Đặt vấn đề Trong chu trình các bon toàn cầu, các bon được luân chuyển giữa bốn “hồ chứa” lớn: hóa thạch và cấu trúc địa chất, khí quyển, các đại dương và các hệ sinh thái trên cạn (Schimel et al. Sự dịch chuyển giữa các hồ xảy ra chủ yếu là dịch chuyển các bon dioxít (CO2) trong các quá trình đốt cháy nhiên liệu, phân rã hóa học và khuếch tán, quang hợp, hô hấp, phân hủy, cháy rừng và đốt nhiên liệu sinh học hiếu khí và trong lò. Nếu một thành phần trong sinh quyển như sinh khối gỗ bị thu nhỏ lại có nghĩa là các bon được giải phóng vào khí quyển. Nếu sinh khối được tăng lên, nó trở thành nơi tích lũy và do đó loại bỏ và giảm được các bon từ khí quyển.
Xu thế ngày càng tăng lượng CO2 trong khí quyển (DeFries R S, Houghton R A, Hansen M C, Field C B, Skole D and Townshend J, 2002) [17], một phần có thể được quy cho sinh khối (nhiên liệu sinh học) của Thế giới bị suy giảm. Việc theo dõi tích lũy các bon của các thảm thực vật toàn cầu là rất quan trọng. Ước tính lượng tích lũy các bon tại một khoảng thời gian nhất định rất có ý nghĩa, bởi nó cho thấy tiềm năng của thảm thực vật để giải phóng hoặc hấp thụ các bon. Hệ sinh thái trên cạn đóng một vai trò quan trọng trong chu trình các bon toàn cầu (C).
Rừng nhiệt đới ở Việt Nam liên tục thay đổi do hệ quả của việc khai thác rừng và chuyển đổi sang các loại hình sử dụng đất khác. Bởi kết quả của những thay đổi này, những nghiên cứu về tích lũy Các bon của các hệ sinh thái rừng đã được tiến hành trong vài năm qua ở Việt Nam. Lượng các bon tích lũy trong các loại rừng tự nhiên ở Việt Nam từ 66,05 – 206,23 tấn C/ha (Vũ Tấn Phương, 2009) [8]. Trong khi đó, đối với các loại rừng trồng ở Việt Nam, tùy theo loài cây trồng và tuổi của rừng mà lượng các bon tích lũy có thể từ 4,8 – 173,93 tấn C/ha (Ngô Đình Quế, 2008) [11].
Đối với các trạng thái thảm cỏ và cây bụi lượng các bon tích lũy có thể đạt từ 4 – 20 tấn C/ha (Ngô Đình Quế và cộng tác viên, 2006) [10]. n 2 Thị trấn Lộc Bình nằm trên Quốc lộ 4 (4B), cách thành phố Lạng Sơn 20 km về hướng đông nam và cách biên giới Việt - Trung 15 km về hướng đông bắc. Khí hậu thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm mưa nhiều tuy nhiên do chịu ảnh hưởng từ gió mùa Tây Nam nên có chế độ nhiệt, số ngày nắng cao thuận lợi cho phát triển cây lương thực, cây công nghiệp hàng năm, cây ăn quả nhiệt đới đặc biệt là rừng rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) đã và đang có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội của địa phương thông qua các lợi ích trực tiếp như khai thác lâm sản, cải tạo và giữ đất, điều tiết nguồn nước, hạn chế xói mòn, hấp thụ CO2 và tích lũy các bon. Do đó việc nghiên cứu khả năng tích lũy Các bon ở rừng trồng Thông mã vĩ làm cơ sở khoa học cho việc áp dụng chi trả dịch vụ môi trường rừng, giá trị thương mại của các bon.
Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng tích lũy Các bon rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại Lâm trường, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn”. Mục đích nghiên cứu Xác định simh khối và khả năng tích lũy các bon của cây cá lẻ và rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại lâm trường, huyện Lộc Bình, Tỉnh Lạng Sơn làm cơ sở khoa học cho công tác chi trả dịch vụ môi trường rừng trong tương lai tại khu vự nghiên cứu. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định đặc điểm sinh khối của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại lâm trường, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. - Xác định được khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại lâm trường, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học Qua quá trình thực hiện đề tài giúp cho sinh viên kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết đã học trên lớp và biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. Ngoài ra sinh viên có thể học thêm được các phương pháp, kĩ năng trong việc lập kế n 3 hoạch, viết báo cáo, phân tích số liệu,. Đây là vấn đề rất cần thiết cho công việc sau này.
Góp phần xây dựng luận cứ khoa học cho việc định lượng giá trị môi trường của rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) trồng tại lâm trường, huyện Lộc Bình, Tỉnh Lạng Sơn nói riêng và định giá rừng Việt Nam nói chung. Ý nghĩa thực tiễn sản xuất Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy các bon, đề tài đã xây dựng được cơ sở khoa học đề xuất biện pháp kỹ thuật trong kinh doanh rừng trồng Thông mã vĩ tại Lạng Sơn. Kết quả của đề tài góp phần định được lượng CO2 hấp thụ ở cây Thông mã vĩ, hiện trạng sử dụng rừng, tiềm năng phát triển rừng trồng Thông mã vĩ tại lâm trường, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. Nâng cao nhận thức của cộng đồng về vai trò của rừng đối với môi trường.
n 4 Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan vấn đề 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.
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 n 5 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).
Những nghiên cứu về rừng trồng 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 R A, 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: + 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 n 6 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 phương pháp “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.