Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1. CDM và một số dự án A/R-CDM Hiện tượng nóng lên toàn cầu ngày một gia tăng do các hoạt động của con người như sử dụng nguyên liệu hoá thạch, hoạt động công nghiệp, tàn phá rừng vv. Hậu quả của nó là sự biến đổi khí hậu và những thiên tai, dịch bệnh theo hướng bất lợi cho sự sống trên trái đất.
Đứng trước nguy cơ đó, Hội nghị các bên (COP-Conference of the Parties) của Công ước Khung của Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu đã thông qua Nghị định thư Kyoto tại Nhật Bản năm 1997, trong đó có cam kết của các nước phát triển là cắt giảm lượng khí thải để ngăn ngừa sự nóng lên toàn cầu. Một trong những nội dung của Nghị định thư Kyoto là đưa vào áp dụng các cơ chế gồm:“Cơ chế phát triển sạch (CDM - Clean Development Mechanism)”, và “Cơ chế thương mại phát thải (ET - Emissions trading)”(dẫn theo Phạm Xuân Hoàn - 2005 [3]). Mục đích của CDM là giúp các Bên không thuộc phụ lục I (các nước đang phát triển) đạt được sự phát triển bền vững và đóng góp vào mục tiêu của Công ước, đồng thời giúp các nước phát triển đạt được sự tuân thủ các chỉ tiêu giảm phát thải khí nhà kính. Đối với ngành lâm nghiệp, CDM đã mở ra một cơ hội mới trong việc kinh doanh sản phẩm không phải là các sản phẩm truyền thống như gỗ và các sản phẩm ngoài gỗ như từ trước đến nay vẫn làm.
Dựa vào đặc điểm của quá trình quang hợp và đặc điểm cấu trúc tế bào của thực vật mà các nhà kinh doanh lâm nghiệp có thể trồng rừng và bán carbon ra thị trường như những sản phẩm thông thường khác. Ngay sau khi Nghị định thư Kyoto có hiệu lực, hàng loạt quốc gia trên thế giới đã có chủ trương và tiến hành thực hiện các n 5 dự án CDM trong lĩnh vực nông-lâm nghiệp. Từ năm 1999 - 2006, đã có 28 dự án từ 13 quốc gia trên toàn thế giới được gửi tới “Global Environment Centre Foundation” của Nhật Bản để đăng ký thực hiện dự án AR-CDM thông qua chương trình tái trồng rừng và trồng rừng mới (http://gec.jp/gec/ gec.nsf/en/Activities) [29]. Đến năm 2004 đã có 16 dự án về cố định carbon qua việc trồng mới và tái trồng rừng được thực hiện, trong đó châu Mỹ - Latin có 4 dự án, châu Phi có 7 dự án, châu Á có 5 dự án và 1 dự án liên quốc gia được thực hiện tại các nước Ấn Độ, Brazil, Jordan và Kenya (FAO, 2004) [21].
Tại Mexico một dự án đang được thực hiện, mục tiêu của dự án là cung cấp 18.000 tấn CO2/năm với giá 2,7 USD/tấn, dự án đã tập hợp trên 400 thành viên thuộc trên 33 cộng đồng của 4 nhóm dân tộc thiểu số tham gia với nhiều hệ thống nông-lâm kết hợp khác nhau. Kết quả của dự án đã làm tăng lượng các bon tích luỹ, tăng cường năng lực cộng đồng, khuyến khích phát triển các hệ thống sản xuất nông nghiệp bền vững và góp phần bảo tồn đa dạng sinh học (Phạm Xuân Hoàn, 2005) [3]. Tại Ấn Độ, một dự án nâng cao cố định các bon đang được thực hiện trong thời gian 50 năm, theo tính toán, khi kết thúc dự án có thể cố định được từ 0,4-0,6 Mt các bon, trong đó sau 8 năm, mỗi ha có thể cố định được 25,44 tấn, sau 12 năm có thể cố định được 41,2 tấn và sau 50 năm có thể cố định được 58,8 tấn (tương đương khoảng 3 tấn C/ha). Một dự án nhằm giảm những thiệt hại do nóng lên toàn cầu và giảm tỷ lệ đói nghèo của người dân trong vùng được thực hiện tại Tây Phi thông qua việc tăng cường khả năng cố định các bon của trảng cỏ Savannah (FAO, 2004) [21].
Nhìn chung, mục tiêu của các dự án về khả năng cố định carbon biến động rất lớn, từ 7 tấn/ha trong dự án tại vườn quốc gia Noel Kempf Mercado ở Bolivia đến 129 tấn/ha trong dự án thực hiện tại vùng Andean ở Ecuador (FAO, 2004) [21]. n 6 Năm 2004, ngân hàng Thế giới đã huy động một lượng vốn trị giá 53,8 tỷ USD để thực hiện các dự án trình diễn về cố định các bon trong hệ thống lâm nghiệp và sinh thái nông nghiệp (World Bank’s Biocarbon Fund). Mục tiêu của chương trình này là hỗ trợ chi phí cho việc giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tăng cường bảo tồn đa dạng sinh học cũng như giảm đói nghèo trên thế giới. Tuy nhiên, cho tới cuối năm 2007, mới chỉ 1 dự án được phê duyệt bằng quỹ này và 7 dự án khác đang chờ đợi để được phê chuẩn (http://cdm.
Dự án mới được duyệt sẽ thực hiện tại lưu vực đầu nguồn sông Pearl, Quảng Tây, Trung Quốc với 4 mục tiêu: (i) Nâng cao khả năng cố định carbon của rừng tại lưu vực đầu nguồn, (ii) Tăng cường bảo tồn đa dạng sinh học rừng tự nhiên, (iii) Cải tạo đất và chống xói mòn và (iv) Nâng cao thu nhập của người dân địa phương. Để đạt được mục tiêu trên, 4.000 ha rừng đa tác dụng sẽ được trồng mới. Hiệu quả mong muốn của dự án là đem lại việc làm cho 18.000 hộ gia đình trong vùng dự án với 110.000 ngày công, đồng thời đến năm 2012 rừng trồng trên có thể hấp thu được 320. Qua những số liệu thống kê trên ta thấy rằng CDM đang mở ra cho ngành lâm nghiệp một hướng mới là dịch vụ môi trường thông qua trồng rừng và bán carbon, đặc biệt đối với các nước đang phát triển, CDM sẽ là cơ hội để đạt được mục tiêu phát triển kinh tế, đây cũng là cơ hội để chuyển giao công nghệ, nâng cao kiến thức của người dân trong mục tiêu phát triển bền vững của mỗi quốc gia.
Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy các bon rừng trồng Sinh khối là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất trong việc tính toán khả năng cố định các bon của rừng. Trước khi vấn đề các bon rừng trồng được quan tâm, sinh khối rừng đã được nghiên cứu khá kỹ nhằm mục đích đánh giá năng suất rừng cũng như một số chỉ tiêu khác như dinh dưỡng hoặc n 7 các chỉ tiêu về môi trường của rừng trồng. Khi CDM xuất hiện, nghiên cứu sinh khối rừng trồng lại được áp dụng để xác định lượng các bon nhằm góp phần định lượng giá trị môi trường do rừng mang lại. Sinh khối rừng đã được nghiên cứu rất sớm, từ năm 1840 trở về trước, các tác giả đã đi sâu vào lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là nghiên cứu quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ từ nước, không khí và năng lượng ánh sáng mặt trời.
Sang thế kỷ XIX nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hoá phân tích, hoá thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể. Fleming (1957) [22] đã tổng kết quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu của mình. Trong những năm gần đây các phương pháp nghiên cứu định lượng, xây dựng các mô hình dự báo sinh khối cây rừng đã được áp dụng thông qua các mối quan hệ giữa sinh khối cây với các nhân tố điều tra cơ bản, dễ đo đếm như đường kính ngang ngực, chiều cao cây, giúp cho việc dự đoán sinh khối được nhanh và kinh tế hơn. Các nhà sinh thái rừng đã dành sự quan tâm đặc biệt đến nghiên cứu sự khác nhau về sinh khối rừng ở các vùng sinh thái.
Tuy nhiên, việc xác định đầy đủ sinh khối rừng không dễ dàng, đặc biệt là sinh khối của hệ rễ trong đất rừng, nên việc làm sáng tỏ vấn đề trên đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn nữa mới đưa ra được những dẫn liệu mang tính thực tiễn và có sức thuyết phục cao. Hệ thống lại, hiện có 3 cách tiếp cận để xác định sinh khối rừng như sau: i) Tiếp cận thứ nhất dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối rừng với kích thước của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó, hướng tiếp cận này được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu. Tuy nhiên, do khó khăn trong việc thu thập rễ cây, nên hướng tiếp cận này chủ n 8 yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất (Burton và cộng sự, 1998) [15]. ii) Tiếp cận thứ hai đo trực tiếp quá trình sinh lý điều khiển cân bằng carbon trong hệ sinh thái.
Cách này bao gồm việc đo cường độ quang hợp và hô hấp cho từng thành phần trong hệ sinh thái rừng (lá, cành, thân, rễ), sau đó ngoại suy ra lượng CO2 tích luỹ trong toàn bộ hệ sinh. iii) Tiếp cận thứ ba được phát triển trong những năm gần đây với sự hỗ trợ của kỹ thuật vi khí tượng học (micrometeological techniques). Phương pháp phân tích hiệp phương sai dòng xoáy đã cho phép định lượng sự thay đổi lượng CO2 theo mặt phẳng đứng của tán rừng. Căn cứ vào tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, số liệu CO2 theo mặt phẳng đứng sẽ được sử dụng để dự đoán lượng carbon đi vào và đi ra khỏi hệ sinh thái rừng theo định kỳ từng giờ, từng ngày, từng năm.
Kỹ thuật này đã áp dụng thành công ở rừng thứ sinh ở Harward - Massachusetts. Tổng lượng carbon tích luỹ dự đoán theo phương pháp phân tích hiệp phương sai dòng xoáy là 3,7 megagram/ha/năm. Tổng lượng carbon hô hấp của toàn bộ hệ sinh thái vào ban đêm là 7,4 Megagram/ha/năm, nói lên rằng tổng lượng carbon đi vào hệ sinh thái là 11,1 megagram/ha/năm. Trong những năm gần đây, để phục vụ công việc đánh giá khả năng tích lũy carbon của rừng, các tác giả đã đưa ra các phương pháp khác nhau để tính sinh khối, mỗi một phương pháp đều có những ưu và 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.
Năm 2002, tổ chức “Australian Greenhouse Office” [14] đã soạn thảo sổ tay hướng dẫn đo đạc ngoài thực địa cho việc đánh giá các bon, trong đó có các bon rừng trồng. Theo đó, tất cả các bước thu thập thông tin như lịch sử rừng trồng, lập địa và các phương pháp cụ thể trong thu thập số liệu cũng như lấy mẫu, xử lý số liệu được mô tả chi tiết. n 9 Trên cơ sở xác định sinh khối như đã đề cập trên, khả năng cố định các bon của rừng trồng đã được nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới.