MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài Trong hơn 100 năm công nghiệp hóa và phát triển, các hoạt động của con ngƣời nhƣ đốt nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu, than đá, khí đốt tự nhiên), phá rừng và thay đổi sử dụng đất nhƣ phát triển đô thị, sản xuất, làm đƣờng… đã thải một lƣợng lớn khí nhà kính vào trong khí quyển nhƣ: CO2, CH4, CFC, N2O,. Trong đó, CO2 là khí nhà kính phát thải nhiều nhất và là nguyên nhân đẩy mạnh hiệu ứng nhà kính làm cho Trái đất nóng hơn - hay còn gọi là ấm lên toàn cầu. Theo báo cáo hàng năm "The Greenhouse Gas Bulletin" của Tổ chức Khí tƣợng Thế giới (WMO), cơ quan thời tiết Liên hiệp quốc, nồng độ CO2 trung bình trên toàn cầu đã tăng đến 403,3 phần triệu (ppm) trong năm 2016, tăng từ 400 ppm của năm 2015, do sự kết hợp các hoạt động của con ngƣời và hiện tƣợng El Nino mạnh.
Mức tăng CO2 3,3 ppm của năm 2016 cao hơn đáng kể so với mức tăng 2,3 ppm trong năm trƣớc đó và so với mức tăng trung bình hàng năm 2,08 ppm trong thập niên qua. Mức tăng này cũng cao hơn nhiều so với mức tăng 2,7 ppm trong năm gần nhất có hiện tƣợng El Nino mạnh trƣớc đó là năm 1998. Rừng nói chung và rừng ngập mặn nói riêng là một bộ phận không thể thay thế đƣợc của môi trƣờng, giữ vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống của con ngƣời. Đặc biệt, rừng ngập mặn còn đƣợc biết đến với tốc độ đồng hòa và tốc độ lƣu chuyển cacbon cao.
Tuy nhiên, trong nửa thế kỉ qua diện tích rừng ngập mặn đã giảm 30-50% do các hoạt động phát triển vùng duyên hải, mở rộng nuôi trồng thủy sản và khai thác quá mức. Các nhà khoa học ngày càng lo ngại về khả năng hấp thụ CO2 trong tự nhiên đang suy yếu. Các nghiên cứu gần đây cho thấy, nhiều vùng rừng bị khai thác và suy thoái nhanh đến mức chúng đang thải ra CO2 nhiều hơn hấp thụ. Do vậy, vấn đề đặt ra là cần cắt giảm khí nhà kính nhằm mục tiêu bảo vệ môi trƣờng Trái đất và con ngƣời.
Để thực hiện hiệu quả mục tiêu cắt giảm khí nhà kính, trong những năm qua Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách nhằm cắt giảm khí nhà kính, một trong những chính sách này đó chính là Quyết định số 799/QĐ-TTg ngày 27 tháng 6 năm 1 Luan van 2012 của Thủ tƣớng Chính phủ về việc Phê duyệt Chƣơng trình hành động quốc gia về "Giảm phát thải khí nhà kính thông qua nỗ lực hạn chế mất rừng và suy thoái rừng, quản lý bền vững tài nguyên rừng, bảo tồn và nâng cao trữ lƣợng cacbon rừng" giai đoạn 2011 - 2020. Mục tiêu tổng quát của chƣơng trình là giảm phát thải khí nhà kính thông qua nỗ lực hạn chế mất rừng và suy thoái rừng, tăng khả năng hấp thụ khí nhà kính của rừng, quản lý bền vững tài nguyên rừng, bảo tồn đa dạng sinh học, góp phần thực hiện thành công Chiến lƣợc quốc gia về biến đổi khí hậu và thực hiện mục tiêu xóa đói giảm nghèo, hƣớng tới phát triển bền vững. Nhƣ vậy, muốn giảm khí nhà kính thì cần phải tăng các bể hấp thụ cacbon. Rừng chính là một + bể dự trữ cacbon tự nhiên khổng lồ.
Chƣơng trình REDD và REDD là một trong những giải pháp quan trọng để Việt Nam có thể thực hiện đƣợc mục tiêu này. + Để tham gia vào chƣơng trình REDD và REDD , Việt Nam cần phải tính toán đƣợc trữ lƣợng cacbon của rừng hay ƣớc tính đƣợc sinh khối, trữ lƣợng cacbon rừng lƣu trữ và lƣợng CO 2 hấp thụ hoặc phát thải trong quá trình quản lý rừng. Vì vậy, công trình nghiên cứu về định lƣợng cacbon tích lũy của rừng theo hƣớng dẫn của IPCC (2006) đã đƣợc triển khai và thực hiện tại một vài địa phƣơng, điển hình là nghiên cứu về định lƣợng và giám sát cacbon của rừng để xác định CO2 hấp thụ của rừng lá rộng thƣờng xanh vùng Tây Nguyên làm cơ sở tham gia chƣơng trình giảm thiểu khí nhà kính từ suy thoái và mất rừng ở Việt Nam [13]. Đối với rừng ngập mặn, nghiên cứu đầy đủ về định lƣợng cacbon tích lũy của rừng theo phƣơng pháp tiếp cận của IPCC (2006) và CIFOR (2012) tại vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ gồm Nam Định, Thái Bình, Hải Phòng và Ninh Bình [7].
Đối với tỉnh Quảng Ninh, nghiên cứu về định lƣợng cacbon của rừng còn hạn chế trong khi rừng ngập mặn vùng cửa sông Tiên Yên đƣợc coi là hệ sinh thái rừng ngập mặn điển hình của khu vực phía Bắc Việt Nam. Để góp phần đánh giá khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn ven biển huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu định lượng cacbon trong rừng ngập 2 Luan van mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tinh Quảng Ninh”. Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp các số liệu khoa học, đánh giá khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn, cung cấp cơ sở cho việc đàm phán quốc gia trong các chƣơng trình cắt giảm khí nhà kính, góp phần ứng phó biến đổi khí hậu. Mục tiêu nghiên cứu - Định lƣợng đƣợc lƣợng cacbon tích lũy của rừng ngập mặn ven biển xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh - Đánh giá khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn ven biển xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh 3.
Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm của rừng: chiều cao, mật độ và đƣờng kính thân cây - cơ sở xác định sinh khối cây và sinh khối rừng - Nghiên cứu sinh khối trên mặt đất, dƣới mặt đất của cây và của rừng - cơ sở xác định lƣợng cacbon trong sinh khối trên mặt đất, dƣới mặt đất của cây và của rừng. - Nghiên cứu lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất, dƣới mặt đất của cây và của rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. - Nghiên cứu lƣợng cacbon tích lũy trong đất tại rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. - Từ kết quả nghiên cứu trên, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng thông qua ba bể chứa: (1) bể chứa cacbon trên mặt đất của cây; (2) bể chứa cacbon dƣới mặt đất của cây và (3) bể chứa cacbon trong đất rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh.
Toàn bộ nội dung nghiên cứu đƣợc thể hiện qua hình 1 3 Luan van Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh Đánh giá khả năng Đánh giá khả năng Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon tạo bể chứa cacbon tạo bể chứa cacbon trong sinh khối trên trong sinh khối dƣới trong đất của rừng mặt đất của cây và mặt đất của cây và của rừng của rừng Xác định sinh khối Xác định sinh khối Xác định trữ lƣợng trên mặt đất (above dƣới mặt đất (below cacbon trong đất ground biomass - ground biomass - AGB) của cây và BGB) của cây và của rừng của rừng Xác định chiều cao, đƣờng kính của Xác định hàm lƣợng cây, mật độ rừng cacbon hữu cơ (%) trong đất Hình 1: Sơ đồ liên kết các nội dung nghiên cứu của luận văn 4 Luan van CHƢƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Sự tích lũy cacbon trong rừng ngập mặn 1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới 1.1 Sự tích lũy trong cây rừng ngập mặn Lƣợng cacbon trong hệ sinh thái rừng ngập mặn chủ yếu đƣợc tích lũy ở dạng tăng sinh khối các bộ phận trên mặt đất (thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất), rễ dƣới mặt đất của cây và quần thể rừng. Sato và Kanatomi (2000) [47] cho biết, khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn có thể tƣơng đƣơng hoặc lớn hơn các loại rừng nội địa và đóng góp trong việc chuyển hóa và cân bằng các loại khí nhà kính vùng ven biển.
Matsui, 1998 chỉ ra rằng hệ sinh thái rừng ngập mặn hàng năm tích lũy vào khoảng 3,7 tấn Cacbon/ha/năm, tƣơng đƣơng với 13,91 tấn CO2/ha/năm [39]. Một số nghiên cứu đã cho thấy, quá trình tích lũy cacbon trong sinh khối rừng ngập mặn là 97,1 tấn/ha, cao hơn so với tích lũy cacbon trong rừng mƣa nhiệt đới là 29,5 tấn/ha nhƣng lại thấp hơn so với rừng mƣa ôn đới (129,82 ha) (Nguyễn Hoàng Trí, 2006) [21]. Đối với rừng trồng, theo nghiên cứu của Hai Ren và cộng sự (2010) [33], nghiên cứu rừng bần (Sonnerratia apetala) trồng tại Trung Quốc ở giai đoạn 4, 5, 8 và 10 tuổi có sinh khối là 47,9 tấn/ha; 71,7 tấn/ha; 95,9 tấn/ha và 108,1 tấn/ha. Tác giả cũng chỉ ra rằng sinh khối trên mặt đất và sinh khối dƣới mặt đất của rừng tăng dần theo tuổi rừng.
Sinh khối của loài bần (Sonnerratia apetala) tăng trƣởng nhanh ở giai đoạn từ 4 đến 5 tuổi, sau giai đoạn 5 tuổi thì tích lũy sinh khối chậm. Sinh khối thân và rễ chiếm tỉ lệ lớn nhất là 60% so với tổng sinh khối. Tỷ lệ BGB/AGB ở thân và rễ ở rừng trồng 4, 5, 8, 10 tuổi là 0,2; 0,2; 0,3 và 0,3. Với rừng ngập mặn tự nhiên, công trình nghiên cứu đầu tiên đánh giá sinh khối và tăng trƣởng của rừng có tính chất hệ thống và tƣơng đối hoàn chỉnh là của Golley F., Odum và Wilson (1958 - 1962) trên đối tƣợng rừng đâng đỏ (Rhizophora mangle) ở Puerto.
Năm 1975, ông cùng với cộng sự tiếp tục nghiên 5 Luan van cứu sinh khối của rừng đâng đỏ (R. mangle) và 278,9 tấn/ha của rừng đâng (R. và cộng sự, (2007) [42] đã nghiên cứu trên đối tƣợng là rừng trang (Kandelia obovata) 5 tuổi, 10 tuổi và 15 tuổi trồng tại cửa sông Lèn, Thanh Hóa. Kết quả nghiên cứu đã ƣớc tính đƣợc khả năng cố định CO2 trong sinh khối trên mặt đất của các tuổi rừng lần lƣợt là 28,5; 13,7; 1,45 tấn/ha/năm.
Nguyễn Thanh Hà và các cộng sự, (2002) [31] nghiên cứu tại một số rừng ngập mặn ở miền Nam Thái Lan và Indonesia, kết quả nghiên cứu của tác giả chỉ ra rằng sự tích lũy cacbon trong cây rừng ngập mặn tùy thuộc vào loại rừng, đặc điểm về cấu trúc, tuổi cây. Kết quả nghiên cứu đƣợc thể hiện ở dƣới bảng 1. Tích lũy cacbon trong cây rừng ngập mặn Tổng cacbon Địa điểm Mật độ Loài cây chính trong rừng nghiên cứu (Cây/ha) (tấn/ha) Bần chua 478 117,4 (Sonneratia caseolaris (L.) Engler) Sosobok, Đƣớc đôi 761 354,3 Indonesia (Rhizophoza apiculata Blume) Vẹt dù 400 313,5 (Bruguiera gymnorrhiza (L.) Savigny) Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) - Ranong, Cui biển (Heritira littoralis Aiton ex - 280,0 Thái Lan Dryander/Dry.