Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: Xác định lượng co2 hấp thụ của rừng lồ ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) vùng Tây Nguyên

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:128

Thêm vào BST

Báo xấu

98
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: cung cấp các cơ sở dữ liệu và phương pháp ước tính, giám sát hấp thụ CO2 phục vụ cho việc chi trả phí dịch vụ môi trường từ việc quản lý bảo vệ rừng lồ ô trong chương trình UN-REDD quốc gia.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: Xác định lượng co2 hấp thụ của rừng lồ ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) vùng Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN GIANG THỊ THANH Tên ñề tài: XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA RỪNG LỒ Ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) VÙNG TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Bảo Huy Đắk Lắk, Năm 2011
i Lời cam ñoan Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Họ tên tác giả Giang Thị Thanh
ii Lời cảm ơn Luận văn này ñược thực hiện theo chương trình ñào tạo Cao học Lâm học khóa 3 năm 2008-2011, trường Đại học Tây Nguyên. Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này tác giả ñã nhận ñược sự quan tâm giúp ñỡ của Ban giám hiệu, Phòng ñào tạo sau ñại học, các thầy cô thuộc bộ môn Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường trường Đại học Tây Nguyên, các cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên và các bạn bè ñồng nghiệp. Nhân ñây tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ ñó. Trước hết, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến PGS.TS. Bảo Huy, người ñã hướng dẫn khoa học, ñã tận tình giúp ñỡ, chỉ bảo và truyền ñạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến các thầy cô thuộc Bộ môn Quản Lý Tài Nguyên Rừng và Môi Trường và Bộ môn Lâm Sinh, Trường Đại Học Tây Nguyên ñã chỉ bảo và tạo các ñiều kiện giúp ñỡ cho tác giả thu thập số liệu, xử lý mẫu ñiều tra trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến phòng ñào tạo sau ñại học, trường Đại học Tây Nguyên ñã tạo ñiều kiện cho tác giả học tập và hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Công ty Lâm nghiệp Nam Tây Nguyên - xã Quảng Trực, xã Quảng Tâm - huyện Tuy Đức - tỉnh Đăk Nông, Khu bảo tồn thiên nhiên Nam Ka - huyện Lăk - tỉnh ĐăkLăk, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây nguyên ñã giúp ñỡ, tạo ñiều kiện thuận lợi cho tác giả ñiều tra thu thập số liệu, phân tích mẫu phục vụ cho luận văn. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các anh chị, bạn bè, ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ, ñộng viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tác giả Giang thị thanh
iii MỤC LỤC Lời cam ñoan ..................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii MỤC LỤC........................................................................................................ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... v DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................. vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ viii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 5 1.1. Trên thế giới....................................................................................... 5 1.2. Trong nước ...................................................................................... 15 1.3. Thảo luận ......................................................................................... 21 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................................................ 23 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu. ...................................................... 23 2.2. Mục tiêu nghiên cứu. ....................................................................... 24 2.2.1. Mục tiêu tổng quát. ............................................................................ 24 2.2.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................... 24 2.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................ 24 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 24 2.4.1. Phương pháp luận nghiên cứu ............................................................ 24 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ......................................................... 25 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................... 40 3.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................ 40 3.2. Kinh tế - Xã hội .................................................................................... 44 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 48 4.1. Định lượng sinh khối và carbon tích lũy trong thân cây khí sinh và trong lâm phần lồ ô ..................................................................................... 48
iv 4.1.1. Ước tính sinh khối khô và lượng carbon tích lũy trong cây khí sinh với các nhân tố ñiều tra: Đường kính ngang ngực, chiều dài và tuổi của cây. ...... 48 4.1.2. Xác ñịnh tỷ lệ carbon và khối lượng sinh khối khô tích lũy trong thân cây khí sinh................................................................................................... 54 4.1.3. Ước tính lượng carbon tích lũy của cây khí sinh theo lâm phần lồ ô ... 58 4.2. Định lượng sinh khối và carbon tích lũy trong các bể chứa thảm mục, thảm tươi, cây lồ ô chết và rễ trong các trạng thái rừng lồ ô. ......... 60 4.2.1. Mô hình hóa mối quan hệ giữa sinh khối khô của thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với các nhân tố mật ñộ, ñường kính bình quân lâm phần. ............. 61 4.2.2. Mô hình hóa mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy trong thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với các nhân tố ñiều tra lâm phần .................................... 66 4.2.3. Tỷ lệ giữa carbon tích lũy trong thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với sinh khối khô của các bể chứa. ............................................................................. 73 4.3. Khối lượng ñất khô và lượng carbon tích lũy trong ñất trong các trạng thái rừng lồ ô. .................................................................................... 74 4.3.1. Tỷ lệ phần trăm giữa carbon tích lũy trong ñất với khối lượng ñất khô.74 4.3.2. Mô hình hóa mối quan hệ giữa khối lượng ñất khô với các nhân tố mật ñộ và ñường kính bình ngang ngực quân lâm phần. ...................................... 76 4.4. Xác ñịnh lượng carbon tích lũy và lượng CO2 hấp thụ trong toàn lâm phần lồ ô theo từng cấp mật ñộ và ñường kính ngang ngực bình quân lâm phần. ..................................................................................................... 78 4.5. Giải pháp ño tính, giám sát trữ lượng carbon rừng lồ ô ............... 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 84 Kết luận ....................................................................................................... 84 Kiến nghị ..................................................................................................... 87 Tài liệu tham khảo.......................................................................................... 89
v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tỷ lệ ñóng góp gây hiệu ứng nhà kính của các loại khí trong khí quyển6 Bảng 1.2: Lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Theo Woodwell, Pecan, 1973 – Dẫn theo Phạm Tuấn Anh [1]). ............................................................... 9 Bảng 3.1: Cơ cấu diện tích trong khu BTTN Nam Ka ...................................... 40 Bảng 3.2: Cơ cấu diện tích vùng ñệm ............................................................... 40 Bảng 4.1: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh (thân, cành, lá) với các nhân tố DBH, L và A. ............................................................................................... 49 Bảng 4.2: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK cây khí sinh theo 3 nhân tố DBH, L và A ......................................... 51 Bảng 4.3: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh (thân, cành và lá) với các nhân tố DBH, L và A. ................................................................................................... 52 Bảng 4.4: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C cây khí sinh theo 3 nhân tố DBH, L và A .............................................. 54 Bảng 4.5: Tỷ lệ C/SKK trong thân cây khí sinh lồ ô ........................................ 55 Bảng 4.6: Bảng phân chia lâm phần theo N/ha và DBHbq ................................ 58 Bảng 4.7: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C cây khí sinh theo 2 nhân tố DBHbq và N/ha.......................................... 59 Bảng 4.8: Bảng ước tính C (tấn/ha) trong cây khí sinh lâm phần lồ ô theo N/ha và DBHbq (cm) ................................................................................................ 60 Bảng 4.9: Mô hình quan hệ giữa SKK TM với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 61 Bảng 4.10: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK TM theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ................................................. 62 Bảng 4.11: Mô hình quan hệ giữa SKK CC với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 63 Bảng 4.12: Mô hình quan hệ giữa SKK RE với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 64 Bảng 4.13: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK RE theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq .................................................. 65 Bảng 4.14: Mô hình quan hệ giữa C TM với các nhân tố N/ha và DBHbq....... 66
vi Bảng 4.15: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C TM theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq....................................................... 68 Bảng 4.16: Mô hình quan hệ giữa C CC với các nhân tố N/ha và DBHbq. ....... 69 Bảng 4.17: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C CC theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ....................................................... 70 Bảng 4.18: Mô hình quan hệ giữa C RE với các nhân tố N/ha và DBHbq ........ 71 Bảng 4.19: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C RE theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ....................................................... 72 Bảng 4.20: Tỷ lệ phần trăm giữa C thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với SKK của các bể chứa. ...................................................................................................... 73 Bảng 4.21: Tỷ lệ C tích lũy trong ñất với khối lượng ñất khô trong lâm phần lồ ô75 Bảng 4.22: Kết quả phân tích phương sai sự sai khác trữ lượng C trong ñất rừng lồ ô ở 3 loại ñất................................................................................................. 76 Bảng 4.23: Mô hình quan hệ giữa KLK DAT với các nhân tố N/ha và DBHbq 77 Bảng 4.24: Mô hình quan hệ giữa C DAT với các nhân tố N/ha và DBHbq ..... 78 Bảng 4.25: Lượng C tích lũy trong 5 bể chứa ở các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ......................................................................................... 79 Bảng 4.26: Lượng C bình quân 5 bể chứa và tỷ lệ trữ lượng C trong các bể chứa rừng lồ ô ........................................................................................................... 80 Bảng 4.27: Lượng CO2 hấp thụ ở các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ............................................................................................................. 81 Bảng 4.28: Giá trị hấp thụ CO2 của các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ............................................................................................................. 82
vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Sơ ñồ bức xạ mặt trời và hiệu ứng nhà kính ....................................... 6 Hình 1.2: Tỷ lệ % C trong các loại thảm phủ .................................................... 10 Hình 1.3: Lượng C tích lũy trong các thảm thực vật ......................................... 11 Hình 1.4: Tổng giá trị thị trường các-bon theo các năm. ................................... 14 Hình 2.1: Cây lồ ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) ................................. 23 Hình 2.2: Lập ô ño ñếm các chỉ tiêu cây cá thể lồ ô và các chỉ tiêu sinh thái .... 25 Hình 2.3: Giải tích cây khí sinh lồ ô, ño tính sinh khối tươi các bộ phận và và lấy mẫu .................................................................................................................. 28 Hình 2.4: Sơ ñồ bố trí ô mẫu ............................................................................ 31 Hình 2.5: Thu thập số liệu sinh khối tươi và lấy mẫu thảm tươi, thảm mục và cây lồ ô chết............................................................................................................ 32 Hình 2.6: Thu thập số liệu sinh khối rễ và lấy mẫu ñất, rễ ................................ 33 Hình 2.7 : Sơ ñồ tiếp cận nghiên cứu ................................................................ 39 Hình 4.1: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh với DBH............................ 50 Hình 4.2: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh với DBH, L và A ............... 50 Hình 4.3: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBH ................................. 53 Hình 4.4: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBH, L và A .................... 53 Hình 4.5: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBHbq và N/ha ................ 59 Hình 4.6: Mô hình quan hệ giữa SKK TM với N/ha và DBHbq ....................... 62 Hình 4.7: Mô hình quan hệ giữa SKK RE với các nhân tố N/ha và DBHbq...... 65 Hình 4.8: Mô hình quan hệ giữa C TM với N/ha và DBHbq............................ 67 Hình 4.9: Mô hình quan hệ giữa C CC với N/ha và DBHbq ............................. 70 Hình 4.9: Mô hình quan hệ giữa C RE với N/ha và DBHbq ............................. 72 Hình 4.10: Tỷ lệ C trong 5 bể chứa rừng lồ ô................................................... 80 Hình 4.11: Sơ ñồ 3 phương pháp ño tính, giám sát trữ lượng C ở 5 bể chứa rừng lồ ô ................................................................................................................... 83
viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A: Tuổi cây. Bộ TN & MT: Bộ tài nguyên và môi trường. C: Carbon. CC: Cây lồ ô chết. CDM: Clean Development Mechanism – Cơ chế phát triển sạch CERs: Chứng chỉ giảm phát thải. CNECB: Ban tư vấn chỉ ñạo liên ngành. DAT: Đất. DBH: Đường kính ngang ngưc. DBHbq: Đường kính ngang ngực bình quân của lâm phần. DNA: Tổ công tác quốc gia về biến ñổi khí hậu. FCPF: Cơ quan ñối tác carbon rừng thuộc Ngân Hàng Thế Giới. GIS: Geography Information System – Hệ thống thông tin ñịa lý. IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change - Tổ chức nghiên cứu Liên chính phủ về biến ñổi khí hậu của Liên hiệp quốc. KL: Khối lượng. L: Chiều dài cây. N: Mật ñộ. PES: Chi trả dịch vụ môi trường nước. RE: Rễ cây lồ ô. REDD: Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation - Giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng. SKK: Sinh khối khô. SKT: Sinh khối tươi. TM: Thảm mục. TT: Thảm tươi.
ix UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change - Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến ñổi khí hậu. UN-REDD: Chương trình giảm khí thải do phá rừng và suy thoái rừng của Liên Hợp quốc.
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phụ thuộc của chúng ta ngày càng lớn vào nguồn năng lượng có nguồn gốc carbon ñã tạo ra một lượng tích luỹ khí nhà kính ñáng kể trong bầu khí quyển. Phá rừng ñể lấy ñất chăn nuôi hay trồng những loại cây thu lời, lấy than củi, những thói quen ñó ñã không chỉ làm tăng một lượng lớn CO2 phát thải mà còn phá huỷ một nguồn tài nguyên rừng quý giá có khả năng hấp thụ carbon khí quyển, tiếp tục góp phần vào biến ñổi khí hậu. Các nhà khoa học ñã dự báo rằng ñến năm 2050, nhiệt ñộ trái ñất sẽ tăng lên từ 1,8 – 4oC nữa và mực nước biển có thể sẽ dâng cao 1,5 – 2 m do hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng các chất khí nhà kính (bao gồm: Dioxyt carbon (CO2), methane (CH4), các oxyt nitơ, ozon (O3), chloroflurocarbon (CFC), và hơi nước trong khí quyển ñã ngăn chặn quá trình thoát nhiệt từ trái ñất làm cho nhiệt ñộ khí quyển tăng lên. Trong nhóm khí ñó, CO2 phong phú và phổ biến, gây tác ñộng biến ñổi khí hậu lớn nhất. Theo dự báo, ñến giữa thế kỷ 21 hàm lượng dioxyt carbon (CO2) trong khí quyển sẽ tăng gấp ñôi so với hiện nay. Nguồn phát thải CO2 lớn nhất là nhiên liệu dầu mỏ, than ñá, cùng các loại nhiên liệu hữu cơ khác bị ñốt cháy trong sử dụng nguồn nguyên liệu này lên tới 5,4 tỷ tấn/năm. Nạn cháy rừng, mất rừng, chủ yếu là ở vùng nhiệt ñới tham gia vào phát thải 1,6 tỷ tấn CO2/năm. Ngoài nguồn phát thải lớn ñó còn có những nguồn phát thải khí nhà kính như ñầm lầy, ñất nông nghiệp, chất thải sinh hoạt, sự phân giải của các chất hữu cơ... tuy nhỏ nhưng ở diện rộng ñã làm cho hàm lượng dioxyt carbon trong khí quyển tăng lên 3000 triệu tấn/năm. Phát thải khí nhà kính xảy ra trên Trái Đất là một quá trình tự nhiên, trước ñây do dân số ít, công nghiệp chưa phát triển, mức ñộ sử dụng nhiên liệu chưa cao, rừng còn nhiều, cân bằng giữa phát thải và hấp thụ CO2 ñược duy trì, không xảy ra hiệu ứng nhà kính. Rừng và cây xanh nói chung có vai trò rất quan trọng trong sự ñiều tiết hàm lượng CO2 ñược ví như bể hấp thụ loại khí này.
2 Khi một diện tích rừng bị mất thảm thực vật thì tác hại xảy ra trên hai khía cạnh: Mất khả năng hấp thụ dioxyt carbon và sinh khối bị phân giải là nguồn phát thải khí nhà kính. Khả năng hấp thụ dioxyt carbon hay phát thải khí nhà kính phụ thuộc chủ yếu vào thảm thực vật rừng. Các nhà khoa học ñã chỉ ra rằng, ngăn chặn mất rừng và suy thoái rừng sẽ là một biện pháp bảo vệ khí hậu trái ñất hiệu quả và tương ñối rẻ tiền hơn so với các giải pháp khác. Trong bối cảnh ñó, REDD ra ñời như là một giải pháp hiệu quả nhằm hạn chế tác ñộng của biến ñổi khí hậu cũng như tạo sinh kế cho người dân nghèo bên cạnh những nỗ lực thích nghi, phòng chống biến ñổi khí hậu. REDD là tên viết tắt của cụm từ tiếng Anh - Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation in Developing Countries - Nghĩa là Giảm phát thải khí nhà kính do mất rừng và suy thoái rừng ở các nước ñang phát triển. Đây là sáng kiến ñược ñưa ra tại Hội nghị lần thứ 11 (COP11) các bên tham gia Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến ñổi khí hậu (UNFCCC) ñược tổ chức tại thành phố Monal, Canada năm 2005. Sáng kiến này xuất phát từ thực tế tình trạng mất rừng và suy thoái rừng ñang ñóng góp một tỉ lệ lớn, khoảng 15 - 20% tổng lượng khí nhà kính do các hoạt ñộng của con người gây ra trên phạm vi toàn cầu. Nói cách khác, ñây là một nguồn phát thải khí nhà kính ñáng kể góp phần làm biến ñổi khí hậu. Tình trạng này xảy ra chủ yếu ở các nước ñang phát triển ở vùng nhiệt ñới. Tại Hội nghị lần thứ 13 (COP13) diễn ra tại Bali, Indonesia vào tháng 12/2007, các bên ñã thông qua Kế hoạch Hành ñộng Bali (Bali Action Plan) trong ñó có ñề xuất lộ trình xây dựng và ñưa REDD trở thành một cơ chế chính thức thuộc hệ thống các biện pháp hạn chế biến ñổi khí hậu trong tương lai, ñặc biệt là sau khi giai ñoạn cam kết ñầu tiên của Nghị ñịnh thư Kyoto hết hiệu lực vào năm 2012. Hội nghị kêu gọi các bên tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm REDD và tổng kết kinh nghiệm thực tiễn làm cơ sở ñể Hội nghị lần thứ 15 (COP15) sẽ ñược tổ chức tại Copenhagen, Đan Mạch vào tháng 12 năm 2009 xem xét, quyết ñịnh. Cho ñến nay các cơ sở về khoa học về REDD, các chương trình thí ñiểm
3 quốc gia, các dự án REDD ñã bắt ñầu khởi ñộng ở nhiều quốc gia ở Châu Á, Nam Mỹ; và cộng ñồng khoa học lâm nghiệp và môi trường toàn cầu ñang chờ quyết ñịnh cuối cùng ñể thực hiện chi trả REDD ở COP17 sẽ diễn ra ở Nam Phi vào tháng 11 năm 2011. Khi trở thành một cơ chế tài chính chính thức trong các thỏa thuận quốc tế thì trước hết REDD sẽ góp phần làm hạn chế mất và suy thoái rừng và giảm nhẹ biến ñổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu. Bên cạnh ñó, thực hiện REDD cũng ñồng nghĩa với việc rừng ñược quản lý và sử dụng bền vững, ña dạng sinh học và các dịch vụ môi trường của rừng ñược bảo tồn, góp phần cung cấp gỗ và các lâm sản ngoài gỗ, thúc ñẩy phát triển kinh tế, xã hội và xóa ñói giảm nghèo tại các nước ñang phát triển có diện tích rừng tự nhiên lớn. Theo ñó các nước phát triển sẽ ñáp ứng một số mục tiêu giảm phát thải của nước họ bằng cách mua các tín dụng carbon của các nước ñang phát triển từ những cánh rừng hấp thụ CO2. Đối với Việt Nam, sự biến ñổi khí hậu ñang dần có những tác ñộng mạnh mẽ. Theo tính toán của các nhà khoa học, cứ một thập kỷ, nhiệt ñộ trung bình tại Việt Nam tăng 0,1 ñộ C. Ở khu vực ñồng bằng sông Cửu Long, mực nước dự kiến sẽ tăng khoảng 33 cm ñến năm 2050 và 1 m ñến năm 2100. Điều ñó sẽ ảnh hưởng ñến cuộc sống của hàng triệu người dân tại khu vực này [9], [1111], [14], [1515]. Trước bối cảnh ñó, ñể tham gia vào chương trình giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng (REDD), làm cơ sở chi trả dịch vụ môi trường, Việt Nam cần xác ñịnh ñược lượng CO2 hấp thụ trong các kiểu rừng khác nhau ở Việt Nam. Trong ñó có kiểu rừng lồ ô, một kiểu rừng có diện tích ñáng kể trong hệ sinh thái rừng tự nhiên ở Việt Nam. Rừng lồ ô ngoài vai trò cung cấp lâm sản ngoài gỗ (như: măng, nguyên liệu sản xuất ñồ thủ công mỹ nghệ,…) còn có vai trò ñiều hoà khí hậu, bảo vệ môi trường sinh thái, ñặc biệt lồ ô có khả năng thích nghi cao ở những nơi có ñiều kiện sinh thái khắt nghiệt như: ñất bỏ hoá sau canh tác nương rẫy, ñất cát ven sông, suối,… nên có vai trò rất lớn trong việc bảo vệ ñất, ñiều tiết nguồn
4 nước,… Tuy nhiên, hiện nay rừng lồ ô vẫn chưa ñược quan tâm nhiều, nhiều diện tích rừng này ñang bị chặt phá, chuyển ñổi sang canh tác nông nghiệp, ñiều này làm mất ñi nguồn tài nguyên quý giá, ñồng thời làm mất ñi khả năng phòng hộ môi trường và góp phần ñáng kể trong phát thải CO2 gây hiệu ứng nhà kính. Nhằm tạo cơ sở cho việc chi trả phí dịch vụ môi trường trong tham gia chương trình REDD từ việc quản lý bảo vệ các diện tích rừng lồ ô, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “Xác ñịnh lượng CO2 hấp thụ của rừng lồ ô vùng Tây Nguyên”.
5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Những nghiên cứu về ảnh hưởng và biến ñộng khí CO2 trong khí quyển ñối với sự thay ñổi khí hậu Các lý thuyết về sự hâm nóng toàn cầu phát sinh từ cuối thế kỷ 19 do những nhà khoa học Thụy Điển trong khi quan sát sự thay ñổi nhiệt ñộ của không khí bị ô nhiễm ñể rồi từ ñó kết luận rằng trái ñất nóng dần do con người phóng thích các khí ô nhiễm vào không khí. Lý thuyết này là nguyên nhân khởi ñầu cho bao cuộc thảo luận sau ñó giữa các nhà khoa học. Họ ñã tiên ñoán là từ năm 1896, thán khí (CO2) thải vào không khí do việc ñốt than ñá ñể tạo ra năng lượng là nguyên nhân chính gây ra “hiệu ứng nhà kính”. Mãi ñến năm 1949, sau khi khảo sát hiện tượng tăng nhiệt ñộ trong không khí ở Âu Châu và Bắc Mỹ từ năm 1850 ñến 1940 so với các nơi khác trên thế giới, các nhà nghiên cứu Anh ñã ñi ñến kết luận là sự phát triển ở các quốc gia kỹ nghệ ñã làm tăng lượng ô nhiễm thán khí trong không khí, do ñó làm cho mặt ñất ở hai vùng này nóng mau hơn so với các vùng chưa phát triển. Đến năm 1958, các cuộc nghiên cứu ở phòng thí nghiệm Mauna Loa Observatory (Hawai) ñặt ở ñộ cao 3.345m ñã chứng minh ñược khí CO2 là nguyên nhân chính yếu của sự gia tăng nhiệt ñộ này. Đến năm 1976, các chất khí methane (CH4), chlorofluorocarbon (CFC), nitrogen oxide (NO2) cũng ñược xác nhận là nguyên nhân của hiệu ứng nhà kính. Các cuộc nghiên cứu mới nhất do hai khoa học gia Karl và Nberth trên tạp chí Sciences số tháng 12/2003 nói lên tính khẩn thiết của vấn ñề này. Theo ước tính của hai ông thì từ 1990 ñến 2100, nhiệt ñộ trên mặt ñịa cầu sẽ tăng từ 3,1 ñến 8,9oF (1,6 ñến 4,2oC); sự tăng nhiệt ñộ này sẽ làm nóng chảy hai tảng băng ở Greenland và Antartica và có thể làm ngập lụt các bờ biển (và người ta cũng ước tính ñược rằng CO2 trong không khí ñã tăng 30% từ năm 1750 ñến nay). Điều
6 này sẽ làm thu hẹp diện tích ñất sống của con người trên quả ñịa cầu, ñể rồi từ ñó sinh ra nhiều hệ lụy như sau: - Trái ñất sẽ chịu ñựng những luồng khí nóng bất thường; - Hạn hán sẽ thường xuyên hơn và xảy ra ở nhiều nơi; - Mưa to, bão tố xảy ra bất thường cũng như không thể tiên liệu trước như hiện nay; - Hệ thực vật, sinh vật bị thay ñổi; - Và sau cùng mực nước biển sẽ dâng cao ở nhiều nơi ước tính khoảng 75cm năm 2100. Hình 1.1 : Sơ ñồ bức xạ mặt trời và hiệu ứng nhà kính [20]. Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí ñược xếp thứ tự theo tỷ lệ ñược trình bày trong bảng 1.1. Bảng 1.1: Tỷ lệ ñóng góp gây hiệu ứng nhà kính của các loại khí trong khí quyển Các loại chất khí Tỷ lệ (%) gây hiệu ứng CFC 15-25 CH4 12-20 O3 8 N2O 5 CO2 50-60 (Nguồn: Md. Mahmudur Rahman, 2004)
7 Các báo cáo của Tổ chức nghiên cứu Liên chính phủ về biến ñổi khí hậu của Liên hiệp quốc (IPCC) và nhiều trung tâm nghiên cứu có uy tín hàng ñầu trên thế giới công bố trong thời gian gần ñây cung cấp cho chúng ta nhiều thông tin và dự báo quan trọng. Theo ñó, nhiệt ñộ trung bình trên bề mặt ñịa cầu ấm lên gần 1°C trong vòng 80 năm (từ 1920 ñến 2005) và tăng rất nhanh trong khoảng 25 năm nay (từ 1980 ñến 2005). Theo một công bố mới ñây của Chính phủ Anh công bố về biến ñổi khí hậu toàn cầu, báo cáo cho rằng nếu không thực hiện ñược chương trình hành ñộng giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính theo Nghị ñịnh thư Kyoto, ñến năm 2035 nhiệt ñộ bề mặt ñịa cầu sẽ tăng thêm 2°C. Về dài hạn, có hơn 50% khả năng nhiệt ñộ tăng thêm 5°C [9], [12], [25]. 1.1.2. Rừng và khả năng hấp thụ dioxit carbon (CO2), khí chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính Theo một nghiên cứu của các nhà khoa học Úc về “carbon xanh” và vai trò của nó ñối với biến ñổi khí hậu, rừng nguyên sinh có khả năng lưu giữ CO2 nhiều hơn gấp 3 lần so với ước tính trước kia và nhiều hơn 60% so với rừng trồng. Có thể hiểu một cách ñơn giản, carbon xanh là khối carbon ñược lưu giữ trong các khu rừng tự nhiên, carbon nâu ñược tìm thấy ở trong các khu rừng trồng công nghiệp hay trong các vườn ươm, carbon xám có mặt trong nguyên liệu hoá thạch và carbon lục có trong các ñại dương. Các nhà khoa học thuộc trường Đại học Quốc gia Úc cho biết, cho ñến nay vai trò của các khu rừng nguyên sinh và sinh khối carbon xanh của các khu rừng này chưa ñược ñánh giá ñúng mức trong cuộc chiến chống lại sự nóng lên của trái ñất. Các nhà khoa học cho rằng Uỷ ban Liên Chính phủ về Biến ñổi Khí hậu (IPCC) và Nghị ñịnh thư Kyoto ñã không nhận ra sự khác biệt về khả năng hấp thụ carbon giữa rừng trồng và rừng nguyên sinh. Báo cáo cho biết rừng nguyên sinh có thể hấp thụ lượng carbon nhiều gấp 3 lần so với ước tính hiện thời. Hiện nay, khả năng hấp thụ carbon của rừng ñược tính toán chủ yếu dựa theo rừng
8 trồng. Chính sự khác biệt trong việc ñịnh nghĩa một khu rừng cũng dẫn ñến việc ñánh giá không ñúng mức sinh khối carbon trong các khu rừng lâu năm [12]. Hàng năm, trên trái ñất nhờ quang hợp của thực vật ñã tạo ra 150 tỷ tấn chất hữu cơ, tiêu thụ 300 tỷ tấn dyoxyt carbon và phát thải 200 tỷ tấn oyx. Quá trình sinh lý này của thực vật rất quan trọng ñối với sự sống của con người (mỗi người cần 400 kg oxy/năm, tính ra cần có 0,1 - 0,3 ha rừng). Trong ñiều kiện của những khu công nghiệp tập trung, khói bụi và không khí chứa nhiều hoá chất thì quá trình sinh lý của cây không ñược diễn ra bình thường, do ñó khả năng quang hợp của cây giảm ñi nhiều. Năng suất quang hợp của rừng phụ thuộc nhiều vào kiểu rừng và loại cây. Ở rừng kín rậm ôn ñới khả năng hấp thụ CO2 khoảng 20 - 25 tấn/ha/năm và thải ra 15 - 18 tấn O2/ha/năm, tạo ra 14 - 18 tấn/ha/năm chất hữu cơ. Ở rừng mưa nhiệt ñới thường xanh, mức hấp thụ CO2 khoảng 150 tấn/ha/năm, thải 110 tấn O2/ha/năm, tạo ra 40 tấn/ha/năm chất hữu cơ [9]. 1.1.3. Nghị ñịnh thư Kyoto, Nhật Bản (1997) về cắt giảm lượng khí thải dioxit carbon (CO2) và các chất khí gây hiệu ứng nhà kính Nghị ñịnh thư Kyoto ñược 159 quốc gia ký năm 1997 tại Kyôtô (Nhật Bản) với mục tiêu giảm lượng khí thải dioxit carbon (CO2) và các chất khí gây hiệu ứng nhà kính, làm khí hậu Trái Đất nóng lên. Tuy nhiên, ñể triển khai Nghị ñịnh này, sự tham gia của các nước có phát thải khí nhà kính lớn là Mỹ, Nga, Úc lại chưa phê chuẩn. Sau nhiều tranh cãi, ngày 11/3/1999 Nga ñã chính thức phê chuẩn văn kiện có ý nghĩa quan trọng vì nó làm cho Nghị ñịnh Kyoto có hiệu lực. Nghị ñịnh thư quy ñịnh, trong giai ñoạn ñầu có hiệu lực, từ năm 2008 ñến năm 2012, Nga cũng như các nước công nghiệp phát triển phải cắt giảm lượng khí thải CO2 xuống mức 5,2% như năm 1990 bằng việc giảm sử dụng than, dầu và khí thiên nhiên, chuyển sang sử dụng năng lượng sạch như năng lượng mặt trời và sức gió.
9 Thời kỳ sau năm 2012, mọi trách nhiệm giữa các nước sẽ ñược quy ñịnh trong quá trình ñàm phán ñược bắt ñầu vào năm 2005. Tuy nhiên, ñể có hiệu lực, Nghị ñịnh thư Kyoto cần phải ñược tối thiểu 55 nước chịu trách nhiệm về 55% lượng khí thải toàn cầu, chủ yếu là các nước công nghiệp phát triển, phê chuẩn nhưng cho ñến thời ñiểm ngày 30/9/2004 khi chính phủ Nga thông qua dự luật ''Phê chuẩn Nghị ñịnh thư Kyoto trong khuôn khổ Công ước khung của Liên Hợp Quốc về thay ñổi khí hậu", các nước ñã phê chuẩn Nghị ñịnh thư Kyoto mới chỉ chịu trách nhiệm 44,2% lượng khí thải toàn cầu [17]. 1.1.4. Sự tích luỹ carbon trong các hệ sinh thái rừng Theo Schimel và cộng sự (2001) (Dẫn theo Phạm Tuấn Anh [1]), trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng ñất khoản 2,5Tt; trong khi ñó khí quyển chỉ chứa 0,8Tt. Theo chu trình trên, trong tổng số 6,3Gt – 6,6Gt lượng carbon thải ra từ các hoạt ñộng của con người, có khoảng 0,7 – 1,7Gt ñược hấp thụ bởi các hệ sinh thái bên trên bề mặt trái ñất. Và hầu hết lượng carbon trên trái ñất ñược tích lũy trong sinh khối cây rừng, ñặc biệt là rừng mưa nhiệt ñới. Từ những nghiên cứu trong lĩnh vực này, Woodwell ñã ñưa ra bảng thống kê lượng carbon theo kiểu rừng như sau: Bảng 1.2: Lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Theo Woodwell, Pecan, 1973 – Dẫn theo Phạm Tuấn Anh [1]). Kiểu rừng Lượng carbon (tỉ tấn) Tỉ lệ (%) Rừng mưa nhiệt ñới 340 62,16 Rừng nhiệt ñới gió mùa 12 2,19 Rừng thường xanh ôn ñới 80 14,63 Rừng phương bắc 108 19,74 Đất trồng trọt 7 1,28 Tổng carbon ở lục ñịa 547 100,00
10 Hình 1: Lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Woodwell, pecan, 1973) 70.00 Tỉ lệ (%) C 60.00 50.00 40.00 30.00 Tỉ lệ (%) 20.00 10.00 0.00 Rừng Rừng Rừng Rừng Đất trồng mưa phương thường nhiệt ñới trọt nhiệt ñới bắc xanh ôn gió mùa ñới Các kiểu rừng Hình 1.2: Tỷ lệ % C trong các loại thảm phủ Số liệu trên cho thấy lượng carbon ñược lưu giữ trong kiểu rừng mưa nhiệt ñới là cao nhất, chiếm hơn 62% tổng lượng carbon trên bề mặt trái ñất, trong khi ñó ñất trồng trọt chỉ chứa khoảng 1%. Điều ñó chứng tỏ rằng việc chuyển ñổi từ ñất rừng sang ñất nông nghiệp sẽ làm mất cân bằng sinh thái, gia tăng lượng khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính. Một nghiên cứu của Joyotee Smith và Sara J.Scherr (2002) ñã ñịnh lượng ñược lượng carbon lưu giữ trong các kiểu rừng nhiệt ñới và trong các loại hình sử dụng ñất ở Brazil, Indonesia và Cameroon, bao gồm trong sinh khối thực vật và dưới mặt ñất từ 0 – 20 cm. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng carbon lưu trữ trong thực vật giảm dần từ kiểu rừng nguyên sinh ñến rừng phục hồi sau nương rẫy và giảm mạnh ñối với các loại ñât nông nghiệp. Trong khi ñó phần dưới mặt ñất lượng Carbon ít biến ñộng hơn, nhưng cũng có xu hướng giảm dần từ rừng tự nhiên ñến ñất không có rừng [2].