Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu và những tác động mạnh mẽ của nó trong thời gian gần đây đang là mối quan ngại to lớn của nhân loại. Việc tìm hiểu mối liên hệ giữa phát thải khí CO2 từ suy thoái và mất rừng với biến đổi khí hậu đang là một vấn đề rất được quan tâm trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Các nhà khoa học đã dự báo rằng đến năm 2100, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên từ 1,8 - 4 oC và mực nước biển có thể sẽ dâng cao 0,75 - 1,5m do hiệu ứng nhà kính. Có nhiều nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính như: từ bụi, hơi nước, khí thải công nghiệp (trong đó chủ yếu là một số chất được xếp theo thứ tự: CO2, CFC, CH4 …) của các nhà máy, các thiết bị, phương tiện có sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch có gốc Carbon, hoạt động của núi lửa, các vụ nổ hạt nhân … gây ô nhiễm môi trường; “Suy thoái rừng” và “mất rừng” cũng là một tác nhân “quan trọng” - đây là một nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể góp phần làm biến đổi khí hậu (Theo bản báo cáo được đệ trình tại cuộc họp bàn về khí hậu của Mỹ tổ chức tại Bonn, Đức vào ngày 30/3/2009 vừa qua, thì “phá rừng là tác nhân gây ra gần 1/5 tổng lượng khí thải nhà kính”) (Dương Ngọc Quang, 2010) [11].
Khi rừng ngày càng bị thu hẹp cộng với quá trình khai thác rừng bừa bãi, không hợp lí cũng chính là nguyên nhân dẫn tới lượng carbon tích tụ trong rừng ngày càng giảm đi nhiều. Theo tiến sĩ Christonpher Field: “ Lượng carbon tích trữ trong hệ sinh thái rừng thấp dẫn đến CO2 trong khí quyển tăng lên nhanh hơn và quá trình nóng lên toàn cầu diễn ra cũng nhanh hơn”. Và theo tuyên bố của tổ chức Thống kê Nam Cực (BAS) cho biết vào năm 2006 có gần 10 tỷ tấn CO2 trong khí quyển trái đất, tăng 35% so với năm 1990. Mặt khác, trên thế giới việc nghiên cứu để lượng hóa những giá trị về mặt môi trường của rừng đã được bắt đầu từ khá lâu nhưng ở Việt Nam thì còn tương đối mới mẻ.
Nghiên cứu về sinh khối và carbon trong các hệ sinh thái rừng được tiến hành với ý nghĩa quản lý chu trình carbon đây là nhân tố quan trọng trong việc quản lý dinh dưỡng cũng như năng suất rừng. Trong những năm gần đây những nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 n 2 cũng như tích lũy carbon của rừng nói chung và các loại cây rừng cụ thể nói riêng ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Hiện nay, biến đổi khí hậu đang đe dọa nghiêm trọng đến lợi ích sống còn của nhiều dân tộc trên khắp hành tinh. Con người đang phải đối mặt với những tác động của biến đổi khí hậu như: dịch bệnh, đói nghèo, mất đất ở, sự suy giảm đa dạng sinh học…Vì vậy nghiên cứu carbon trở thành vấn đề trong tâm của khoa học kể từ khi mức độ phát thải khí CO2 ngày càng tăng lên.
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi nằm phía Bắc của Việt Nam, với sự phát triển của nhiều nhà máy, khu công nghiệp lớn thì sức ép về môi trường đặc biệt về ô nhiễm khí thải là hết sức nặng nề. Trong những năm gần đây Thái Nguyên rất quan tâm tới công tác phát triển rừng, nên diện tích rừng đã tăng lên rất đáng kể. Diện tích rừng đã được phát triển mạnh trong tất cả các huyện thuộc tỉnh, sự đóng góp đó không thể không nhắc đến là công tác phát triển rừng tại huyện Định Hóa. Tại Định Hóa loài cây Vầu Đắng là một trong những loài cây có ý nghĩa và vai trò quan trọng cho người dân địa phương, rừng vầu đắng không chỉ đem lại nguồn thu tương đối lớn cho người dân từ việc khai thác sản phẩm măng làm thực phẩm, cây làm nguyên liệu chế biến như: Đũa, bột giấy.
mà rừng vầu đắng còn góp phần quan trọng trong việc cảo tạo đất, điều hòa tiểu khí hậu, chống xói mòn, rửa trôi, hạn chế lũ lụt,. Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy, giá trị của rừng Vầu đắng mới chỉ được thừa nhận ở những giá trị kinh tế của nó mang lại, những giá trị về bảo vệ môi trường, khả năng tích lũy carbon của rừng Vầu đắng vẫn chưa được thừa nhận mặc dù về mặt nhận thức chúng ta đều biết rừng nói chung trong đó có rừng vầu đắng nói riêng đều góp phần quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, có khả năng hấp thụ và lưu giữ khí gây ra biến đổi khí hậu chủ yếu là CO2 nhưng lại không có đầy đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn để lượng hóa chúng. Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự nhất trí của trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và giáo viên hướng dẫn tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu lượng Carbon (C) tích lũy của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) tại xã Quy Kỳ, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên".
Mục đích nghiên cứu Xác định được hàm lượng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loài tại xã Quy Kỳ huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Góp phần cung cấp thêm thông tin nhằm thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng nói chung và rừng Vầu nói riêng. Mục tiêu nghiên cứu - Tìm ra được một số quy luật kết cấu lâm phần của rừng Vầu đắng thuần loài tại xã Quy Kỳ, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên.
- Nghiên cứu được đặc điểm sinh khối và hàm lượng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng tại xã Quy Kỳ, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Qua quá trình nghiên cứu đề tài sẽ củng cố cho sinh viên những kiến thức đã học ở trên lớp vào thực tiễn, nhằm giúp cho sinh viên được làm quen dần với thực tế sản xuất. Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kĩ năng trong lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích số liệu.Đây là những vấn đề cần thiết cho công việc sau này.
Xây dựng cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của rừng Vầu đắng tại khu vực nghiên cứu. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tư liệu tham khảo cho các cấp, các ngành trong việc chi trả dịch vụ môi trường rừng, cho chủ rừng trong thực tiễn quản lý rừng Vầu đắng tại địa phương nói riêng và tất cả các địa phương có cây Vầu đắng phân bố nói chung. n 4 Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.
Những nghiên cứu trên thế giới 2. Nghiên cứu về sinh khối "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 khác 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 carbon hấp thụ bởi thực vật rừng, góp phần định lượng giá trị môi trường do rừng mang lại.
Nghiên cứu sinh khối được thực hiện từ rất sớm, trước năm 1840, các công trình nghiên cứu đã tập trung vào lĩnh vực sinh lý thực vật, nghiên cứu quá trình quang hợp tạo nên vật chất hữu cơ từ nước, oxi và năng lượng ánh sáng mặt trời. Sự phát triển không ngừng của xã hội loài người, bước sang thế kỷ XIX ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật của các ngành hóa phân tích, hóa thực vật các nhà khoa học đã vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong chu trình tuần hoàn vật chất của tự nhiên để áp dụng nghiên cứu sinh khối rừng và bước đầu đã thu được những thành tựu đáng kể. Năm 1964, Lieth đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất, đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “International Biology Program” (1964) và chương trình con người và sinh quyển “Man and Biosphere” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh.000 kg/ha/năm; Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana: 362.
Nghiên cứu về khả năng hấp thụ Carbon Đại dương và thảm thực vật là nơi có khả năng hấp thụ một khối lượng lớn CO2 phát thải vào không khí bởi các hoạt động của con người. Trong đó thảm thực vật đã lưu giữ một lượng CO2 lớn hơn 1 nửa khối lượng chất khí phát thải đó và cũng chính từ nguyên liệu carbon này hàng năm thảm thực vật trên trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô thực vật. Rừng nhiệt đới toàn cầu có diện tích khoảng 17,6 triệu km2 tích lũy 547 tỷ tấn carbon trong sinh khối và trong đất. Rừng cô lập và lưu trữ carbon nhiều hơn bất kỳ hệ sinh thái nào trên trái đất khác và là “phanh” tự nhiên quan trọng đối với biến đổi khí hậu.
Khi rừng bị chặt phá hoặc suy thoái, lưu trữ carbon của chúng được giải phóng vào khí quyển như dioxide carbon (CO2). Nạn phá rừng nhiệt đới là ước tính đã phát thải từ 1-2 tỷ tấn carbon mỗi năm trong những năm 1990, khoảng 15-25% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu hàng năm (Malhi và Grace, 2000; Fearnside và Laurance, 2004; Houghton, 2005). Các nguồn phát thải khí nhà kính trong hầu hết các nước nhiệt đới lớn nhất là từ nạn phá rừng và suy thoái rừng.(Đỗ Hoàng Chung, 2012) [3] Năm 1980, Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon trung bình trong rừng nhiệt đới châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh khối và 148 tấn /ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42-43 tỷ tấn carbon trong toàn châu lục. Tuy nhiên, lượng carbon có biến động rất lớn giữa các vùng và các kiểu thảm thực bì khác nhau.
Thông thường lượng carbon trong sinh khối biến động từ dưới 50 tấn/ha đến 360 tấn/ha, phần lớn ở các kiểu rừng là 100-200 tấn/ha (Phạm Xuân Hoàn, 2005) [5]. n 6 Trong những năm gần đây đã có rất nhiều nghiên cứu về xác định tích lũy các bon trong các loại rừng nhiệt đới (Bảng 2.