Đặt vấn đề Hiện tượng nóng lên toàn cầu thực sự đã và đang là chủ đề nóng bỏng trên các bàn nghị sự liên quan đến vấn đề biến đổi khí hậu, sự đóng góp của các khí nhà kính (chủ yếu là CO2) trong hiện tượng nóng lên toàn cầu sẽ còn tiếp tục gia tăng và là mối quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới. Khí nhà kính chỉ chiếm 1% bầu khí quyển nhưng có vai trò như một “tấm chắn” bao phủ trái đất, chúng giữ nhiệt và sưởi ấm Trái đất. Sự gia tăng về nồng độ của CO2 trong khí quyển có thể có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự tích lũy dài hạn của carbon trong đất rừng. Do rừng chứa đến hơn 75% lượng carbon trong hệ sinh thái lục địa (Schlesinger,1997) và hầu hết lượng carbon này nằm dưới mặt đất (Divon và nnk,1994) ảnh hưởng của nồng độ CO2 trong không khí đến các bồn chứa carbon trong tương lai đang là mối quan tâm toàn cầu, những thí nghiệm CO2 sử dụng nhà kính và buồng kín có nắp mở đã chỉ ra rằng nồng độ CO2 cao giúp tăng sức sản xuất của cây cối (Ceulemans & Mousseau 1994 Curtis & Xiazhong, 1998, Ceuclemans và nnk,1999).
Tuy nhiên vẫn còn quá sớm để khái quát từ các thực nghiệm về một số loài thực vật riêng rẽ cho từng loại hệ sinh thái rừng. Trong thực tế, hàng loạt các yếu tố sinh lý và môi trường có vai trò điều hòa phản ứng của các lượng carbon sinh sôi thêm, đặc biệt là trong một thời gian dài. Do vậy một loạt các mô hình thực nghiệm “Làm giàu CO2 trong không khí” (Free Air Cacbon Dioxide Enrichment FACE) quy mô lớn trên các loại cây chiếm ưu thế trong các hệ sinh thái đã được triển khai rộng rãi. Những thí nghiệm FACE này sử dụng một lượng lớn các loài thực vật khác nhau.
“Sự nóng lên của khí hậu trái đất đã trở nên rõ ràng với những bằng chứng như nhiệt độ trung bình không khí và nước biển tăng lên, băng và tuyết e 2 tan nhanh ở nhiều khu vực và sự dâng lên của mực nước biển trung bình” (Báo cáo đánh giá số 4 của ICCP, 2007). Khoảng 20% lượng khí thải CO2 và các khí nhà kính khác dẫn đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu là do sự thay đổi về sử dụng đất ở các vùng nhiệt đới. Trong khi hầu hết các giải pháp hiện tại tập trung vào đối phó với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và thải ra nhiều khí CO2 thì vấn đề sử dụng đất không thể tiếp tục lờ đi. Các cơ chế toàn cầu tạo ra động lực kinh tế nhằm duy trì việc tích lũy carbon đang được hình thành.
Hội nghị của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu toàn cầu (UNFCCC) quy định về cơ chế phát triển sạch (CDM) bao gồm các điều khoản cụ thể đối với các hoạt động phục hồi rừng và trồng rừng mới. Những diễn đàn hiện tại cũng tập trung vào một cách tiếp cận khác làm giảm khí thải do tàn phá rừng hoặc do làm giảm chất lượng rừng ở các nước đang phát triển (REDD). Các cơ chế thị trường tự nguyện, ngoài những điều khoản giảm thải mà các nước đã cam kết tại UNFCCC, hướng tới sự kết hợp phục hồi cảnh quan, bảo vệ độ che phủ của rừng và duy trì sự tích lũy carbon. Xuất phát từ nhu cầu đó cùng với sự nhất trí của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định đặc điểm cấu trúc sinh khối và tích lũy Carbon của rừng phục hồi tự nhiên (IIb) tại xã Hoàng Nông, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”.
Mục đích nghiên cứu - Xác định được lượng carbon tích lũy của rừng tại khu vực nghiên cứu. - Xác định được đặc điểm cấu trúc sinh khối và tích lũy carbon của rừng trên quy mô toàn bộ khu vực nghiên cứu. - Xác định được lượng giá trị của rừng nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được một số đặc điểm cấu trúc của rừng phục hồi tự nhiên (IIb) tại xã Hoàng Nông huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên.
e 3 - Nghiên cứu xác định đặc điểm cấu trúc sinh khối và tích lũy carbon của rừng tại xã Hoàng Nông, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Đánh giá khả năng tích lũy carbon của khu vực rừng nào là cao nhất để từ đó thực hiện các biện pháp kỹ thuật nâng cao khả năng tích lũy carbon của rừng. - Tính toán được tổng lượng carbon tích lũy của rừng phục hồi tự nhiên (IIb) tại xã Hoàng Nông, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học + Là tài liệu trong học tập và những nghiên cứu tiếp theo và là cơ sở trong những đề tài nghiên cứu trong các lĩnh vực có liên quan.
+ Giúp cho sinh viên kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết đã học biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, và có thể tích lũy được những kiến thức thực tiễn quý giá phục vụ cho quá trình công tác trong tương lai. - Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất + Góp phần làm cơ sở cho việc tính toán khả năng tích lũy carbon của rừng. Đồng thời đưa ra các giải pháp để bảo tồn và phát triển quản lý rừng tại xã Hoàng Nông, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. + Nghiên cứu đề tài sẽ đánh giá được vai trò của rừng nói chung và của từng trạng thái rừng nói riêng trong việc hấp thụ khí CO2 nhằm góp phần nâng cao ý thức của người dân trong bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường sinh thái.
+ Nghiên cứu đề tài giúp xác định lượng carbon tích lũy trong một số trạng thái rừng phổ biến làm cơ sở cho việc thu phí môi trường và chi trả cho người bảo vệ và phát triển rừng góp phần tăng thu nhập cho người dân sống trong và gần rừng. e 4 Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Biến đổi khí hậu, mà trước hết là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng, là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Thiên tai và các hiện tượng khí hậu cực đoan khác đang gia tăng ở hầu hết các nơi trên thế giới, nhiệt độ và mực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng nhanh chưa từng có và đang là mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới.
Từ những chứng cỡ thu thập được trong những năm 60 và 70 thế kỷ trước cho thấy sự tăng lên đáng kể của nồng độ cacbonic (CO2) trong khí quyển đã dấy lên sự quan tâm của cộng đồng khoa học quốc tế mà trước tiên là các nhà nghiên cứu khí hậu. Tuy nhiên, cũng phải mất hàng chục năm sau, vào năm 1988, Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu mới được thành lập bởi Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) và Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP). Tổ chức này đã đưa ra báo cáo đánh giá lần đầu tiên vào năm 1990 trên cơ sở nghiên cứu và ý kiến của 400 nhà khoa học trên thế giới. Bản báo cáo đã kết luận, hiện tượng nóng lên toàn cầu là có thật và cần phải có những hành động kịp thời để đối phó với hiện tượng này (UNFCCC, 2005b).
Những kết quả của Ban Liên chính phủ đã thúc giục cộng đồng quốc tế thành lập Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu. 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 Janeiro năm 1992, Công ước đã được thông qua. Mục tiêu của Công ước là nhằm ngăn ngừa những hoạt động có hại của loài người đến hệ 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). e 5 Vì vậy, nhằm thực hiện được mục tiêu của Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển, Công ước khung của Liên hiệp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã được phê chuẩn và có hiệu lực vào 3/1994. Công ước này là nhằm ổn định KNK ở mức an toàn, chống lại sự BĐKH toàn cầu. Để cụ thể hóa UNFCCC, Nghị định thư Kyoto được ký năm 1997- đây là sự kiện quan trọng trong nỗ lực của thế giới nhằm bảo vệ môi trường và đạt được phát triển bền vững - đánh dấu lần đầu tiên việc chính phủ các nước chấp nhận hạn chế các phát thải KNK của nước mình bằng những ràng buộc pháp lý.
Mục tiêu của Nghị định này là 38 nước công nghiệp cắt giảm 5,2% KNK so với phát thải cơ sở năm 1990 trong giai đoạn 2008 - 2012. Nghị định thư cũng mở ra cơ sở mới với các "cơ chế hợp tác" mang tính đổi mới nhằm giảm chi phí cho giảm phát thải. Mặc dù đối với khí hậu điều này không quan trọng, nhưng kinh tế về khía cạnh cần đạt được các giảm phát thải với chi phí thấp nhất. Do đó Nghị định thư bao gồm 3 cơ chế dựa trên thị trường nhằm đạt được giảm phát thải với chi phí - hiệu quả - Buôn bán quyền phát thải (IET), Cùng thực hiện (JI) và Cơ chế Phát triển sạch (CDM).
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 hoá thực hiện các dự án giảm phát thải tại 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 chỉ tiêu giảm phát thải của các nước công nghiệp hoá. 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. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển là mối quan tâm toàn cầu.
Các nhà nghiên cứu lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, e 6 đặc biệt là khí CO2, chính là nhân tố gây nên những biến đổi bất ngờ và không lường trước của khí hậu. Trong khi đó rừng được ví như lá phổi xanh của trái đất, rừng có vai trò quan trọng hấp thu khí cacbonic, sản sinh ra khí ôxy cần thiết cho sự sống. Rừng giữ vai trò trong việc chống biến đổi khí hậu toàn cầu, cung cấp ôxy cho khí quyển và hấp thụ lượng khí cacbonic.