Luận văn Xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng Lồ Ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) vùng Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN GIANG THỊ THANH Tên đề tài: XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA RỪNG LỒ Ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) VÙNG TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Bảo Huy Đắk Lắk, Năm 2011 i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Họ tên tác giả Giang Thị Thanh ii Lời cảm ơn Luận văn này được thực hiện theo chương trình đào tạo Cao học Lâm học khóa 3 năm 2008-2011, trường Đại học Tây Nguyên. Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, các thầy cô thuộc bộ môn Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường trường Đại học Tây Nguyên, các cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp. Nhân đây tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ đó. Trước hết, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Bảo Huy, người đã hướng dẫn khoa học, đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô thuộc Bộ môn Quản Lý Tài Nguyên Rừng và Môi Trường và Bộ môn Lâm Sinh, Trường Đại Học Tây Nguyên đã chỉ bảo và tạo các điều kiện giúp đỡ cho tác giả thu thập số liệu, xử lý mẫu điều tra trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến phòng đào tạo sau đại học, trường Đại học Tây Nguyên đã tạo điều kiện cho tác giả học tập và hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn Công ty Lâm nghiệp Nam Tây Nguyên - xã Quảng Trực, xã Quảng Tâm - huyện Tuy Đức - tỉnh Đăk Nông, Khu bảo tồn thiên nhiên Nam Ka - huyện Lăk - tỉnh ĐăkLăk, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây nguyên đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả điều tra thu thập số liệu, phân tích mẫu phục vụ cho luận văn. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các anh chị, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Tác giả Giang thị thanh iii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... v DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................. vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ viii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 5 1.1. Trên thế giới....................................................................................... 5 1.2. Trong nước ...................................................................................... 15 1.3. Thảo luận ......................................................................................... 21 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 23 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu. ...................................................... 23 2.2. Mục tiêu nghiên cứu. ....................................................................... 24 2.2.1. Mục tiêu tổng quát. ............................................................................ 24 2.2.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................... 24 2.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................ 24 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 24 2.4.1. Phương pháp luận nghiên cứu ............................................................ 24 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ......................................................... 25 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................... 40 3.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................ 40 3.2. Kinh tế - Xã hội .................................................................................... 44 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 48 4.1. Định lượng sinh khối và carbon tích lũy trong thân cây khí sinh và trong lâm phần lồ ô ..................................................................................... 48 iv 4.1.1. Ước tính sinh khối khô và lượng carbon tích lũy trong cây khí sinh với các nhân tố điều tra: Đường kính ngang ngực, chiều dài và tuổi của cây. ...... 48 4.1.2. Xác định tỷ lệ carbon và khối lượng sinh khối khô tích lũy trong thân cây khí sinh................................................................................................... 54 4.1.3. Ước tính lượng carbon tích lũy của cây khí sinh theo lâm phần lồ ô ... 58 4.2. Định lượng sinh khối và carbon tích lũy trong các bể chứa thảm mục, thảm tươi, cây lồ ô chết và rễ trong các trạng thái rừng lồ ô. ......... 60 4.2.1. Mô hình hóa mối quan hệ giữa sinh khối khô của thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với các nhân tố mật độ, đường kính bình quân lâm phần. ............. 61 4.2.2. Mô hình hóa mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy trong thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với các nhân tố điều tra lâm phần .................................... 66 4.2.3. Tỷ lệ giữa carbon tích lũy trong thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với sinh khối khô của các bể chứa. ............................................................................. 73 4.3. Khối lượng đất khô và lượng carbon tích lũy trong đất trong các trạng thái rừng lồ ô. .................................................................................... 74 4.3.1. Tỷ lệ phần trăm giữa carbon tích lũy trong đất với khối lượng đất khô.74 4.3.2. Mô hình hóa mối quan hệ giữa khối lượng đất khô với các nhân tố mật độ và đường kính bình ngang ngực quân lâm phần. ...................................... 76 4.4. Xác định lượng carbon tích lũy và lượng CO2 hấp thụ trong toàn lâm phần lồ ô theo từng cấp mật độ và đường kính ngang ngực bình quân lâm phần. ..................................................................................................... 78 4.5. Giải pháp đo tính, giám sát trữ lượng carbon rừng lồ ô ............... 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 84 Kết luận ....................................................................................................... 84 Kiến nghị ..................................................................................................... 87 Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 89 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tỷ lệ đóng góp gây hiệu ứng nhà kính của các loại khí trong khí quyển6
Bảng 1.2: Lượng carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Theo Woodwell, Pecan, 1973 – Dẫn theo Phạm Tuấn Anh [1]). ............................................................... 9
Bảng 3.1: Cơ cấu diện tích trong khu BTTN Nam Ka ...................................... 40
Bảng 3.2: Cơ cấu diện tích vùng đệm ............................................................... 40
Bảng 4.1: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh (thân, cành, lá) với các nhân tố DBH, L và A. ............................................................................................... 49
Bảng 4.2: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK cây khí sinh theo 3 nhân tố DBH, L và A ......................................... 51
Bảng 4.3: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh (thân, cành và lá) với các nhân tố DBH, L và A. ................................................................................................... 52
Bảng 4.4: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C cây khí sinh theo 3 nhân tố DBH, L và A .............................................. 54
Bảng 4.5: Tỷ lệ C/SKK trong thân cây khí sinh lồ ô ........................................ 55
Bảng 4.6: Bảng phân chia lâm phần theo N/ha và DBHbq ................................ 58
Bảng 4.7: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C cây khí sinh theo 2 nhân tố DBHbq và N/ha .......................................... 59
Bảng 4.8: Bảng ước tính C (tấn/ha) trong cây khí sinh lâm phần lồ ô theo N/ha và DBHbq (cm) ................................................................................................ 60
Bảng 4.9: Mô hình quan hệ giữa SKK TM với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 61
Bảng 4.10: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK TM theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ................................................. 62
Bảng 4.11: Mô hình quan hệ giữa SKK CC với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 63
Bảng 4.12: Mô hình quan hệ giữa SKK RE với các nhân tố N/ha và DBHbq ... 64
Bảng 4.13: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình SKK RE theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq .................................................. 65
Bảng 4.14: Mô hình quan hệ giữa C TM với các nhân tố N/ha và DBHbq ....... 66
vi Bảng 4.15: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C TM theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq....................................................... 68
Bảng 4.16: Mô hình quan hệ giữa C CC với các nhân tố N/ha và DBHbq. ....... 69
Bảng 4.17: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C CC theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ....................................................... 70
Bảng 4.18: Mô hình quan hệ giữa C RE với các nhân tố N/ha và DBHbq ........ 71
Bảng 4.19: Kiểm tra sự phù hợp của mô hình bằng tiêu chuẩn Friedman cho mô hình C RE theo 2 nhân tố N/ha và DBHbq ....................................................... 72
Bảng 4.20: Tỷ lệ phần trăm giữa C thảm mục, cây lồ ô chết và rễ với SKK của các bể chứa. ...................................................................................................... 73
Bảng 4.21: Tỷ lệ C tích lũy trong đất với khối lượng đất khô trong lâm phần lồ ô75
Bảng 4.22: Kết quả phân tích phương sai sự sai khác trữ lượng C trong đất rừng lồ ô ở 3 loại đất ................................................................................................. 76
Bảng 4.23: Mô hình quan hệ giữa KLK DAT với các nhân tố N/ha và DBHbq 77
Bảng 4.24: Mô hình quan hệ giữa C DAT với các nhân tố N/ha và DBHbq ..... 78
Bảng 4.25: Lượng C tích lũy trong 5 bể chứa ở các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ......................................................................................... 79
Bảng 4.26: Lượng C bình quân 5 bể chứa và tỷ lệ trữ lượng C trong các bể chứa rừng lồ ô ........................................................................................................... 80
Bảng 4.27: Lượng CO2 hấp thụ ở các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ............................................................................................................. 81
Bảng 4.28: Giá trị hấp thụ CO2 của các lâm phần lồ ô khác nhau về cấp N/ha và DBHbq ............................................................................................................. 82
vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 : Sơ đồ bức xạ mặt trời và hiệu ứng nhà kính ....................................... 6
Hình 1.2: Tỷ lệ % C trong các loại thảm phủ .................................................... 10
Hình 1.3: Lượng C tích lũy trong các thảm thực vật ......................................... 11
Hình 1.4: Tổng giá trị thị trường các-bon theo các năm. ................................... 14
Hình 2.1: Cây lồ ô (Bambusa procure A.Chev et A.Cam) ................................. 23
Hình 2.2: Lập ô đo đếm các chỉ tiêu cây cá thể lồ ô và các chỉ tiêu sinh thái .... 25
Hình 2.3: Giải tích cây khí sinh lồ ô, đo tính sinh khối tươi các bộ phận và và lấy mẫu .................................................................................................................. 28
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí ô mẫu ............................................................................ 31
Hình 2.5: Thu thập số liệu sinh khối tươi và lấy mẫu thảm tươi, thảm mục và cây lồ ô chết ............................................................................................................ 32
Hình 2.6: Thu thập số liệu sinh khối rễ và lấy mẫu đất, rễ ................................ 33
Hình 2.7 : Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu ................................................................ 39
Hình 4.1: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh với DBH............................ 50
Hình 4.2: Mô hình quan hệ giữa SKK cây khí sinh với DBH, L và A ............... 50
Hình 4.3: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBH ................................. 53
Hình 4.4: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBH, L và A .................... 53
Hình 4.5: Mô hình quan hệ giữa C cây khí sinh với DBHbq và N/ha ................ 59
Hình 4.6: Mô hình quan hệ giữa SKK TM với N/ha và DBHbq ....................... 62
Hình 4.7: Mô hình quan hệ giữa SKK RE với các nhân tố N/ha và DBHbq ...... 65
Hình 4.8: Mô hình quan hệ giữa C TM với N/ha và DBHbq ............................ 67
Hình 4.9: Mô hình quan hệ giữa C CC với N/ha và DBHbq ............................. 70
Hình 4.9: Mô hình quan hệ giữa C RE với N/ha và DBHbq ............................. 72
Hình 4.10: Tỷ lệ C trong 5 bể chứa rừng lồ ô................................................... 80
Hình 4.11: Sơ đồ 3 phương pháp đo tính, giám sát trữ lượng C ở 5 bể chứa rừng lồ ô ................................................................................................................... 83
viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A: Tuổi cây. Bộ TN & MT: Bộ tài nguyên và môi trường. C: Carbon. CC: Cây lồ ô chết. CDM: Clean Development Mechanism – Cơ chế phát triển sạch CERs: Chứng chỉ giảm phát thải. CNECB: Ban tư vấn chỉ đạo liên ngành. DAT: Đất. DBH: Đường kính ngang ngưc. DBHbq: Đường kính ngang ngực bình quân của lâm phần. DNA: Tổ công tác quốc gia về biến đổi khí hậu. FCPF: Cơ quan đối tác carbon rừng thuộc Ngân Hàng Thế Giới. GIS: Geography Information System – Hệ thống thông tin địa lý. IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change - Tổ chức nghiên cứu Liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hiệp quốc. KL: Khối lượng. L: Chiều dài cây. N: Mật độ. PES: Chi trả dịch vụ môi trường nước. RE: Rễ cây lồ ô. REDD: Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation - Giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng. SKK: Sinh khối khô. SKT: Sinh khối tươi. TM: Thảm mục. TT: Thảm tươi. ix UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change - Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu. UN-REDD: Chương trình giảm khí thải do phá rừng và suy thoái rừng của Liên Hợp quốc. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phụ thuộc của chúng ta ngày càng lớn vào nguồn năng lượng có nguồn gốc carbon đã tạo ra một lượng tích luỹ khí nhà kính đáng kể trong bầu khí quyển. Phá rừng để lấy đất chăn nuôi hay trồng những loại cây thu lời, lấy than củi, những thói quen đó đã không chỉ làm tăng một lượng lớn CO2 phát thải mà còn phá huỷ một nguồn tài nguyên rừng quý giá có khả năng hấp thụ carbon khí quyển, tiếp tục góp phần vào biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học đã dự báo rằng đến năm 2050, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên từ 1,8 – 4oC nữa và mực nước biển có thể sẽ dâng cao 1,5 – 2 m do hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng các chất khí nhà kính (bao gồm: Dioxyt carbon (CO2), methane (CH4), các oxyt nitơ, ozon (O3), chloroflurocarbon (CFC), và hơi nước trong khí quyển đã ngăn chặn quá trình thoát nhiệt từ trái đất làm cho nhiệt độ khí quyển tăng lên. Trong nhóm khí đó, CO2 phong phú và phổ biến, gây tác động biến đổi khí hậu lớn nhất. Theo dự báo, đến giữa thế kỷ 21 hàm lượng dioxyt carbon (CO2) trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi so với hiện nay. Nguồn phát thải CO2 lớn nhất là nhiên liệu dầu mỏ, than đá, cùng các loại nhiên liệu hữu cơ khác bị đốt cháy trong sử dụng nguồn nguyên liệu này lên tới 5,4 tỷ tấn/năm. Nạn cháy rừng, mất rừng, chủ yếu là ở vùng nhiệt đới tham gia vào phát thải 1,6 tỷ tấn CO2/năm. Ngoài nguồn phát thải lớn đó còn có những nguồn phát thải khí nhà kính như đầm lầy, đất nông nghiệp, chất thải sinh hoạt, sự phân giải của các chất hữu cơ... tuy nhỏ nhưng ở diện rộng đã làm cho hàm lượng dioxyt carbon trong khí quyển tăng lên 3000 triệu tấn/năm. Phát thải khí nhà kính xảy ra trên Trái Đất là một quá trình tự nhiên, trước đây do dân số ít, công nghiệp chưa phát triển, mức độ sử dụng nhiên liệu chưa cao, rừng còn nhiều, cân bằng giữa phát thải và hấp thụ CO2 được duy trì, không xảy ra hiệu ứng nhà kính. Rừng và cây xanh nói chung có vai trò rất quan trọng trong sự điều tiết hàm lượng CO2 được ví như bể hấp thụ loại khí này. 2 Khi một diện tích rừng bị mất thảm thực vật thì tác hại xảy ra trên hai khía cạnh: Mất khả năng hấp thụ dioxyt carbon và sinh khối bị phân giải là nguồn phát thải khí nhà kính. Khả năng hấp thụ dioxyt carbon hay phát thải khí nhà kính phụ thuộc chủ yếu vào thảm thực vật rừng. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, ngăn chặn mất rừng và suy thoái rừng sẽ là một biện pháp bảo vệ khí hậu trái đất hiệu quả và tương đối rẻ tiền hơn so với các giải pháp khác. Trong bối cảnh đó, REDD ra đời như là một giải pháp hiệu quả nhằm hạn chế tác động của biến đổi khí hậu cũng như tạo sinh kế cho người dân nghèo bên cạnh những nỗ lực thích nghi, phòng chống biến đổi khí hậu. REDD là tên viết tắt của cụm từ tiếng Anh - Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation in Developing Countries - Nghĩa là Giảm phát thải khí nhà kính do mất rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển. Đây là sáng kiến được đưa ra tại Hội nghị lần thứ 11 (COP11) các bên tham gia Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) được tổ chức tại thành phố Monal, Canada năm 2005. Sáng kiến này xuất phát từ thực tế tình trạng mất rừng và suy thoái rừng đang đóng góp một tỉ lệ lớn, khoảng 15 - 20% tổng lượng khí nhà kính do các hoạt động của con người gây ra trên phạm vi toàn cầu. Nói cách khác, đây là một nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể góp phần làm biến đổi khí hậu. Tình trạng này xảy ra chủ yếu ở các nước đang phát triển ở vùng nhiệt đới. Tại Hội nghị lần thứ 13 (COP13) diễn ra tại Bali, Indonesia vào tháng 12/2007, các bên đã thông qua Kế hoạch Hành động Bali (Bali Action Plan) trong đó có đề xuất lộ trình xây dựng và đưa REDD trở thành một cơ chế chính thức thuộc hệ thống các biện pháp hạn chế biến đổi khí hậu trong tương lai, đặc biệt là sau khi giai đoạn cam kết đầu tiên của Nghị định thư Kyoto hết hiệu lực vào năm 2012. Hội nghị kêu gọi các bên tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm REDD và tổng kết kinh nghiệm thực tiễn làm cơ sở để Hội nghị lần thứ 15 (COP15) sẽ được tổ chức tại Copenhagen, Đan Mạch vào tháng 12 năm 2009 xem xét, quyết định. Cho đến nay các cơ sở về khoa học về REDD, các chương trình thí điểm 3 quốc gia, các dự án REDD đã bắt đầu khởi động ở