ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, biến đổi khí hậu không chỉ là mối quan tâm của một quốc gia, một khu vực hay một tổ chức, mà đó còn là sự quan tâm của toàn Thế giới. Ngoài những tác động tiêu cực đối với cuộc sống xã hội loài ngƣời, một nghiên cứu mới chỉ ra, nó có thể khiến dòng hải lƣu trên các đại dƣơng tê liệt, dần biến khu vực Bắc bán cầu trở về Kỷ Băng Hà. Các nhà khoa học đã nhận định rằng, chính con ngƣời là một trong những nhân tố lớn thúc đẩy sự nóng lên toàn cầu, gây ra hiệu ứng nhà kính. Theo dự báo của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), đến năm 2100, nhiệt độ trái đất sẽ tăng từ 1,4oC đến 5,8oC, sự nóng lên của bề mặt trái đất sẽ làm băng tan ở hai cực và các vùng núi cao, làm mực nƣớc biển dâng cao thêm trung bình khoảng 90cm (theo kịch bản phát thải cao), sẽ nhấn chìm một số đảo nhỏ và nhiều vùng đồng bằng ven biển có địa hình thấp.
Cũng theo dự báo này, một vài chục năm nữa, mỗi quốc gia sẽ phải trả từ 5-20% GDP để giải quyết hậu quả của biến đổi khí hậu, trong đó chi phí và tổn thất ở các nƣớc đang phát triển sẽ lớn hơn rất nhiều các nƣớc phát triển. Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí nhà kính (KNK) trong khí quyển gồm CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, FS6, trong đó chủ yếu là CO2, đƣợc coi là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự biến đổi khí hậu. Nguồn gây phát sinh KNK là sử dụng năng lƣợng từ việc đốt cháy nhiên liệu, sản xuất công nghiệp (khai thác khoáng sản, sản xuất hóa chất,…), quản lý chất thải. Suy thoái rừng và mất rừng cũng là một tác nhân quan trọng - đây là một nguồn phát thải KNK đáng kể góp phần làm biến đổi khí hậu.
Khi đó, cây rừng sẽ trở thành nguồn khí nhà kính bởi vì toàn bộ cacbon mà nó tàng trữ sẽ phát thải dƣới dạng CO2 và rừng sẽ không còn là bể chứa cacbon – nghĩa là nó không thể hút CO2 từ sinh quyển đƣợc nữa. 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. 1 Nhằm hạn chế sự gia tăng KNK và sự ấm lên của trái đất, công ƣớc chung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã đƣợc soạn thảo và thông qua tại hội nghị Liên hợp quốc về môi trƣờng và phát triển năm 1992 và chính thức có hiệu lực năm 1994. Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy thoái rừng (REDD+) ở các nƣớc đang phát triển là sáng kiến toàn cầu đã đƣợc Hội nghị các nƣớc thành viên lần thứ 13 (COP13) của Công ƣớc khung Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC) và Nghị định thƣ Kyoto thông qua tại Ba-li (Indonesia) năm 2007.
Chính sách chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (PFES) đƣợc thực hiện theo Nghị định số 99/2010/NĐ-CP nhằm tạo nguồn tài chính bền vững từ các đối tƣợng đƣợc hƣởng lợi từ nguồn tài nguyên rừng. Trong những năm gần đây, việc bảo vệ rừng cũng đã đƣợc chú trọng, có nhiều những nghiên cứu về vai trò của rừng, từ đó nâng cao ý thức của ngƣời dân cũng nhƣ sự hiểu biết về tầm quan trọng của rừng đối với môi trƣờng sống. Một trong những vai trò quan trọng nhất trong việc loại bỏ KNK góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu chính là khả năng hấp thụ cacbon. Một vấn đề đặt ra là cần phải lƣợng hóa đƣợc cacbon cơ sở, hiện đang đƣợc lƣu giữ trong các cánh rừng.
Các bể chứa cacbon 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. Cacbon 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 rừng. Ngành lâm nghiệp Việt nam đang rất quan tâm đến việc trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch CDM (Clean development Mechanism) đƣợc quy định tại điều 12 nghị định thƣ Kyoto thuộc công ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đối với các nƣớc đang phát triển. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị thƣơng mại của cacbon ở các loại rừng trên thế giới và ở Việt Nam còn rất mới mẻ.
Ở nƣớc ta, mới chỉ tập trung nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của rừng trồng một số 2 loại cây gỗ lớn nhƣ Tếch, Thông, Bạch đàn, Keo.mà chƣa có nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của tầng cây bụi. Cây bụi thảm tƣơi tuy là loại cây nhỏ nhƣng chúng đóng góp những lợi ích vô cùng quan trọng cho hệ sinh thái. Một số vai trò to lớn nhƣ chống xói mòn, phân tán - giảm động năng - chi phối thế năng của mƣa khi rơi xuống đất rừng; hấp thụ bức xạ mặt trời ở tầng thấp, cân bằng nhiệt độ, độ ẩm cho đất rừng. Mặt khác tầng cây bụi cũng có khả năng hấp thụ cacbon tƣơng tự nhƣ tầng cây gỗ.
Núi Luốt - trƣờng đại học Lâm Nghiệp là một trong những khu vực có địa hình tƣơng đối đồng nhất mang tính gò đồi thấp, ít bị chia cắt của Việt Nam, tƣơng đối đa dạng về loại hình sử dụng đất, thảm thực vật, đa dạng loài. Ngoài mục đích sử dụng đất nhƣ giao thông, chăn nuôi, hệ thống thủy văn, cơ sở hạ tầng (chòi quan sát, bể chứa, .) còn có hệ thống vƣờn ƣơm phục vụ cho việc nghiên cứu của sinh viên, đặc biệt là phần diện tích rừng trồng có vai trò vô cùng to lớn trong việc hấp thụ cacbon, điều hòa không khí. Tuy đa dạng về loại hình sử dụng đất nhƣng phần diện tích lớn vẫn là rừng, dƣới tán rừng, tầng cây bụi phát triển mạnh, với số lƣợng tƣơng đối nhiều, tầng cây bụi tại khu vực này có tiềm năng cao trong việc phòng hộ rừng, hơn thế, phần sinh khối và trữ lƣợng cacbon đƣợc tạo ra là khá lớn góp vai trò điều hòa không khí trƣớc nguy cơ biến đổi khí hậu, không chỉ mang lại lợi ích cho môi trƣờng sinh thái ở khu vực này mà còn ảnh hƣởng và làm thay đổi môi trƣờng sinh thái ở các khu vực liên quan trên diện rộng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu nhằm định lƣợng sinh khối và trữ lƣợng cacbon đối với tầng cây bụi là cần thiết nhằm cung cấp cơ sở khoa học quan trọng trong việc lƣợng hóa giá trị sinh khối của tầng cây bụi, thƣơng mại hóa giá trị cacbon của rừng.
Bên cạnh đó, còn cung cấp một số thông tin cần thiết về cấu trúc sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của tầng cây bụi, làm cơ sở cho việc xây dựng các dự án trồng rừng, phục hồi rừng tại núi Luốt, để núi Luốt trở thành một trong những địa điểm quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ sinh thái, giảm thiểu biến đổi khí hậu. Xuất phát từ những nhu cầu trên, tôi 3 tiến hành thực hiện đề tài: “Đặc điểm cấu trúc sinh khối và khả năng tích lũy carbon trên và dưới mặt đất của tầng cây bụi tại núi Luốt, Hà Nội” với mong muốn góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của tầng cây bụi tại khu vực núi Luốt cũng nhƣ tại Việt Nam và toàn thế giới. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Quá trình quang hợp ở thực vật Quang hợp ở thực vật là quá trình trong đó năng lƣợng ánh sáng Mặt Trời đƣợc diệp lục trong lục lạp hấp thụ để tạo ra cacbonhiđrat và ôxi từ khí cacbonic và nƣớc.
Phƣơng trình tổng quát về quang hợp: 6CO2 + 12H2O => C6H 12O6 + 6O2 + 6H2O Bản chất của quá trình quang hợp là chính là sự khử khí CO2, quang hợp sử dụng nguồn năng lƣợng vô tận là năng lƣợng ánh sáng mặt trời và nguồn cung cấp H+ là H2O, một nguồn vật chất phong phú trên Trái đất. Do vậy sản phẩm của quang hợp tạo ra rất phong phú, có ý nghĩa quyết định sự tồn tại của sinh giới. Quang hợp có ý nghĩa quan trọng về nhiều mặt, có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của thực vật (tổng hợp các chất hữu cơ để xây dựng nên cấu trúc cơ thể và làm nguyên liệu cho các hoạt động sống xảy ra trong cơ thể), là quá trình có ý nghĩa quyết định sự tồn tại của sinh giới (qua quá trình quang hợp, thực vật trở thành sinh vật sản xuất, sự tồn tại của sinh vật sản xuất quyết định sự tồn tại của sinh vật tiêu thụ). Ngoài ra quang hợp còn có ý nghĩa lớn lao với môi trƣờng sống của chúng ta.
Nhờ có quang hợp mà tỷ lệ CO2/O2 của trái đất ổn định, nhờ đó sự sống đƣợc duy trì. Nếu không có quang hợp sử dụng CO2 thì lƣợng CO2 khổng lồ đƣợc thải ra hàng ngày qua các khí thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí.làm cho lƣợng CO2 tăng cao, lƣợng O2 giảm sút đến mức sự sống bị diệt vong. Ngoài ra lƣợng CO2 tăng cao còn gây nên nhiều thảm họa về môi trƣờng khác. Sinh khối và khả năng tích lũy cacbon ở các hệ sinh thái Sinh khối là dạng vật liệu sinh học từ sự sống, hay gần đây là sinh vật sống, đa số là các cây trồng hay vật liệu có nguồn gốc từ thực vật.
Sinh khối thực vật chính là kết quả của quá trình quang hợp của thực vật nhờ vào ánh 5 sáng mặt trời, một phần của ánh sáng sẽ chuyển đổi thành năng lƣợng hóa học trong thực vật giúp liên kết các nguyên tử thành phân tử carbonhydrate. Khối lƣợng sinh khối trong sinh quyển ƣớc tính là n. Trong đó, riêng ở các đại dƣơng hiện có 1,1. 109 tấn sinh khối thực vật và 2,89.
1010 tấn sinh khối động vật. Phần chủ yếu của sinh khối tập trung trên lục địa với ƣu thế nghiêng về phía sinh khối thực vật.