Tài liệu Bài giảng nông lâm kết hợp với biến đổi khí hậu

Mạng lưới Giáo dục Nông lâm kết hợp Việt Nam Vietnam Network for Agroforestry Education - VNAFE BÀI GIẢNG NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Biên soạn: PGS.TS. Bảo Huy, TS. Võ Hùng và TS. Nguyễn Thị Thanh Hương Đăk Lăk, tháng 12 năm 2011 i ii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................IV DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................. V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................VI CHƯƠNG 1 : BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........................................................................... 1 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu .............................................................................. 1 1.1.1. Biến đổi khí hậu là gì? ................................................................................ 4 1.1.2. Làm thế nào để chúng ta biết được đang biến đổi khí hậu? ........................ 5 1.1.3. Biến đổi khí hậu trong những năm gần đây ................................................ 8 1.1.4. Biến động khí CO2 trong khí quyển .......................................................... 12 1.2. Tác động của biến đổi khí hậu ............................................................................ 15 1.3. Vấn đề đạo đức của biến đổi khí hậu .................................................................. 18 CHƯƠNG 2 : GIẢM NHẸ VÀ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........... 22 2.1 Các khái niệm ....................................................................................................... 22 2.2 Chiến lược giảm nhẹ ............................................................................................ 23 2.3 Chiến lược thích ứng ............................................................................................ 23 CHƯƠNG 3 : NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ...................... 26 3.1 Nhận thức chung về Nông lâm kết hợp ............................................................... 26 3.1.1. Các khái niệm về nông lâm kết hợp .......................................................... 26 3.1.2. Lợi ích canh tác nông lâm kết hợp ............................................................ 27 3.2 Giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng thông qua nông lâm kết hợp ................... 27 3.2.1. Nông Lâm kết hợp giúp giảm phát thải của hệ th ng canh tác ................. 27 3.2.2. 3.3 hư ng pháp nghi n cứu hấp th CO2 của mô hình NL H – C lượng h a giá tr môi trư ng của NL H............................................................. 33 ng ng GI trong giám át thay đổi ng đất và phát thải khí CO2 – Vai tr Nông Lâm kết hợp trong giảm phát thải t thay đổi ng đất ....................... 42 3.3.1. hân tích thay đổi trạng thái/thảm phủ ..................................................... 43 3.3.2. c tính phát thải CO2 t thay đổi thảm phủ và k ch bản áp ng NL H để giảm phát thải ....................................................................................... 49 3.4 Thích ứng v i biến đổi khí hậu thông qua nông lâm kết hợp .............................. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 61 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Tỷ lệ đ ng g p của các loại khí trong khí quyển........................................... 9 Bảng 1.2: Lượng phát thải khí CO2 của một qu c gia tr n thế gi i ........................ 14 Bảng 3.1: Các mô hình ư c lượng carbon trong các bộ phận và cây bình quân b i l i đỏ .................................................................................................................. 36 Bảng 3.2: h i lượng C/CO2 hấp th trong các bộ phận và cây bình quân b i l i đỏ . 36 Bảng 3.3: Các mô hình ự báo inh kh i tư i/khô và lượng carbon cây b i l i đỏ tích lũy trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn ................................................... 37 Bảng 3.4: Dự báo inh kh i tư i/khô và lượng CO2 b i l i đỏ hấp th /ha t i ưu trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn ................................................................... 40 Bảng 3.5: Dự báo giá tr kinh tế, môi trư ng của mô hình NL H b i l i đỏ - ắn theo chu kỳ kinh oanh ........................................................................................ 41 Bảng 3.6: Bảng ma trận thay đổi ng đất ............................................................... 48 Bảng 3. : Giá tr trung bình Carbon tích lũy và CO 2 hấp th của các trạng thái, thảm phủ ................................................................................................................ 49 Bảng 3. : Hấp th CO2 năm 2003 ................................................................................. 49 Bảng 3. : Hấp th CO2 năm 200 ................................................................................ 50 Bảng 3.10: ch bản áp ng NL H cho đất nông nghiệp .......................................... 50 Bảng 3.11: Các giai đoạn và các bư c chính trong tiến trình TD để phát triển NL H ...................................................................................................................... 54 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính .............................................................................2 Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính ..................................................................3 Hình 1.3: Mực nư c biển âng o n ng l n toàn cầu và Dự báo 2100 ........................... 4 Hình 1.4: Hiệu ứng nhà kính khí quyển ..........................................................................6 Hình 1.5: Nghi n cứu m i khẳng đ nh toàn cầu đang thật ự n ng l n .......................... 7 Hình 1.6: Thay đổi Carbon toàn cầu t 1 50-2000 ...................................................... 10 Hình 1.7: Quỹ đạo của bão Tây Bắc Thái Bình Dư ng và Biển Đông ...................... 11 Hình 1. : Diễn biến của mực nư c biển tại Trạm hải văn H n Dáu ............................ 12 Hình 1. : Nhà máy nhiệt điện chạy than thải nhiều khí CO2. (Nguồn: hecweb.org) ....17 Hình 1.10: hát thải CO2 bình quân đầu ngư i năm 200 một qu c gia ..............19 Hình 1.11: Ngư i ân omalia phải đi t nạn enya o hạn hán. (Nguồn: AFP/TTXVN) .....................................................................................................20 Hình 3.1: Dự báo tiềm năng hấp th C vào năm 2040 (Mt C/ năm) v i các phư ng thức ng đất và lựa chọn quản lý khác nhau (nguồn I CC, 2000) ..............28 Hình 3.2: Lưu giữ C trong các hệ inh thái khác nhau của vùng nhiệt đ i ẩm. ............28 Hình 3.3 : Lượng carbon được lưu giữ trong thực vật và ư i mặt đất theo các kiểu ng r ng nhiệt đ i Brazil, Cameroon, In one ia ..........................................29 Hình 3.4: Mô hình hàm 1/2 log biểu iễn ự uy giảm lượng C tích luỹ trong các kiểu ng r ng nhiệt đ i Brazil, Cameroon, In one ia .....................................30 Hình 3.5: Giải tích cây b i l i trong mô hình NL H : B i l i – Sắn để ác đ nh inh kh i và phân tích C ............................................................................................. 32 Hình 3.6: Cân để ác đ nh kh i lượng inh kh i tư i 4 bộ phận cây b i l i đỏ: Thân, cành, lá và vỏ ......................................................................................................33 Hình 3. : Lấy mẫu 4 bộ phận cây b i l i đỏ để phân tích hàm lượng carbon: Thân, cành, lá và vỏ ......................................................................................................34 Hình 3. : Tỷ lệ %C trong các bộ phận thân cây o v i tổng C trong cây b i l i .........35 Hình 3.9: Tỷ lệ %C trong inh kh i khô các bộ phận thân cây b i l i ...................... 35 Hình 3.10: Cách ứng ng các mô hình ư c lượng CO2 b i l i đỏ hấp th trong mô hình NL H b i l i đỏ - ắn................................................................................39 Hình 3.11: Tiến trình phát triển kỹ thuật c ự tham gia - PTD ...................................53 Hình 3.12: Làm giàu r ng khộp nghèo bằng cây tếch ..................................................56 Hình 3.13: Mô hình NL H: Tre; Mít nghệ en ứa Cayen tr n đất v c ...................... 57 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa CDM Clean Development Mechani m: C chế phát triển ạch CERMES Centre for Resource Management and Environmental Studies: Trung tâm Quản Lý Tài Nguy n và Môi trư ng CGIAR Consultative Group on International Agricultural Research: Nhóm Tư vấn Nghi n cứu Nông nghiệp Qu c tế CO2 Carbon Dioxide COP Conference of the Parties: Hội ngh các đ i tác COP/MOP Conference of the Parties Serving as the Meeting of the Parties to the yoto rotocol: Hội ngh các đ i tác để thực hiện Ngh đ nh thư Kyoto GEF Global Environmental Facility: Quỹ Môi trư ng toàn cầu GHGs Greenhouse Gases: Khí nhà kính IPCC Intergovernmental anel on Climate Change: Ủy ban li n chính phủ về biến đổi khí hậu HFCs Khí Hydrofluorocarbons IEA International Energy Agency: C quan năng lượng qu c tế ICRAF International Center on Re earch in Agrofore try: Trung tâm qu c tế nghiên cứu về Nông lâm kết hợp yoto rotocol: Ngh đ nh thư yoto KP MACC Mainstreaming Adaptation to Climate Change: Lồng ghép vấn đề thích ứng v i biến đổi khí hậu môi trư ng MDGs Millennium Development Goal : M c ti u phát triển thi n ni n kỷ NLKH Nông lâm kết hợp REDD Reduced Emission from Deforestation in Developing Countries: Giảm phát thải khí nhà kính o mất r ng các nư c đang phát triển la h an Burn Agriculture: Canh tác nư ng rẫy SBA UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change: Công ư c khung của Li n hợp qu c về biến đổi khí hậu UNCED United Nations Council for Environment and Development: Hội đồng Liên hợp qu c về Môi trư ng và hát triển UNEP United Nations Environment Programme: Chư ng trình Môi trư ng của Li n Hợp qu c WMO Worl Meteorological Organi ation: Tổ chức hí tượng thế gi i vi CHƯƠNG 1: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Trái đất đang phải đ i mặt v i một thảm họa khí hậu gây ra b i hành động của con ngư i. hoa học không c n nghi ng về chất gây ô nhiễm t quá trình đ t cháy nhi n liệu h a thạch và các hoạt động khác của con ngư i tích t trong bầu khí quyển, bẫy bức ạ, và làm nhiệt độ trái đất gia tăng. Nhiều loại tác động được ự đoán và một c khả năng theo cách: tăng nhiệt độ, thay đổi trong mức độ mưa và th i v , tăng tỷ lệ của các biểu hiện th i tiết khắc nghiệt như hạn hán, lũ l t và bão l n, nư c biển âng, ự tan chảy của băng vùng cực và ông băng. Những tác động inh thái và con ngư i o những thay đổi này được ự kiến ẽ bao gồm a mạc h a, mất mát của khu r ng nhiệt đ i và rạn an hô, giảm năng uất nông nghiệp, ự tuyệt chủng của inh vật, thiếu nư c, thư ng vong ngày càng tăng t các thảm họa tự nhi n, và lây lan của các bệnh nhiệt đ i. Quy mô của những tác động này mang lại là một ự uy giảm h n nữa trong chất lượng môi trư ng và phúc lợi ã hội, ẫn đến ự bất ổn b i nạn đ i, i cư khổng lồ, và chiến tranh tài nguy n. Tất cả ẽ ph thuộc vào hành động của con ngư i trong vài thập kỷ t i, về khả năng thích ứng giảm nhệ tác động của biến đổi khí hậu o nhiệt độ ngày càng tăng và nồng độ khí gây hiệu ứng nhà kính. (Nguồn: Nautilus Viện An ninh và bền vững.) Carbon io i e và một khí khác trong bầu khí quyển của Trái đất như một nhà kính điều h a nhiệt độ chúng ta. Giữ ấm bề mặt của hành tinh tự nhi n bằng cách giữ nhiệt năng lượng mặt tr i trong khí quyển là một điều t t vì n giữ cho hành tinh của chúng ta inh ng. Tuy nhi n, bằng cách đ t nhi n liệu h a thạch như khí đ t, than đá và ầu mỏ và các khu r ng b mất, đã làm tăng đột ngột lượng carbon io i e trong bầu khí quyển của Trái đất và nhiệt độ đang tăng l n. Điều này được gọi là "tăng cư ng hiệu ứng nhà kính". Một chất khí không màu và không mùi, được hình thành t carbon và hai nguy n t ô y, CO2 chiếm khoảng 0,03%, của bầu khí quyển của Trái đất. Đây là một tỷ lệ rất nhỏ, nhưng n đ ng một vai tr quan trọng trong việc uy trì ự cân bằng khí quyển cần thiết đ i v i ự ng. Ngược lại, bầu khí quyển của hành tinh chết "như ao im và ao Hỏa được tạo thành chủ yếu là CO2. 1 Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính CO2 được ản uất b i nhà máy đã được trung tâm trong việc giữ nhiệt độ bề mặt trái đất trung bình 14°C trong 10.000 năm qua, đ là điều kiện inh ng cho thực vật, động vật và các hoạt động của con ngư i chúng ta biết ngày hôm nay. Điều này được gọi là "hiệu ứng nhà kính tự nhi n" hần l n các loại đá, đất, động vật, thực vật và nư c tr n Trái đất được tạo thành t carbon, rất nhiều carbon được lưu trữ hàng triệu năm ư i l ng đất hoặc đại ư ng ạng h a thạch t động vật phân hủy và thực vật. hi n được chiết uất và đ t cháy - như là một nhi n liệu h a thạch như ầu, khí đ t và than đá, thoát ra carbon vào bầu không khí n i n kết hợp v i o y để tạo thành CO2. Điều này c nghĩa rằng CO2 là một ự lãng phí ản phẩm, gây ô nhiễm - mỗi khi chúng ta đ t cháy nhi n liệu h a thạch để tạo năng lượng điện cho ánh áng, ư i ấm và nấu ăn hoặc ăng ng để chạy động c - và n vẫn tồn tại trong khí quyển khoảng 100 năm. Tổ chức hí tượng thế gi i (WMO) thông báo lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính đã tăng l n mức cao nhất trong năm 2010 kể t th i điểm tiền công nghiệp. 2 Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính Lưu ý rằng chlorofluorocarbon (CFC) không uất hiện trư c năm 1 00. Báo cáo của WMO cho thấy, trong giai đoạn 1 0 - 2010, lượng ph ng ạ c nguồn g c t các loại khí gây hiệu ứng tăng 2 % và đang làm nhiệt độ trái đất ấm ần l n. Ba loại khí gây hiệu ứng nhà kính phổ biến và tồn tại lâu trong khí quyển là carbon dioxide (CO2), metan (CH4) và nit o i e (N2O). Tuy nhi n, khí thải t quá trình đ t các nhi n liệu h a thạch, chặt phá r ng và những thay đổi trong quá trình ng đất làm cho khí CO2 tăng 3 % o v i năm 1750 - th i điểm thế gi i bư c vào kỷ nguy n công nghiệp h a. Năm 2010, nồng độ khí metan trung bình là 1. 0 phân t trong một tỷ phân t không khí trạng thái khô, tăng nhẹ o v i năm 200 và tăng 15 % kể t năm 1 50. Đây là bản báo cáo tác hại hiệu ứng nhà kính thứ trong một loạt các báo cáo về tác hại của hiệu ứng nhà kính kể t năm 2004. (VNexpress) ết quả là, tỷ lệ CO2 và các khí Methane, Nitrogen Oxides và CFC trong khí quyển tăng nhanh, làm cho trái đất ấm l n. Điều này đang gây ra nhiệt độ trung bình tăng l n, làm ảy ra thư ng uy n h n các ự kiện th i tiết khắc nghiệt, lũ l t, hạn hán ài hạn, tan chảy băng cực và ông băng và tăng mực nư c biển. Các m i quan hệ giữa nhiệt độ tăng và mực nư c biển trong 100 năm qua được thể hiện qua đồ th au đây. 3 Mực nước biển dâng do trái đất ấm lên Mực nước biển dâng trong thế kỷ qua Dự báo mực nước biển dâng đến 2100 Hình 1.3: Mực nước biển dâng do nóng lên toàn cầu và Dự báo 2100 1.1.1 Biến đổi khí hậu là gì? Theo Hội đồng li n chính phủ về biến đổi khí hậu (I CC) thì biến đổi khí hậu là một biến thể c ý nghĩa th ng k trong một th i gian ài, thư ng thập kỷ hoặc lâu h n. N bao gồm các thay đổi về tần uất và cư ng độ của các ự kiện th i tiết không bình thư ng và ự gia tăng li n t c (chậm) về nhiệt độ trung bình của bề mặt toàn cầu. Biến đổi khí hậu c n được gọi là ự ấm l n toàn cầu. Đ là o trực tiếp hoặc gián tiếp b i hoạt động của con ngư i làm thay đổi thành phần của khí quyển (UNFCCC trích dẫn của Lasco et al, 2004). I CC đã kết luận rằng hoạt động của con ngư i phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính vào bầu khí quyển c trách nhiệm đ i v i hầu hết của ự ấm l n của ít nhất 50 năm qua (http://www/ifpri.org/). Lasco et al (2004) báo cáo rằng nồng độ carbon io i e trong khí quyển đã tăng h n 30% kể t th i tiền công nghiệp và vẫn c n tăng mức trung bình 0,4% mỗi năm, chủ yếu là o quá trình đ t cháy nhi n liệu h a thạch và phá r ng. Báo cáo năm 200 của Hội đồng li n chính phủ về biến đổi khí hậu (I CC) đã khẳng đ nh rằng ự n ng l n toàn cầu đang ảy ra và biến đổi khí hậu là o con ngư i gây ra. I CC kết luận rằng " ự ấm l n của hệ th ng khí hậu là rõ ràng", và đ là hậu quả o ảnh hư ng của các hoạt động của con ngư i trên trái đất kể t khi bắt 4