ĐẶT VẤN ĐỀ Nghị định thƣ Kyoto đã trở thành hiện thực dựa trên Công ƣớc khung của Liên hơ ̣p quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC-1992) nhằm ứng phó với sự nóng lên toàn cầu. Nội dung quan trọng của Nghị định thƣ là đƣa ra chỉ tiêu giảm phát thải khí nhà kính có tính ràng buộc pháp lý đối với các nƣớc phát triển và cơ chế giúp các nƣớc đang phát triển đạt đƣợc sự phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững thông qua thực hiện “Cơ chế phát triển sạch” (CDM). Nghị định thƣ đƣợc đƣa ra vào tháng 12 năm 1997, có 160 quốc gia đã thông qua và ký kết. Đến ngày 16/02/2005, Nghị định thƣ Kyoto đã có hiệu lực thi hành.
Việt Nam đã phê chuẩn UNFCCC và Nghị định thƣ Kyoto. Những năm gần đây, Việt Nam cũng đã có r ất nhiều nỗ lƣ̣c trong vi ệc giảm thiểu biến đổi khí hậu. Từ quyết định 380/QĐ-TTg về chính sách thí điểm chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (ngày 10/04/2008) và quyết định số 158/QĐ-TTg về phê duyệt Chƣơng trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (ngày 02/12/2008), tới nay Chính phủ đã ban hành Nghị định số 99/2010/NĐ-CP về chính sách chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (ngày 24/9/2010). Tạo ra cơ hội cải thiện cuộc sống cũng nhƣ sinh kế cho ngƣời dân tham gia vào công tác bảo vệ và phát triển rừng.
Vấn đề hiện nay của Việt Nam phải xác định đƣợc những giá trị dịch vụ môi trƣờng mà rừng mang lại bao gồm cả giá trị lƣu giữ và hấp thụ CO2 của rừng làm cơ sở để triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng. Do đó, cần có thêm những nghiên cứu đánh giá về khả năng hấp thụ CO2 của từng kiểu thảm thực vật rừng nhằm đƣa ra chính sách chi trả cho các chủ rừng và các cộng đồng vùng cao trong việc bảo vệ và phát triển rừng. Rừng khộp là một kiểu rừng đă ̣c trƣng v ới các cây thuộc họ Dầu lá rộng (Dipterocarpaceae) chiếm ƣu thế. Nó là hệ sinh thái rất đặc thù của khu vực Tây Nguyên, là nơi tập trung của nhiều loài động thực vật quý hiếm cần phải bảo tồn.
Tuy nhiên, một thực tế đáng lo ngại hiện nay là thu nhập của những ngƣời sinh sống bằng nghề rừng rất thấp, dẫn tới họ không gắn bó với rừng. Hàng năm có một diện tích không nhỏ rừng Khộp bị phá và chuyển sang mục đích sử dụng khác nhƣ trồng 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cây công nghiệp. Do đó, việc định giá giá trị của loại rừng này làm cơ sở để chi trả phí dịch vụ môi trƣờng cho ngƣời dân trong việc quản lý bảo vệ loại rừng này có ý nghĩa thực tiễn hiện nay. Từ những lý do trên, đề tài “Xác định trữ lượng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai” đặt ra rất cấp thiết và có ý nghĩa cả về mặt khoa học lẫn thực tiễn.
2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu về sinh khối Nghiên cứu sinh khối trong các hệ sinh thái rừng đã đƣợc quan tâm khá sớm với mục tiêu là quản lý chu trình các bon - mô ̣t nhân tố quan trọng đối với việc quản lý dinh dƣỡng và năng suất rừng. Từ năm 1840 trở về trƣớc, các tác giả đã đi sâu vào lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là nghiên cứu vai trò và hoạt động của diệp lục thực vật trong quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ dƣới tác động của các nhân tố tự nhiên nhƣ: đất, nƣớc, không khí và năng lƣợng ánh sáng mặt trời.
đã định lƣợng về sự tác động của thực vật tới không khí và phát triển thành định luật “tối thiểu” [44]. đã phát triển định luật này thành định luật “năng suất”. (1957) [40] đã tổng kết quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu của mình. đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất.
Đồng thời, sự ra đời của Chƣơng trình sinh học quốc tế (International Biology Program, 1964) và Chƣơng trình sinh quyển con ngƣời (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 tƣợng là đồng cỏ, savan, rừng rụng lá và rừng mƣa thƣờng xanh [45]. Tính toán năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái, Dajoz (1971) đã thu đƣợc kết quả nhƣ sau: Mía ở châu Phi: 67 tấn/ha/năm; Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm; Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm; Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5-15,5 tấn/ha/năm; Đồng cỏ tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới là 23,4 tấn/ha/năm; Còn sinh khối (Biomass) của Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5.000 kg/ha/năm; 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Rừng thứ sinh 40-50 tuổi ở Ghana: 362. đã công bố công trình “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass and primary production data” trong đó tập hợp 600 công trình đã đƣợc xuất bản về sinh khối khô của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nƣớc trên thế giới [37].
Nhằm thực hiện nỗ lực này, Công ƣớc khung về biến đổi khí hậu (BĐKH) của Liên hợp quốc (UNFCCC) đã đƣợc phê chuẩn và tiếp theo đó là Nghị định thƣ Kyoto. Trong các văn bản này, việc quản lý khí nhà kính (KNK) đƣợc đặc biệt quan tâm, trong đó các hệ sinh thái rừng tự nhiên nhiệt đới đƣợc coi là các “bể chứa” các bon khổng lồ, là yếu tố quan trọng trong việc ngăn ngừa BĐKH. Với tầm quan trọng này, việc nghiên cứu xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon trong các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên nhiệt đới đƣợc đặt lên hàng đầu. Nghiên cứu về lĩnh vực này không chỉ có ý nghĩa đối với việc kiểm kê KNK của từng quốc gia mà nó còn có vai trò hết sức quan trọng trong việc thƣơng mại hóa giá trị hấp thụ CO2 của rừng nhằm giảm thiểu phát thải KNK.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt đất nhƣng sinh khối thực vật của nó chiếm 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn; lƣợng tăng trƣởng hàng năm chiếm 37%. Lƣợng các bon tích luỹ bởi rừng chiếm 47% tổng lƣợng các bon trên trái đất, nên việc chuyển đổi đất rừng thành các loại hình sử dụng đất khác có tác động mạnh mẽ đến chu trình các bon trên hành tinh. Những nghiên cứu hiện nay đã hƣớng vào các nhân tố có ảnh hƣởng đến quá trình tích luỹ và phát thải các bon của lớp thảm thực vật rừng (Pastor và Post, 1986; Ceulemans và Saugier, 1991; Mellio và cộng sự, 1993. Các hoạt động lâm nghiệp và sự thay đổi phƣơng thức sử dụng đất, đặc biệt là sự suy thoái rừng nhiệt đới là một nguyên nhân quan trọng làm tăng lƣợng CO2 trong khí quyển, ƣớc tính khoảng 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1,6 tỷ tấn/năm trong tổng số 6,3 tỷ tấn khí CO2/năm đƣợc phát thải ra do các hoạt động của con ngƣời.
Do đó, rừng nhiệt đới và sự biến động của nó có ý nghĩa rất to lớn trong việc hạn chế quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu (Lasco, 2002) [42]. Nghiên cứu về khả năng hấp thụ CO2 của rừng Quá trình biến đổi các bon trong hệ sinh thái đƣợc xác định từ cân bằng các bon, gồm: Lƣợng các bon đi vào hệ thống thông qua quang hợp và tiếp thu các chất hữu cơ khác và lƣợng các bon mất đi từ quá trình hô hấp của thực vật, động vật, lửa, khai thác, sinh vật chết cũng nhƣ những quá trình khác. Phƣơng pháp điều tra các bon và động thái biến đổi các bon trong rừng nói chung và rừng trồng nói riêng có thể đƣợc tóm tắt thành 4 nhóm lớn dƣới đây (IPCC, 2000) [41]: - Phƣơng pháp dựa trên đo đếm các bể các bon - Menthods based on stock change measurements. - Phƣơng pháp dựa trên đo đếm các dòng các bon - Menthods based on flux measurements.
- Phƣơng pháp dựa trên công nghệ viễn thám - Menthods based on remote sensing to determine geographical extent and change. - Phƣơng pháp mô hình hoá - Modelling. Công trình nghiên cứu tƣơng đối toàn diện và có hệ thống về lƣợng các bon tích luỹ của rừng đƣợc thực hiện bởi Ilic (2000) và Mc Kenzie (2001). Theo Mc Kenzie, các bon trong hệ sinh thái rừng thƣờng tập trung ở bốn 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. Các nhà sinh thái rừng đã dành sự quan tâm đặc biệt đến nghiên cứu sự khác nhau về sinh khối rừng ở các vùng sinh thái. Tuy nhiên, việc xác định đầy đủ sinh khối rừng là không dễ dàng, đặc biệt là sinh khối của hệ rễ, trong đất rừng, nên việc làm sáng tỏ vấn đề trên đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn nữa mới đƣa ra đƣợc những dẫn liệu mang tính thực tiễn và có sức thuyết phục cao. [48] Hiện tại có 3 cách tiếp cận trong việc xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon của các hệ sinh thái rừng: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i) Thứ nhất, là dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối rừng với kích thƣớc của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó.
Hƣớng tiếp cận này đƣợc sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966; Tritton và Hornbeck, 1982; Smith và Brand, 1983). Tuy nhiên, do khó khăn trong việc thu thập rễ cây nên hƣớng tiếp cận này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất. ii) Thứ hai, xác định sinh khối rừng bằng cách đo trực tiếp quá trình sinh lý điều khiển cân bằng các bon trong hệ sinh thái. Cách này bao gồm việc đo cƣờng độ quang hợp và hô hấp cho từng thành phần trong hệ sinh thái rừng (lá, cành, thân, rễ), sau đó ngoại suy ra lƣợng CO2 tích luỹ trong toàn bộ hệ sinh thái.
Các nhà sinh thái rừng thƣờng sử dụng tiếp cận này để dự tính tổng sản lƣợng nguyên, hô hấp của hệ sinh thái và sinh khối hiện có của nhiều dạng rừng trồng hỗn giao ở Bắc Mỹ (Botkin và cộng sự, 1970; Woodwell và Botkin, 1970). iii) Thứ ba, đó là phƣơng pháp Phân tích hiệp phương sai dòng xoáy. Phƣơng pháp này đƣợc phát triển trong những năm gần đây với sự hỗ trợ của kỹ thuật vi khí tƣợng học (Micrometeological techniques).