Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) thuần loài tại Tuyên Quang

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 2 mục tiêu: Xác định được khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng Keo tai tượng thuần loài tại Tuyên Quang; xây dựng được phần mềm tra cứu lượng carbon hấp thụ của rừng trồng Keo tai tượng theo cấp đất, tuổi, mật độ và theo một số nhân tố điều tra lâm phần tại Tuyên Quang.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) thuần loài tại Tuyên Quang

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ ptnt tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp NguyÔn duy kiªn Nghiªn cøu kh¶ n¨ng hÊp thô carbon rõng trång keo tai t-îng (Acacia mangium) thuÇn loµi t¹i Tuyªn Quang Chuyªn ngµnh: L©m häc M· sè:60.62.60 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Ng-êi h-íng dÉn khoa häc: TS. Vâ §¹i H¶i Hµ T©y 2007
ii MỤC LỤC Mục Trang LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………….…………..i MỤC LỤC………………………………………………………………….....ii DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ..................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................... 4 1.1. Trên thế giới ............................................................................................ 4 1.1.1 Nghiên cứu về sự biến động CO2 trong khí quyển ........................... 4 1.1.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ carbon của thực vật ...................... 5 1.1.3 Sự hình thành thị trường CO2 ......................................................... 10 1.1.4 Những nghiên cứu về Keo tai tượng ............................................... 12 1.2 Ở Việt nam ............................................................................................. 15 1.2.1 Nghiên cứu xác định khả năng tích lũy các bon của rừng .................. 15 1.2.2 Một số nghiên cứu về Keo tai tượng và rừng trồng Keo tai tượng ở Việt Nam. ................................................................................................. 18 1.3 Thảo luận ................................................................................................ 22 CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................... 24 2.1. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................. 24 2.2. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 24 2.3. Giới hạn nghiên cứu: ............................................................................. 24 2.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 25 2.5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 25 2.5.1 Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài ............................................ 25 2.5.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể ..................................................... 26 CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................................. 30
iii 3.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 30 3.1.1. Vị trí địa lý ..................................................................................... 30 3.1.2. Địa hình .......................................................................................... 30 3.1.3. Đất đai ............................................................................................ 31 3.1.4. Khí hậu, thuỷ văn ........................................................................... 31 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................... 32 3.2.1. Dân số, lao động và tình hình dân cư ............................................. 32 3.2.2. Tình hình sản xuất .......................................................................... 33 3.3. Nhận xét và đánh giá chung .................................................................. 34 3.3.1. Thuận lợi ........................................................................................ 34 3.3.2. Khó khăn ........................................................................................ 34 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 35 4.1 Nghiên cứu sinh khối tươi và sinh khối khô toàn lâm phần. ................. 35 4.2 Nghiên cứu lượng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ ................................. 38 4.2.1 Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ ............................... 38 4.2.1.1 Lượng carbon hấp thụ trong thân cây ...................................... 42 4.2.1.2 Lượng carbon hấp thụ trong cành cây ..................................... 45 4.2.1.3 Lượng carbon hấp thụ trong lá cây .......................................... 47 4.2.1.4 Lượng carbon hấp thụ trong rễ cây .......................................... 48 4.2.1.5 Lượng carbon hấp thụ trong vỏ cây ......................................... 51 4.2.2 Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu điều tra với lượng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ. ......................................................................................... 52 4.2.3 Tóm lại ............................................................................................ 55 4.3 Nghiên cứu lượng carbon hấp thụ trong cây bụi thảm tươi ................... 55 4.3.1. Cấu trúc sinh khối và lượng carbon hấp thụ trong cây bụi thảm tươi ........................................................................................................... 56 4.3.2 Một số mối quan hệ giữa lượng carbon và sinh khối giữa cây bụi thảm tươi. ................................................................................................. 58 4.4 Nghiên cứu lượng carbon hấp thụ trong vật rơi rụng ........................... 58 4.4.1 Cấu trúc, tỷ lệ sinh khối tươi, khô và lượng carbon hấp thụ .......... 58 4.4.2 Mối quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ và các chỉ tiêu khác. ....... 60
iv 4.5 Nghiên cứu lượng carbon hấp thụ trong đất .......................................... 61 4.6 Nghiên cứu tổng lượng carbon hấp thụ trong lâm phần ........................ 62 4.6.1 Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong lâm phần .............................. 62 4.6.2 Các mối quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ và các chỉ tiêu đo đếm trong lâm phần.......................................................................................... 66 4.6.2.1 Quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ trong lâm phần và ∑G/ha66 4.6.2.2 Quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ trong lâm phần với N/ha và D1.3 ................................................................................................... 66 4.7. Xây dựng phần mềm tra lượng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ và lâm phần keo tai tượng. ....................................................................................... 67 4.7.1 Ứng dụng của phần mềm ................................................................ 67 4.7.2 Cấu trúc của phần mềm ................................................................... 67 4.7.3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm ....................................................... 69 4.7.3.1 Tham số đầu vào ...................................................................... 69 4.7.3.2 Cách sử dụng ............................................................................ 70 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ .......................... 72 5.1. Kết luận ................................................................................................. 72 5.2. Tồn Tại .................................................................................................. 74 5.3. Khuyến nghị .......................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 75
v DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU WWF Tổ chức động vật hoang dã thế giới IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu UNFCCC Công ước khung của Liên hợp Quốc về biến đổi khí hậu CDM Cơ chế Phát triển sạch ET Cơ chế Mua bán phát thải JI Cơ chế Đồng thực hiện JIFPRO Trung tâm Hợp tác Quốc tế và xúc tiến Lâm nghiệp Nhật Bản NIRI Viện nghiên cứu Nissho Iwai - Nhật Bản P Sinh khối Ptươi Sinh khối tươi C Lượng carbon hấp thụ Ct Lượng carbon hấp thụ có trong thân cây Cc Lượng carbon hấp thụ có trong cành cây CL Lượng carbon hấp thụ có trong lá cây Cr Lượng carbon hấp thụ có trong rễ cây Cv Lượng carbon hấp thụ có trong vỏ cây SKtươi Sinh khối tươi VNĐ Việt nam đồng USD Đô la Mỹ
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. 1: Tổng hợp số liệu phục vụ đề tài ............................................................... 29 Bảng 4. 1:Tổng lượng sinh khối tươi và khô trong lâm phần .................................. 35 Bảng 4. 2: Lượng carbon hấp thụ trong từng bộ phận thân cây theo cấp đất và cấp tuổi ................................................................................................................................. 38 Bảng 4. 3: Bảng phân tích phương sai một nhân tố (ANOVA) lượng carbon hấp thụ ở các cấp đất ........................................................................................................... 40 Bảng 4. 4 Phân tích phương sai một nhân tố (ANOVA) lượng carbon hấp thụ ở các bộ phận thân cây .................................................................................................... 42 Bảng 4. 5: Lượng carbon hấp thụ trong thân cây cá lẻ ............................................. 42 Bảng 4. 6: Phương trình tính lượng carbon hấp thụ trong thân cây ở 4 cấp đất..... 45 Bảng 4. 7: Lượng carbon hấp thụ trong cành cây ..................................................... 45 Bảng 4. 8: Phương trình quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ có trong cành cây và D1.3 ........................................................................................................ 46 Bảng 4. 9: Lượng carbon hấp thụ có trong lá cây cá lẻ ................................... 47 Bảng 4. 10: Phương trình quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ có trong lá cây và D1.3 ............................................................................................................... 48 Bảng 4. 11: Lượng carbon hấp thụ có trong rễ cây .......................................... 49 Bảng 4. 12: Phương trình quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ có trong rễ cây và D1.3 ............................................................................................................... 50 Bảng 4. 13: Lượng carbon hấp thụ có trong vỏ cây ......................................... 51 Bảng 4. 14: Phương trình quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ có trong vỏ cây và D1.3 ............................................................................................................... 52 Bảng 4. 15: Phương trình quan hệ giữa lượng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ và D1.3 ............................................................................................................... 53
vii Bảng 4. 16: Tỷ lệ và phương trình tương quan giữa lượng carbon hấp thụ ở trên và dưới mặt đất của cây cá lẻ ........................................................................................... 54 Bảng 4. 17: Tổng hợp các chỉ tiêu quan sát cây bụi thảm tươi ................................ 55 Bảng 4. 18: Cấu trúc sinh khối tươi và carbon hấp thụ cây bụi thảm tươi ............. 56 Bảng 4. 19: Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong vật rơi rụng ở các cấp đất ......... 59 Bảng 4. 20: Cấu trúc lượng carbon hấp thụ vật rơi rụng ở các bộ phận ................. 60 Bảng 4. 21: Tổng hợp các quan sát về lượng carbon trong đất .............................. 61 Bảng 4. 22: Tổng hợp lượng carbon hấp thụ trong từng cấp đất ............................. 63 Bảng 4. 23: Bảng phân tích phương sai (ANOVA) Tổng lượng carbon hấp thụ trong trên từng cấp đất ................................................................................................. 64 Bảng 4. 24: Phương trình tương quan giữa lượng carbon hấp thụ có trong lâm phần và tổng diện ngang .............................................................................................. 66 Bảng 4. 25: Phương trình giữa tổng lượng carbon hấp thụ và chỉ tiêu D1.3 và N/ha67
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. 1:Chu trình carbon toàn cầu (Theo UNEP, 2005)..........................................6 Hình 4. 1: Tỷ lệ phần trăm các thành phần trong tổng sinh khối tươi lâm phần ở cấp đất I ......................................................................................................................... 37 Hình 4. 2: Tỷ lệ phần trăm các thành phần trong tổng sinh khối tươi lâm phần ở cấp đất II ........................................................................................................................ 37 Hình 4. 3: Tỷ lệ phần trăm các thành phần trong tổng sinh khối tươi lâm phần ở cấp đất III ...................................................................................................................... 37 Hình 4. 4: Tỷ lệ phần trăm các thành phần trong tổng sinh khối tươi lâm phần ở cấp đất IV ...................................................................................................................... 37 Hình 4. 5: Biểu đồ lượng carbon hấp thụ theo cấp tuổi trong cấp đất I .................. 39 Hình 4. 6: Biểu đồ lượng carbon hấp thụ theo từng cấp đất ở tuổi 12 .................... 39 Hình 4.7: Biểu đồ tỷ trọng lượng carbon hấp thụ có trong bộ phận thân cây ở tuổi 4 cấp đất I ...................................................................................................................... 41 Hình 4.8: Biểu đồ tỷ trọng lượng carbon hấp thụ có trong bộ phận thân cây ở tuổi 4 cấp đất IV ................................................................................................................... 41 Hình 4.9: Biểu đồ tỷ trọng lượng carbon hấp thụ có trong bộ phận thân cây ở tuổi 12 cấp đất I .................................................................................................................... 41 Hình 4.10: Biểu đồ tỷ trọng lượng carbon hấp thụ có trong bộ phận thân cây ở tuổi 12 cấp đất IV................................................................................................................. 41 Hình 4. 11: Biểu đồ lượng carbon hấp thụ có trong thân cây tiêu chuẩn trong từng cấp tuổi ở cấp đất I ....................................................................................................... 43 Hình 4. 12: Lượng carbon hấp thụ có trong thân cây tiêu chuẩn trong từng cấp đất ở tuổi 10 ........................................................................................................................ 43 Hình 4. 13: Lượng carbon hấp thụ có trong từng phân đoạn 1m trong cây giải tích ở ô tiêu chuẩn số 36 ..................................................................................................... 44
ix Hình 4. 14: Biểu đồ quan hệ giữa lượng carbon và tuổi cây cá lẻ ........................... 54 Hình 4. 15: Biểu đồ tỷ lệ sinh khối tươi ở các bộ phận ............................................ 57 Hình 4. 16: Biểu đồ tỷ lệ lượng carbon hấp thụ ở các bộ phận ............................... 57 Hình 4. 17: lượng carbon hấp thụ trong các thành phần ở cấp đất I........................ 65 Hình 4. 18: lượng carbon hấp thụ trong các thành phần ở cấp đất II ...................... 65 Hình 4. 19: lượng carbon hấp thụ trong các thành phần ở cấp đất III..................... 65 Hình 4. 20: lượng carbon hấp thụ trong các thành phần ở cấp đất IV .................... 65 Hình 4. 21 : Sơ đồ cấu trúc phần mềm MangiCO2Fix dùng để ước tính lượng carbon hấp thụ cho rừng trồng Keo tai tượng tại Tuyên Quang .............................. 68
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nóng lên toàn cầu là vấn đề mới được ghi nhận trong vài thập kỷ trở lại đây. Tuy nhiên, nó tiềm ẩn những tác động tiêu cực tới sinh vật và các hệ sinh thái. Biến đổi khí hậu, một hệ quả của sự nóng lên toàn cầu đã tác động xấu tới mọi mặt đời sống kinh tế - xã hội ở tất cả các nước trên thế giới. Biểu hiện của nó qua các hiện tượng nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, thay đổi các kiểu khí hậu, thiếu hụt nguồn nước ngọt, gia tăng các loại bệnh tật, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan (WWF-1992). Không gì khác, chính những hoạt động không có kiểm soát của con người là nguyên nhân dẫn tới sự biến đổi đó. Các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hoá thạch, sản xuất xi măng, chuyển đổi mục đích sử dụng đất và việc phát thải khí trơ trong sản xuất công nghiệp đã làm gia tăng nồng độ khí nhà kính (CO2, CFC, CH4,O3, NO2) trong khí quyển. Khí nhà kính vai trò như một lớp chăn giữ nhiệt sưởi ấm cho trái đất vì chúng có khả năng hấp thụ và phát xạ lại bức xạ hồng ngoại trong đó CO2 có vai trò lớn nhất gây ra sự nóng lên toàn cầu. Theo các nghiên cứu đã được công bố thì khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thì nhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên khoảng 30C. Hiện nay, Theo ước tính của IPCC, CO2 chiếm đến 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn từ năm 1850 - 1998, nồng độ CO2 vẫn tiếp tục tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (UNFCCC, 2005b). Đứng trước nguy cơ đó, 160 quốc gia trong đó có Việt Nam họp tại Rio de Janeiro - Brazil năm 1992 đã thông qua Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change - UNFCCC) với mục tiêu cao nhất là ổn định nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được sự can thiệp của con người với
2 hệ thống khí hậu. Không chỉ dừng lại ở đó, với sự nỗ lực không mệt mỏi của nhiều nước, tại COP 3 họp ở Kyoto - Nhật Bản năm 1997 đã thông qua Nghị định thư Kyoto với 3 cơ chế quan trọng là: Cơ chế Đồng thực hiện (JI), cơ chế Phát triển sạch (CDM) và cơ chế Mua bán phát thải (ET). Trong 3 cơ chế trên thì cơ chế phát triển sạch là cơ chế mềm dẻo nhất và đem lại nhiều lợi ích cho các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam. Cơ chế phát triển sạch (CDM) đã mở ra cơ hội lớn cho ngành Lâm nghiệp cả trong việc bán carbon tích luỹ bởi hệ sinh thái rừng để tạo nguồn sống cho người dân và tái đầu tư phát triển rừng. Quá trình tích luỹ cácbon vừa là một hoạt động sinh lý - sinh thái để rừng tồn tại, vừa góp phần quan trọng vào duy trì cân bằng CO2 và O2 trong khí quyển, giúp ổn định và điều hoà khí hậu để phát triển bền vững trên hành tinh. Việt Nam đã phê chuẩn Công ước khí hậu và Nghị định thư Kyoto nên được hưởng những quyền lợi dành cho các nước đang phát triển trong việc tiếp nhận hỗ trợ tài chính và chuyển giao công nghệ mới từ các nước phát triển thông qua các dự án CDM, Chính phủ đã thông qua chỉ thị số 35/2005/CT-TTg về việc tổ chức thực hiện Nghị định thư Kyoto thuộc Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu. Bên cạnh đó, lần đầu tiên việc định giá rừng đã được đề cập và trở thành một vấn đề quan trọng trong Luật Bảo vệ và Phát triển rừng sửa đổi năm 2004 (Mục 5: Giá rừng, gồm các điều 33, 34 và 35). 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 quản lý rừng ở nước ta, phản ánh xu thế tất yếu của xã hội và hội nhập quốc tế. Việc định lượng khả năng hấp thụ carbon và tính toán giá trị thương mại carbon của rừng là một phần quan trọng trong định lượng giá trị môi trường của rừng, đã và đang trở thành một đòi hỏi bức bách, khách quan
3 không thể trì hoãn nhằm đưa Luật Bảo vệ và Phát triển rừng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp. Tuy nhiên, những nghiên cứu hiện có về vấn đề này trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng còn rất ít ỏi và tản mạn, chưa có hệ thống, thiếu các dữ liệu cơ bản nên chưa đủ cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc định giá rừng nói chung và xác định giá trị thương mại carbon cho các dạng rừng nói riêng. Vì vậy, giá trị sinh thái của rừng vẫn chưa được tính toán đầy đủ trong hệ thống hạch toán lâm nghiệp quốc gia. Điều này làm giảm động lực đối với công cuộc bảo vệ và phát triển rừng vì sự sống bền vững. Xuất phát từ những yêu cầu đó, đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) thuần loài tại Tuyên Quang” đặt ra là rất cần thiết và có ý nghĩa.
4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1 Nghiên cứu về sự biến động CO2 trong khí quyển Nhà bác học Pháp Lavoisier (1672 - 1725) là người đầu tiên phát hiện ra các thành phần cơ bản của không khí. Không khí của khí quyển chứa nhiều loại khí khác nhau: oxy, nitơ, dioxit carbon, ôzôn, mêtan, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh, neon, kripton, radon, hêli,... và một lượng hơi nước rất thay đổi. Trải qua nhiều thế kỷ, hàm lượng các chất khí vốn có trong không khí bị biến động hoặc xuất hiện những loại khí mới do con người tạo ra. Điều đó đã dẫn tới sự ô nhiễm không khí. Người ta đã định nghĩa về ô nhiễm không khí như sau: “Không khí gọi là bị ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi hay có sự hiện diện của những chất lạ, gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sự khó chịu đối với con người” [18] Hàm lượng khí CO2 trong khí quyển hiện nay là 0,35% và tỷ lệ này đang có xu hướng gia tăng. Để đánh giá hàm lượng dioxit carbon của không khí trái đất của thời kỳ xa xưa, các nhà nghiên cứu Liên Xô cũ đã lấy các mẫu băng trong các chỏm núi băng dày 3400m (có niên đại 160 thiên niên kỷ) ở các độ sâu khác nhau. Kết quả phân tích các mẫu băng Bắc cực nói trên của các nhà khoa học Xô Viết và các mẫu băng ở đảo Grinlen của các nhà khoa học ở Grenoble và Berne của Pháp và Thụy Sỹ đều cho thấy rằng không khí bị nhốt trong các khối băng chứa hàm lượng dioxit carbon là 0,020%, tức 200 ppm. Các giá trị đó thấp hơn 1/3 so với mức ở thời kỳ tiền công nghiệp (trước cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ 18) là 279 - 280 ppm và vào cuối thế kỷ 19, tỷ lệ tăng lên 290 ppm. Theo ước tính của IPCC, các-bonníc (CO2) chiếm tới 60% nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, nồng độ CO 2 trong khí
5 quyển đã tăng 28% từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850 - 1998 (IPCC, 2000). Ở giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (UNFCCC, 2005b) Người ta ước đoán đến năm 2030, hàm lượng dioxit carbon của khí quyển Trái đất lên tới 600 ppm (0,06%) gấp đôi hàm lượng của thế kỷ 19 [18, 42,43]. Sự gia tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển là nguyên nhân chính của hiện tượng nóng lên của khí hậu toàn cầu. Tới một ngưỡng nào đó nó sẽ gây mất an toàn cho hệ sinh thái và môi trường sống của con người và sinh vật. Trong tự nhiên thảm thực vật và đại dương có khả năng hấp thụ CO2 được thải ra chủ yếu do hoạt động sống của con người. Ngày nay, các đo lường của các nhà khoa học đã cho thấy thảm thực vật đã thu giữ 1 trữ lượng CO 2 lớn hơn một nửa khối lượng chất khí đó sinh ra từ sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch trên thế giới. Từ nguyên liệu carbon này hàng năm thảm thực vật trên Trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô thực vật. Khám phá này càng khẳng định thêm vai trò của cây xanh: việc trồng nhiều cây xanh làm giảm hàm lượng CO2 khí quyển hay ngược lại việc phá rừng đã làm tăng hàm lượng đó trong khí quyển. 1.1.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ carbon của thực vật Theo nguồn từ UNEP, trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5 Tt (bao gồm trong đất, sinh khối tươi và vật rơi rụng), trong khi đó khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt. Dòng carbon trao đổi do sự hô hấp và quang hợp của thực vật là 0,61 Tt và dòng trao đổi giữa không khí và đại dương là 0,92 Tt. * 1 terra ton (Tt) = 1012tấn = 1018g
6 Hình 1. 1:Chu trình carbon toàn cầu (Theo UNEP, 2005) Theo chu trình trên, trong tổng số 5,5 Gt - 6,6 Gt lượng carbon thải ra từ các hoạt động của con người, có khoảng 0,7 Gt được hấp thụ bởi các hệ sinh thái bên trên bề mặt trái đất. Và hầu hết lượng carbon trên trái đất được tích lũy trong đại dương và các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới. Từ những nghiên cứu trong lĩnh vực này, Woodwell và Pecan (1973) đã đưa ra lượng carbon trong các kiểu rừng trên lục địa, trong đó rừng mưa nhiệt đới có lượng carbon tích trữ lớn nhất khoảng 340 tỷ tấn, đất trồng trọt thấp nhất 7 tỷ tấn. Điều đó chứng tỏ rằng, việc chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghiệp sẽ làm mất cân bằng sinh thái, gia tăng lượng khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính. Các nhà khoa học đã cố gắng xác định quy mô của các vùng dự trữ carbon toàn cầu và sự đóng góp của rừng vào các vùng dự trữ cũng như những thay đổi về lượng carbon được dự trữ như: Bolin (1977); Post,  1 giga ton (Gt)= 109tấn=1015g
7 Emanuel và cộng sự (1982); Detwiler và Hall (1988); Brown, Hall và cộng sự (1996)[26,27]; Dixon, Brown (1994)[32]; Malhi, Baldocchi (1999). Rừng đóng vai trò quan trọng trong chống lại biến đổi khí hậu do ảnh hưởng của nó đến chu trình cácbon toàn cầu (C). Tổng lượng hấp thu dự trữ cácbon của rừng trên toàn thế giới, trong đất và thảm thực vật là khoảng 830 PgC, trong đó cácbon trong đất lớn hơn 1,5 lần cácbon dự trữ trong thảm thực vật (Brown, 1997). Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng cácbon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (Dixon et al., 1994; Brown, 1997; IPCC, 2000; Pregitzer and Euskirchen, 2004) [27,32]. Rừng trao đổi cácbon với môi trường không khí thông qua quá trình quang hợp và hô hấp. Rừng ảnh hưởng đến lượng khí nhà kính theo 4 con đường: cácbon dự trữ trong sinh khối và đất, cácbon trong các sản phẩm gỗ, chất đốt sử dụng thay thế nguyên liệu hóa thạch (IPCC, 2000) [43]. Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thu CO2 ở sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất 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 (Dixon et al., 1994; IPCC, 2000). Brown et al. (1996) đã ước lượng, tổng lượng cácbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 55 năm (1995 - 2050) là vào khoảng 60 - 87 Gt C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực bắc (Cairns et al., 1997). Tính tổng lại, rừng, trồng rừng có thể hấp thu được 11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hóa thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997) [27,30,31]. Năm 1980, Brown và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon 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 1 m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn carbon trong toàn châu lục. Năm 1991, Houghton R.A đã chứng minh
8 lượng carbon trong rừng nhiệt đới châu Á là 40 - 250 tấn/ha, trong đó 50 - 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất. Năm 1986, Paml, C.A và cộng sự đã cho rằng lượng carbon trung bình trong sinh khối phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới châu Á là 185 tấn/ha và biến động từ 25 - 300 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu của Brown (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). Năm 1995, Murdiyarso D. đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng carbon hấp thụ từ 161 - 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất. Tại Philippines, (1999) Lasco R. cho thấy 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 370 - 520 tấn sinh khối/ha (tương đương 185 - 260 tấn C/ha, lượng carbon ước chiếm 50% sinh khối). Nghiên cứu của Lasco năm 2003 cũng cho thấy rừng trồng thương mại cây mọc nhanh tích luỹ được 0,5 - 7,82 tấn C/ha/năm tuỳ theo loài cây và tuổi [45]. Tại Thái Lan, Noonpragop K. đã xác định lượng carbon trong sinh khối trên mặt đất là 72 - 182 tấn/ha. Còn ở Malaysia, lượng carbon 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). Năm 1999, một nghiên cứu về lượng phát thải carbon hàng năm và lượng carbon dự trữ trong sinh quyển được Malhi, Baldocchi thực hiện. Theo những tác giả này, sự phát thải từ các hoạt động của con người (như đốt nhiên liệu hoá thạch,…) tạo ra 7,1 ± 1,1 Gt C/năm đi vào khí quyển, 46% còn lại trong khí quyển, trong khi đó 2,0 ± 0,8 Gt C/năm được chuyển vào đại dương;
9 1,8 ± 1,6 Gt C/năm được giữ trong bể trữ carbon trái đất. Năm 2000, ở Indonesia: Noordwijk đã nghiên cứu khả năng tích luỹ carbon của các rừng thứ sinh, các hệ NLKH và thâm canh cây lâu năm trung bình là 2,5 tấn/ha/năm và đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa điều kiện xung quanh với loài cây: khả năng tích luỹ carbon này biến động từ 0,5 - 12,5 tấn/ha/năm, rừng Quế 7 tuổi tích luỹ từ 4,49 - 7,19 kg C/ha. Nghiên cứu lượng carbon lưu trữ trong rừng trồng nguyên liệu giấy, Romain Pirard (2005) đã tính lượng carbon lưu trữ dựa trên tổng sinh khối tươi trên mặt đất, thông qua lượng sinh khối khô (không còn độ ẩm) bằng cách lấy tổng sinh khối tươi nhân với hệ số 0,49, sau đó nhân sinh khối khô với hệ số 0,5 để xác định lượng carbon lưu trữ trong cây [20]. Nhiều phương pháp tính lượng CO2 dự trữ đã được đưa ra như phương pháp của Y. Morikawa đã tính khối lượng carbon chiếm 50% khối lượng sinh khối khô, từ lượng carbon suy ra lượng CO2. Phương pháp này đã được Trung tâm Hợp tác Quốc tế và xúc tiến Lâm nghiệp Nhật Bản (JIFPRO) áp dụng. Một phương pháp khác được tính theo Viện nghiên cứu Nissho Iwai - Nhật Bản (NIRI). Nghiên cứu sự biến động carbon sau khai thác rừng một số nhà khoa học đã cho thấy rằng: - Lượng sinh khối và các bon của rừng nhiệt đới châu Á bị giảm khoảng 22 - 67% sau khai thác (Lasco, 2003). - Tại Philippines, ngay sau khi khai thác lượng carbon bị mất là 50%, so với rừng thành thục trước khai thác ở Indonesia là 38 - 75% (Lasco, 2003). - Phương thức khai thác cũng có ảnh hưởng rõ rệt tới mức thiệt hại do khai thác hay lượng carbon 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 carbon trong lâm
10 phần sau khai thác theo RIL cao hơn lâm phần khai thác theo phương thức thông thường đến 88 tấn/ha (Putz F.E. & Pinard M.A, 1993). - Quá trình sinh trưởng của cây trồng cũng đồng thời là quá trình tích lũy carbon. Theo Noordwijk (2000), ở Indonesia khả năng tích lũy carbon ở rừng thứ sinh, các hệ thống nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm trung bình là 2,5 tấn/ha/năm và có sự biến động rất lớn trong các điều kiện khác nhau từ 0,5 - 12,5 tấn/ha/năm. Subarudi và các cộng sự (2003)[47], nghiên cứu về khả năng hấp thu carbon của một số loài cây trồng chính ở Indonexia, trên cơ sở đó họ đã xây dựng mô hình kinh tế cho các loài cây này, trong đó có loài Keo tai tượng đã đưa ra được phương trình tính lượng carbon có trong sinh khối cây với loài Keo tai tượng:  0.5 * 0.53 *Vt  Bt    *1.15 (1.1)  0.75 Vt: là thể tích cây tính theo tuổi: Vt  194,21  Exp(1,926(1  0.806)t  1/ 10.806 (với α=5,356) (1.2) 1.1.3 Sự hình thành thị trường CO2 Căn cứ vào các bằng chứng thu thập được từ những năm 60 và 70 của thế kỷ trước về sự tăng lên của nồng độ CO2 và trên cơ sở nghiên cứu của hơn 400 nhà khoa học trên thế giới năm 1990 tổ chức IPCC (Intergovernment Panel on Climate Change) đưa ra bản báo cáo về sự nóng lên toàn cầu là có thật và cần phải hành động kịp thời để đối phó với hiện tượng này. Tại hội nghị thượng đỉnh về môi trường và phát triển tại Rio de Janeiro năm 1992, 155 quốc gia đã ký kết Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC). Công ước có hiệu lực năm 1994 tới nay đã có 189 nước kí kết công ước. Công ước này sau đó được cụ thể hóa bằng nghị định thư Kyoto
11 năm 1997 nhằm ràng buộc nghĩa vụ giảm phát thải khí nhà kính ở các nước công nghiệp phát triển, Nhật Bản tháng 12 năm 1997. Đặc biệt nghị định thư đã đưa một số cơ chế linh hoạt nhằm giúp cho bên bị ràng buộc bởi các cam kết có thể tìm giải pháp giảm khí phát thải ra bên ngoài phạm vi địa lý của quốc gia mình với chi phí chấp nhận được [24, 42, 43, 44]. Các cơ chế này bao gồm: Cơ chế đồng thực hiện (Jiont Implementation - JI); Cơ chế buôn bán quyền phát thải (International Emissions Trading - IET); Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism - CDM). Nghị định thư Kyoto với cơ chế phát triển sạch - CDM - mở ra cơ hội cho các nước đang phát triển trong việc tiếp nhận đầu tư từ các nước phát triển để thực hiện các dự án lớn về trồng rừng, phục hồi rừng, quản lý bảo vệ rừng tự nhiên, hạn chế tình trạng chuyển đổi mục đích sử dụng đất từ đất lâm nghiệp sang đất nông nghiệp, thúc đẩy sản xuất nông nghiệp theo hướng nông lâm kết hợp,... góp phần phát triển đất nước mình theo hướng bền vững [21]. Mua bán phát thải được định nghĩa trong điều 17 của nghị định thư Kyoto. Các Bên thuộc Phụ lục I có thể có các đơn vị lượng chỉ định (Assigned amount units), đơn vị giảm phát thải (ERUs), giảm phát thải được chứng nhận (CERs), và các đơn vị khử (RMUs) của các bên khác thuộc Phụ lục I thông qua mua bán phát thải. Như vậy, trong các dịch vụ về môi trường mà các nước đang phát triển được hưởng đó là dịch vụ về Carbon là một dịch vụ giàu tiềm năng. Với CDM, ngành lâm nghiệp thực sự đã có một cơ hội mới - cơ hội bán dịch vụ môi trường. Khác với những hàng hoá truyền thống là bán gỗ, CDM là cơ hội để những người làm nghề rừng có thể bán được carbon! Từ quang hợp ánh sáng mặt trời, cây xanh đã hấp thu một lượng lớn khí CO 2 và người  Các loại khí nhà kính bao gồm: 1. Dioxit carbon (CO2), 2. Metan (CH4), 3. Oxit nitơ (N2O), 4. Hydrofluo carbon (HFCs), 5. Perfluoro carbon (PFCs), 6. Sunfua hexafluorit (SF6)