ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TRẦN THU THÚYNGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY
CACBON LÀM CƠ SỞ CHO VIỆC CHI TRẢ
DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG Ở RỪNG TRỒNG
XÃ YÊN ĐỔ, HUYỆN PHÚ LƯƠNG,
TỈNH THÁI NGUYÊN
Ngành : Khoa học môi trường
MS: 60.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
THÁI NGUYÊN, NĂM 2014
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
Trần Thu Thúy
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp
đỡ tận tình, những ý kiến đóng góp và những lời chỉ bảo quý báu của tập thể
và cá nhân trong và ngoài trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc TS Trần Quốc Hưng, là
người trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu đề
tài và viết luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến chân thành của các Thầy
giáo, Cô giáo khoa Khoa học Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên.
Tôi trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của ông Nguyễn Văn Dũng
Cán bộ Lâm nghiệp xã Yên Đổ, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên; các cán
bộ Hạt kiểm lâm huyện Phú Lương, phòng Quản lý đào tạo sau đại học -
trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong
thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn tới gia đình, những người thân, đồng nghiệp và bạn bè đã
giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
1.3.2. Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ các bon của rừng 16
1.3.3. Nghiên cứu về lượng giá trị môi trường rừng ở Việt Nam 18
CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 20
2.1. Đối tượng nghiên cứu 20
2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 20
2.3. Nội dung nghiên cứu 20
2.3.1. Nghiên cứu điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội Huyện Phú Lương 20
2.3.2. Thực trạng rừng trồng và diễn biến diện tích rừng trồng 20
2.3.3. Xác định sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng ở tuổi 3, 5 và 7 21
2.3.4. Xác định trữ lượng Cacbon trong sinh khối rừng trồng Keo tai tượng
ở tuổi 3, 5 và 7 21
2.3.5. Xác định khả năng hấp thụ CO
2
và hiệu quả kinh tế ở các tuổi rừng
trồng Keo tai tượng 21
2.4. Phương pháp nghiên cứu: 21
2.3.1. Nghiên cứu tài liệu, thu thập số liệu thứ cấp từ các ban ngành 21
2.3.2. Thu thâp số liệu ngoài thực địa 21
2.3.3. Xử lý, phân tích thông tin 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Yên Đổ, huyện Phú Lương,
tỉnh Thái Nguyên 28
3.1.1. Điều kiện tự nhiên 28
3.1.2. Điều kiện kinh tế, xã hội 30
3.2. Thực trạng rừng trồng và diễn biến diện tích rừng trồng
tại địa bàn nghiên cứu 35
3.2.1. Đặc điểm, trữ lượng và diễn biến rừng trồng 35
3.2.2. Hiện trạng công tác tổ chức quản lý rừng 36
3.3. Xác định sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng ở các tuổi 3, 5 và 7 38
Bảng 3. 6: Cẩu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Keo tai tượng
ở tuổi 3, 5 và 7 48
Bảng 3. 7: Cấu trúc sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục 51
Bảng 3. 8: Sinh khối khô của rừng trồng Keo tai tượng ở các tuổi 3, 5
và 7 52
Bảng 3. 9: Cấu trúc lượng cacbon tích lũy trong cây cá lẻ rừng trồng Keo tai
tượng ở tuổi 3, 5 và 7 54
Bảng 3. 10: Lượng cacbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi và thảm mục 57
Bảng 3. 11: Tổng lượng cacbon tích lũy trong đất 58
Bảng 3. 12: Cấu trúc cacbon lâm phần rừng trồng Keo tai tượng
ở tuổi 3, 5 và 7 59
Bảng 3. 13: Bảng hấp thụ CO2 của rừng trồng Keo tai tượng ở các
tuổi 3, 5 và 7 60
Bảng 3. 14: Giá trị kinh tế do hấp thụ CO2 mang lại của rừng Keo
tai tượng ở tuổi 3, 5 và 7 61
DANH MỤC HÌNH
Biểu đồ 3. 1: Tỷ lệ sinh khối tươi của các bộ phận cây cá lẻ Keo tai tượng tuổi 42
Biểu đồ 3. 2: Tỷ lệ sinh khối tươi của các bộ phận cây cá lẻ Keo tai
tượng tuổi 5 42
Biểu đồ 3. 3: Tỷ lệ sinh khối tươi của các bộ phận cây cá lẻ Keo
tai tượng tuổi 7 43
Biểu đồ 3. 4: Biểu đồ sinh khối tươi lâm phần rừng trồng Keo tai tượng 46
Biểu đồ 3. 5: Biểu đồ cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Keo
tai tượng tuổi 3 49
Biểu đồ 3. 6: Biểu đồ cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Keo
tai tượng tuổi 5 50
Biểu đồ 3. 7: Biểu đồ cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Keo tai
tượng tuổi 50
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Không khí là tài nguyên đặc biệt quan trọng đối với sự sống trên hành
tinh, là điều kiện tồn tại và phát triển của con người và sinh vật. Thành phần
của không khí bao gồm Nitơ (71,8%), oxy (20,9%) với một số lượng nhỏ
Argon (0,9%), CO
2
(dao động, 0,035%), hơi nước và một số chất khác. Tuy
nhiên trong 100 năm trở lại đây, sự phát triển mạnh mẽ của hoạt động kinh tế,
con người đã tác động mạnh vào sự cân bằng của các chất khí, làm gia tăng
các khí nhà kính, đặc biệt lượng CO
2
tăng 20% đã dẫn đến sự nóng lên toàn
cầu, làm biến đổi khí hậu của nhiều vùng trên trái đất và đe doạ nghiêm trọng
đến lợi ích sống còn của nhiều dân tộc trên khắp hành tinh.
Đứng trước mối đe doạ này, rừng chính là nhân tố cứu giúp và bảo vệ
con người thoát khỏi những lo lắng cho sự sống của chính mình. Với khả
năng hấp thụ một lượng lớn CO
2
trong khí quyển, rừng không chỉ góp phần
điều tiết khí hậu mà còn trực tiếp góp phần giảm hiệu ứng nhà kính, giữ sự
cân bằng của thành phần khí quyển và giữ vững sự ổn định của các quá trình
diễn ra trong tự nhiên. Vì vậy cần thiết phải phát triển và tạo ra những diện
tích rừng đủ lớn để hấp thụ CO
2
.
Kể từ tháng 11/2007 đã có 175 quốc gia trên thế giới ký kết vào nghị
tượng tại xã Yên Đổ, huyện Phú Lương.
- Dự báo được hiệu quả kinh tế trên cơ sở tính phí môi trường dựa vào
khả năng tích lũy cacbon của rừng trồng tại khu vực nghiên cứu.
3. Ý nghĩa của đề tài:
* Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học.
Việc nghiên cứu đề tài giúp tôi bổ sung những kiến thức chuyên
ngành, rèn luyện khả năng nghiên cứu, viết một báo cáo khoa học, góp phần
nâng cao trình độ chuyên môn, phục vụ tốt cho công tác sau này
* Ý nghĩa trong thực tiễn
3
Góp phần ứng dụng và phát triển phương pháp ước lượng và dự báo
năng lực hấp thụ CO
2
của rừng làm cơ sở xác định phí chi trả dịch vụ môi
trường từ rừng trong quá trình tham gia công ước về biến đổi khí hậu của thế giới. 4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Công ước Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu
Đó là hiệp định LHQ làm ổn định các khí nhà kính trong khí quyển ở
một mức mà có thể ngăn chặn và hạn chế những biến đổi xấu của khí hậu.
Công ước LHQ về biến đổi khí hậu đó được thông qua trong hội nghị thượng
đỉnh về trái đất được tổ chức tại Rio de Janerio, 1992. Để đưa công ước này
vào hoạt động, tháng 12/1997 Nghị định thư Kyoto đã được đưa ra bàn về
giới hạn khí gây hiệu ứng nhà kính, và hiện nay công ước này đang được cụ
thể hoá.
hợp khác nhau. Kết quả của dự án đã làm tăng lượng cacbon tích luỹ, tăng
cường năng lực cộng đồng, khuyến khích phát triển các hệ thống sản xuất
nông nghiệp bền vững và góp phần bảo tồn đa dạng sinh học (Phạm Xuân
Hoàn, 2005) [3]. Tại Ấn Độ, một dự án nâng cao cố định cacbon đang được
thực hiện trong thời gian 50 năm, theo tính toán, khi kết thúc dự án có thể cố
định được từ 0,4-0,6 Mt cacbon, trong đó sau 8 năm, mỗi ha có thể cố định
được 25,44 tấn, sau 12 năm có thể cố định được 41,2 tấn và sau 50 năm có thể
cố định được 58,8 tấn (tương đương khoảng 3 tấn C/ha). Tây Phi thông qua
việc tăng cường khả năng cố định cacbon của tràng cỏ Savannah (FAO,
2004) [18]. Nhìn chung, mục tiêu của các dự án về khả năng cố định cacbon
biến động rất lớn, từ 7 tấn/ha trong dự án tại vườn quốc gia Noel Kempf
Mercado ở Bolivia đến 129 tấn/ha trong dự án thực hiện tại vùng Andean ở
Ecuador (FAO, 2004) [17].
1.1.2. Quá trình quang hợp ở thực vật
Quang hợp là quá trình biến đổi chất vô cơ thành chất hữu cơ cấu thực vật
có diệp lục. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Phương trình quang hợp của
thực vật như sau: 6CO
2
+ 6H
2
O = C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
+ Q. Đây chính là phương
trình chứng minh khả năng hấp thụ khí CO
các bon. trong chương trình này 1400 tổ chức chuyên sâu về năng lượng và
các bon của thành phố này phải đáp ứng các mục tiêu giảm thải ràng buộc về
mặt pháp lý. Giai đoạn đầu của chương trình này kéo dài tới năm 2014, trong
thời gian đó, các tổ chức tham gia sẽ phải cắt giảm phát thải các bon ở mức
6%. Những tổ chức nào không thể hoạt động trong hạn mức phát thải cho
phép kể từ năm 2011 sẽ phải mua giấy phép xả thải đề bù đắp lượng phát thải
vượt quá hoặc đầu tư vào các chứng chỉ năng lượng tái tạo hay các tín dụng
các bon. Những công ty nào không tuân theo các quy định mới sẽ nộp phạt và
7
bị chính phủ lên án, những đơn vị nào không hoạt động trong hạn mức phát
thải sẽ bị ra lệnh cắt giảm phát thải 1,3 lần so với mức ban đầu trong suốt giai
đoạn đầu tiên của chương trình [18].
Theo nguồn tin từ Công ty phân tích thị trường Point Cacbon có trụ sở
tại Na Uy cho thấy sự phát triển vượt bậc cả về quy mô và giá trị giao dịch
của thị trường Cacbon. Năm 2005 giá trị giao dịch của thị trường tài chính
Cacbon đạt 10,908 tỷ
10USD với khối lượng giao dịch khoảng 0,718 tỷ tấn, năm 2006 đạt
31,235 tỷ USD với khối lượng 1,745 tỷ tấn, đến năm 2007 con số này đã đạt
đến mức 64,035 tỷ USD cho 2,983 tỷ tấn và năm 2008 đã tăng đến mức
126,345 tỷ USD cho mức giao dịch của 4,811 tỷ tấn. Năm 2009 do ảnh hưởng
của cuộc khủng hoảng tài chính nên giá trị giao dịch của thị trường Cacbon giảm,
với khối lượng 8,2 tỷ tấn khí thải CO2 đã được trao đổi trên thị trường mua bán
hạn ngạch khí thải thế giới với giá trị giao dịch khoảng 135 tỷ USD [33].
1.1.4. Công cụ đánh giá nhanh trữ lượng Các bon (RaCSA)
RaCSA [33] là một trong 6 công cụ thuộc gói công cụ TUL-SEA hỗ trợ
đàm phán trong quản lý tổng hợp tài nguyên thiên nhiên. Các công cụ này
được áp dụng tại 6 nước Đông Nam Á và Trung Quốc, trong đó có Việt Nam.
Công cụ RaCSA được thiết kế nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản
phù hợp với hoàn cảnh địa phương nhằm hỗ trợ thảo luận giữa các bên liên
tương đương theo hệ số quy đổi 1C = 3,67 CO2. Sự tăng trưởng sinh khối
gắn liền với tích lũy các bon của cây rừng, để nghiên cứu trữ lượng các bon
của rừng hấp thu được thì bước đầu tiên là nghiên cứu sinh khối rừng.
Liebig (1862) đã định lượng về sự tác động của thực vật tới không khí,
sau đó Mitscherlich E.A (1954) đã phát triển luật tối thiểu thành luật “năng
suất” [21]. Lieth, H (1994) đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản
đồ năng suất [21]. Duyio cho biết: 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
9
khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 tấn/ha/năm [7]. M.G.R. Canell
(1982) đã cho ra đời cuốn sách “sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng thế
giới”, cho đến nay nó vẫn là tác phẩm quy mô nhất. Tác phẩm đã tổng hợp
hơn 600 công trình nghiên cứu được tóm tắt xuất bản về sinh khối khô, thân,
cành , lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1200 lâm phần thuộc
46 nước trên thế giới [22]. Trong khi nghiên cứu về sinh khối cũng đã có
nhiều tác giả quan tâm đến phương pháp xác định vì nó liên quan đến độ
chính xác của kết quả nghiên cứu.
1.2.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng
Trên thế giới, hai nơi có khả năng hấp thụ một khối lượng lớn CO2
phát thải vào không khí bởi các hoạt động của con người đó là đại dương và
thảm thực vật. Trong đó thảm thực vật đã lưu trữ một lượng CO2 lớn hơn 1
nửa khối lượng chất khí phát thải đó và cũng chính từ nguyên liệu các bon
này hàng năm thảm thực vật trên trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất
khô thực vật. Rừng nhiệt đới toàn cầu có diện tích khoảng 17,6 triệu km
2
chứa
đựng 547 tỷ tấn các bon trong sinh khối và trong đất.
Năm 1980 Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng
các bon trung bình trong rừng nhiệt đới châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh
Lasco (2002) lượng sinh khối và các bon của rừng nhiệt đới châu Á bị
giảm khoảng 22 - 67% sau khi khai thác. Tại Philippines ngay sau khi khai
thác thì lượng các bon bị mất là 50% so với rừng thành thục trước khai thác
và ở Indonesia là 38 - 75% [25].
Hầu hết lượng các bon trên trái đất được tích lũy trong sinh khối cây
rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới. Woodwell đã đưa ra bảng thống kê
lượng các bon theo kiểu rừng như sau:
11
Bảng 1. 1: Lượng các bon tích lũy trong các kiểu rừng
Kiểu rừng
Lượng các bon
(tỷ tấn)
Tỷ lệ
%
Rừng mưa nhiệt đới 340 62,16
Rừng nhiệt đới gió mùa 122 2,19
Rừng thường xanh ôn đới 80 14,63
Rừng phương bắc 108 19,74
Đất trồng trọt 7 1,28
Tổng các bon lục địa 547 100
(Theo Woodwell,Pecan, 1973)
Số liệu bảng trên cho thấy lượng các bon được lưu trữ trong kiểu rừng
mưa nhiệt đới là cao nhất chiếm hơn 62% lượng các bon trên bề mặt trái đất,
trong khi đó trồng trọt chỉ chiếm khoảng 7%. Điều đó chứng tỏ rằng việc
chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghiệp sẽ làm mất cân bằng sinh thái, gia
tăng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính thải.
Xét trên phạm vi toàn cầu, số liệu thống kê năm 2003 cho thấy lượng
các bon lưu trữ trong rừng khoảng 800 - 1.000 tỷ tấn. trong 1 năm rừng hấp
thu khoảng 100 tỷ tấn khí Các bon níc và thải ra khoảng 80 tỷ tấn Oxy [4].
- Houghton.R.A (1991) đã nhận định lượng các bon rừng nhiệt đới
Châu Á là
40-250 tấn/ha, trong đó 50-120 tấn/ha ở phần thực vật và đất.
- Brawn.S. (1991) 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 13 con người thì các trị số tương ứng là 350-400 tấn/ha
(tương đương 175-200 tấn C/ha) [26].
- Murdiyarso.D. (1995) cho rằng rừng Indonesia có lượng các bon từ
161-300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất.
13
- Lasco.R. (1999) rừng tự nhiên thứ sinh ở Philippine có 86-201
tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất, ở rừng già là 370-520 tấn sinh
khối /ha (tương
đương 185-260 tấn C/ha, lượng các bon ước tính 50% sinh khối) [31].
- Noonpragop.K (1999) Rừng Thái lan có lượng các bon trong sinh
khối trên
mặt đất là 72-182 tấn/ha.
- Abu Bakar.R (2000) Rừng Malaysia lượng các bon biến động từ 100-
160
tấn/ha nếu tính cả sinh khối trong đất là 90 - 780 tấn/ha [26].
- Noordwijk. (2000) tại Tndonesia - Khả năng tích lũy các bon ở
rừng thứ
sinh, các hệ thống Nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm trung
bình là 2,5 tấn/ha/năm và có sự biến động lớn trong các điều kiện khác nhau
từ 0,5 tấn đến 12,5 tấn/ha/năm.
- Theo MC Kenzie (2001) Các bon trong hệ sinh thái rừng thường tập
trung ở 4 bộ phận chính: Thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ
cây và đất rừng. Việc xác định lượng các bon trong rừng thường được thực
61,9kg Hidro, cây rừng sản xuất 1 lượng ôxy là:H2O - H2 + 1/2 2= 61,9 +
(61,9*8) = 557,10kg.Từ kết quả trên ta tính được: Để tạo ra 1 tấn chất khô
cây rừng đã hấp thụ 1873,17 kg CO2và thải ra khí quyển (1362,77 + 495,2) -
408,0 = 1449,97 kg O2.Như vậy để tạo thành 1 tấn sinh khối khô tuyệt
đối, cây rừng đã sử dụng khoảng 1873,17kg CO2 và thải vào khí quyển
1.449,97 kg O2.Vậy dựa vào đường các bon trong sinh khối thực vật, chúng
ta xác định được lượng CO2mà cây hấp thụ được trong không khí.
15
1.3. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
1.3.1. Nghiên cứu sinh khối và năng suất rừng
Nghiên cứu về sinh khối rừng ở nước ta tiến hành muộn hơn nhưng
cũng đã có một số công trình nghiên cứu sau:
Hoàng Mạnh Trí (1986) thực hiện nghiên cứu “Sinh khối và năng suất
rừng đước” đã áp dụng phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu năng suất, sinh
khối một số quần xã rừng Đước đối với rừng ngập mặn ven biển Minh Hải [15].
Hà Văn Tuế (1994) cũng dùng phương pháp cây mẫu để nghiên cứu
năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại Vĩnh
Phúc [16].
Lê Hồng Phúc (1996) đã có công trình nghiên cứu về sinh khối hoàn
chỉnh, đây được xem là tác phẩm mang tính chất đi đầu trong lĩnh vực nghiên
cứu sinh khối ở nước ta. với đối tượng nghiên cứu là Thông ba lá tại Đà Lạt -
Lâm Đồng. Sau khi nghiên cứu, tác giả đã lập được một số phương trình
tương quan giữa sinh khối của các bộ phận của cây rừng với đường kính D1.3
Vũ Văn Thông (1997) với luận văn thạc sĩ đã xác lập được mối quan hệ
giữa sinh khối của các bộ phận với đường kính D1.3 cho loài keo lá tràm [14].
Nguyễn Ngọc Lung (2004) đã có công trình nghiên cứu về sinh khối
rừng Thông ba lá để tính toán thử khả năng cố định CO2 mà cây rừng hấp
thụ. Từ việc nghiên cứu này tác giả đã xác định được một số hàm tương quan
mang tính chất định lượng sinh khối [8].
2
mà cây rừng hấp thu. Đây là công
trình nghiên cứu có ý nghĩa trong lĩnh vực khoa học nghiên cứu khả năng hấp
thụ CO
2
của rừng, tạo tiền đề cho việc xây dựng dự án trồng rừng CDM sau
này [8].
Ngô Đình Quế (2005) cho biết với tổng diện tích là 123,95 ha sau khi
trồng Keo lai 3 tuổi, Quế 17 tuổi, Thông ba lá 15 tuổi, Keo lá tràm 12 tuổi thì
sau khi trừ đi tổng lượng các bon của đường cơ sở, lượng các bon thực tế thu
Copyright: Tài liệu đại học ©