Đặt vấn đề Trên trái đất của chúng ta hiện nay vấn đề đang được quan tâm nhất là Biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu toàn cầu do sự gia tăng nồng độ CO2 Trong khí quyển đang gây nên những tác động tiêu cực về môi trường sống như nước biển dâng, hạn hán, bão, lũ lụt. Ở Việt Nam những năm gần đây xuất hiện nhiều dạng thời tiết cực đoan như: Hiện tượng thời tiết el nino, lũ quét, lũ ống, bão xuất hiện với mật độ ngày càng dày hơn. Gây ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của người dân,thiệt hại lớn cho nhiều vùng và nhiều quốc gia.
Biến đổi khí hậu ảnh hưởng chung đến tất cả các quốc gia trên thế giới nên biến đổi khí hậu trở thành mối quan tâm hàng đầu với hàng loạt sự kiện như: phê chuẩn công ước biến đổi khí hậu (năm 1994) ký nghị định thư Kyoto (năm 1997) và thành lập ban tư vấn và điều hành quốc gia về CDM (năm 2003). Những nghiên cứu trong nước và ngoài nước đều khẳng định biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng đến vùng biển của nước ta. Mực nước biển dâng làm cân bằng sinh thái bị tác động mạnh, Việt Nam là nước đứng thứ 4 trong 10 nước chịu ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng. 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 việc trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc như: Chương trình 327, chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng 661, chương trình PAM và nhiều chương trình bảo tồn khác do nhà nước, các tổ chức, các cá nhân đầu tư xây dựng và phát triển.
Vào đầu tháng 5 năm 2018, Bộ NN&PTNT Việt Nam cho công bố hiện trạng rừng trên toàn quốc tính đến ngày 31/12/2017 tổng diện tích rừng là 14.381 ha, trong đó rừng tự nhiên là 10.451 ha, rừng trồng là 4.966 ha độ che phủ tương ứng là 41,45%. h 2 Có một cơ chế phát triển sạch CDM cho phép các nước phát triển đạt được 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 nhằm hấp thụ khí CO2 từ khí quyển.Tuy nhiên việc trồng rừng nhằm hấp thụ CO2 theo cơ chế phát triển sạch CDM và việc nghiên cứu định hướng các giá trị và những lợi ích của rừng về môi trường, đặc biệt là khả năng hấp thụ CO2 vẫn là vấn đề mới ở Việt Nam. Để xác định được lượng carbon hấp thụ 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. Để góp phần giải quyết các vấn đề trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng sa mộc (Cunnighamia lanceolata Hook ) ở các tuổi 5,7 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai”.
Mục tiêu và yêu cầu của đề tài - Xác định được sinh khối và lượng carbon tích lũy được của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi 5,7 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. - Một số ứng dụng trong xác định sinh khối và carbon tích lũy của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi 5,7 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. h 3 PHẦN 2 PHẦN TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2. 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 các bon 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 các bon 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. h 4 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 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). Tình hình nghiên cứu trên Thế giới 2. Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng Sinh khối, năng suất gắn liền với quá trình quang hợp, là kết quả của quá trình sinh học, mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có các tác giả sau: Liebig J.
(1840) [23] lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động phân bón tới thực vật và phát triển thành định luật “tối thiểu”. (1964) [22], Houghton RA, 1999 [31] tổng kết lịch sử ra đời và phát triển của sinh khối và năng suất trong công trình nghiên cứu của mình. (1964) [22] 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. (1981) [16] 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 cứu đã được tóm tắt về sinh khối khô thân, cành, lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1200 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: h 5 + 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. (1966) [27] 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: Năm 1967 Newbould P. J [25] đề nghị phươngpháp “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 (dẫn theo tài liệu [28]). Từ ý nghĩa đó, Whittaker R. (1968) [28] 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. 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 h 6 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. Nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon rừng trồng Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy thoái rừng (REDD) ở các nước đang phát triển là sáng kiến toàn cầu đã được Hội nghị các nước thành viên lần thứ 13 (COP13) của Công ước khung Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC) và Nghị định thư Kyoto thông qua tại Ba-li (Indonesia) năm 2007. Hàng năm, lượng khí thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển chiếm khoảng 20% so với tổng lượng phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu, vì thế sáng kiến REDD được hình thành từ ý tưởng giản đơn ban đầu là trả tiền cho các nước đang phát triển để làm giảm phát thải khí CO2 từ ngành lâm nghiệp.
Một vấn đề đặt ra là cần phải lượng hóa được các bon cơ sở, hiện đang được lưu giữ trong các cánh rừng. Các bể chứa các bon chính trong các hệ sinh thái rừng nhiệt đới là các sinh khối sống của cây cối và thực vật dưới tán và khối lượng vật liệu chết của vật rơi rụng, mảnh vụn gỗ và các chất hữu cơ trong đất. Các bon được lưu trữ trong sinh khối sống trên mặt đất của cây thường là các bể chứa lớn nhất và ảnh hưởng trực tiếp nhất bởi nạn phá rừng và suy thoái.