Đặt vấn đề Rừng có vai trò to lớn đối với sự sống trên trái đất của chúng ta: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hòa khí hậu, tạo ra oxy, điều hòa nước, nơi cư trú của động, thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hiếm,… Một ha rừng hàng năm tạo nên sinh khối khoảng 300 - 500 kg, 16 tấn oxy. Nếu như tất cả thực vật trên Trái Đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm 37 tỷ tấn (70%). Và các cây rừng sẽ thải ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) dưỡng khí để phục vụ cho hô hấp của con người, động vật và sâu bọ trên Trái Đất trong khoảng 2 năm (S. Nghiên cứu về khả năng tích lũy carbon trong các hệ sinh thái rừng được tiến hành khá sớm với ý nghĩa quản lý chu trình carbon là nhân tố quan trọng trong việc quản lý dinh dưỡng và năng suất rừng.
Gần đây nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon (C) của rừng lại 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 nơi ở, thiếu đất canh tác, sự suy giảm đa dạng sinh học,… Các nhà khoa học cho rằng nguyên nhân trực tiếp của sự biến đổi khí hậu là do phát thải quá mức khí nhà kính, đặc biệt là CO2. Với diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp cộng với quá trình khai thác rừng không hợp lý chính là nguyên nhân để lượng carbon tích tụ ngày càng nhiều.
Theo tiến sỹ Christopher Field: “Lượng carbon tích trữ trong hệ sinh thái rừng thấp dẫn đến CO2 trong khí quyển tăng 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. n 2 Vì vậy các nghiên cứu carbon trở thành vấn đề trọng tâm của khoa học kể từ khi mức độ phát thải khí CO2 ngày càng tăng lên. Trên thực tế lượng CO2 hấp thụ của rừng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như sau: kiểu rừng, trạng thái rừng, tuổi lâm phần, loài cây,.giảm tác hại của hiệu ứng nhà kính đòi hỏi phải có sự nghiên cứu, đánh giá, xác định sinh khối và trữ lượng carbon trong từng kiểu rừng, loài cây làm cơ sở để lượng hóa kinh tế giá trị về môi trường xã hội mà rừng mang lại. Nghị định thư Kyoto với cơ chế phát triển sạch đã mở ra cơ hội cho những nước đang phát triển như Việt Nam trong việc tiếp nhận đầu tư để thực hiện các dự án lớn về phát triển rừng.góp phần phát triển đất nước theo hướng bền vững.
Thái Nguyên là một tỉnh miền núi phái Bắc với sự phát triển của nhiều nhà máy, khu công nghiệp lớn, đang gây sức ép hết sức nặng nề đến môi trường không khí. Trong những năm gần đây được Đảng và Nhà nước quan tâm tới công tác phát triển rừng, diện tích rừng của Thái Nguyên tăng đáng kể. Hiện nay, vấn đề đang được xã hội đặc biệt quan tâm là sự gia tăng ô nhiễm môi trường, lượng khí phát thải CO2 ngày càng tăng ở các tỉnh có nền công nghiệp phát triển như Thái nguyên. Vì vậy mà các viện nghiên cứu, các trường đại học, các tổ chức, cá nhân,.đang nỗ lực tham gia nghiên cứu công trình khoa học góp phần hạn chế lượng phát thải CO2.
Xuất phát từ thực tế trên, nhằm đáp ứng một phần nhỏ đó tôi tiến hành khỏa sát thực tế trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, được biết huyện Định Hóa có diện tích rừng Vầu Đắng khá lớn, có khả năng tích tụ lượng carbon (C) cho toàn khu vực, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu lượng carbon tích lũy của rừng Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên”. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đặc điểm sinh khối của loài cây Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái nguyên. - Xác định được khả năng tích lũy carbon của loài cây Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. n 3 - Xác định mối tương quan giữa sinh khối và khả năng tích lũy carbon của loài cây Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái nguyên.
Mục đích nghiên cứu Xác định được lượng carbon tích lũy của rừng Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên nhằm xác định giá trị của rừng thông qua việc xác định lượng carbon tích lũy, đồng thời làm cơ sở khoa học cho thu phí dịch vụ môi trương rừng. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Qua quá trình thực hiện đề tài, sinh viên sẽ được thực hành việc nghiên cứu khoa học, biết phương pháp phân bố thời gian hợp lý trong quá trình làm việc. Đồng thời đây cũng là cơ sở để sinh viên có thể củng cố kiến thức đã học trong nhà trương vào hoạt động thực tiễn nghiên cứu khoa học. Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kỹ năng trong lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích số liệu,.
Đây là những vấn đề rất cần thiết cho công việc sau này. - Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Đề tài góp phần xác định được sinh khối và lượng carbon tích lũy của loài cây Vầu Đắng (Indosasa angustata Mc.Clure) tại xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa, tỉnh Thái nguyên. Đây là một phần nhỏ nhằm xác định được lượng sinh khối và khả năng tích lũy carbon của rừng Vầu Đắng tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan 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. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon Trong vài thập kỷ trở lại đây vấn đề nóng lên của khí hậu toàn cầu đang được quan tâm của toàn thế giới. Nó đang từng bước tác động tiêu cực đến sinh vật và môi trường trên trái đất. Quá trình nóng lên của trái đất đã làm cho tất cả các thành phần của môi trường bị biến đổi tiêu cực, nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt thường xuyên xảy ra.
Sự biến đổi môi trường sống đang tác động rất xấu đến đời sống con người và tất cả các sinh vật khác trên trái đất. Hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu là không thể tránh khỏi. Hầu hết các nhà khoa học môi trường cho rằng sự gia tăng đáng kể nồng độ các khí nhà kính mà chủ yếu là khí CO2 trong khí quyển là nguyên nhân gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Hiện tượng này có thể sẽ làm nhiệt độ trái đất tăng thêm nhanh chóng từ 1,4 – 5,80C trong giai đoạn 1990 - 2100.
Thực vật sống mà chủ yếu là các hệ sinh thái rừng có khả năng giữ lại và tích trữ, hay hấp thụ một lượng lớn carbon trong khí quyển. Theo thống kê, toàn bộ diện tích rừng thế giới lưu giữ khoảng 283 Gt (Giga tấn) carbon trong sinh khối và trong toàn hệ sinh thái rừng là 638 Gt (gồm cả trữ lượng carbon trong đất tính đến độ sâu 30 cm). Lượng carbon này lớn hơn nhiều so với lượng carbon trong khí quyển. Với chức năng này của rừng, hoạt động trồng rừng, tái trồng rừng và quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng được coi là một trong các giải pháp quan trọng trong tiến trình cắt giảm KNK nêu ra trong hội nghị thư Kyoto để tiến tới mục tiêu ngăn ngừa sự biến đổi khí hậu toàn cầu và bảo vệ môi trường (Phan Minh Sang và cs, 2006) [10].
Kết quả đo lường của các nhà khoa học đã cho thấy thảm thực vật đã thu giữ 1 trữ lượng CO2 lớn hơn một nửa khối lượng chất khí đó sinh ra từ sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch trên thế giới. Và từ nguyên liệu carbon này hàng năm thảm thực vật trên Trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô n 6 thực vật. Khám phá này khẳng định thêm vai trò của cây xanh: việc trồng nhiều cây xanh làm giảm hàm lượng dioxin carbon khí quyển hay ngược lại việc phá rừng đã làm tăng hàm lượng đó trong khí quyển. Trong các bể carbon ở phần lục địa, carbon hữu cơ chiếm phần lớn nhất đạt tới 1500 PgC tính đến độ sâu 1 m và 2456 PgC tính đến độ sâu 2 m.
Thảm thực vật (650 Pg) và không khí (750 Pg) nhỏ hơn rất nhiều so với ở trong đất. Carbon vô cơ chiếm khoảng 1700 Pg nhưng nó chủ yếu ở dưới dạng tương đối bền nên ít thay đổi theo thời gian (Robert, 2001) [20]. Các nghiên cứu về phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ của hệ sinh thái rừng, K.