Tài liệu Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng sa mộc (cunninghamia lanceolata hook) tại huyện mường khương, tỉnh lào cai

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------------------- ĐOÀN DOANH TIẾN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CARBON CỦA RỪNG TRỒNG SA MỘC (Cunninghamia lanceolata Hook) TẠI HUYỆN MƯỜNG KHƯƠNG, TỈNH LÀO CAI LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------------------- ĐOÀN DOANH TIẾN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CARBON CỦA RỪNG TRỒNG SA MỘC (Cunninghamia lanceolata Hook) TẠI HUYỆN MƯỜNG KHƯƠNG, TỈNH LÀO CAI CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 86 20 201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. NGUYỄN THỊ THU HIỀN 2. TS. ĐỖ HOÀNG CHUNG Thái Nguyên - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu trong Luận văn này là hoàn toàn trung thực. Các số liệu và kết quả công bố trong Luận văn là công trình nghiêm túc của tôi. Nếu có gì sai phạm tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước đơn vị đào tạo và trước pháp luật. Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2019 Học viên Đoàn Doanh Tiến ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất, sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Thị Thu Hiền, TS. Đỗ Hoàng Chung, người thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản cũng như đóng góp những ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành bản Luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các anh chị tại Khoa Sau đại học đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể tham gia học tập và hoàn thành tốt Luận văn Thạc sĩ. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh, em đang công tác tại huyện Mường Khương đã cung cấp thông tin, số liệu và trả lời phỏng vấn trong quá trình thực tế tại địa phương. Viện Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng nơi đã giúp tôi tiến hành các thí nghiệm để thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn các cán bộ Hạt Kiểm lâm huyện Mường Khương, 2 sinh viên Khoa Lâm nghiệp – Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên khóa 2015 - 2019 đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, những người đã luôn quan tâm, động viên, chia sẻ và khuyến khích tôi trong suốt thời gian qua. Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2019 Học viên Đoàn Doanh Tiến iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các yếu tố cơ bản khí hậu, thời tiết huyện Mường Khương – Lào Cai ......................................................................................................... 26 Bảng 1.2. Tình hình sử dụng đất đai của huyện Mường Khương, năm 2018 29 Bảng 1.3. Diễn biến tài nguyên rừng trồng của huyện Mường Khương ........ 31 Bảng 1.4. Diễn biến rừng trồng Sa mộc của huyện Mường Khương ............. 32 Bảng 2.1. Bảng điều tra rừng trồng Sa mộc tại huyện Mương Khương ......... 38 Bảng 2.2. Bảng tổng hợp kết quả sinh khối tươi của các cây tiêu chuẩn rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu ................................................... 39 Bảng 2.3. Bảng tổng hợp kết quả sinh khối khô của các cây tiêu chuẩn rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu ................................................... 41 Bảng 3.1. Tổng hợp các chỉ tiêu sinh trưởng của cây Sa mộc ở các tuổi khác nhau tại Mường Khương – Lào Cai ...................................................... 44 Bảng 3.2. Thông tin sinh trưởng cây mẫu tại khu vực nghiên cứu ................. 46 Bảng 3.3. Kết cấu sinh khối tươi cây cá thể Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ......................................................................................................... 48 Bảng 3.4. Kết cấu sinh khối khô ở các bộ phận cây cá thể Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ................................................................................. 51 Bảng 3.5. Bảng tính toán sinh khối tươi, khô của lâm phần cây Sa mộc ....... 53 Bảng 3.6. Kết cấu trữ lượng Carbon tích lũy trong cây cá thể Sa mộc .......... 54 Bảng 3.7. Tổng trữ lượng Carbon tích lũy của lâm phần Sa mộc ................. 55 Bảng 3.8. Lượng hóa giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO 2 của rừng trồng Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ....................................................... 57 Bảng 3.9. Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tương quan giữa tổng sinh khối tươi với D1.3 của rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu ................ 59 Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tương quan giữa tổng sinh khối khô với D1.3 của rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu ................ 61 Bảng 3.11. Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tương quan giữa tổng lượng Carbon với D1.3 của rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu .......... 63 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Biểu đồ và số liệu thống kê của World Bank về khối lượng .......... 10 và giá trị giao dịch Carbon .............................................................................. 10 Hình 1.2. Bản đồ hành chính huyện Mường Khương ..................................... 24 Hình 3.1. Tỷ lệ sinh khối tươi của các bộ phận Sa mộc ở các tuổi khác nhau tại Mường Khương – Lào Cai ............................................................... 49 Hình 3.2. Tỷ lệ sinh khối tươi của các bộ phận Sa mộc tuổi khác nhau tại Mường Khương – Lào Cai .................................................................... 52 v DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa từ viết tắt BĐKH Biến đổi khí hậu CDM Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism) COP Hội nghị cấp cao Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (Conference of the Parties) D1.3 Đường kính tại vị trí 1,3 mét cây ĐDSH Đa dạng sinh học ETS Hệ thống giao dịch phát thải (Emission Trading System) EU Liên minh Châu Âu GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geograpic Information System) Hvn Chiều cao vút ngọn cây IPCC Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) IUCN Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (International Union for Conservation of Nature) LHQ Liên Hợp quốc MONRE Bộ Tài nguyên và Môi trường (Ministry of Natural Resources and Environment) OTC Ô tiêu chuẩn PTNT Phát triển nông thôn REDD+ Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ mất rừng và suy thoái rừng (Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation) TNMT Tài nguyên và Môi trường UBND Ủy ban nhân dân vi UNDP Chương trình phát triển Liên hợp quốc (United Nations Development Programme) UNEP Chương trình Môi trường Liên Hợp quốc (United Nations Environment Programme) UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United Nations Educational, Scientific and Cultural Oganization) UNFCCC Công ước khung của Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change) UNREDD Chương trình hợp tác của LHQ về giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng WB Ngân hàng Thế giới (World Bank) WMO Tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organization) vii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................I LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. II DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... III DANH MỤC HÌNH ....................................................................................... IV DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT .............................................................. V MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................... 3 3. Giới hạn của đề tài ...................................................................................... 3 4. Ý nghĩa đề tài ............................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................... 4 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu .................................................. 4 1.2. Tổng quan nghiên cứu trên Thế giới ...................................................... 5 1.2.1. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng ....................................................................................................................... 5 1.2.1.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng ............................................ 5 1.2.1.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng ............ 7 1.2.2. Những nghiên cứu về thị trường Carbon của rừng ............................. 8 1.2.3. Nghiên cứu đặc điểm đối tượng nghiên cứu (của cây Sa mộc) ........ 11 1.2.3.1. Đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố ................................... 11 1.2.3.2. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng trồng Sa mộc . 13 1.2.3.3. Sinh trưởng và sản lượng rừng trồng Sa mộc ............................ 13 1.3. Tổng quan nghiên cứu ở Việt Nam....................................................... 14 1.3.1. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng ..................................................................................................................... 14 viii 1.3.1.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng .......................................... 14 1.3.1.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng .......... 16 1.3.2. Những nghiên cứu về thị trường Carbon của rừng ........................... 19 1.3.3. Nghiên cứu đặc điểm đối tượng nghiên cứu (của cây Sa mộc) ........ 20 1.3.3.1. Đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố ................................... 20 1.3.3.2. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng trồng Sa mộc . 21 1.3.3.3. Sinh trưởng và sản lượng rừng trồng ......................................... 22 1.4. Tổng quan khu vực nghiên cứu ............................................................ 23 1.4.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ............................................ 23 1.4.1.1. Vị trí địa lý huyện Mường Khương ........................................... 23 1.4.1.2. Địa hình, địa thế ......................................................................... 24 1.4.1.3. Điều kiện khí hậu, thời tiết ......................................................... 25 1.4.1.4. Điều kiện thủy văn ..................................................................... 27 1.4.1.5. Tài nguyên đất huyện Mường Khương ...................................... 27 1.4.1.6. Tình hình sử dụng đất đai huyện Mường Khương .................... 28 1.4.1.7. Diễn biến trồng rừng qua các năm qua của huyện Mường Khương .................................................................................................... 31 1.4.2. Điều kiện hình kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu .................. 33 1.4.2.1. Tình hình dân số, lao động và việc làm ..................................... 33 1.4.2.2. Thực trạng nguồn thu nhập chủ yếu trên địa bàn huyện ............ 33 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 35 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................... 35 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 35 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 35 2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 35 2.3. Cách tiếp cận .......................................................................................... 36 ix 2.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 36 2.4.1. Cơ sở phương pháp luận ................................................................... 36 2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu ............................................................ 37 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 44 3.1. Kết quả đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng và lựa chọn mẫu ................ 44 3.2. Nghiên cứu sinh khối của cây cá thể và của lâm phần ....................... 46 3.2.1. Nghiên cứu kết cấu sinh khối tươi cây cá thể ................................... 47 3.2.2. Nghiên cứu kết cấu sinh khối khô của cây cá thể ............................. 50 3.2.3. Nghiên cứu tổng sinh khối toàn lâm phần ........................................ 52 3.3. Nghiên cứu trữ lượng Carbon cây cá thể và của lâm phần Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ........................................................................... 53 3.3.1. Nghiên cứu trữ lượng Carbon tích lũy của cây cá thể Sa mộc ......... 53 3.3.2. Nghiên cứu trữ lượng Carbon tích lũy của lâm phần Sa mộc........... 55 3.4. Lượng hóa giá trị thương mại từ hấp thụ CO2 của rừng Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ........................................................................... 56 3.5. Xây dựng mối tương quan giữa sinh khối, trữ lượng Carbon với chỉ tiêu sinh trưởng D1.3 ...................................................................................... 58 3.5.1. Tương quan giữa tổng sinh khối cây cá thể với đại lượng D1.3 ........ 58 3.5.2. Tương quan giữa tổng sinh khối khô cây cá thể với đại lượng D1.3 . 60 3.5.3. Tương quan giữa trữ lượng Carbon tích lũy trong cây cá thể với D1.3 ..................................................................................................................... 62 3.6. Đề xuất ứng dụng một số kết quả và biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng Sa mộc tại Mường Khương – Lào Cai ............................................... 64 3.6.1. Đề xuất ứng dụng một số kết quả nghiên cứu................................... 64 3.6.2. Đề xuất ứng dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh: ............................... 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 67 1. Kết luận ...................................................................................................... 67 x 2. Tồn tại......................................................................................................... 69 3. Kiến nghị .................................................................................................... 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Sự biến đổi khí hậu đã và đang gây nên những tác động tiêu cực về môi trường sống như mực nước biển dâng, gia tăng hạn hán, lũ lụt và các hiện tượng thời tiết cực đoan,... gây ảnh hưởng rất lớn tới đời sống của con người. Các nhà khoa học cho rằng, nguyên nhân trực tiếp của sự biến đổi khí hậu là do việc gia tăng các khí thải ra môi trường, đặc biệt là các chất khí gây hiệu ứng nhà kính (Greenhouse effect) đó là các khí có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài từ mặt đất phát ra và phát trở lại mặt đất gây ra hiệu ứng ấm lớp khí quyển gần mặt đất. Các khí gây hiệu ứng nhà kính bao gồm hơi nước, carbonic (CO2), mê tan, Ô zôn nhưng trong đó khí CO2 là nguyên nhân nguy hiểm nhất. Để chống lại sự thay đổi khí hậu nói chung và nóng lên toàn cầu nói riêng đang diễn ra do gia tăng lượng khí CO2 từ các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hoá thạch trong công nghiệp, đốt nhiên liệu, phá rừng… Nghị định thư Kyoto (năm 2002) đã yêu cầu các nước công nghiệp cắt giảm mức phát thải khí nhà kính tối thiểu một lượng 5,2% trong giai đoạn năm 2008 - 2012 so với mức phát thải năm 1990. Có một cơ chế phát triển sạch CDM cho phép các nước phát triển đạt được một phần mục tiêu giảm phát thải bắt buộc của họ thông qua đầu tư thương mại các dự án trồng rừng tại các nước đang phát triển, sẽ nhằm hất thụ CO2 từ khí quyển. Việt Nam đã có những hoạt động tích cực để góp phần ngăn chặn sự nóng lên của trái đất trên phạm vi toàn cầu. Đã quan tâm đến trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc như các chương trình PAM, chương trình 327, chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng 661 và các chương trình bảo tồn khác do nhà nước, các tổ chức, cá nhân đầu tư xây dựng. Tính đến ngày 31/12/2018 diện tích rừng trồng ở Việt Nam đạt 4.235.770 ha, trong đó có 83.550 ha rừng đặc dụng, 656.475 ha rừng phòng hộ, 3.495.745 ha rừng sản xuất, diện tích đất có rừng đủ tiêu chuẩn để tính độ che phủ toàn quốc là 13.785.642 ha, tỷ lệ che phủ là 41,65% (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2019). 2 Tuy nhiên việc trồng rừng nhằm hấp thụ CO2 theo cơ chế phát triển sạch CDM và việc nghiên cứu định lượng các giá trị và những lợi ích của rừng về môi trường, đặc biệt là khả năng hấp thụ CO2 tuy đã được nhiều các tác giả nghiên cứu nhưng chưa áp dụng nhiều vào thực tế ở Việt Nam. Trên thực tế lượng CO2 hấp thụ phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây ưu thế, tuổi lâm phần. Do đó, đòi hỏi phải có những nghiên cứu định lượng khả năng hấp thụ CO2 làm cơ sở xác định giá trị thương mại CO2 là việc làm cần thiết. Sa Mộc có tên khoa học là Cunninghamia lanceolata, là loại cây có giá trị và đem lại lợi ích kinh tế cao. Ở nước ta Sa mộc được trồng nhiều ở các tỉnh biên giới phía bắc như Lào Cai, Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái, Lạng Sơn, Quảng Ninh, với tổng diện tích lên đến trên 10.000 ha. Huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai là một huyện miền núi có khí hậu lạnh phù hợp với sinh trưởng và phát triển của loài Sa mộc và đã được trồng với diện tích khá lớn, diện tích rừng Sa mộc trên địa bàn huyện hiện có 4.158 ha/7.258 ha rừng trồng, chiếm 57,3% tổng diện tích rừng trồng của huyện, diện tích rừng trồng này đã góp phần rất lớn trong tỷ lệ che phủ rừng của địa phương, đóng góp cho nguồn sinh kế của người dân. Nhằm đi sâu nghiên cứu, đánh giá giá trị môi trường và khả năng tích lũy carbon của rừng trồng Sa mộc tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai hiện nay, đồng thời dự báo được khả năng hấp thụ CO 2 của rừng Sa mộc và các phương thức quản lý rừng để làm cơ sở khuyến khích, xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng, đây chính là vấn đề còn thiếu nghiên cứu ở Việt Nam. Từ những điều kiện thực tiễn ở địa phương, để có cơ sở khoa học cho việc định hướng, lựa chọn loài cây đưa vào trồng rừng ở địa phương nhằm đáp ứng tốt nhất hiệu quả kinh tế và hiệu quả bảo vệ môi trường trong thời gian tới, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng Sa mộc (cunninghamia lanceolata Hook) tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai”. Kết quả nghiên cứu mang tính định lượng này sẽ là cơ sở xác định giá trị chi trả cho chủ rừng. Nếu điều này được thực 3 thi sẽ góp phần gia tăng hiệu quả kinh tế rừng, khuyến khích các đơn vị, người dân đầu tư trồng rừng. 2. Mục tiêu của đề tài Về khoa học: Xác định được sinh khối và lượng Carbon tích luỹ của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi khác nhau tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. Về thực tiễn: Đề xuất một số ứng dụng trong xác định sinh khối và lượng Carbon tích luỹ của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi khác nhau tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. 3. Giới hạn của đề tài Về nội dung: Trong giới hạn thời gian và kinh phí cho phép, đề tài chỉ nghiên cứu sinh khối, khả năng hấp thụ Carbon, CO2 của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi 5, 7, 9 và 11 tại thời điểm điều tra và mỗi tuổi đo đếm trên 02 ô tiêu chuẩn ở 2 vị trí sườn và đỉnh. Mỗi đối tượng tuổi này chỉ lựa chọn điều tra trên 1 khu rừng đại diện. Không nghien cứu sinh khối dưới mặt đất vì rừng trồng Sa mộc trên địa bàn huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai đa phần được trồng trên đồi núi có tỷ lệ đã lớn nên không thể đào để lấy hết được toàn bộ sinh khối rễ (dưới mặt đất). Về phạm vi nghiên cứu: Số liệu được thu thập tại rừng trồng Sa mộc ở tuổi 5, 7, 9 và 11 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. 4. Ý nghĩa đề tài Tiếp cận với các phương pháp xác định lượng carbon tích lũy. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học và tạo cơ sở pháp lý rất quan trọng để triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đối với dịch vụ hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng được quy định tại khoản 4 Điều 63 Luật Lâm nghiệp và khoản 5 Điều 57 Nghị định số 156/2018/NĐ-CP của Chính phủ về quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Lâm nghiệp. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Thực vật hấp thu khí CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển thành những hợp chất hữu cơ (đường, lipit, protein...). Trong sinh vật sản xuất (thực vật), các hợp chất này là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ. Cuối cùng là xác bã thực vật, sản phẩm bài tiết sinh vật, phân hủy. Chúng ta thấy trong môi trường Carbon là chất vô cơ (khí). Nhưng được quần xã sinh vật sử dụng thành chất hữu cơ một phần làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, phần lớn được tích lũy ở dạng sinh khối thực vật như trong các bộ phận của cây (thân, cành, lá...). “Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng sinh vật sống trên một đơn vị diện tích, thể tích vùng”. Sinh khối là một chỉ tiêu quan trọng thể hiện năng suất của rừng, sinh khối được dùng để nghiên cứu một số chỉ tiêu như dinh dưỡng hoặc các chỉ tiêu về môi trường rừng. Khi cơ chế phát triển sạch (CDM) xuất hiện, nghiên cứu sinh khối giữ vai trò quan trọng hơn, được dùng để xác định lượng Carbon hấp thụ bởi thực vật rừng, góp phần định lượng giá trị môi trường do rừng đem lại. Cơ chế phát triển sạch (CDM) quy định tại Điều 12 của Nghị định thư Kyoto cho phép khu vực chính phủ và khu vực tư nhân của các nước công nghiệp hóa thực hiện các dự án giảm phát thải từ các nước đang phát triển và nhận được tín dụng dưới dạng “giảm phát thải được chứng nhận” (CERs) - khoản tín dụng này được tính vào chi tiêu giảm phát thải của các nước công nghiệp hóa. CDM thúc đẩy phát triển bền vững tại các nước đang phát triển đồng thời cho phép các nước phát triển góp phần vào mục tiêu giảm nồng độ khí nhà kính trong khí quyển. Tại hội nghị Thượng đỉnh Liên hợp quốc về Môi trường và Phát triển – hay còn gọi là “Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất” tại Rio de Jancio năm 1992 5 Công ước của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu được thông qua. Mục tiêu của Liên hợp quốc là nhằm ngăn ngừa những hoạt động có hại của loài người đến khí hậu trên trái đất. Công ước có hiệu lực năm 1994. Cho đến nay trên toàn thế giới đã có 189 nước ký kết công ước (UNFCCC, 2005). 1.2. Tổng quan nghiên cứu trên Thế giới 1.2.1. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng 1.2.1.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng Sinh khối và năng suất rừng là những vấn đề đã được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Từ những năm 1840 trở về trước, đã có những công trình nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là vai trò và hoạt động diệp lục thực vật màu xanh trong quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các nhân tố tự nhiên như: đất, nước, không khí và năng lượng ánh sáng mặt trời. Sang thế kỷ XIX nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hóa phân tích, hóa 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, mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có thể kể đến một số tác giả sau: Liebig J. V. (1862) lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động phân bón tới thực vật và phát triển thành định luật “tối thiểu”. Mitscherlich, E.A (1954) đã tổng kết quá trình nghiên cứu và và đã phát biểu luật tối thiếu của Liebig, J thành luật “năng suất” (dẫn theo Võ Đại Hải, 2009). Lieth H. (1964) đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng biểu đồ năng suất, đồng thời sự ra đời của phương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh tới nghiên cứu năng suất và sinh khối. Cannell M. G. R. (1981) đã công bố công trình “Sinh khối và tài liệu năng suất sơ cấp rừng thế giới” trong đó tập hợp hơn 600 công trình nghiên 6 cứu đã được tóm tắt về sinh khối khô thân, cành, lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 quốc gia trên thế giới. Qua tham khảo, tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sinh khối và năng suất thực vật của các tác giả trên thế giới, có thể tựu chung lại các phương pháp như sau: + Phương pháp dioxyt các bon: Do Transeau (1926) khởi xướng được áp dụng đầu tiên ở Đức, Anh, Mỹ và Nhật bởi các tác giả Huber (1952), Monteith (1960 - 1962), Lemon (1960 - 1967), Inoue (1965-1968). + Phương pháp Chlorophyll: Được Aruga và Monsi đề xuất năm 1963 cho phép xác định hàm lượng chất diệp lục trên một đơn vị diện tích mặt đất là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thu các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp được dùng để đánh giá sinh khối của hệ sinh thái. + Phương pháp thu hoạch: Khi xem xét các phương pháp nghiên cứu Whitaker R. H. (1966) cho rằng: “Số đo năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích lũy sinh khối ở cơ thể thực vật trong quần xã”. + Phương pháp cây mẫu: Newbould P. J (1967) đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối và năng suất của các quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương trình sinh học quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng. Trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu trên, các nhà khoa học đã nghiên cứu cho các đối tượng khác nhau và đã thu được các kết quả đáng kể. + Phương pháp Oxygen: Do Edmonton và cộng sự đề xướng năm 1968 nhằm định lượng ô-xi tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh, từ đó tính ra được năng suất và sinh khối rừng. Từ ý nghĩa đó, Whittaker R. H. Woodweel G. M. (1968) đã đề ra phương pháp “thu hoạch” để nghiên cứu năng suất sơ cấp thực. Các tác giả đề nghị chọn ô tiêu chuẩn điển hình, chặt toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn, cân xác định trọng lượng. Tuy nhiên, việc chặt toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn và cân trọng lượng là khó thực hiện đối với rừng gỗ lớn, rừng đặc dụng và rừng gỗ quý. 7 Tóm lại, những nghiên cứu trên để phục vụ cho việc xác định sinh khối rừng trồng, các tác giả đã đưa ra các phương pháp khác nhau để tính sinh khối, mỗi một phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng tùy vào điều kiện cụ thể và mục tiêu của công việc mà lựa chọn phương pháp thích hợp nhất để áp dụng. 1.2.1.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon của rừng trồng Rừng là bể chứa khổng lồ của trái đất. Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng Carbon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (Dioxon et al, 1994); IPCC (2000); Pregitzer và Euskirchen (2004). Theo ước 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 (Dioxon và cs., 1994); IPCC (2000). Theo kết quả nghiên cứu của Brown và cs. (1996) đã ước lượng tổng lượng Carbon 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 (Cairns và cs., 1997). Tính tổng lại rừng trồng có thể hấp thu được 11 – 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997). Một số kết quả nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon của rừng: - Năm 1991, Houghton đã chứng minh lượng Carbon trong rừng nhiệt đới Châu Á là 40 – 250 tấn/ha, trong đó 50 – 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất (dẫn theo Nguyễn Thị Hà, 2007). - Năm 1986, Paml và cộng sự đã cho rằng lượng Carbon trung bình trong sinh khối phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới châu Á là 185 tấn/ha và biến động từ 25 – 300 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu của Brown (1991) cho thấy rừng nhiệt đới Đông nam Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 – 430 tấn/ha (tương đương 25 – 215 tấn C/ha) và trước khi có tác động của con người thì 8 các trị số tương ứng là 350 – 400 tấn/ha (tương đương 175 – 200 tấn/ha) (dẫn theo Nguyễn Thị Thu Hiền, 2010). - Murdiyarso (1995) đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng Carbon hấp thụ từ 161 – 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất (dẫn theo Nguyễn Thị Thu Hiền, 2010). - Tại Philippines, năm 1999 Lasco cho biết ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86 – 201 tấn C/ha (tương đương 370 – 52 tấn sinh khối khô/ha, lượng Carbon ước chiếm 50% sinh khối) (dẫn theo Nguyễn Thị Thu Hiền, 2010). - Ở Malayxia, lượng Carbon trong rừng biến động từ 100 – 160 tấn/ha và tính cả trong sinh khố và đất là 90 – 780 tấn/ha (Rodel D. Lasco, 2002). - Năm 2000 tại Indonesia, Noordwijk đã nghiên cứu khả năng tích luỹ Carbon của các rừng thứ sinh, các hệ thống nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm. Kết quả cho thấy lượng Carbon hấp thụ trung bình là 2,5 tấn/ha/năm. - Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng Carbon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi McKenzie (2001). Theo McKenzie, Carbon trong hệ sinh thái rừng thương 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 lượng Carbon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng (McKenzie và cs., 2001). 1.2.2. Những nghiên cứu về thị trường Carbon của rừng Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, những hoạt động của con người ngày càng gia tăng đã và đang dẫn đến những tác động tiêu cực đối với hệ thống khí hậu toàn cầu. Nhận thức được vấn đề này, tại hội nghị thượng đỉnh về môi trường và phát triển tại Brazil năm 1992, 155 quốc gia đã ký công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC). Tại hội nghị các bên tham gia UNFCCC lần thứ 3 tổ chức tại Kyoto, Nhật Bản tháng 12 năm 1997, Nghị định thư Kyoto đã được thông qua và