Khóa luận: Khả năng tích lũy carbon của cây chè trong mô hình chè - rừng tại Vô Tranh, Phú Lương, Thái Nguyên

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.

• Tác giả: Nguyễn Quang Dương
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tiến
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp chè - rừng tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2.1. Mục tiêu về lý luận
• 1.2.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.3. Ý nghĩa của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu
• 2.1.1. Nghiên cứu hấp thụ CO2 của rừng
• 2.2. Thị trường Carbon
• 2.3. Chi trả dịch vụ môi trường hấp thụ CO2 của rừng
• 2.4. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
• 2.4.1. Những nghiên cứu trên thế giới
• 2.4.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.4.3. Nhận xét chung
• 2.5. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 2.5.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
• 2.5.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu
• 2.5.3. Nhận xét và đánh giá chung
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu
• 3.4.2. Công tác ngoại nghiệp
• 3.4.3. Công tác nội nghiệp
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Khái quát mô hình Nông lâm kết hợp xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên
• 4.2. Đặc điểm sinh khối của cây chè trồng trong mô hình NLKH Chè - Rừng xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên
• 4.2.1. Đặc điểm cấu trúc sinh khối tươi
• 4.2.2. Đặc điểm cấu trúc sinh khối khô
• 4.3. Xác định lượng carbon tích lũy và CO2 hấp thụ ở cây Chè trong mô hình NLKH Chè - Rừng
• 4.3.1. Lượng Carbon tích lũy ở cây chè trong mô hình NLKH
• 4.3.2. Lượng CO2 hấp thụ của cây chè trong mô hình Nông lâm kết hợp
• 4.3.3. Lượng CO2 trên mặt đất và dưới mặt đất của cây chè trồng trong mô hình NLKH
• 4.4. Đề xuất phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ ở cây chè trong hệ thống mô hình Nông lâm kết hợp khu vực nghiên cứu và ước tính giá trị môi trường thông qua lượng CO2 hấp thụ
• 4.5. Đề xuất phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ ở cây chè trong hệ thống mô hình Nông lâm kết hợp
• 4.6. Phân tích giá trị kinh tế hấp thụ CO2 của cây chè trong mô hình Nông lâm kết hợp
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tích lũy carbon và mô hình nông lâm kết hợp

Nghiên cứu tập trung vào tích lũy carbon của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp tại Thái Nguyên. Mô hình này kết hợp trồng chè với cây rừng, tạo ra hệ sinh thái bền vững. Cây chè không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn góp phần hấp thụ CO2, giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu xác định lượng carbon tích lũy trong sinh khối của cây chè, từ đó đánh giá hiệu quả của mô hình trong việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

1.1. Khả năng tích lũy carbon của cây chè

Cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp có khả năng tích lũy carbon đáng kể. Nghiên cứu đo lường sinh khối tươi và khô của cây chè, từ đó tính toán lượng carbon tích lũy. Kết quả cho thấy, cây chè không chỉ hấp thụ CO2 từ khí quyển mà còn lưu trữ carbon trong thân, lá và rễ. Điều này góp phần giảm lượng khí nhà kính, hỗ trợ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

1.2. Hiệu quả của mô hình nông lâm kết hợp

Mô hình nông lâm kết hợp tại Thái Nguyên không chỉ mang lại lợi ích kinh tế từ cây chè mà còn cải thiện môi trường sinh thái. Cây rừng trồng xen kẽ giúp cản gió, giảm xói mòn đất và tăng khả năng hấp thụ carbon. Mô hình này là giải pháp hiệu quả để đối phó với biến đổi khí hậu, đồng thời tạo thu nhập ổn định cho người dân địa phương.

II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Nghiên cứu sử dụng phương pháp đo lường sinh khối và tính toán lượng carbon tích lũy trong cây chè. Các ô tiêu chuẩn (OTC) được thiết lập để thu thập dữ liệu về sinh khối tươi và khô. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp có khả năng hấp thụ CO2 cao, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu cũng đề xuất phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ và ước tính giá trị kinh tế của mô hình.

2.1. Phương pháp đo lường sinh khối

Nghiên cứu sử dụng phương pháp đo lường sinh khối tươi và khô của cây chè trong các ô tiêu chuẩn (OTC). Dữ liệu được thu thập từ các bộ phận thân, lá và rễ của cây chè. Phương pháp này giúp xác định chính xác lượng carbon tích lũy trong từng bộ phận của cây, từ đó đánh giá hiệu quả của mô hình nông lâm kết hợp trong việc hấp thụ CO2.

2.2. Kết quả và giá trị kinh tế

Kết quả nghiên cứu cho thấy, cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp tại Thái Nguyên có khả năng hấp thụ CO2 đáng kể. Lượng carbon tích lũy trong sinh khối của cây chè được tính toán và ước tính giá trị kinh tế. Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ, làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường và phát triển các chính sách hỗ trợ phát triển bền vững.

III. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc định lượng giá trị môi trường của mô hình nông lâm kết hợp. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xác định lượng carbon tích lũy trong cây chè, từ đó đề xuất các chính sách chi trả dịch vụ môi trường. Nghiên cứu cũng góp phần nâng cao nhận thức về vai trò của mô hình nông lâm kết hợp trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tại Thái Nguyên.

3.1. Ý nghĩa trong bảo vệ môi trường

Nghiên cứu góp phần làm rõ vai trò của mô hình nông lâm kết hợp trong việc hấp thụ CO2 và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xác định giá trị môi trường của cây chè, từ đó đề xuất các chính sách hỗ trợ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

3.2. Ứng dụng trong chi trả dịch vụ môi trường

Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ trong mô hình nông lâm kết hợp, làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để tính toán giá trị kinh tế của mô hình, từ đó hỗ trợ các chính sách đầu tư và phát triển phát triển bền vững tại Thái Nguyên.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu bắt nguồn từ các hoạt động nhân sinh như đốt nhiên liệu hóa thạch, sản xuất công nghiệp, quản lý chất thải và các hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp (chặt phá rừng, đốt nương làm rẫy, cháy rừng). Những hoạt động này làm gia tăng nồng độ các loại khí nhà kính ($CO_2$, $CH_4$, $NO_x$, $CFC$), gây nên hiện tượng ấm lên toàn cầu. Để giảm thiểu phát thải và hướng tới Cơ chế phát triển sạch (CDM), các hệ sinh thái rừng cùng các phương thức canh tác nông lâm kết hợp đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và lưu trữ carbon. Khả năng hấp thụ $CO_2$ phụ thuộc chặt chẽ vào kiểu thảm phủ, trạng thái rừng, loài cây ưu thế và tuổi của lâm phần. Việc định lượng khả năng tích lũy carbon của từng thảm thực vật cụ thể là cơ sở khoa học then chốt để phục vụ chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES).

Tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên – một vùng trung du có địa hình tương đối bằng phẳng, việc canh tác độc canh cây chè bộc lộ nhiều nguy cơ suy thoái môi trường và thiếu tính bền vững. Để khắc phục, người dân địa phương đã áp dụng mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng (trồng xen chè với các loài cây lâm nghiệp như Keo tai tượng, Xoan, Mỡ). Cây rừng có tác dụng cản gió, hạn chế xói mòn do mưa bão, giữ ẩm và che phủ đất, tạo thu nhập ổn định và lâu dài. Tuy nhiên, việc lượng hóa khả năng hấp thụ $CO_2$ và giá trị môi trường của cây chè trong mô hình này chưa được đánh giá đầy đủ. Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Quang Dương (chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, năm 2015) được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề thực tiễn trên.

Mục đích và mục tiêu nghiên cứu

• Mục đích nghiên cứu: Cung cấp thông tin khoa học về giá trị môi trường rừng của mô hình nông lâm kết hợp nói chung và tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên nói riêng.
• Mục tiêu lý luận: Góp phần xây dựng luận cứ khoa học cho việc định lượng giá trị môi trường của rừng trong hệ thống nông lâm kết hợp tại xã Vô Tranh và công tác định giá rừng tại Việt Nam.
• Mục tiêu cụ thể (được đánh số theo văn bản):
  1. Xác định được một số dạng mô hình nông lâm kết hợp chủ yếu tại khu vực nghiên cứu.
  2. Xác định được lượng Carbon ($C$) tích lũy của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
  3. Đề xuất được các phương pháp xác định lượng $CO_2$ trong mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng tại khu vực nghiên cứu và ước tính giá trị kinh tế môi trường thông qua lượng $CO_2$ hấp thụ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Cây chè (Camellia sinensis) trồng trong mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng.
• Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung xác định sinh khối và khả năng hấp thụ $CO_2$ thông qua lượng carbon tích lũy ở các bộ phận của cây chè trong mô hình Chè - Rừng; không nghiên cứu toàn bộ các thành phần khác như cây gỗ lâm nghiệp hay trữ lượng carbon trong đất.
• Thời gian và địa điểm: Nghiên cứu thực địa được tiến hành từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2014 tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình sử dụng

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết về chu trình carbon, sinh khối thực vật và cơ chế kinh tế môi trường:

• Khái niệm bể chứa carbon trong hệ sinh thái theo phân loại quốc tế (thảm thực vật sống trên mặt đất, thảm tươi cây bụi/vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng) từ các nghiên cứu của Ilic (2000) và McKenzie (2001).
• Các phương pháp ước tính nhanh sinh khối và trữ lượng carbon của Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR, 2007) và Trung tâm Nghiên cứu Nông Lâm kết hợp Thế giới (ICRAF, 2007).
• Khung cơ chế thị trường carbon quốc tế: Cơ chế Phát triển Sạch (CDM), Sáng kiến Giảm phát thải từ Mất rừng và Suy thoái rừng (REDD/REDD+), và cơ chế Chi trả Dịch vụ Môi trường Rừng (PES - Payment for Environmental Services).
• Kế thừa hệ số chuyển đổi sinh khối khô sang carbon ($C = P_{\text{khô}} \times 0{,}5$) theo Romain Pirard (2005) và công thức chuyển đổi từ carbon sang $CO_2$ qua tỷ lệ khối lượng phân tử ($CO_2 = C \times \frac{44}{12}$).
• Áp dụng đơn giá tham chiếu thị trường thương mại carbon thế giới theo công bố của PGS. TS. Bảo Huy (2009): 1 tấn $CO_2$ hấp thụ tương đương 1 chứng chỉ giảm phát thải (CER), có mức giá 20 USD/tấn; tỷ giá hối đoái quy đổi tại thời điểm nghiên cứu là 1 USD = 21.000 VNĐ.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Tác giả kết hợp phương pháp điều tra thực địa (ngoại nghiệp) với thí nghiệm phân tích sấy khô (nội nghiệp) và mô hình hóa toán học:

1. Công tác ngoại nghiệp (Điều tra ô tiêu chuẩn):

   • Thiết lập 09 ô tiêu chuẩn (OTC) hình tròn điển hình, diện tích mỗi ô là $S = 500\text{ m}^2$ (bán kính $R = 12{,}62\text{ m}$ theo công thức $R = \sqrt{S/\pi}$).
   • Đo đếm toàn bộ các chỉ tiêu lâm sinh của cây chè trong OTC: Chu vi gốc ($C_{0.0}$), đường kính gốc ($D_{0.0}$), chiều dài/đường kính tán ($D_t$), chiều cao vút ngọn ($H$), và số lượng cành gốc.
   • Tính toán các giá trị trung bình ($H$, $D_{0.0}$, $D_t$) của từng ô để chọn ra 03 cây tiêu chuẩn đại diện cho mỗi OTC (tổng cộng 27 cây tiêu chuẩn trên 9 OTC).
   • Sử dụng phương pháp chặt hạ giải tích và đào toàn bộ hệ thống rễ để thu thập sinh khối tươi riêng biệt của 4 bộ phận: Thân, cành, lá và rễ.
   • Cân tổng khối lượng tươi từng bộ phận ngay tại hiện trường; sau đó băm nhỏ, trộn đều và lấy mẫu đại diện 0,5 kg cho mỗi bộ phận, ghi mã ký hiệu (ví dụ: VT-Ch-T-01, VT-Ch-C-01, VT-Ch-R-01, VT-Ch-L-01) chuyển về phòng thí nghiệm.

2. Công tác nội nghiệp (Xử lý sấy mẫu và tính toán):

   • Sử dụng cân điện tử cân lại khối lượng tươi của mẫu 0,5 kg để hiệu chỉnh hao hụt độ ẩm do vận chuyển; rút mẫu phân tích khoảng 30 gram sinh khối tươi.
   • Mẫu thân, cành, rễ được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 80 - 105°C trong thời gian 8 - 11 giờ; mẫu lá sấy ở nhiệt độ 70 - 85°C trong 4 - 8 giờ. Kiểm tra cân định kỳ mỗi 2 - 3 giờ cho đến khi khối lượng mẫu không đổi qua 4 lần cân liên tiếp để thu được khối lượng khô kiệt.
   • Tính toán quy đổi sinh khối tươi, sinh khối khô của cây tiêu chuẩn và nhân với mật độ cây/ha ($N/\text{ha}$) để tính tổng sinh khối khô cho 1 ha.

$$\begin{aligned} P_{\text{tươi/cây}} &= P_{t(\text{th})} + P_{t(c)} + P_{t(l)} + P_{t(r)} \quad (\text{kg/cây}) \ P_{\text{khô/cây}} &= P_{k(\text{th})} + P_{k(c)} + P_{k(l)} + P_{k(r)} \quad (\text{kg/cây}) \ P_{(\text{tấn/ha})} &= \frac{P_{\text{cây}} \times N/\text{ha}}{1000} \ C_i &= P_{k(i)} \times 0{,}5 \quad (\text{tấn C/ha}) \ \text{Tổng } CO_2 &= C \times \frac{44}{12} \quad (\text{tấn } CO_2\text{/ha}) \ T &= \text{Tổng } CO_2 \times t \quad (\text{với } t = 20\text{ USD/tấn } CO_2) \end{aligned}$$

Nguồn dữ liệu

• Dữ liệu sơ cấp: Số liệu đo đếm lâm sinh thực tế trên 09 OTC và kết quả phân tích sấy mẫu sinh khối tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
• Dữ liệu thứ cấp: Báo cáo kinh tế - xã hội, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất của Ủy ban nhân dân xã Vô Tranh năm 2013–2014; các báo cáo và ấn phẩm nghiên cứu của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, ICRAF, CIFOR, FAO.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả luận giải tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu và tiềm năng lưu trữ carbon của các hệ thống nông lâm kết hợp. Nêu rõ mục đích nghiên cứu, mục tiêu lý luận, 3 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học trong học tập - nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn đối với chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.

Phần 2: Tổng quan nghiên cứu

• Cơ sở khoa học và thị trường carbon: Trình bày tổng quan về chu trình carbon trong hệ sinh thái rừng; sự hình thành thị trường mua bán hạn ngạch phát thải tại London (2001), New Zealand (2009), Tokyo (2010); cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES, CDM, REDD/REDD+).
• Nghiên cứu quốc tế và Việt Nam: Điểm qua các công trình của Jianhua Zhu (2007) về Larix potaninii; số liệu tích lũy carbon rừng tại Indonesia (161 - 300 tấn C/ha), Thái Lan (72 - 182 tấn C/ha), Malaysia (100 - 160 tấn C/ha). Đánh giá các nghiên cứu trong nước của Lê Hồng Phúc (1996), Ngô Đình Quế (2005), Nguyễn Duy Kiên (2007), Võ Đại Hải (2009), Bảo Huy (2009), Đặng Thịnh Triều (2010), Dương Viết Tình & Nguyễn Thái Dũng (2012), Nguyễn Thanh Tiến (2012), Đỗ Hoàng Chung (2010, 2012). Tác giả nhận định phần lớn nghiên cứu trong nước mới tập trung vào rừng trồng thuần loài (Keo, Thông, Mỡ, Bạch đàn) hoặc rừng tự nhiên, còn cây trồng nông nghiệp lâu năm trong mô hình nông lâm kết hợp (như cây chè) chưa được lượng hóa sinh khối và carbon đầy đủ.
• Tổng quan khu vực nghiên cứu: Xã Vô Tranh có diện tích tự nhiên 1.837,6 ha; diện tích đất sản xuất nông nghiệp 1.124,19 ha (đất trồng cây lâu năm 761,95 ha), đất lâm nghiệp 308,81 ha. Dân số 2.127 hộ với 5.127 lao động; cơ cấu lao động nông nghiệp chiếm trên 90%, thu nhập bình quân 13 triệu VNĐ/người/năm.

Phần 3: Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết tiêu chí xác định đối tượng (cây chè), phạm vi nghiên cứu thực địa tại xã Vô Tranh từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2014; 4 nội dung nghiên cứu chính; quy trình lập 09 OTC hình tròn diện tích 500 m2; phương pháp chặt hạ giải tích 3 cây tiêu chuẩn/OTC; quy trình lấy mẫu 0,5 kg từng bộ phận; chế độ sấy khô kiệt mẫu (80 - 105°C cho thân/cành/rễ và 70 - 85°C cho lá); hệ thống công thức tính sinh khối tươi, khô, trữ lượng C, lượng $CO_2$ và giá trị kinh tế.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

• Khái quát mô hình nông lâm kết hợp: Mô hình Chè - Rừng tại xã Vô Tranh có quy mô khoảng 613 ha (chè kinh doanh 565 ha; chè trồng mới/trồng lại 31 ha). Cây chè là nguồn thu nhập chính; cây lâm nghiệp gồm Xoan, Keo tai tượng, Mỡ được trồng xen để che bóng, giữ ẩm và phòng hộ đất.
• Đặc điểm sinh khối tươi và sinh khối khô:
  • Sinh khối tươi trung bình của cây chè đạt 19,79 tấn/ha (dao động từ 18,99 đến 20,59 tấn/ha). Tỷ lệ phân bố các bộ phận: Thân chiếm 30,29% (5,99 tấn/ha), cành chiếm 29,85% (5,91 tấn/ha), lá chiếm 21,82% (4,32 tấn/ha), và rễ chiếm 18,04% (3,57 tấn/ha).
  • Sinh khối khô trung bình đạt 8,22 tấn/ha (dao động từ 7,85 đến 8,43 tấn/ha). Tỷ lệ phân bố: Thân chiếm 37,16% (3,05 tấn/ha), cành chiếm 29,69% (2,44 tấn/ha), rễ chiếm 17,39% (1,43 tấn/ha), và lá chiếm 15,76% (1,29 tấn/ha).
• Trữ lượng carbon tích lũy và lượng $CO_2$ hấp thụ:
  • Lượng Carbon tích lũy trung bình đạt 4,11 tấn C/ha (dao động 3,93 - 4,21 tấn C/ha). Phân bố theo bộ phận: Thân 1,53 tấn C/ha; cành 1,22 tấn C/ha; rễ 0,71 tấn C/ha; lá 0,65 tấn C/ha.
  • Lượng $CO_2$ hấp thụ trung bình đạt 15,06 tấn $CO_2$/ha (dao động 14,39 - 15,45 tấn $CO_2$/ha). Trong đó, thân cây hấp thụ 5,60 tấn/ha; cành 4,47 tấn/ha; rễ 2,62 tấn/ha; lá 2,37 tấn/ha.
  • Phân bố không gian: Lượng $CO_2$ hấp thụ trên mặt đất (thân, cành, lá) trung bình đạt 12,48 tấn/ha, gấp 4,76 lần lượng $CO_2$ dưới mặt đất (rễ chè, đạt 2,62 tấn/ha).
• Đề xuất phương pháp và ước tính giá trị kinh tế môi trường:
  • Đề xuất quy trình 3 bước chuẩn hóa để xác định lượng $CO_2$ hấp thụ của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp: (1) Thu thập dữ liệu và giải tích cây tiêu chuẩn; (2) Xử lý mẫu và sấy khô kiệt; (3) Tính toán sinh khối, quy đổi carbon và $CO_2$.
  • Với đơn giá 20 USD/tấn $CO_2$, giá trị môi trường hấp thụ $CO_2$ của cây chè trong mô hình Chè - Rừng tại 09 OTC dao động từ 287,86 đến 313,25 USD/ha, tương đương 6.044,99 đến 6.578,27 nghìn VNĐ/ha.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các chỉ số sinh khối, trữ lượng carbon, khả năng hấp thụ $CO_2$ và giá trị kinh tế của cây chè; kiến nghị áp dụng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng cho nông dân trồng chè xen rừng để khuyến khích phát triển canh tác bền vững.

---

Kết quả và đóng góp

Số liệu tổng hợp thực nghiệm tại 09 ô tiêu chuẩn

OTC	Mật độ ($N$, cây/ha)	Đường kính tán ($D_t$, cm)	Đường kính gốc ($D_{0.0}$, cm)	Sinh khối tươi (tấn/ha)	Sinh khối khô (tấn/ha)	Trữ lượng C (tấn/ha)	Tổng lượng $CO_2$ (tấn/ha)	$CO_2$ trên mặt đất (tấn/ha)	$CO_2$ dưới mặt đất (tấn/ha)	Giá trị kinh tế (USD/ha)	Giá trị kinh tế (nghìn VNĐ/ha)
1	9.640	75,83	4,60	20,40	8,54	4,18	15,31	12,99	2,67	313,25	6.578,27
2	9.960	76,22	4,53	20,59	8,38	4,19	15,37	12,86	2,51	307,42	6.455,79
3	8.620	91,17	5,27	19,13	8,19	4,09	15,01	12,51	2,50	300,23	6.304,77
4	9.120	94,17	5,50	19,88	8,25	4,12	15,12	12,43	2,69	302,42	6.350,77
5	9.120	74,33	4,53	18,99	7,85	3,93	14,39	11,97	2,42	287,86	6.044,99
6	9.800	90,50	5,47	20,40	8,43	4,21	15,45	12,60	2,85	308,97	6.488,31
7	9.740	75,50	4,47	19,58	8,14	4,07	14,93	12,35	2,57	298,57	6.269,97
8	9.200	73,50	4,53	19,36	7,94	3,97	14,57	12,10	2,47	291,31	6.117,51
9	9.340	87,50	5,13	19,78	8,41	4,20	15,42	12,52	2,90	308,36	6.475,47
Trung bình	9.393	82,08	4,89	19,79	8,22	4,11	15,06	12,48	2,62	301,93	6.340,65

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

• Nhà nước và các cơ quan quản lý cần xây dựng cơ chế, chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng áp dụng cho các mô hình nông lâm kết hợp, giúp người dân ngoài thu nhập từ thu hái búp chè còn nhận thêm nguồn thu từ dịch vụ hấp thụ carbon.
• Tuyên truyền, nâng cao nhận thức của cộng đồng địa phương về giá trị sinh thái và phòng hộ môi trường của mô hình Chè - Rừng nhằm hạn chế phương thức độc canh chè truyền thống.
• Tiếp tục hoàn thiện các hướng dẫn kỹ thuật lâm sinh về mật độ trồng xen cây lâm nghiệp (Xoan, Keo, Mỡ) với chè để tối ưu hóa cả năng suất kinh tế lẫn khả năng cố định carbon.

Đóng góp học thuật và thực tiễn

• Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm đầu tiên về cấu trúc sinh khối 4 bộ phận (thân, cành, lá, rễ) của cây chè trong mô hình Chè - Rừng tại vùng trung du tỉnh Thái Nguyên.
• Mở rộng đối tượng định giá dịch vụ môi trường rừng từ các loài cây gỗ rừng trồng thuần loài sang cây công nghiệp dài ngày trồng xen trong hệ sinh thái nông lâm kết hợp.
• Xây dựng quy trình 3 bước tường minh phục vụ việc điều tra nhanh và ước tính khả năng hấp thụ $CO_2$ của cây chè ở quy mô nông hộ và cấp xã.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Nghiên cứu chỉ tập trung đánh giá khả năng tích lũy carbon ở cây chè, chưa tiến hành điều tra đồng thời sinh khối của tầng cây gỗ lâm nghiệp trồng xen (Keo, Xoan, Mỡ) cũng như bể chứa carbon trong đất và thảm mục rơi rụng của mô hình.
  • Phạm vi thực địa giới hạn trong 09 OTC tại một xã (xã Vô Tranh, huyện Phú Lương) trong khoảng thời gian từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2014, chưa theo dõi biến động sinh khối và khả năng hấp thụ $CO_2$ theo chu kỳ các mùa trong năm hoặc qua các cấp tuổi khác nhau của nương chè.
  • Sử dụng hệ số carbon cố định ($0{,}5$) mà chưa phân tích trực tiếp hàm lượng carbon trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp đốt mẫu chuyên sâu cho từng bộ phận.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu tổng thể toàn bộ các bể chứa carbon (tầng cây gỗ, tầng cây chè, thảm mục, rễ và đất rừng) trên các dạng mô hình nông lâm kết hợp khác nhau ở các vùng sinh thái trung du miền núi phía Bắc.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tư liệu học thuật và thực tiễn hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh: Các chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Khoa học môi trường, Kinh tế tài nguyên và Nông nghiệp sinh thái có thể tham khảo phương pháp lập OTC hình tròn ($R = 12{,}62\text{ m}$), quy trình chặt hạ giải tích cây bụi/cây thân gỗ nhỏ, và phương pháp sấy khô kiệt xác định sinh khối 4 bộ phận.
• Cán bộ quản lý lâm nghiệp và chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học định lượng để tham khảo trong việc xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES) và xây dựng dự án tín chỉ carbon/CDM quy mô nhỏ cho vùng chè trung du.
• Nông dân và khuyến nông cơ sở: Cung cấp bằng chứng thực tế về lợi ích kép (kinh tế và môi trường) của mô hình xen canh Chè - Rừng so với canh tác chè độc canh.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Cấu trúc sinh khối của cây chè trong mô hình tập trung nhiều nhất ở bộ phận nào?

Theo kết quả nghiên cứu trên 09 OTC, ở cả sinh khối tươi và sinh khối khô, thân cây chè luôn chiếm tỷ lệ lớn nhất (sinh khối tươi chiếm 30,29% tương ứng 5,91 tấn/ha; sinh khối khô chiếm 37,16% tương ứng 3,05 tấn/ha). Bộ phận cành đứng thứ hai (khô chiếm 29,69%), tiếp theo là rễ (khô chiếm 17,39%) và thấp nhất là lá (khô chiếm 15,76%).

2. Tỷ lệ hấp thụ $CO_2$ giữa phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất của cây chè chênh lệch như thế nào?

Lượng $CO_2$ hấp thụ của cây chè tập trung chủ yếu ở các bộ phận trên mặt đất (thân, cành, lá) với mức trung bình 12,48 tấn/ha, gấp 4,76 lần so với lượng $CO_2$ tích lũy ở phần rễ dưới mặt đất (đạt 2,62 tấn/ha).

3. Tác giả sử dụng đơn giá và căn cứ nào để tính toán giá trị kinh tế hấp thụ $CO_2$?

Tác giả áp dụng đơn giá thương mại carbon theo nghiên cứu của PGS. TS. Bảo Huy (2009) với mức 20 USD cho mỗi tấn $CO_2$ hấp thụ (tương đương 1 chứng chỉ giảm phát thải CER), và áp dụng tỷ giá quy đổi 1 USD = 21.000 VNĐ tại thời điểm nghiên cứu.

4. Quy trình sấy mẫu sinh khối cây chè trong phòng thí nghiệm được thực hiện ở chế độ nhiệt nào?

Mẫu thân, cành và rễ được sấy ở dải nhiệt độ 80 - 105°C trong thời gian từ 8 đến 11 giờ (theo dõi và cân kiểm tra sau mỗi 2 - 3 giờ). Mẫu lá được sấy ở dải nhiệt độ 70 - 85°C trong thời gian từ 4 đến 8 giờ (đoạn đề xuất quy trình ghi 85 - 95°C), sấy đến khi trọng lượng không đổi qua 4 lần cân liên tiếp.

5. Mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng tại xã Vô Tranh có diện tích bao nhiêu và trồng xen các loài cây nào?

Tổng diện tích mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng tại xã Vô Tranh là khoảng 613 ha (trong đó diện tích chè kinh doanh chiếm 565 ha, diện tích trồng mới và trồng lại là 31 ha). Cây chè được trồng xen với các loài cây lâm nghiệp chủ yếu gồm Xoan, Keo tai tượng và Mỡ.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Quang Dương đã lượng hóa chính xác các chỉ tiêu lâm sinh, cấu trúc sinh khối và khả năng tích lũy carbon của cây chè trong mô hình nông lâm kết hợp Chè - Rừng tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả thực nghiệm cho thấy mỗi hecta chè tích lũy trung bình 8,22 tấn sinh khối khô, 4,11 tấn Carbon, tương đương hấp thụ 15,06 tấn $CO_2$ với giá trị dịch vụ môi trường ước đạt trên 6,3 triệu VNĐ/ha. Công trình cung cấp cơ sở khoa học tin cậy góp phần hoàn thiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và khẳng định tính bền vững của các hệ thống nông lâm kết hợp vùng trung du miền núi Bắc Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Sự biến đổi khí hậu là chủ đề nóng bỏng hiện nay trên toàn cầu, không chỉ các nhà khoa học mà các nhà chính trị, kinh tế và xã hội đều quan tâm. Nguyên nhân chủ yếu của vấn đề này là do các hoạt động của con người như: Việc đốt cháy nhiên liệu, các hoạt động sản xuất công nghiệp (khai thác khoáng sản, sản xuất hóa chất,…), sản xuất nông lâm nghiệp (đốt nương, cháy rừng, chặt phá rừng,…), và quản lý chất thải. Chính các hoạt động này của con người đã thải vào môi trường các chất khí độc hại (CO2, CH4, NOx, CFC…) gây hiện tượng hiệu ứng nhà kính và đó cũng là nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng biến đổi khí hậu trong những năm gần đây. Để giải quyết tận gốc vấn đề trên thì cần nhanh chóng giảm lượng khí thải nhà kính và phát triển theo “Cơ chế phát triển sạch CDM”.

Vì vậy, các hệ sinh thái rừng và các phương thức canh tác Nông lâm nghiệp đóng vai trò quan trọng góp phần cải thiện và giảm tác động xấu của biến đổi khí hậu. Trên thực tế lượng CO2 hấp thụ phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây ưu thế, tuổi lâm phần. Do đó việc quản lý chu trình CO 2 trong điều hòa khí hậu, giảm tác hại hiệu ứng nhà kính đòi hỏi phải có những nghiên cứu, đánh giá về khả năng hấp thụ của từng kiểu thảm phủ cụ thể để làm cơ sở lượng hóa những giá trị kinh tế mà rừng mang lại nhằm đưa ra chính sách chi trả cho các chủ rừng và các cộng đồng vùng cao. Mặt khác, trên thế giới, việc nghiên cứu để lượng hóa những giá trị về mặt môi trường của rừng mới trong giai đoạn khởi đầu và hoàn toàn mới ở Việt Nam.

Chính vì vậy, nghiên cứu sự tích lũy carbon trong trong đất mô hình NLKH để xác định giá trị kinh tế đối với mô hình NLKH nhằm bảo vệ môi trường sinh thái của rừng trong mô hình NLKH là một hướng nghiên cứu mới e 2 cần quan tâm. Kết quả những nghiên cứu mang tính định lượng này sẽ là cơ sở để xác định giá trị chi trả cho các chủ rừng. Nếu điều này được thực thi sẽ là nguồn động lực rất lớn đối với các chủ rừng và các cộng đồng sống gần rừng. Ngoài giá trị sản phẩm thu nhập từ chè mang lại hiệu quả kinh tế, việc xác định lượng carbon tích luỹ trong đất làm cơ sở quan trọng đề xuất chi trả dịch vụ môi trường rừng cho mô hình Nông lâm kết hợp, đề cao giá trị môi trường của mô hình.

Phú Lương là vùng trung du, địa hình tương đối bằng phẳng do đó các phương thức canh tác độc canh sẽ mang lại nhiều nguy cơ về môi trường và thiếu bền vững. Trong thực tế nơi nhiều nông dân cũng đã nhận thức được điều này và từng bước áp dụng các mô hình Nông lâm kết hợp. Mô hình Nông lâm kết hợp Chè - Rừng là một trong số các mô hình đó. Xã Vô tranh thuộc huyện Phú Lương, là một xã có mô có mô hình Nông lâm kết hợp Chè - Rừng khá phổ biến, tạo ra khối lượng sản phẩm khá ổn định và đóng góp quan trọng trong thu nhập của người dân.

Mô hình này đã khắc phục nhược điểm của canh tác cây chè độc canh. Cây rừng trồng xen với chè giúp cản gió, ngăn chặn tác động của mưa bão. Với sự đóng góp của cây rừng đã tạo nên việc sử dụng đất đai khá bền vững, nông dân có thể kinh doanh dài ngày và có thu nhập ổn định. Bên cạnh giá trị về kinh tế và ổn định về đất đai, mô hình với cây rừng được kinh doanh theo chu kỳ đã giúp cho việc hấp thụ và lưu trữ một lượng carbon không hề nhỏ, và như vậy nó có ý nghĩa làm giảm khí gây hiệu ứng nhà kính hiện nay.

Trong bối cảnh đó, các vấn đề nghiên cứu được đặt ra như sau: Làm thế nào để xác định khả năng hấp thụ CO2 của cây chè trồng xen trong mô hình NLKH khác nhau. Định lượng cụ thể giá trị kinh tế của mô hình gắn với chức năng phòng hộ môi trường sinh thái, hỗ trợ ra các quyết định đề ra những chính sách đầu tư hoặc làm cơ sở tính toán hiệu quả kinh tế cho việc phát triển mô hình của người dân để góp phần giải quyết vấn đề trên. e 3 Xuất phát từ thực tiễn đó, được sự đồng ý của nhà trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của cây Chè trong mô hình Nông lâm kết hợp Chè - Rừng tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên”. Mục đích nghiên cứu Nhằm cung cấp thêm những thông tin khoa học về giá trị môi trường rừng của mô hình Nông lâm kết hợp nói chung và tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên nói riêng.

Mục tiêu nghiên cứu 1. Mục tiêu về lý luận Góp phần xây dựng luận cứ khoa học cho việc định lượng giá trị môi trường của rừng trong hệ thống Nông lâm kết hợp tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên nói riêng và định giá rừng Việt Nam nói chung. Mục tiêu cụ thể Xác định được một số dạng mô hình NLKH chủ yếu tại khu vực nghiên cứu; Xác định được lượng C tích lũy của cây chè trong mô hình Nông lâm kết hợp tại xã Vô Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên; Đề xuất được các phương pháp xác định lượng CO2 trong mô hình NLKH Chè - Rừng tại khu vực nghiên cứu và ước tính giá trị kinh tế môi trường thông qua lượng CO2 hấp thụ. Ý nghĩa của đề tài 1.

Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu Giúp cho sinh viên tích lũy được kĩ năng học tập quan sát và thực hành. Hiểu rõ các hoạt động, diễn biến xảy ra trong tự nhiên cũng như sự tác động của con người vào tự nhiên. Tập duyệt cho sinh viên có một phương pháp nghiên cứu khoa học trong giải quyết vấn đề đặt ra, biết phân bổ thời gian hợp e 4 lý để đạt được kết quả cao trong quá trình làm việc, đồng thời là cơ sở để củng cố những kiến thức đã học trong nhà trường vào hoạt động thực tiễn. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài góp phần xác định được khả năng tích lũy C của cây Chè trong mô hình Nông lâm kết hợp Chè - Rừng, từ đó có thể làm tư liệu tham khảo cho các cấp, các ngành trong việc chi trả dịch vụ môi trường từ rừng nói chung và cho cơ quan quản lý nhà nước tại xã Vô Tranh nói riêng.

e 5 Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học của nghiên cứu 2. Nghiên cứu hấp thụ CO2 của rừng Biến đổi khí hậu là tất yếu của sự nóng lên toàn cầu làm tất cả các thành phần của môi trường như nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, khí hậu thay đổi, nhiều loại bệnh tật xuất hiện ảnh hưởng xấu đến đời sống con người. Với tầm quan trọng của các bể chứa carbon ở vùng nhiệt đới, trong gần một thập kỷ qua, nhiều tổ chức thế giới đã có các nghiên cứu liên quan đến sinh khối rừng và lượng carbon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng để đưa ra phương pháp luận hoặc các đề xuất về thể chế chính sách trong việc bảo vệ các khu rừng nhiệt đới, sử dụng đất rừng bền vững vì giá trị môi trường trong tình hình biến đổi khí hậu toàn cầu.

Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp quốc tế CIFOR (2007) đưa ra nhu cầu nghiên cứu để theo dõi thay đổi che phủ rừng, bể chứa carbon và chính sách để thực hiện chương trình REDD. Trung tâm Nông lâm kết hợp thế giới ICRAF (2007) đã phát triển các phương pháp dự báo nhanh lượng carbon lưu trữ thông qua việc giám sát thay đổi việc sử dụng đất bằng phân tích ảnh viễn thám, lập ô mẫu nghiên cứu sinh khối và ước tính lượng carbon tích lũy. Các phương pháp này cần được kế thừa và xem xét áp dụng một cách phù hợp hơn đối với các hệ sinh thái rừng của Việt Nam. Nghiên cứu của trung tâm sinh thái rừng và môi trường thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã xác định trữ lượng carbon của thảm tươi cây bụi, tương ứng với trạng thái rừng IA, IB, để cung cấp thông tin nhằm xác định đường carbon cơ sở trong các dự án trong theo cơ chế CDM.

Việc xác định sinh khối tươi khô được thực hiện theo từng bộ phận thân cành và lá. Trữ lượng carbon được xác định thông qua sinh khối khô của các bộ phận và hệ số e 6 chuyển đổi 0,5. Tuy nhiên nghiên cứu chấp nhận lượng carbon lưu trữ được chuyển đổi theo hệ số, chưa được phân tích hàm lượng trong từng bộ phận thực vật cụ thể. Về nghiên cứu hấp thụ carbon trong các khu rừng trồng, trung tâm sinh thái rừng và môi trường trong đề tài nghiên cứu định giá và đưa ra ước tính carbon thông qua đường kính cây rừng cho 5 loài trồng rừng là Acasia mangium; A.

Hybrid; Pinus assoniana và P. Nghiên cứu dự báo khả năng hấp thụ CO2 của rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên của Bảo Huy, Phạm Tuấn Anh (2007 - 2008) [3] với sự tài trợ của Tổ chức Nông lâm kết hợp thế giới (ICRAF). Kết quả đã xây dựng được phương pháp nghiên cứu, phân tích hàm lượng carbon hấp thụ của cây rừng và lâm phần trên mặt đất rừng và bao gồm trong thân, vỏ, lá cành của cây gỗ và cho lâm phần. Trên cơ sở đó, Bảo Huy (2009) [4] và phát triển phương pháp nghiên cứu ước tính trữ lượng carbon trong các bể chứa ở các hệ sinh thái rừng tự nhiên Việt Nam.

Thị trường Carbon Tháng 8 năm 2001 thị trường mua bán về chỉ tiêu phát thải khí nhà kính đã được khai trương tại London. Tại thị trường này sẽ có 6 loại khí nhà kính sẽ được giao dịch trong đó quan trọng nhất là khí Carbon dioxit (CO2). Đơn vị các loại hàng hóa khí thải nhà kính trên thị trường được tính theo tấn CO2 và lượng quy đổi các loại khí khác. Hiện tại, khách hàng tham gia thị trường Quốc tế tại London về chỉ tiêu phát thải gồm 34 tập đoàn và hơn 6000 doanh nghiệp nhỏ.

Trong đó 34 tập đoàn Sell, Ford, Roll - Royce, Dalkia và Dupont được xem là lớn hơn cả. Để tạo nguồn hàng ban đầu, Chính phủ Anh đã khuyến khích 34 tập đoàn trên khí thải để đổi lại khoản ưu đãi 215 triệu bảng Anh.