Xác Đinh Dự Trữ Co 2 Hấp Thụ Của Các Trạng Thái Rừng Khộp Tại Tỉnh Đăk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ THỊ TÚ

XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA CÁC TRẠNG

THÁI RỪNG KHỘP TẠI TỈNH ĐĂK LĂK

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÊ THỊ TÚ

XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA CÁC TRẠNG

THÁI RỪNG KHỘP TẠI TỈNH ĐĂK LĂK

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS. TS. Võ Đại Hải

Hà Nội, 2011

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Biến đổi khí hậu hiện nay đã không còn chỉ là mối quan tâm của một quốc

gia, một tổ chức nào đó mà là của toàn thế giới. Nguyên nhân chủ yếu gây ra biến

đổi khí hậu và sự nóng lên của bầu không khí là do nồng độ khí nhà kính (chủ yếu

là C02) đang có xu hướng gia tăng rất nhanh. Chỉ hơn 100 năm qua, nồng độ CO2

trong khí quyển đã tăng từ 250 ppm lên tới 360 ppm vào năm 2000 (IPCC, 2001) và

385 ppm vào năm 2007 (Trevor, 2008). Ở giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng

khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (UNFCCC, 2005). Theo dự báo của các chuyên

gia, nếu không có biện pháp hữu hiệu để giảm bớt khí thải nhà kính, thì nhiệt độ

mặt đất sẽ tăng lên 1,80

- 6,40 vào năm 2100, lượng mưa sẽ tăng lên 5 - 10%, băng ở

2 cực và các vùng núi cao sẽ tan nhiều hơn, mức nước biển sẽ dâng lên khoảng 70 -

100 cm và sẽ gây ra những hậu quả hậu quả sẽ rất nặng nề cho con người.

Sự ra đời của Nghị định thư Kyoto dựa trên Công ước khung của Liên hiệp

quốc về biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate

Change) (UNFCCC - 1992) thể hiện sự quan tâm của toàn nhân loại về vấn đề biến

đổi khí hậu toàn cầu. Nghị định được đưa ra vào tháng 12 năm 1997 và có 160 quốc

gia đã thông qua, trong đó có Việt Nam đã thông qua, ký kết với 3 cơ chế quan

trọng là: Cơ chế Đồng thực hiện (JI), cơ chế Phát triển sạch (CDM) và cơ chế Mua

bán quyền 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. Tuy nhiên,

Nghị định thư Kyoto sẽ hết hạn năm 2012 và thế giới dần chuyển sang thị trường

Carbon tự nguyện. Liên hiệp quốc đã thiết lập chương trình cắt giảm khí thải CO2

bằng cách hỗ trợ các nước nghèo bảo tồn rừng, sáng kiến này mang tên là REDD

(Reduced Emission from Deforestation and Forest Degradation in Developping

countries): ”Giảm việc phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính do mất rừng và suy

thoái rừng ở các quốc gia đang phát triển” tại hội nghị Copenhagen thiết lập sau

khi nghị định Kyoto hết hiệu lực. Đây là một công cụ vừa giúp giữ rừng vừa tạo

sinh kế cho người dân nghèo tại chỗ để khuyến khích họ bảo vệ rừng. REDD vận

hành như một cơ chế chính.

2

Từ việc thực hiện quyết định 380/QĐ-TTg về chính sách thí điểm chi trả

dịch vụ môi trường rừng (ngày 10/04/2008) và quyết định Số 158/QĐ-TTg về phê

duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (ngày

02/12/2008) tới nay Chính phủ đã ban hành nghị định số 99/2010/NĐ-CP về chính

sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (ngày 24/9/2010), tạo ra cơ hội cải thiện cuộc

sống cũng như sinh kế rất tốt cho người dân tham gia vào công tác bảo vệ và phát

triển rừng. Vấn đề hiện nay của Việt Nam phải xác định được những giá trị dịch vụ

môi trường mà rừng mang lại bao gồm cả giá trị lưu giữ và hấp thụ carbon của rừng

làm cơ sở để triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. Do đó, cần có

thêm những nghiên cứu đánh giá về khả năng hấp thụ CO2 của từng kiểu thảm

thực vật rừng nhằm đưa ra chính sách chi trả cho các chủ rừng và các cộng đồng

vùng cao trong việc bảo vệ và phát triển rừng.

Rừng Khộp tại Đăk Lăk là hệ sinh thái đặc thù ở khu vực Tây Nguyên, một

khu vực rộng lớn mà diện tích rừng tự nhiên chiếm trên 20% tổng diện tích rừng

của cả nước. Tuy nhiên, cho tới nay ở khu vực Tây Nguyên nói riêng và ở Việt

Nam nói chung, các công trình nghiên cứu nhằm lượng hóa khả năng hấp thụ CO2

của rừng mới chủ yếu được thực hiện cho rừng trồng, đối với rừng tự nhiên còn ít

được quan tâm nghiên cứu.

Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của các

trạng thái rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk” đặt ra rất cấp thiết và có ý nghĩa.

3

Chương 1:

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng

Sinh khối là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại

một thời điểm được tính bằng tấn/ha theo khối lượng khô (Ong, J.E & cs, 1984)

(dẫn theo Vũ Đoàn Thái, 2003) [19]. Sinh khối bao gồm tổng khối lượng thân,

cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất, dưới mặt đất. Việc nghiên cứu sinh khối cây

rừng là cơ sở đánh giá lượng carbon tích lũy của cây rừng, do vậy có ý nghĩa lớn

trong việc đánh giá chất lượng phục vụ cho quản lý và sử dụng tài nguyên rừng.

Ngay từ thế kỷ 17 trên thế giới đã có nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật,

vai trò, cơ chế hoạt động của diệp thực vật màu xanh trong quá trình quang hợp để

tạo ra các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các yếu tố tự nhiên như đất, nước,

không khí và năng lượng mặt trời. Nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hoá

phân tích, hoá thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong

thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể trong thế kỷ

XIX . Một số nghiên cứu tiêu biểu có thể tóm tắt lại như sau:

- Xây dựng định luật "năng suất" dựa trên định luật “tối thiểu” của Liebig J.

và dựa trên các kết quả nghiên cứu về định lượng của sự tác động của thực vật tới

không khí, đã được mô tả bởi Liebig, J (1862) [33].

- Các công trình nghiên cứu về phát triển sinh khối rừng đã được tổng kết bởi

Riley G.A (1944) [37], Steemann Nielsen, E (1954) [39], Fleming, R.H. (1957)

[30].

- Bản đồ năng suất trên toàn thế giới đã được xây dựng bởi Lieth, H. (1964)

[34], đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và

chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc

nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối

tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh.

Theo Lê Hồng Phúc (1994), Duyiho công bố thực vật ở biển hàng năm

4

quang hợp đến 3x1010 tấn vật chất hữu cơ, trên mặt đất là 5,3x10

10 tấn. Đối với hệ

sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình

là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450

tấn/ha/năm. Năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái đã được đưa ra bởi Dajoz

(1971) như sau:

 Năng suất mía ở châu Phi: 67 tấn/ha/năm.

 Năng suất rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm.

 Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm.

 Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm.

 Đồng cỏ tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới là 23,4

tấn/ha/năm.

 Sinh khối của Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm. Rừng

thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời -

1992) [21].

Công trình “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass

and primary production data” đã tập hợp 600 công trình đã được xuất bản về sinh khối

khô thân, cành, lá và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần

thuộc 46 nước trên thế giới [43]. Rodel D. Lasco (2002) [38] công bố mặc dù rừng

chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khối thực vật của nó chiếm

đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn và lượng tăng trưởng sinh khối

hàng năm chiếm 37%.

Phương pháp xác định sinh khối rất quan trọng quyết định đến độ chính xác

của kết quả nghiên cứu. Sau đây là một số phương pháp đã được các tác giả công

bố:

- Công trình: “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng quát

vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối bằng ảnh vệ tinh, công bố bởi

P.S.Roy, K.G.Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956).

- Một số tác giả như Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh,

1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968),... đã dùng

5

phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối. Theo đó sinh khối được đánh giá

bằng cách xác định tốc độ đồng hoá CO2

Phương pháp “Chlorophyll” xác định sinh khối thông qua hàm lượng

Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất. Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng

của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp được công bố bởi

Aruga và Maidi (1963).

- Whitaker, R.H (1961, 1966) [40] [41] Mark, P.L (1971) cho rằng "Số đo

năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích luỹ sinh khối ở cơ thể thực vật trong

quần xã".

- Woodwell, G.M (1965) và Whittaker, R.H (1968) [42] đã đề ra phương

pháp "thu hoạch" để nghiên cứu năng suất sơ cấp tuyệt đối.

- Newbuold.P.J (1967) đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh

khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương

trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng.

- Phương pháp xác định sinh khối rừng dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối và

kích thước cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó được sử

dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966) [41]; Tritton và Hornbeck,

1982; Smith và Brand, 1983). Theo Grier và cộng sự (1989), Reichel (1991), Burton

V. Barner và cộng sự (1998) [27] do khó khăn trong việc thu thập rễ cây nên

phương pháp này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất.

- Phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxy tạo ra trong quá

trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó tính ra được năng suất và sinh khối

rừng đã được Edmonton. Et. Al đề xướng.

- Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và

Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow và Hui (1999), Oliveira và cộng sự

(2000), Voronoi (2001), McKenzie và cộng sự (2001) [35].

- Theo Catchpole và Wheeler (1992) bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới

của tán rừng đóng góp một phần quan trọng trong tổng sinh khối rừng. Có nhiều

phương pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, các phương pháp bao gồm:

6

(1)- Lấy mẫu toàn bộ cây (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương

pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan.

Năm 2002, tổ chức “Australian Greenhouse Office” [26] đã soạn thảo sổ tay

hướng dẫn đo đạc ngoài thực địa cho việc đánh giá carbon rừng bao gồm cả rừng

trồng và rừng tự nhiên. Ngoài ra, Kurniatun và cộng sự (2001) [32] cũng đã xây

dựng một hệ thống các phương pháp cho việc thu thập số liệu về sinh khối trên và

dưới mặt đất rừng nhằm phục vụ công tác nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của

rừng.

1.1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng

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), 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.

Theo chu trình C, 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. Một số năm gần đây các nhà

khoa học và chuyên gia kinh tế trên thế giới đã quan tâm đến việc tích tụ carbon

trong rừng để làm giảm bớt khả năng tích tụ khí gây hiệu ứng nhà kính trong bầu

khí quyển (Adams et al., 1993 ; Adams et al., 1999; IPCC, 1996, 2000) [31].

Tổng lượng carbon dự trữ của rừng trên toàn thế giới khoảng 826 tỷ tấn chủ yếu ở

cây và trong lòng đất (Brown, 1998), con người hoàn toàn có thể chuyển dịch các carbon

từ khí quyển thông qua một số bước nhằm tăng các bể chứa carbon này. Các bước này

có thể bao gồm tăng khối lượng carbon dự trữ cho một ha thông qua quản lý mật độ hoặc

tuổi rừng (Hoen and Solberg, 1994; Van Kooten et al., 1995; and Murray, 2000) hoặc

tăng diện tích rừng (Stavins, 1999; Plantinga et al; 1999) bằng phương pháp này đã đưa

* 1 terra ton (Tt) = 1012tấn = 1018g

 1 giga ton (Gt)= 109

tấn=1015g