Tài liệu đánh giá trữ lượng carbon tại rừng xã bình long, huyện võ nhai, tỉnh thái nguyên phục vụ ước tính chi trả dịch vụ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN NHƢ YẾN ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG CARBON TẠI RỪNG NÚI ĐÁ XÃ BÌNH LONG, HUYỆN VÕ NHAI, TỈNH THÁI NGUYÊN PHỤC VỤ ƢỚC TÍNH CHI TRẢ DỊCH VỤ MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2017 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN NHƢ YẾN ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG CARBON TẠI RỪNG NÚI ĐÁ XÃ BÌNH LONG, HUYỆN VÕ NHAI, TỈNH THÁI NGUYÊN PHỤC VỤ ƢỚC TÍNH CHI TRẢ DỊCH VỤ MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Ngô Văn Giới 2 Hà Nội - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Ngô Văn Giới, không sao chép các công trình nghiên cứu của ngƣời khác. Số liệu và kết quả của luận văn chƣa từng đƣợc công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. Tác giả Nguyễn Nhƣ Yến i LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của rất nhiều thầy cô giáo, cá nhân, các cơ quan và các tổ chức. Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới tất cả các thầy cô giáo, cá nhân, các cơ quan và tổ chức đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Trƣớc hết tôi xin chân thành cảm ơn TS. Ngô Văn Giới – Trƣởng khoa Khoa Môi trƣờng và Trái đất trƣờng Đại học khoa học Thái Nguyên đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Các khoa học liên ngành, các thầy cô giáo Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi về nhiều mặt trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn những ngƣời thân, bạn bè và gia đình đã chia sẻ cùng tôi những khó khăn, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Nhƣ Yến ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................v DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................vi DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... vii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................5 1.1. Hiệu ứng nhà kính và ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu ............................................5 1.2. Hấp thụ CO2 từ rừng .................................................................................................7 1.3. Một số nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon rừng trên thế giới ........................9 1.4. Những nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon rừng tại Việt Nam .....................12 1.5. Nhận xét chung .......................................................................................................14 1.6. Tổng quan về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu ....................14 1.6.1. Điều kiện tự nhiên ...............................................................................................14 1.6.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ....................................................................................15 1.6.3. Hiện trạng sử dụng đất và tài nguyên rừng trên địa bàn xã Bình Long ..............16 CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................................................................18 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ...........................................................................18 2.1.1. Mục tiêu ...............................................................................................................18 2.1.2. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................18 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................................18 2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..........................................................................................18 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................19 2.3. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................19 2.3.1. Cơ sở phƣơng pháp luận ......................................................................................19 iii 2.3.2. Phƣơng pháp tiếp cận ..........................................................................................19 2.3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................................20 2.3.3.3. Phƣơng pháp đo đếm các bon...........................................................................21 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................26 3.1. Sinh khối cây rừng tại khu vực nghiên cứu ............................................................26 3.1.1. Thành phần, danh mục loài cây tại khu vực nghiên cứu .....................................26 3.1.2. Sinh khối trạng thái cây rừng ..............................................................................27 3.1.3. Phân bố cây theo cấp đƣờng kính ........................................................................28 3.1.4. Sinh khối trên mặt đất của cây rừng ....................................................................30 3.2. Sinh khối tầng thảm tƣơi cây bụi và thảm mục tại khu vực nghiên cứu ................32 3.2.1. Thành phần loài thảm tƣơi cây bụi ......................................................................33 3.2.2. Sinh khối tƣơi của tầng thảm tƣơi cây bụi và thảm mục .....................................33 3.2.3. Sinh khối khô của tầng thảm tƣơi cây bụi và thảm mục .....................................35 3.3. Trữ lƣợng các bon rừng tại xã Bình Long huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên ......36 3.4. Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng phục vụ chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng .......................................................................................................................................40 3.4.1. Chú trọng các phƣơng thức quản lý rừng tại địa phƣơng....................................40 3.4.2. Đẩy mạnh khả năng tham gia chi trả dịch vụ môi trƣờng từ rừng ......................44 3.4.3. Thực hiện tốt cơ chế chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng.........................................50 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ................................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................53 PHỤ LỤC ......................................................................................................................55 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BQL : Ban quản lý CDM : Clean Development Mechanism - Cơ chế phát triển sạch COP : Hội nghị liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu CERDA : Trung tâm nghiên cứu và phát triển vùng cao D1.3 : Đƣờng kính ngang ngực D1.3tb : Đƣờng kính ngang ngực trung bình FAO : Food and Agriculture organization of the United Nations – Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu. LNCĐ : Lâm nghiệp cộng đồng NOAA : Cơ quan Khí quyển và đại dƣơng Mỹ OTC : Ô tiêu chuẩn ODB : Ô dạng bản REDD : Reducing Emssions from Deforestation and Degradation - Giảm phát thải khí nhà kính do mất rừng và suy thoái rừng REDD+ : Giảm phát thải khí nhà kính do mất rừng và suy thoái rừng tại các nƣớc đang phát triển; Quản lý bền vững tài nguyên rừng, bảo tồn và nâng cao trữ lƣợng các bon rừng UN REDD : United Nations REDD - Chƣơng trình hợp tác của liên hợp quốc về giảm phát thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nƣớc đang phát triển UNFCCC : United Nations Framework Convention on Climate change - Công ƣớc khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu. v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Dự đoán phát thải khí nhà kính tính tƣơng đƣơng CO2 đến năm 2030 (triệu tấn) ...................................................................................................................................8 Bảng 1.2. Hiện trạng sử dụng đất xã Bình Long, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên ..16 Bảng 2.1. Thống kê số phiếu điều tra phát ra ở các xóm ..............................................21 Bảng 3.1. Danh mục các loài cây gỗ tái sinh tại các OTC ............................................26 Bảng 3.2. Đƣờng kính bình quân của tầng cây gỗ ........................................................27 Bảng 3.3. Đƣờng kính bình quân của tầng cây gỗ tại rừng trồng .................................28 Bảng 3.4. Số lƣợng cây phân theo cấp kính trong từng OTC .......................................29 Bảng 3.5. Sinh khối trên mặt đất của cây rừng .............................................................31 Bảng 3.6. Một số loài cây bụi tại khu vực nghiên cứu ..................................................33 Bảng 3.7. Sinh khối tƣơi của tầng thảm tƣơi, cây bụi và thảm mục .............................34 Bảng 3.8. Sinh khối khô của cây bụi và thảm mục (tấn khô/ha) ...................................35 Bảng 3.9. Trữ lƣợng các bon tích lũy rừng xã Bình Long, huyện Võ Nhai ..................37 Bảng 3.10. Trữ lƣợng các bon rừng tích lũy tại khu vực nghiên cứu ...........................40 Bảng 3.11. Thống kê tiền chi trả các bon rừng theo diện tích rừng quản lý .................48 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp của xã Bình Long......................................17 Hình 1.2. Cơ cấu rừng tại xã Bình Long .......................................................................17 Hình 2.1. Phƣơng pháp đo đƣờng kính ngang ngực DBH ...........................................23 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố số lƣợng cây theo cấp kính ở khu vực rừng tự nhiên .........29 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố số lƣợng cây theo cấp kính ở khu vực rừng trồng .............30 Hình 3.3. Biểu đồ so sánh sự phân bố số lƣợng cây theo cấp kính ở 6 OTC ................30 Hình 3.4. Sinh khối trên mặt đất của cây rừng trong các OTC (tấn/ha) ........................32 Hình 3.5. Sinh khối tƣơi của tầng thảm tƣơi cây bụi và thảm mục tại các OTC ..........35 Hình 3.6. Biểu đồ trữ lƣợng các bon trong các OTC nghiên cứu .................................38 Hình 3.7. Cơ cấu tổ chức của HTX Hòa Bình ...............................................................42 Hình 3.8. Mức độ tham gia hoạt động tuần tra rừng tại 10 xóm tiến hành điều tra ......45 Hình 3.9. Tỷ lệ hộ nghèo và cận nghèo tại 10 xóm tiến hành điều tra ..........................47 vii MỞ ĐẦU + Lý do lựa chọn đề tài: Môi trƣờng đã và đang trở thành vấn đề quan tâm chung của nhân loại. Hiện nay, con ngƣời đang phải đối mặt với những thay đổi bất thƣờng của thời tiết, mà nguyên nhân chính là do biến đổi khí hậu. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hƣởng rất lớn do hậu quả của việc biến đổi khí hậu gây ra. Sự gia tăng khí các bondioxit (CO2) là một trong những nguyên nhân chính làm gia tăng cƣờng độ, phạm vi ảnh hƣởng từ các hậu quả mà quá trình biến đổi khí hậu gây ra. Biến đổi khí hậu và mối quan hệ của nó với phát thải khí CO2 từ việc suy thoái và mất rừng là một vấn đề đang thu hút đƣợc sự quan tâm của toàn cầu trong đó có Việt Nam. Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu - The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) dự báo có khoảng 1,5 tỷ tấn các bon sẽ phát thải hàng năm do thay đổi mục đích sử dụng đất rừng nhiệt đới, chiếm 1/5 khí CO2 phát thải trên toàn thế giới. Việc nghiên cứu vai trò của rừng trong việc hấp thụ các bon, giảm nhẹ phát thải khí nhà kính đang đƣợc cộng đồng Quốc tế và Việt Nam rất quan tâm, đặc biệt từ sau khi triển khai các nội dung của nghị định thƣ Kyoto trong đó nêu rõ khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng là vấn đề tiên quyết trong việc thúc đẩy các dự án hấp thụ các bon ở các nƣớc đang phát triển, các quốc gia này có thể nhận đầu tƣ từ các công ty, chính phủ có mong muốn bù đắp lại lƣợng phát thải khí nhà kính của họ theo cơ chế phát triển sạch (CDM) của Nghị định thƣ Kyoto. Vì vậy, việc nghiên cứu sinh khối là một yêu cầu khách quan và cấp bách phục vụ cho việc tính toán phát thải và thƣơng mại giá trị hấp thụ các bon của rừng. Nghiên cứu sinh khối cũng là xác định trữ lƣợng các bon của rừng với mong muốn tăng cƣờng trồng rừng trên các diện tích đất trống đồi núi trọc ở các vùng nhiệt đới từ lâu đã đƣợc thừa nhận là một giải pháp hữu hiệu trong việc giảm tỷ lệ gia tăng của khí CO2 trong khí quyển. Khi cây sinh trƣởng và phát triển, chúng hấp thụ các bon trong các tế bào và đồng nghĩa với việc gia tăng sinh khối của cây (trong rừng hoặc trong các sản phẩm từ rừng), nhƣ vậy nồng độ khí CO2 trong khí quyển sẽ giảm đi. Bình Long là một xã đặc biệt khó khăn của huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên. Diện tích đất đồi núi chiếm trên 60% tổng diện tích đất tự nhiên. Trong đó có trên 42% diện tích đất tự nhiên là đất rừng, chiếm tới 76,5% diện tích đất nông nghiệp của xã 1 [18]. Điều kiện kinh tế, xã hội còn chƣa phát triển. Thu nhập của ngƣời dân chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp đặc biệt là dựa vào rừng. Vậy làm sao để ngƣời dân có điều kiện phát triển kinh tế, xã hội nhƣng vẫn bảo vệ đƣợc môi trƣờng đặc biệt là rừng trong khi rất nhiều nguồn thu nhập chính của ngƣời dân đã và đang lấy từ rừng? Do đó, nghiên cứu cơ sở để thực hiện chi trả dịch vụ môi trƣờng cho địa bàn xã là việc làm cần thiết cho cộng đồng bản địa cũng nhƣ góp phần bảo vệ và phát triển rừng theo hƣớng bền vững. Hiện nay, diện tích và chất lƣợng rừng ngày càng giảm dần dẫn tới lƣợng các bon hấp thụ cũng giảm. Trong khi đó, các hoạt động của con ngƣời ngày càng làm gia tăng nhanh chóng lƣợng phát thải CO2 vào trong khí quyển. Vì vậy, việc xác định khả năng hấp thụ các bon của rừng là việc làm có ý nghĩa vô cùng quan trọng từ đó đề xuất các phƣơng thức quản lý rừng làm cơ sở khuyến khích, xây dựng các cơ chế chi trả cho các chủ rừng và các cộng đồng. Đặc biệt với các cộng đồng nghèo tại các khu vực miền núi nhƣ xã Bình Long huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên. Với những lý do trên đề tài “Đánh giá trữ lượng Carbon tại rừng núi đá xã Bình Long, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên phục vụ ước tính chi trả dịch vụ môi trường” đƣợc thực hiện. + Mục đích nghiên cứu: - Xác định đặc điểm sinh khối và tích lũy các bon của rừng núi đá xã Bình Long huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên. - Đề xuất những giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả trồng và phát triển rừng tại khu vực nghiên cứu. +Nhiệm vụ nghiên cứu: - Điều tra xác định khu vực lập ô tiêu chuẩn đối với rừng trồng và rừng tự nhiên. - Điều tra thành phần số lƣợng chiều cao ngang ngực của các cây cá lẻ trong ô tiêu chuẩn. - Xác định lƣợng các bon rừng tích luỹ trong sinh khối thân đứng tại rừng xã Bình Long. - Xác định lƣợng các bon tích luỹ trong tầng thảm tƣơi cây bụi và thảm mục tại rừng núi đá xã Bình Long. - Điều tra, đánh giá phƣơng thức quản lý rừng tại khu vực nghiên cứu. 2 - Đánh giá khả năng tham gia chi trả dịch vụ môi trƣờng từ rừng tại khu vực nghiên cứu. +Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Rừng núi đá xã Bình Long, huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên. Trong đó có rừng tự nhiên và rừng trồng (bạch đàn). Các hộ dân tại các xóm: Long Thành, Phố, Đại Long, Cây Trôi, Nà Sọc, Chiến Thắng, Ót Giải, xóm Chịp, Đồng Bản, Trại Rẽo. Phạm vi nghiên cứu: - Không gian: Rừng núi đá xã Bình Long, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên. - Thời gian: Từ tháng 1/2016 đến tháng 6/2016 - Nội dung: Nghiên cứu các bon trong sinh khối cây gỗ, các bon trong sinh khối thảm tƣơi cây bụi, các bon trong thảm mục (rác hữu cơ). + Phƣơng pháp nghiên cứu: Phương pháp kế thừa Kế thừa các kết quả nghiên cứu trƣớc đây làm cơ sở cho việc so sánh, phân tích và phục vụ cho việc viết tổng quan tài liệu và đánh giá hiện trạng rừng. Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng Điều tra cộng đồng để xác định các nguy cơ và mức độ của các hoạt động gây suy thoái rừng và sự sẵn sàng của cộng đồng đối với các hoạt động liên quan đến tăng cƣờng và bảo tồn các bon rừng. Điều tra sơ bộ khu vực nghiên cứu và lựa chọn điểm nghiên cứu. Cụ thể đề tài đã tiến hành phỏng vấn trực tiếp cán bộ địa phƣơng với bộ câu hỏi theo phụ lục 1, phỏng vấn ngƣời dân thông qua bảng hỏi với bộ câu hỏi theo phụ lục 2 Phương pháp đo đếm các bon - Phƣơng pháp đo đếm các bon tầng cây gỗ - Phƣơng pháp đo đếm các bon tầng thảm tƣơi cây bụi, thảm mục + Giới thiệu kết cấu luận văn: 3 Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo, phần nội dung của luận văn gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về vấn đề cần nghiên cứu Chƣơng 2: Mục tiêu, đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Hiệu ứng nhà kính và ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nƣớc đang phát triển là sáng kiến toàn cầu đã đƣợc Hội nghị các nƣớc thành viên lần thứ 13 của Công ƣớc khung Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu và Nghị định thƣ Kyoto thông qua tại Ba-li (Indonesia) năm 2007. Hàng năm, lƣợng khí thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nƣớc đang phát triển chiếm khoảng 20% so với tổng lƣợng phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu, vì thế sáng kiến REDD đƣợc hình thành từ ý tƣởng ban đầu là trả tiền cho các nƣớc đang phát triển để làm giảm phát thải khí CO2 từ ngành lâm nghiệp. Một vấn đề đặt ra là cần phải lƣợng hóa đƣợc các bon cơ sở, hiện đang đƣợc lƣu giữ trong các cánh rừng. Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về tích lũy các bon trong các hệ sinh thái rừng ở trên Thế giới và Việt Nam. Các khí nhà kính nhƣ CO2, CH4, NOx, CFC… có vai trò nhƣ lớp kính bao quanh Trái Đất làm Trái Đất nóng dần lên, hiệu ứng nhà kính có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống Trái Đất. Tuy nhiên, do hoạt động của con ngƣời khiến khí nhà kính ngày càng gia tăng gây ra hiện tƣợng biến đổi khí hậu vô cùng nghiêm trọng. Biến đổi khí hậu làm tổn hại lên tất cả các thành phần của môi trƣờng sống, gây tác động nhƣ nƣớc biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, thay đổi các kiểu khí hậu, gia tăng các loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nƣớc ngọt, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tƣợng khí hậu cực đoan. Năm 1958 các nhà khoa học ở Mauna Loa Observatory tại Hawai đã chứng minh đƣợc khí CO2 là nguyên nhân chủ yếu làm gia tăng nhiệt độ. Năm 1976, các khí metan, CFC, NOx cũng đƣợc xác minh là nguyên nhân gây nên hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính [17]. Theo ƣớc tính của IPCC, CO2 chiếm tới 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 1850-1998. Ở giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm . 5 Cơ quan Khí quyển và Đại dƣơng Mỹ cho biết trong năm 2015, tốc độ tăng trƣởng hàng năm của nồng độ CO2 trong khí quyền là 3,05 ppm, mức tăng hàng năm lớn nhất trong vòng 56 năm qua. Viện nghiên cứu Liên minh Trái Đất đã dự đoán có tới 1/10 khả năng nhiệt độ Trái Đất sẽ tăng lên 60C vào năm 2100 nếu lƣợng khí thải không đƣợc cắt giảm [17]. Nếu nhiệt độ Trái Đất tăng từ 1,1 – 6,40C thì 30% loài động thực vật hiện nay sẽ có nguy cơ tuyệt chủng vào năm 2050. Trong 50 năm trở lại đây, tần suất xảy ra các đợt nắng nóng đã tăng từ 2-4 lần. Nhiều khả năng trong 40 năm tới, số lƣợng các đợt nắng nóng sẽ tăng 100 lần. Chỉ trong vòng 30 năm gần đây, những cơn bão mạnh cấp 4 và cấp 5 đã tăng lên gấp đôi [5]. Tại Việt Nam, theo kịch bản phát thải trung bình, đến năm 2100, nhiệt độ trung bình sẽ tăng khoảng 2,30C, mực nƣớc biển dâng thêm 75 cm và lƣợng mƣa sẽ tăng khoảng 5% so với giai đoạn 1980-1990 [5]. Nhận thức đƣợc rằng sự thay đổi khí hậu đang thực sự xảy ra với một tốc độ nhanh chóng và hành động giảm thiểu cần phải đƣợc thực hiện, tại Hội nghị thƣợng đỉnh về Môi trƣờng và phát triển tại Brazin (1992), Công ƣớc khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu đã đƣợc ký kết. Tại hội nghị các bên tham gia UNFCCC lần thứ 3 tổ chức tại Kyoto (Nhật Bản) tháng 12 năm 1997, Nghị định thƣ của Công ƣớc đã đƣợc thông qua gọi là Nghị định thƣ Kyoto và đã thiết lập một khuôn khổ pháp lý mang tính toàn cầu cho các bƣớc khởi đầu nhằm kiềm chế và kiểm soát xu hƣớng gia tăng phát thải khí nhà kính. Nghị định thƣ Kyoto cũng giới thiệu cơ chế phát triển sạch là một phƣơng thức hợp tác quốc tế mới trong lĩnh vực môi trƣờng giữa các quốc gia đang phát triển và các quốc gia công nghiệp hóa với mục tiêu cơ bản nhất là hƣớng tới phát triển bền vững bằng các cam kết cụ thể về hạn chế và giảm lƣợng khí nhà kính phát thải định lƣợng của các nƣớc trên phạm vi toàn cầu. Chƣơng trình nghị sự của Công ƣớc khung về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc đƣa ra cơ chế giảm phát thải nhà kính do suy thoái rừng và mất rừng ở các nƣớc đang phát triển. Hội nghị các bên liên quan đƣa ra khái niệm mở “REDD+” đƣợc lồng ghép để tăng cƣờng trữ lƣợng các bon lâm nghiệp hiện có, trong kế hoạch Hành động Bali (Indonesia) tại COP 13 năm 2007. Chƣơng trình REDD+ bao gồm các hoạt động: Giảm phát thải từ mất rừng, giảm phát thải từ suy thoái rừng, bảo tồn các bể chứa các bon, quản lý rừng bền vững, gia tăng lƣợng các bon trong các bể chứa các bon rừng. 6 Theo chƣơng trình REDD, các nƣớc sẽ đo đếm và giám sát lƣợng phát thải CO2 từ mất rừng và suy thoái rừng trong phạm vi biên giới nƣớc mình. Sau một giai đoạn nhất định, các nƣớc sẽ tính toán lƣợng giảm phát thải và nhận đƣợc số lƣợng tín chỉ các bon rừng có thể trao đổi trên thị trƣờng dựa trên sự giảm thiểu này. Các tín chỉ sau đó có thể đƣợc đem bán trên thị trƣờng các bon toàn cầu. Trƣớc những tác động tiêu cực của sự gia tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu, các quốc gia trên thế giới đã và đang tập trung tăng cƣờng các biện pháp giảm phát thải khí nhà kính đặc biệt là khí CO2. Tại hội nghị biến đổi khí hậu quốc tế COP 21 tại Paris năm 2015, các quốc gia đã đi đến thỏa thuận chung. Trong đó, có đƣa ra mục tiêu kiểm soát phát thải để sự gia tăng nhiệt độ của Trái Đất đến năm 2100 là thấp hơn đáng kể so với ngƣỡng 20C và cố gắng tiến tới ngƣỡng thấp hơn 1,50C. Với tầm quan trọng của các bể chứa các bon rừng đã có nhiều những tổ chức, cá nhân tiến hành nghiên cứu về sinh khối cũng nhƣ trữ lƣợng các bon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng để đƣa ra các phƣơng pháp luận hay đề xuất các chính sách trong việc bảo vệ rừng. 1.2. Hấp thụ CO2 từ rừng Theo dự đoán phát thải khí nhà kính đến năm 2030 thì phát thải khí nhà kính các ngành sản xuất gồm năng lƣợng và nông nghiệp đều tăng lên nhanh chóng, thậm chí đối với ngành năng lƣợng năm 2030 gấp hơn 14 lần so với năm 1993 (396,35 triệu tấn so với 27,5 triệu tấn). Chỉ duy nhất ngành lâm nghiệp đƣợc kỳ vọng sẽ tăng dần lƣợng hấp thụ các bon và lên đến khoảng 32,10 triệu tấn vào năm 2030. Lƣợng hấp thụ này sẽ đóng góp vào việc giảm tổng phát thải của Việt Nam đồng thời là nguồn tiềm năng để tham gia CDM, REDD qua đó nhận đƣợc tín dụng từ các quốc gia phát triển [1]. 7 Bảng 1.1. Dự đoán phát thải khí nhà kính tính tƣơng đƣơng CO2 đến năm 2030 (triệu tấn) Năm 1993 2000 2010 2020 2030 Năng lƣợng 27,5 44,48 103,40 187,82 396,35 Lâm nghiệp 29,88 4,20 -21,70 -28,40 -32,10 Nông nghiệp 46,6 52,50 57,20 64,70 68,29 Tổng 111,69 101,18 138,90 224,12 432,54 Ngành Nguồn: (Hydrometeorological Service of Vietnam, 1999) Tổng sinh khối của một lâm phần biến động mạnh và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khí hậu và thổ nhƣỡng. Sinh khối và các bon cũng bị ảnh hƣởng bởi độ tuổi của rừng và các cây trong rừng. Đối với các rừng non, việc tích lũy các bon sẽ diễn ra liên tục thông qua việc sinh trƣởng của cây và rừng. Mối quan hệ giữa kích thƣớc cây và sinh khối của chúng không phải là quan hệ đƣờng thẳng. Điều này có nghĩa là khi đƣờng kính và chiều cao tăng lên, sinh khối của cây cũng tăng nhƣng với tỉ lệ hoàn toàn khác. Các bon trong sinh khối cây đều bắt nguồn từ CO2 trong không khí thông qua quá trình quang hợp và sinh trƣởng của cây. Việc mất thảm thực vật che phủ, đốt rừng hoặc phân hủy gỗ sẽ làm các bon trở lại bầu không khí ở dạng CO2, hoặc khí metan (CH4) nếu cây bị phân hủy. Nhƣ vậy, rừng là kho chứa đựng các bon hấp thụ trong không khí. Một trong những chu trình luân chuyển sẽ làm các bon quay trở lại bầu khí quyển, nhƣng một phần sẽ đi vào chuỗi thức ăn hoặc đƣợc giữ lại trong đất. Sinh khối trong lâm phần bao gồm sinh khối trên mặt đất (sinh khối thân gỗ, sinh khối thảm tƣơi, cây bụi, sinh khối vật rơi rụng) và sinh khối dƣới mặt đất (sinh khối trong đất và sinh khối rễ) tƣơng ứng với nó sẽ có các bon tích lũy trên mặt đất và dƣới đất. 8 1.3. Một số nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon rừng trên thế giới Theo FAO tổng diện tích rừng trên thế giới hiện nay khoảng 4 tỉ ha, chiếm gần 30% diện tích đất toàn cầu. Hàng năm trên toàn thế giới bị mất đi khoảng 13 triệu ha rừng (trong đó có khoảng 0,4% là rừng nguyên sinh) và con số này vẫn chƣa có dấu hiệu giảm [17]. Phá rừng cũng là một trong những nguyên nhân chính làm cho lƣợng CO2 tăng lên và là nguyên nhân gây biến đổi khí hậu. Ƣớc tính lƣợng các bon lƣu giữ trong sinh khối và đất gấp khoảng 3 lần lƣợng các bon có trong khí quyển. Khoảng 35% khí nhà kính trong khí quyển là hậu quả của nạn phá rừng trong quá khứ và 18% lƣợng khí này phát thải hàng năm là do nạn phá rừng [16]. Các bể chứa các bon chính trong các hệ sinh thái rừng nhiệt đới là các sinh khối sống của cây cối và thực vật dƣới tán và khối lƣợng vật liệu chết của vật rơi rụng, mảnh vụn gỗ và các chất hữu cơ trong đất. Các bon đƣợc lƣu trữ trong sinh khối sống trên mặt đất của cây thƣờng là các bể chứa lớn nhất và ảnh hƣởng trực tiếp nhất bởi nạn phá rừng và suy thoái. Nhƣ vậy, ƣớc tính các bon trong sinh khối trên mặt đất của rừng là bƣớc quan trọng nhất trong việc xác định số lƣợng, dòng các bon từ rừng nhiệt đới. Phƣơng thức đo lƣờng đối với các bể chứa các bon khác nhau đã đƣợc mô tả ở các tài liệu của Post và cộng sự (1999), Brown và Masera (2003), Pearson và cộng sự (2005), IPCC (2006). Rừng cô lập và lƣu trữ các bon nhiều hơn bất kỳ hệ sinh thái nào trên trái đất khác và là “phanh” tự nhiên quan trọng đối với biến đổi khí hậu. Khi rừng bị chặt phá hoặc suy thoái, lƣu trữ các bon của chúng đƣợc giải phóng vào khí quyển nhƣ dioxide các bon (CO2). Nạn phá rừng nhiệt đới ƣớc tính đã phát thải từ 1-2 tỷ tấn C/năm trong những năm 1990, khoảng 15-25% lƣợng phát thải khí nhà kính toàn cầu hàng năm. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong hầu hết các nƣớc nhiệt đới lớn nhất là từ nạn phá rừng và suy thoái rừng. Trong những năm gần đây đã có rất nhiều nghiên cứu về xác định tích lũy các bon trong các loại rừng nhiệt đới điển hình là nghiên cứu của Houghton (1999) và DeFries và cộng sự (2002) cho thấy lƣợng các bon tích lũy tại rừng nhiệt đới xích đạo Mỹ La tinh là 200 tấn C/ha, rừng nhiệt đới thay đổi theo mùa là 140 tấn C/ha, rừng nhiệt đới khô là 55 tấn C/ha, rừng lá rộng là 100 tấn C/ha. Các nghiên cứu của IPCC năm 2006 tại các khu vực này cũng cho số liệu lần lƣợt là: 193 tấn C/ha, 128 tấn C/ha, 126 tấn C/ha. Nghiên cứu của Gibbs và Brown (2007) tại khu vực cận Sahara Châu Phi cho thấy khả năng tích lũy các bon của rừng nhiệt đới xích đạo là 99 tấn C/ha, 9 rừng nhiệt đới thay đổi theo mùa là 38 tấn C/ha, rừng nhiệt đới khô là 17 tấn C/ha. Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng nhiệt đới Châu Á năm 2006 IPCC cho kết quả là: rừng nhiệt đới xích đạo 180-225tấn C/ha, rừng nhiệt đới thay đổi theo mùa là 105-169 tấn C/ha, rừng nhiệt đới khô là 78-96 tấn C/ha. Nghiên cứu của Brown (1997) và Achard (2004) tại khu vực Trung Mỹ với rừng tại Panama-Amazon là 129 tấn C/ha, rừng tại Braxin –Amazon là 186 tấn C/ha. Có rất nhiều nghiên cứu khẳng định rằng rừng là bể chứa các bon. Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lƣợng các bon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất; IPCC (2000); Pregitzer và Euskirchen, (2004). Theo ƣớc 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; IPCC (2000). Brown và cộng sự (1996) đã ƣớc lƣợng tổng lƣợng 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 Gt C, 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 đƣợc 11 – 15% tổng lƣợng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch trong thời gian tƣơng đƣơng. Năm 1986, Paml và cộng sự đã cho rằng lƣợng các bon 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 lƣợng sinh khối trên mặt đất từ 50 – 430 tấn/ha (tƣơng đƣơng 25 – 215 tấn C/ha) và trƣớc khi có tác động của con ngƣời thì các trị số tƣơng ứng là 350 – 400 tấn/ha (tƣơng đƣơng 175 – 200 tấn/ha). Murdiyarso (1995) đã nghiên cứu và đƣa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lƣợng các bon hấp thụ từ 161 – 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất. Tại Philippines, năm 1999 Lasco cho biết ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86 – 201 tấn C/ha (tƣơng đƣơng 370 – 52 tấn sinh khối khô/ha, lƣợng Các bon ƣớc chiếm 50% sinh khối). Ở Malayxia, lƣợng các bon trong rừng biến động từ 100 – 160 tấn/ha và tính cả trong sinh khối và đất là 90 – 780 tấn/ha. 10 Tại Indonesia, Noordwijk (2000) đã nghiên cứu khả năng tích luỹ Các bon của các rừng thứ sinh, các hệ thống nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm. Kết quả cho thấy lƣợng các bon hấp thụ trung bình là 2,5 tấn/ha/năm. Theo McKenzie (2001), Các bon trong hệ sinh thái rừng thƣờng tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Việc xác định lƣợng Các bon trong rừng thƣờng đƣợc thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng [14]. Nghiên cứu của Joyotee Smith và Sara J.Scherr (2002) đã định lƣợng đƣợc lƣợng các bon lƣu giữ trong các kiểu rừng nhiệt đới và trong các loại hình sử dụng đất ở Brazil, Indonesia và Cameroon, bao gồm trong sinh khối thực vật và dƣới mặt đất từ 0- 20 cm. Kết quả nghiên cứu cho thấy lƣợng các bon lƣu trữ trong thực vật giảm dần từ kiểu rừng nguyên sinh đến rừng phục hồi sau nƣơng rẫy và giảm mạnh đối với các loại đất nông nghiệp. Trong khi đó phần dƣới mặt đất lƣợng các bon ít biến động hơn, nhƣng cũng có xu hƣớng giảm dần từ rừng tự nhiên đến đất không có rừng [32]. Để tính Các bon trong cây, Erica A. H. Smithwick cùng cộng sự đã phân chia cây mẫu thành các bộ phận khác nhau, đo đƣờng kính của toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn. Sinh khối của từng bộ phận đƣợc tính toán thông qua các hàm hồi quy sinh trƣởng riêng cho từng loài, trong một số trƣờng hợp, loài nào đó chƣa xây dựng hàm hồi quy sinh trƣởng thì sẽ áp dụng hàm sinh trƣởng của loài tƣơng đối gần gũi. Nghiên cứu cũng chỉ ra tỷ lệ các bon chiếm trong từng bộ phận nhƣ cành nhánh chiếm 5,9%; thân: 33,8%, vỏ chiếm 5,1%. Theo Sara Beth Gann (2003), các bon cần đƣợc tính đối với tất cả các bộ phận của cây nhƣ lá, thân, cành nhánh, rễ, tuy vậy việc tính toán cần phải phù hợp với điều kiện thực tế cũng nhƣ chi phí để thực hiện. Việc ƣớc tính các bon trong cây rừng, lâm phần thƣờng đƣợc tính trên cơ sở dự báo khối lƣợng sinh khối khô của rừng trên đơn vị diện tích (tấn/ha) tại từng thời điểm trong quá trình sinh trƣởng. Từ đó tính trực tiếp lƣợng CO2 hấp thụ và lƣu trữ trong vật chất hữu cơ của rừng, hoặc tính khối lƣợng các bon với bình quân là 50% của sinh khối khô rồi từ đó suy ra CO2 [12]. Jenkins và cộng sự (2004) đã thiết lập mối tƣơng quan giữa lƣợng các bon hấp thụ và đƣờng kính ngang ngực cho các loài cây khác nhau ở Bắc nƣớc Mỹ, phƣơng pháp này dựa trên sự thống nhất về một mối quan hệ tƣơng quan sinh trƣởng giữa kích 11