ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, hiệu ứng nhà kính và hệ quả của nó là sự ấm dần lên của trái đất đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu của hầu hết các quốc gia trên thế giới, bởi nguy cơ và hàng loạt các tác động tiêu cực của nó đói với cuộc sống xã hội loài ngƣời trong một tƣơng lai không xa nếu ngay từ bây giờ chúng ta không có những nhận thức đúng và hành động kịp thời để hạn chế, thích ứng với thực trạng nói trên. Các nhà khoa học đã dự báo rằng đến năm 2100, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên từ 1,8 – 4°C nữa và mực nƣớc biển có thể sẽ dâng cao 0,75 - 1,5m do hiệu ứng nhà kính. Có nhiều nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính nhƣ: từ bụi, hơi nƣớc, khí thải công nghiệp (trong đó chủ yếu là một số chất đƣợc xếp theo thứ tự: CO2, CFC, CH4 …) của các nhà máy, các thiết bị, phƣơng tiện có sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch có gốc carbon, hoạt động của núi lửa, các vụ nổ hạt nhân.gây ô nhiễm môi trƣờng. Suy thoái rừng và mất rừng cũng là một tác nhân quan trọng - đây là một nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể góp phần làm biến đổi khí hậu (Theo bản báo cáo đƣợc đệ trình tại cuộc họp bàn về khí hậu của Mỹ tổ chức tại Bonn, Đức vào ngày 30/03/2009 thì “phá rừng là tác nhân gây ra gần 1/5 tổng lƣợng khí thải nhà kính”), tình trạng này không những chỉ xảy ra chủ yếu ở các nƣớc đang phát triển vùng nhiệt đới, mà trong những năm gần đây các “sự cố cháy rừng” đã và đang xảy ra thƣờng xuyên và nghiêm trọng hơn ngay cả ở những nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Nga – đã thiêu hủy hàng nghìn ha rừng/vụ.
Trong những năm qua, các nghiên cứu về vai trò của rừng trong việc bảo vệ môi trƣờng, cũng nhƣ khả năng cung cấp các giá trị sử dụng trực tiếp nhƣ gỗ, củi, các lâm sản ngoài gỗ, .vv, đã và đang đƣợc thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam. Trong các giá trị của rừng thì khả năng hấp thụ carbon của rừng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc loại bỏ khí nhà kính và do đó góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu toàn cầu. Giá trị hấp thụ carbon của rừng có thể đƣợc thƣơng mại hóa theo các cơ chế khác 1 nhau nhƣ chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (PES) và giảm phát thải do Phá rừng và Suy thoái rừng ở các nƣớc nhiệt đới (REDD & REDD+). Trong cơ chế phát triển sạch (CDM – Clean development Mechanism) đƣợc quy định tại điều 12 của nghị định thƣ Kyoto (KP) thuộc công ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đối với các nƣớc đang phát triển, việc trồng rừng nhằm hấp thụ khí CO2 đƣợc coi là một biện pháp nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính, là một việc cần thiết và đang đƣợc quan tâm hơn, tuy nhiên nghiên cứu định lƣợng giá trị và những lợi ích về mặt môi trƣờng mới chỉ là bƣớc khởi đầu trên thế giới và là vấn đề hoàn toàn mới ở Việt Nam.Ở nƣớc ta, các nghiên cứu về khả năng hấp thụ các bon của rừng trồng một số loài cây nhƣ Thông, Bạch đàn, Keo, .vv, và một số trạng thái rừng tự nhiên đã đƣợc nghiên cứu và có thể áp dụng vào các cơ chế nói trên nhằm đạt hai mục tiêu là bảo vệ môi trƣờng và tăng thu nhập cho ngƣời dân tham gia vào công tác bảo vệ rừng ứng phó với sự thay đổi mực nƣớc biển bằng cách di thực về phía đất liền.
Mặc dù đƣợc biết đến rộng rãi nhờ hàng loạt các dịch vụ sinh thái, tuy nhiên một giá trị vô cùng quan trọng khác của rừng là khả năng tích lũy carbon vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ. Núi Luốt – Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp là một trong những khu vực có địa hình đồi núi thấp của Việt Nam, tƣơng đối đa dạng về loại hình sử dụng đất bởi địa hình tƣơng đối bằng phẳng. Tại đây, nhiều hình thức sử dụng đất đã đƣợc triển khai nhƣ giao thông, hệ thống thủy văn, cơ sở hạ tầng (trƣờng học, nhà ở…) tại chân đồi và đặc biệt là phần diện tích rừng trồng hỗn loài cũng nhƣ thuần loài tƣơng đối lớn…từ sƣờn lên đỉnh đồi. Là phần diện tích có ỹ nghĩa lớn không chỉ là nơi sinh sống, làm việc mà còn là nơi phục vụ công việc học tập, nghiên cứu khoa học và là môi trƣờng sinh thái lý tƣởng để tham quan trong đó dịch vụ môi trƣờng của rừng tại đây có vai trò vô cùng quan trọng trong việc tích lũy carbon, bảo vệ môi trƣờng sinh thái của toàn khu vực.
Chính vì sự đa dạng trong việc sử dụng đất nhƣ vậy, thêm nữa các loại hình sử dụng đất thay đổi và biến động không có quy luật theo 2 thời gian thêm vào đó phần diện tích rừng trồng thuần loài tại đây đã ở tuổi tƣơng đối lớn thuộc trạng thái rừng già không còn khả năng sinh trƣởng và phát triển và đang suy thoái dần. Nếu nhƣ việc sử dụng đất, đất rừng và rừng không hợp lý ở khu vực núi Luốt không chỉ làm ảnh hƣởng đến sự phát triển kinh tế và sự thay đổi 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 và lan tràn trên diện rộng, gây ra những hậu quả nghiêm trọng đặc biệt là vai trò điều hòa không khí bị suy giảm thông qua khả năng tích lũy carbon của rừng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu nhằm định lƣợng sinh khối carbon đối với hệ sinh thái rừng núi Luốt là cần thiết nhằm xác định giá trị của rừng thông qua khả năng tích lũy carbon làm cơ sở cho việc xây dựng các dự án trồng rừng, phục hồi rừng, để núi Luốt không chỉ là nơi giao lƣu học thuật mà còn là nơi cung cấp dịch vụ sinh thái tốt nhất. Xuất phát từ những nhu cầu trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Đánh giá khả năng tích lũy carbon của một số loại hình sử dụng đất tại núi Luốt, Trường Đại học Lâm Nghiệp” với mong muốn đóng góp một số cơ sở khoa học cho việc định lƣợng và định giá lƣợng carbon hấp thụ của khu vực núi Luốt cũng nhƣ tại Việt Nam.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu trên thế giới 1. Nghiên cứu về khả năng tích lũy carbon của các hệ sinh thái Một trong những kết luận mang tính chất kinh điển chỉ ra rằng các vấn đề về sinh trƣởng, sinh khối đều phụ thuộc vào sinh trƣởng chiều cao (H) và đƣờng kính thân cây (D) theo tuổi; giữa sinh trƣởng và tăng trƣởng, năng suất có liên quan chặt chẽ với nhau. Vì vậy, việc nghiên cứu sinh trƣởng và tăng trƣởng sẽ là cơ sở để nghiên cứu sinh khối.
Ngay từ những năm 1840 trở về trƣớc, các tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu sinh lý thực vật dƣới tác động của các nhân tố tự nhiên nhƣ: đất, nƣớc, không khí và năng lƣợng ánh sáng mặt trời. Sang thế kỉ XIX nhờ áp dụng thành tựu khoa học nhƣ 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 đƣợc những thành tựu đáng kể. Tiêu biểu có thể kể đến: Liebig, J (1862) lần đầu tiên đã định lƣợng về sự tác động của giới thực vật tới không khí và phát triển thành định luật “tối thiểu”.A (1954) đã phát triển luật tối thiểu của Leibig, J thành luật “năng suất”.H (1957) đã tổng kết quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu của mình.R (1982) đã công bố công trình “ Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới – World forest biomass and primary production data”, trong đó tập hợp 600 công trình đã đƣợc xuất bản về sinh khối thân, cành, lá và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1200 lâm phần thuộc 46 nƣớc trên thế giới. 4 Murdiyarso et al.
(2010) nghiên cứu dự trữ carbon hệ sinh thái rừng ngập mặn tại khu bảo tồn Tanjung Putting, Segara Anakan và Bunaken, Indonesia, kết quả dự trữ carbon dao động từ 437 tấn/ha đến 2. Trong đó, carbon dƣới mặt đất (gồm carbon rễ cây và carbon đất) chiếm 72% – 99%. Nghiên cứu của Ha et al. (2001) cho thấy lƣợng carbon tích tụ trong đất của khu rừng tại Thái Lan nằm trong khoảng từ 19,5 đến 1158,1 tấn/ha.
Nghiên cứu cũng đem lại giả thuyết về các yếu tố ảnh hƣởng đến lƣợng carbon tích tụ trong đất của rừng ngập mặn bao gồm độ ngập nƣớc, tuổi rừng và thành phần loài. Adame et al (2013), Rừng ngập mặn cao có dự trữ cacbon cao nhất 987 tấn/ha tiếp theo là rừng ngập mặn trung bình 623 tấn/ha, rừng ngập mặn thấp 381 tấn/ha và đầm lầy 177 tấn/ha. Tổng hợp từ CIFOR (Center for International Forestry Research) cho thấy các bể chứa carbon hệ sinh thái rừng ngập mặn ở khu vực Ấn Độ - Thái Bình Dƣơng là cao hơn hai lần các khu rừng nhiệt đới và ôn đới. Với sự ra đời của Nghị định thƣ Kyoto, sự khẳng định về vai trò của rừng trong việc giảm phát thải khí nhà kính và sự nóng lên toàn cầu.
Theo tính toán của các nhà khoa học, giá trị hấp thụ CO2 của các rừng tự nhên nhiệt đới vào khoảng 500 – 2000 USD/ha, đối với rừng ôn đới là 100- 300 USD/ha (theo Zang, 2000). Đối với rừng Amazon, giá trị hấp thụ carbon ƣớc tính là 1625 USD/ha/năm, rừng thứ sinh là 1000 – 3000 USD/ha/năm (Camille Bann & Bruce Aylward, 1994). Theo Schimel và cộng sự (2001), trong chu trình Carbon toàn cầu, lƣợng carbon lƣu trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5Tt; trong khi đó khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt và hầu hết lƣợng Carbon trên trái đất đƣợc tích lũy trong sinh khối cây rừng, đặc biệt là rừng mƣa nhiệt đới. Từ những nghiên cứu trong lĩnh vực này, Woodwell đã đƣa ra bảng thống kê lƣợng Carbon theo kiểu rừng nhƣ sau: 5 Bảng 1.1: Lƣợng Carbon tích lũy trong các kiểu rừng Kiểu rừng Lƣợng carbon (tỷ tấn) Tỷ lệ % Rừng mƣa nhiệt đới 340 62,16 Rừng nhiệt đới gió mùa 12 2,19 Rừng thƣờng xanh ôn đới 80 14,63 Rừng phƣơng bắc 108 19,74 Đất trồng trọt 7 1,28 Tổng carbon lục địa 547 100 Nguồn Woodwell, Pecan,1973 Một nghiên cứu của Joyotee Smith và Sara J.