MỞ ĐẦU Nhằm hạn chế sự ra tăng KNK và sự ấm lên của trái đất. Công ước của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu đã được soạn thảo và thông qua tai Hội Nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển năm 1992, và có hiệu lực từ 3/1994.Tính đến tháng 4-2004 đã có 188 quốc gia phê chuẩn công ước này, để thực hiện công ước này, Nghị định thư Kyoto đã được soạn thảo thông qua năm 1997, Nghị định này là cơ sở pháp lý cho việc thực hiện cắt giảm KNK thông qua các cơ chết khác nhau, trong đó có cơ chế phát triển sạch (CDM – Clean Development Mechanism). Một trong những hoạt động của cơ chế này là trồng rừng và tái trồng rừng. Yêu cầu nghiêm ngặt trong các dự án trồng rừng theo CDM là phải xác định đường các bon cơ sở (trữ lượng các bon trước khi trồng rừng) nhằm đưa ra các cơ sở khoa học để chứng minh được “lượng tăng thêm” trữ lượng các bon từ các dự án trồng rừng AR CDM.
Do vậy việc nghiên cứu trữ lượng các bon, xác định đường các bon cơ sở là cơ sở khoa học trong việc thiết kế, triển khai các dự án AR CDM ở Việt Nam. Xuất phát từ những vấn đề đó, cùng với sự nhất trí của Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp,tôi tiếnh nghiê cứu đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại xã Rã Bản, Huyện Chợ Đồn, Tỉnh Bắc Kạn”. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được trữ lượng cacbon tích lũy trên mặt đất ở rừng tự nhiên tại xã Rã Bản. - Đánh giá đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại xã Rã Bản.
- Đánh giá tiềm năng tích lũy và trữ lượng cacbon. - Tính toán được tổng lượng cacbon tích lũy trong rừng tự nhiên tại xã Rã Bản h 2 - Đề xuất một số giải pháp bảo vệ phát triển rừng. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học.
Qua quá trình thực tập và nghiên cứu đề tài sẽ củng cố cho sinh viên những kiến thức đã học trên lớp, áp dụng những kiến thức đó vào thực tiễn, giúp sinh viên làm quen dần với công việc sau khi tốt nghiệp. Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kĩ năng trong việc lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích vấn đề, số liệu. Ý nghĩa trong sản xuất thực tiễn. - Ý nghĩa trong thực tế sản xuất + Góp phần làm cơ sở cho việc tính toán đặc điểm, trữ lượng các bon tích lũy của rừng.
Đồng thời đưa ra các giải pháp để bảo tồn và phát triển quản lý rừng tại xã Rã Bản, Huyện Chợ Đồn, Tỉnh Bắc Kạn. + Nghiên cứu đề tài sẽ đánh giá được vai trò của rừng nói chung và của các thành phần trên mặt 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 được đặc điểm cấu trúc, trữ lượng các bon tích lũy trong một số thành phần trên mặt đất làm cơ sở cho việc xác định lượng giá trị của rừng tự nhiên trên địa bàn xã. h 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học + Cấu trúc rừng: là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống hoà thuận trong một kho ảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng.
Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. + Trữ lượng các bon rừng: Sinh khối rừng được tạo ra từ sản phẩm của quá trình quang hợp của thực vật rừng, thông qua quá trình quang hợp khí CO2 tự do trong không khí được sử dụng để tạo thành các hợp chất hữu cơ trong sinh khối. Lượng các bon trong sinh khối được lưu giữ trong suốt quá trình sinh trưởng và tồn tại của thực vật.
Lượng các bon lưu giữ trong sinh khối của hệ sinh thái rừng tồn tại ở trong các bể chứa: Sinh khối cây gỗ đứng; sinh khối tầng cây bụi thảm tươi; sinh khối tầng thảm mục và cây gỗ đổ; sinh khối dưới mặt đất và các bon trong đất.2 Những nghiên cứu trên Thế giới 2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Trên thế giới, việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được tiến hành từ lâu nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường của rừng. Trong khi đó nghiên cứu về cấu trúc đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu Baur G.(1976) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong h 4 đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học.
Phương pháp phân tích lâm sinh đã được H. Lamprecht (1969) mô tả chi tiết. Các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đã vận dụng phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ tiêu định lượng mới cho phân tích cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994). Bên cạnh đó các công trình của các tác giả Richards, Baur, Catinot, Odum, Van Stennis.
được coi là nền tảng cho những nghiên cứu về cấu trúc rừng.2 Nghiên cứu về trữ lượng các bon rừng Rừng có vai trò rất quan trọng trong sự điều tiết CO2 trong khí quyển, chúng được ví như bể hấp thụ loại khí này. Hàng năm, nhờ quang hợp thực vật đã tạo ra trên trái đất 150 tỷ tấn sinh khối, hấp thụ 300 tỷ tấn CO2. Năng suất hấp thụ phụ thuộc nhiều vào kiểu rừng và loại cây. Rừng kín ôn đới hấp thụ CO2 khoảng 20 - 25 tấn/ha/năm, rừng mưa nhiệt đới thường xanh hấp thụ CO2 khoảng 150 tấn/ha/năm.
Các chuyên gia môi trường đã tính toán và cho thấy để hấp thụ được lượng khí CO2 gia tăng như tốc độ hiện nay, mỗi năm trên Trái Đất phải trồng thêm 500 triệu ha rừng và tiêu tốn 200. Chính vì vậy, tích lũy C dần trở thành một trong những nhiệm vụ cơ bản của ngành lâm nghiệp. Đây là vấn đề quan tâm không chỉ của một hay vài nước mà là vấn đề toàn cầu (Dẫn theo Nguyễn Thị Hạnh, 2009). Nhà bác học Pháp Lavoisier (1672-1725) là người đầu tiên phát hiện ra các thành phần cơ bản của không khí.
Không khí của khí quyển chứa loại khí khác nhau: O2, N2, dioxit cacbon, ozôn, mêtan, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh… và h 5 một lượng hơi nước thay đổi. Ngoài ra còn có loại khí do con người tạo ra. Trong không khí nitơ chiếm tỷ lệ cao nhất 75%, O2 chiếm 21%,CO2 chiếm 0,03% và các khí hiếm khác. Ngoài ra còn có các chất phóng xạ tự nhiên với tỷ lệ rất thấp.
Qua nhiều thế kỷ hàm lượng các chất khí vốn có trong không khí bị biến động hoặc xuất hiện những loại khí mới do con người tạo ra. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm không khí và làm các thảm họa thiên nhiên xảy ra Kết quả nghiên cứu của Woodwell và pecan (1973) đã đưa ra lượng Các bon trong các kiểu rừng trên lục địa, trong đó rừng mưa nhiệt đới có lượng Các bon tích trữ lớn nhất là khoảng 340 tỷ tấn, đất trồng trọt thấp nhất là khoảng 7 tỷ tấn.1 Lượng các bon tích lũy theo kiểu rừng Các bon tích lũy Kiểu rừng Tỷ lệ (%) (tỷ tấn) Rừng mưa nhiệt đới 340 62,16 Rừng nhiệt đới gió mùa 12 2,19 Rừng thường xanh ôn đới 80 14,63 Rừng phương bắc 108 19,74 Đất trồng trọt 7 1,28 Tổng lượng các bon ở lục địa 547 100 (Nguồn: Woodwell và Pecan, 1973; Phạm Tuấn Anh, 2006 trích dẫn) Rừng trao đổi CO2 với môi trường không khí thông qua quá trình quang hợp và hô hấp. Cacbon tích lũy trong sinh khối và đất, trong các sản phẩm gỗ (IPCC, 2000). Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có thể hấp thụ CO2 ở sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc, 1,5-4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4-8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dixon và ctv, 1994; IPCC, 2000) (Phan Minh Sáng và Lưu Cảnh Trung, 2006 trích dẫn).
h 6 Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng cacbon hấp thụ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Kenzie (2001). Theo Kenzie (2001), Các bon trong các hệ sinh thái thường tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Việc xác định Các bon thường thông qua xác định sinh khối rừng. (2001), việc sử dụng cây rừng để tích lũy cacbon sẽ làm giảm gia tăng khí CO2 vào khí quyển.
Việc quản lý và thiết kế thích hợp sẽ làm tăng sinh khối, chúng tích lũy cacbon hiệu quả hơn. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy các loài cây bản địa ở vùng rừng mưa nhiệt đới có tiềm năng tích lũy cacbon khác nhau và việc thiết kế trồng khác nhau cũng cho lượng tích lũy cacbon khác nhau. Năm 1995 Daniel Murdiyarso đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng Các bon hấp thụ từ 161 - 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất. Trung tâm phát triển và bảo tồn rừng của Indonesia đã nghiên cứu khả năng hấp thụ Các bon của rừng trồng Keo tai tượng, Thông trên đảo Java.
Kết quả cho thấy khả năng hấp thụ CO2 của Thông cao hơn của Keo tai tượng. Theo Meine van Noordwijk đã nghiên cứu khả năng tích luỹ Các bon của các rừng thứ sinh, các hệ NLKH và thâm canh cây lâu năm trung bình là 2,5 tấn/ha/năm và đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa điều kiện xung quanh với loài cây: khả năng tích luỹ Các bon này biến động từ 0,5 - 12,5 tấn/ha/năm, rừng Quế 7 tuổi tích luỹ từ 4,49 - 7,19 kg C/ha.