al., 2001[29]) đề xuất nên lấy mẫu từ ít nhất 04 điểm trong ô tiêu chuẩn có thể lấy mẫu từ 04 điểm bằng cách đào phẫu diện hoặc bằng ống kim loại. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm Rất nhiều công trình nghiên cứu hàm lượng trong đất của các hệ thống sử dụng đất NLKH đã sử dụng phương pháp của Walkley-Black để xác định lượng các bon trong đất. 1.3. Nhận xét chung Điểm qua các nghiên cứu trên thế giới và trong nước, đề tài rút ra một số nhận xét tổng quát như sau: Các công trình nghiên cứu về sinh khối và lượng các bon tích luỹ trong rừng đã đạt được những kết quả nhất định. Năm 2005, nghiên cứu để lượng hoá những giá trị, những lợi ích từ rừng về mặt môi trường (như lượng giá lượng các bon tích luỹ trong rừng) mới chỉ là bước khởi đầu trên thế giới và là vấn đề hoàn toàn mới ở Việt Nam. Nhưng hiện nay, vấn đề này đang được quan tâm hơn rất nhiều và được mở rộng ra các loại hình sử dụng đất khác nhau. Nghiên cứu lượng các bon tích luỹ trong rừng là một vấn đề phức tạp. Phần lớn các nghiên cứu đều tập trung xác định sinh khối và lượng các bon tích luỹ của rừng ở thời điểm nghiên cứu, chưa đưa ra được các dự đoán về tăng trưởng sinh khối và lượng cố định các bon hàng năm cho các trạng thái rừng. Các công trình nghiên cứu trên thế giới được tiến hành khá đồng bộ ở nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu cơ bản cho tới các nghiên cứu ứng dụng, trong đó nghiên