Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Trường Đại học Lâm nghiệp ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp Tên đề tài: Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ mơi trường tỉnh Dăk Nông Người thực hiện: Phạm Tuấn Anh Dăk Lăk, tháng năm 2006 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Trường Đại học Lâm nghiệp ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU Luận văn Thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp Tên đề tài: Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ mơi trường tỉnh Dăk Nông Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Bảo Huy Người thực hiện: Phạm Tuấn Anh Dăk Lăk, tháng năm 2006 Mục lục Trang Danh mục bảng biểu Danh mục hình sơ đồ Danh mục từ viết tắt .4 Đặt vấn đề Tổng quan vấn đề nghiên cứu .7 1.1 Thế giới 1.2 Trong nước 18 1.3 Thảo luận tổng quan nghiên cứu 20 Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu .21 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 22 2.2 Giả định nghiên cứu .22 2.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 22 2.4 Nội dung nghiên cứu 23 2.5 Phương pháp nghiên cứu 24 Kế hoạch thực đề tài 30 Điều kiện thực đề tài 30 Tài liệu tham khảo .32 Danh mục bảng biểu Bảng 1: Lượng phát thải khí CO2 số quốc gia giới (theo World Ressources, 1990 – 1991) .11 Bảng 2: Lượng Carbon tích lũy kiểu rừng (Theo Woodwell, Pecan, 1973) 13 Bảng 3: Khung logic nghiên cứu 29 Bảng 4: Kế hoạch thực đề tài .30 Danh mục hình sơ đồ Hình1: Sự phân bố phát thải CO2 giới vào khí (Theo D.Dubrana, 1991) 10 Hình 2: Chu trình carbon tồn cầu (Theo Schimel, 2001) 12 Hình 3: Lượng carbon lưu giữ thực vật mặt đất theo kiểu sử dụng rừng nhiệt đới Brazil, Cameroon, Indonesia (Joyotee, 2002) 14 Hình 4: Mơ hình hàm 1/2 log biểu diễn suy giảm lượng C tích luỹ kiểu sử dụng rừng nhiệt đới Brazil, Cameroon, Indonesia (Bảo Huy, 2005) 14 Hình 5: Sơ đồ logic tiếp cận nghiên cứu đề tài 21 Danh mục từ viết tắt CBA Cost benefit analysis - Phân tích hiệu chi phí CDB Conference biodiversity - Hội nghị Đa dạng sinh học CDM Clean development mechanistm - Cơ chế phát triển FAO Food and agriculture organization - Tổ chức Lương thực nông nghiệp giới GIS Geographycal information system - Hệ thống thơng tin địa lý KNK Khí nhà kính RUPES Đền đáp cho người nghèo vùng cao châu Á để bảo tồn cải thiện môi trường mà họ cung cấp UNFCCC Công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu Đặt vấn đề Ngày nay, gia tăng nồng độ CO2 khí mối quan tâm tồn cầu Các nhà nghiên cứu lo ngại gia tăng khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt khí CO2, nhân tố gây nên biến đổi bất ngờ khơng lường trước khí hậu Trong rừng có vai trị điều tiết khí hậu, đặc biệt khả hấp thụ khí thải CO2 Điều quan tâm làm để ước lượng, dự báo khả hấp thụ CO2 trạng thái rừng phương thức quản lý rừng để làm sở khuyến khích, xây dựng chế chi trả dịch vụ mơi trường Đây vấn đề thiếu nhiều nghiên cứu Việt Nam Nhiệt độ bề mặt trái đất tạo nên cân lượng mặt trời đến bề mặt trái đất lượng xạ trái đất vào khoảng khơng gian bên ngồi hành tinh Năng lượng mặt trời chủ yếu tia sóng ngắn dễ dàng xun qua cửa sổ khí Trong đó, xạ trái đất sóng dài có lượng thấp, dễ dàng bị khí giữ lại Các tác nhân gây hấp thụ xạ sóng dài khí khí CO2, bụi, nước, khí mêtan, khí CFC Kết trao đổi không cân lượng trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến gia tăng nhiệt độ khí trái đất Hiện tượng diễn theo chế tương tự nhà kính trồng gọi hiệu ứng nhà kính Tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch với hoạt động khác người nguyên nhân gây nên biến động nồng độ CO2 khí Sự gia tăng khí CO2 khí nhà kính khác khí làm nhiệt độ trái đất tăng Theo tính tốn nhà khoa học, nồng độ CO2 khí tăng gấp đơi, nhiệt độ bề mặt trái đất tăng lên khoảng 3oC Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất tăng 0,5oC khoảng thời gian từ 1885-1940, thay đổi nồng độ CO2 khí từ 0,027% lên 0,035% Dự báo, khơng có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất tăng lên 1,5- 4,5oC vào năm 2050 Vai trị gây nên hiệu ứng nhà kính chất khí xếp theo thứ tự CO2, CFC, CH4, O3, NO2 Sự gia tăng nhiệt độ trái đất hiệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt môi trường trái đất Kể từ năm 1860, công nghiệp phát triển với cánh rừng bị thu hẹp làm cho CO2 khí tăng lên tới mức 100 phần triệu nhiệt độ Bắc bán cầu tăng lên Và tượng có xu hướng gia tăng nhanh kể từ năm 1950 Trong đó, rừng bể chứa carbon, có vai trò đặc biệt quan trọng cân O2 CO2 khí quyển, có ảnh hưởng lớn đến khí hậu vùng tồn cầu Rừng có ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ trái đất thơng qua điều hồ khí gây hiệu ứng nhà kính mà quan trọng CO2 Hàng năm có khoảng 100 tỉ CO2 cố định trình quang hợp xanh thực lượng tương tự trả lại khí trình hơ hấp sinh vật Tuy nhiên tác động người làm tăng nhanh lượng CO2 vào khí quyển, tính từ năm 1958 đến 2003 lượng CO2 khí tăng lên 5% Nếu tồn sinh khối rừng mưa nhiệt đới bị đốt vịng 50 năm tới lượng CO2 thải với lượng không hấp thụ từ rừng mưa làm tăng lượng CO2 khí gấp đơi nhiệt độ trái đất tăng lên - 50C, làm cho băng cực tan dẫn đến thay đổi hệ sinh thái dãy Himalaya, dãy Andes mực nước biển dâng lên 1-3m làm ngập vùng thấp ven biển phía nam Bangladesh, đồng sông Mêkông Việt Nam phần lớn diện tích bang Florida Louisiana Mỹ, nhiều hịn đảo Thái Bình Dương biến đồ giới [3] Trên thực tế lượng CO2 hấp thụ phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài ưu thế, tuổi lâm phần [3] Do việc quản lý chu trình CO2 điều hịa khí hậu, giảm tác hại hiệu ứng nhà kính địi hỏi phải có nghiên cứu, đánh giá khả hấp thụ kiểu thảm phủ cụ thể để làm sở lượng hóa giá trị kinh tế mà rừng mang lại nhằm đưa sách chi trả cho chủ rừng cộng đồng vùng cao Mặt khác, giới, việc nghiên cứu để lượng hóa giá trị mặt môi trường rừng giai đoạn khởi đầu hồn tồn Việt Nam Chính vậy, nghiên cứu tích lũy carbon thực vật thân gỗ để xác định giá trị kinh tế chức phịng hộ mơi trường sinh thái rừng tự nhiên nói chung, rừng thường xanh nói riêng hướng nghiên cứu cần quan tâm Kết nghiên cứu mang tính định lượng sở để xác định giá trị chi trả cho chủ rừng Nếu điều thực thi nguồn động lực lớn chủ rừng cộng đồng sống gần rừng Trong bối cảnh đó, vấn đề nghiên cứu đặt sau: - Làm để lượng hóa lực hấp thụ CO2 trạng thái rừng khác đối tượng rừng quản lý khác - Hiệu kinh tế quản lý rừng gắn với dịch vụ môi trường so với quản lý rừng truyền thống Để giải vấn đề nêu trên, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ môi trường tỉnh Dăk Nông” Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Thế giới Nhà bác học Pháp Lavoisier (1672 – 1725) người phát thành phần khơng khí Khơng khí khí chứa nhiều loại khí khác nhau: oxy, nitơ, dioxit carbon, ơzơn, mêtan, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh, neon, kripton, radon, hêli lượng nước thay đổi Ngồi cịn có loại khí nhân tạo người tạo freon…Trong nitơ chiếm tỷ lệ cao với khoảng 75%, oxy: 21%, khí tự nhiên khác có tỷ lệ thấp CO2 với 0,03%, acgon 0,93%; khí thường khí trơ neon có hàm lượng 18ml/ m3 khơng khí, hêli 5ml/ m3 kripton 1ml/ 1m3 khơng khí v.v…Ngồi cịn có chất phóng xạ tự nhiên với tỷ lệ thấp 6.10-8 …[11] Trải qua nhiều kỷ, hàm lượng chất khí vốn có khơng khí bị biến động xuất loại khí người tạo Điều dẫn tới nhiễm khơng khí Người ta định nghĩa nhiễm khơng khí sau: “Khơng khí gọi bị nhiễm thành phần bị thay đổi hay có diện chất lạ, gây tác hại mà khoa học chứng minh hay gây khó chịu người”[11] Khi mà thành phần khí nói khí tăng lên hay giảm đến mức - thường hoạt động người - gây nên ô nhiễm không khí, ảnh hưởng xấu đến môi trường sống hệ sinh thái sinh Những nghiên cứu biến động khí CO2 khí Hàm lượng khí CO2 khí 0.35% tỷ lệ có xu hướng gia tăng Để đánh giá hàm lượng dioxit carbon khơng khí trái đất thời kỳ xa xưa, nhà nghiên cứu Liên Xô cũ, lấy mẫu băng chỏm núi băng dày 400m (có niên đại 160 thiên niên kỷ) độ sâu khác Kết phân tích mẫu băng Bắc cực nói nhà khoa học Xơ Viết mẫu băng đảo Grinlen nhà khoa học Grenoble Berne Pháp Thụy Sỹ cho thấy khơng khí bị nhốt khối băng chứa hàm lượng dioxit carbon 0.020%, tức 200ppm1 Các giá trị thấp /3 so với mức thời kỳ tiền công nghiệp (trước cách mạng công nghiệp cuối kỷ 18) 279 – 280ppm vào cuối kỷ 19, tỷ lệ tăng lên 290ppm Kết phân tích Đài thiên văn Mauna Loa (trên đảo Ha oai) cho biết hàm lượng CO2 khí năm 1958 315ppm Đến năm 1989 việc phân tích cho thấy hàm lượng dioxit carbon tăng lên 350ppm đến năm 1990 354ppm Như vậy, thời gian khoảng kỷ, nghĩa từ năm 1850 đến nay, hàm lượng dioxit carbon khí tăng lên 25% Việc đo lường loại khí ppm: (percent per millions) phần triệu băng cực đới cho thấy rõ từ 150 thiên niên kỷ chưa hàm lượng dioxit carbon khí lại tăng lên nhanh đến Hiện hàm lượng CO2 tăng lên đặn năm 1.4ppm Người ta ước đoán đến năm 2030, hàm lượng dioxit carbon khí Trái đất lên tới 600ppm (0.06%) gấp đôi hàm lượng kỷ 19 [11] Sự tăng cao hàm lượng CO2 khơng khí dẫn tới nhiều hậu ô nhiễm môi trường Sự tăng cao đến mức độ gây hại cho sống người sinh vật Có cứu tinh có khả hấp thụ khối lượng lớn dioxit carbon phát thải vào khơng khí người đại dương thảm thực vật, nhờ mà hàm lượng CO2 làm nhiễm khơng khí giảm Trước đây, nhà khoa học cho nửa khối lượng dioxit carbon tích tụ khơng khí, phần cịn lại đại dương xanh hấp thụ Ngày nay, đo lường nhà khoa học cho thấy thảm thực vật thu giữ trữ lượng CO2 lớn nửa khối lượng chất khí sinh từ đốt cháy nhiên liệu hóa thạch giới Và từ nguyên liệu carbon hàng năm thảm thực vật Trái đất tạo 150 tỷ vật chất khô thực vật Khám phá khẳng định thêm vai trò xanh: việc trồng nhiều xanh làm giảm hàm lượng dioxit carbon khí hay ngược lại việc phá rừng làm tăng hàm lượng khí Các ngun nhân gây nhiễm khơng khí dioxit carbon dẫn liệu có liên quan đến biến động CO2 khí quyển: - Trong năm gần đây, nhà máy công nghiệp hoạt động khác người toàn cầu đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ khí đốt) 10 tỷ quy than đá năm Đó ngun nhân làm gia tăng hàm lượng dioxit carbon khí - Từ kết nghiên cứu mình, Viện Tài nguyên giới (World Ressousces Institute) cho xã hội loài người từ 1860 – 1949 thải vào khí khoảng 51 tỷ carbon dạng dioxit carbon thơng qua hình thức sử dụng nhiên liệu hóa thạch Sau nhịp độ thải khí CO2 gia tăng đạt tới 130 tỷ bổ sung từ 1950 đến 1987 Nếu người ta cộng thêm vào khối lượng khí carbonic phát thải việc đốt phá rừng từ 1860 đến năm 1987 khối lượng carbon thải vào khí đạt tới tổng số 241 tỷ vòng kỷ - Các số liệu nêu lên quan nghiên cứu nước khác nhau, dù diễn đạt hình thức kết khác khẳng định gia tăng hàm lượng CO2 khí điều xác thực Hiện nay, người ta ước tính hàng năm việc đốt nhiên liệu hóa thạch phát thải vào khí 5,5 tỷ dioxit carbon - Tỷ lệ phát thải CO2 toàn cầu thống kê sau: Mỹ Canada 27%, Liên Xô cũ Đông Âu 25%, Tây Âu 17%, Trung Quốc 9%, Nhật Bản, Ôxtralia Niu Zilân 8% nước lại 14% (theo D.Dubrana, 1991) Nhật, Úc, Niuzilân: 8% Các nước khác: 14% Liên xô Đông Âu: 25% Mỹ - Canada: 27% Tây Âu: 17% Trung Quốc: 9% Hình1: Sự phân bố phát thải CO2 giới vào khí (Theo D.Dubrana, 1991) - Mỹ quốc gia đứng đầu giới gây ô nhiễm không khí CO2 loại khí thải khác Mỹ, Canada Mêhicô tiêu thụ gần 40% lượng hóa thạch tiêu thụ giới - Tại hội nghị Manila 1995, quốc gia công nghiệp phương Tây bị tố cáo thủ phạm gây ô nhiễm môi trường: hàng năm phát thải vào khí 23 tỷ khí CO2 phá hoại lớp ôzôn - Còn châu Á, Trung Quốc nước đứng đầu phát thải CO2 khí khác vào mơi trường (6,6% tổng số), Nhật Bản (chiếm 3.9% tổng số) [11] 10 theo quy định giới việc xây dựng thực dự án tiềm CDM lĩnh vực: Bảo tồn tiết kiệm lượng; Chuyển đổi sử dụng nhiên liệu hóa thạch; Thu hồi sử dụng CH4 từ rác thải khai thác mỏ quặng; Trồng rừng Bên cạnh đó, năm gần đây, Việt Nam có nổ lực thực số nghiên cứu hoạt động liên quan đến vấn đề biến đổi khí hậu CDM Qua thu số dẫn liệu quan trọng sau: - Ba nguồn khí nhà kính (KNK) Việt Nam lượng, nơng nghiệp, thay đổi sử dụng đất lâm nghiệp, thay đổi sử dụng đất lâm nghiệp chiếm 50,5 18,7% tổng phát thải quốc gia Theo kết kiểm kê khí nhà kính (KNK) quốc gia năm 1994 Việt Nam, tổng phát thải KNK 103.8 triệu CO2, bình quân theo đầu người vào khoảng 1.4 [6] - Ước tính vịng thập kỷ tới, mức phát thải nước phát triển vượt mức phát thải nước phát triển Một vấn đề gay cấn để đối phó với biến đổi khí hậu làm để giảm tăng phát thải KNK từ nước phát triển Trong hồn cảnh đó, CDM đóng góp vào việc giảm phát thải nước phát triển cách đưa khuôn khổ để thực dự án hợp tác nước phát triển phát triển, hoạt động trồng tái trồng rừng định thuộc dự án CDM - Các kết nghiên cứu chiến lược quốc gia CDM, lĩnh vực thay đổi sử dụng đất lâm nghiệp, tiềm hấp thụ KNK rừng vào khoảng 52,2 triệu CO2 với chi phí giảm thấp, dao động từ 0,13USD/tấn CO2 đến 2,4USD/tấn CO2 chi phí để giảm thấp CO2 lĩnh vực lượng dao động từ 22,3USD/tấn CO2 đến 154,22USD/tấn CO2[6] - Trong thời gian đến cần nâng cao nhận thức cộng đồng CDM cấp quốc gia địa phương, xác định tiêu số phát triển bền vững với ngành ưu tiên lượng lâm nghiệp để xây dựng dự án CDM; đồng thời nghiên cứu tiềm bán carbon dự án có triển vọng cho quốc gia có nhu cầu 19 Do thị trường mua bán giảm phát thải khí nhà kính cịn mẻ, doanh nghiệp thiếu thông tin thị trường này, tiềm thị trường Việt Nam lớn, cịn có q doanh nghiệp tham gia Đã đến lúc Nhà nước phải phổ biến rộng rãi hơn, cung cấp nhiều thông tin cho nhà doanh nghiệp để họ cân nhắc tham gia thị trường 1.3 Thảo luận tổng quan nghiên cứu Điểm qua kết nghiên cứu vấn đề có liên quan đến CO2 thị trường carbon giới nước, nhận thấy rằng: - Việc định lượng lượng CO2 mà rừng hấp thụ vấn đề phức tạp, liên quan đến trình quang hợp hô hấp thực vật, việc xác định tăng trưởng đào thải rừng theo thời gian, phần lớn nghiên cứu tập trung vào xác định lượng carbon tích lũy thực vật thời điểm nghiên cứu - Trên giới, nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá lượng carbon lưu trữ số kiểu sử dụng đất, số loài rừng trồng mà chưa có đánh giá cụ thể rừng tự nhiên - Thị trường carbon diễn sôi động thị trường giới, đặc biệt châu Âu Tuy nhiên việc mua bán dựa sở chi phí hạn chế khí phát thải mà chưa có sở khoa học việc tính tốn lực hấp thụ CO2 rừng tự nhiên - Trong nước, Việt Nam tham gia nghị định thư Kyoto vấn đề cịn bỏ ngỏ, thiếu thơng tin sở khoa học, phương pháp tính tốn, dự báo lượng CO2 hấp thụ thảm phủ quốc gia làm sở tham gia thị trường carbon toàn cầu - Các doanh nghiệp nước chưa tích cực tham gia thị trường nhiều lý do: thiếu thông tin, thiếu sở khoa học hành lang pháp lý, chế cho hoạt động 20 ...Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Trường Đại học Lâm nghiệp ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU Luận văn Thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp Tên đề tài: Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách. .. so với quản lý rừng truyền thống Để giải vấn đề nêu trên, tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ mơi trường tỉnh Dăk Nông? ?? Tổng quan... gần rừng Trong bối cảnh đó, vấn đề nghiên cứu đặt sau: - Làm để lượng hóa lực hấp thụ CO2 trạng thái rừng khác đối tượng rừng quản lý khác - Hiệu kinh tế quản lý rừng gắn với dịch vụ môi trường