Đặt vấn đề Hiện nay sự nóng lên của khi hậu trái đất đã trở lên rõ ràng với những bằng chứng như nhiệt độ không khí, nhiệt độ nước biển tăng lên, băng và tuyết tan nhanh ở nhiều khu vực dẫn đến sự dâng lên của mực nước biển trung bình. Nguyên nhân gây lên hiện tượng nóng lên toàn cầu là do sự tăng lên của nồng độ các khí CO2 ,CH4 ,N2O ,HFCs,PFCS (KNK) trong đó CO2 được coi là nguyên nhân chính,nguồn phát thải KNK chủ yếu từ các hoạt động của con người (sản xuất công nghiệp, hóa chất, sử dụng phân bón, cháy rừng ,khai thác khoáng sản…) Nhằm hạn chế sự gia tăng KNK và sự ấm lên của trái đất. Công ước của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu đã được soạn thảo và thông qua tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển năm 1992, và có hiệu lực từ 3/1994. Tính đến tháng 4/2004 đã có 188 quốc gia phê chuẩn công ước này, để thực hiện công ước này, Nghị định thư Kyoto đã được soạn thảo và thông qua năm 1997, Nghị định này là cơ sở pháp lý cho việc thực hiên cắt giảm KNK thông qua các cơ chế khác nhau, trong đó có cơ chế phát triển sạch (CDM – Clean Development Mechanism).Một trong nhưng hoạt động của cơ chế này là trồng rừng và tái trồng rừng.
Yêu cầu nghiêm ngặt trong các dự án trồng rừng theo CDM là phải xác định được đường các bon cơ sở (trữ lượng các bon trước khi trồng rừng) nhằm đưa ra các cơ sở khoa học để chứng minh được “lượng tăng thêm” trữ lượng các bon từ các dự án trồng rừng AR CDM. Do vậy việc nghiên cứu trữ lượng các bon, xác đinh đường các bon cơ sở là cơ sở khoa học trong việc thiết kế, triển khai các dự án AR CDM ở Việt Nam. c 2 Xuất phát từ những vấn đề đó, cùng với sự nhất trí của trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu trữ lượng các bon ở rừng tự nhiên IIB tại xã Phú Đình, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên”. Mục tiêu nghiên cứu -Xác định sinh khối của trạng thái rừng tự nhiên.
-Xác định được trữ lượng các bon tích lũy trên mặt đất ở rừng tự nhiên tại xã Phú Đình. -Tính toán được tổng lượng các bon tích lũy trong rừng tự nhiên tại xã Phú Đình. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học.
Qua quá trình thực tập và nghiên cứu đề tài sẽ củng cố cho sinh viên những kiến thức đã học trên lớp, áp dụng những kiến thức đó vào thực tiễn, giúp sinh viên làm quen dần với công việc sau khi tốt nghiệp.Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kĩ năng trong việc lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích vấn đề, số liệu. Ý nghĩa trong sản xuất thực tiễn. - Ý nghĩa trong thực tế sản xuất + Góp phần làm cơ sở cho việc tính toán khả năng tích lũy các bon của rừng. Đồng thời đưa ra các giải pháp để bảo tồn và phát triển quản lý rừng tại xã Phú Đình, huyện Đinh Hóa, tỉnh Thái Nguyên.
+ Nghiên cứu đề tài sẽ đánh giá được vai trò của rừng nói chung và của các thành phần trên mặt nói riêng trong việc hấp thụ khí CO2 nhằm góp phần nâng cao ý thức của người dân trong bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường sinh thái. c 3 + Nghiên cứu đề tài giúp xác định lượng Các bon tích lũy trong một số thành phần trên mặt đất làm cơ sở cho việc xác định lượng giá giá trị của rừng tự nhiên. c 4 Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học Thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển thành những hợp chất hữu cơ (đường, lipit, protein).Trong sinh vật sản xuất (thực vât) các hợp chất này là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ.
Cuối cùng xác bã thực vật, sản phẩm bài tiết sinh vật, phân hủy, chúng ta thấy trong môi trường cacbon 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 (trong các bộ phận của cây: thân, cành, lá). Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 2. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới Sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển là mối quan tâm toàn cầu.
Các nhà nghiên cứu lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là khí CO2, chính là nhân tố gây nên những biến đổi bất ngờ và không lường trước của khí hậu. Trong khi đó rừng được ví như lá phổi xanh của trái đất, rừng có vai trò quan trọng hấp thu khí các-bon-níc, sản sinh ra khí ôxy cần thiết cho sự sống. Rừng giữ vai trò trong việc chống biến đổi khí hậu toàn cầu, cung cấp ôxy cho khí quyển và hấp thụ lượng khí các bonnic. Vì lẽ đó, nhiều nhà bác học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thu các bon của rừng.
Năm 1980, Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng các bon 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 các bon trong toàn châu lục. Tuy nhiên, lượng các bon có biến động rất lớn giữa các vùng và các kiểu thảm thực bì khác nhau. Thông thường lượng c 5 các bon 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 (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005) [5]. Canell (1981) đã cho ra đời cuốn sách “Sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng thế giới", cho đến nay nó vẫn là tác phẩm quy mô nhất.
Tác phẩm đã tổng hợp 600 công trình nghiên cứu được tóm tắt xuất bản về sinh khối khô, thân, cành, lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trên thế giới [21]. Margaret Kraenzel và cộng sự (2001), đã kết luận cây gỗ Tếch tại các đồn điền Panama được nghiên cứu có lượng các bon tích lũy rất lớn, lớn hơn rất nhiều so với lượng tích lũy của thảm rơi lá rụng ở đồng cỏ. Trồng rừng sẽ là biện pháp tốt nhất để tăng hàm lượng tích lũy các bon, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và hằng năm sẽ tích lũy được khoảng 120 tấn C/ha. Ngoài ra lượng vật rơi rụng sẽ tích lũy được khoảng 6 tấn C/ha/năm.
Tổng tiềm năng tích lũy các bon ở rừng trồng gỗ Tếch là tương đối lớn và lâu dài. Theo Mckenzie và cộng sự (2001) Các bon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở 4 bộ phận chính: Thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Việc xác định lượng các bon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng [20]. (1997) đã nhận định rằng: Một khu rừng nguyên sinh có thể hấp thụ được 280 tấn các bon và sẽ giải phóng 200 tấn các bon nếu c 6 chuyển thành du canh du cư và sẽ giải phóng nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp.
Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn các bon và con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng bị chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp [17]. Lasco (2002) lượng sinh khối và các bon của rừng nhiệt đới Châu Á bị giảm khoảng 22 - 67% sau khai thác. Tại Philippines sau khai thác thì lượng CO2 bị mất là 50% so với rừng thành thục trước khai thác và ở Indonesia là 38 - 75% [21]. - Theo Putz và Pinard (1993) ở Malaisia nếu khai thác chọn lấy đi 8 - 15 cây/ha (tương đương 80m3/ha hay 22 tấn các bon/ha) sẽ làm tổn thương 50% số cây được giữ lại.
Ở Sabah sau khai thác 1 năm lượng sinh khối đã đạt 44 - 67% so với trước khai thác (nếu khai thác theo phương thức "Khai thác giảm thiểu tác động" (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005) [5]. - Xét trên phạm vi toàn cầu, số liệu thống kê năm 2003 cho thấy lượng các bon lưu trữ trong rừng khoảng 800 - 1. Trong 1 năm rừng hấp thụ khoảng 100 tỷ tấn khí các bonic và thải ra khoảng 80 tỷ tấn oxy. - Tổng lượng hấp thu dự trữ các bon của rừng trên thế giới khoảng 830 PgC, trong đó các bon trong đất lớn hơn 1,5 lần các bon dự trữ trong thảm thực vật (Brown, 1997) [17].
Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng các bon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (IPCC,2000) [17]. - Brown và cộng sự (1996) đã ước lượng tổng lượng các bon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 5 năm (1995 - 2000) là khoảng 60 - 87 Gt C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực bắc (Cairns và cộng sự, 1997). Tính tổng lại rừng trồng có thể hấp thu được 11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997) [16]. c 7 - Năm 1991, Houghton đã chứng minh lượng các bon trong rừng nhiệt đới châu Á là 40 - 250 tấn/ha, trong đó 50 - 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005) [5].
- Brown và Pearce (1996) đưa ra các số liệu đánh giá lượng các bon và tỷ lệ thất thoát đối với rừng nhiệt đới. Theo đó một khu rừng nguyên sinh có thể hấp thu được 280 tấn các bon/ha và sẽ giải phóng 200 tấn các bon/ha nếu bị chuyển thành du canh du cư và sẽ giải phóng các bon nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp. Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn các bon và con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng chuyển đối sang canh tác nông nghiệp [16]. - Ở Malayxia, lượng các bon trong rừng biến động từ 100 - 160 tấn/ha và tính cả trong sinh khố và đất là 90 - 780 tấn/ha.
Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng các bon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Mc Kenzie (2001). Theo Mc Kenzie, các bon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng.