Nghiên cứu trữ lượng các bon thảm tươi và cây bụi: Cơ sở để xác định đường các bon cơ sở trong các dự án trồng rừng/tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam

Vũ Tấn Phương

Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường (RCFEE)

Viện Khoa học Lâm nghiệp VIệt Nam

Mở đầu

Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí nhà kính (KNK) trong khí quyển gồm CO₂, CH₄, N₂O, HFCs, PFCs, FS₆, trong đó chủ yếu là CO₂, được coi là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự biến đổi khí hậu. Nguồn gây phát sinh KNK là sử dụng năng lượng từ việc đốt cháy nhiên liệu, sản xuất công nghiệp (khai thác khoáng sản, sản xuất hóa chất,…), sản xuất nông lâm nghiệp (sử dụng phân bón, cháy rừng,…) và quản lý chất thải.

Nhằm hạn chế sự gia tăng KNK và sự ấm lên của trái đất, Công ước chung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã được soạn thảo và thông qua tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển năm 1992 và chính thức có hiệu lực vào tháng 3/1994. Tính đến tháng 5/2004, có 188 quốc gia đã 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 hiện việc cắt giảm KNK thông qua các cơ chế khác nhau, trong đó Cơ chế phát triển sạch(CMD — Clean Development Mechanism) là cơ chế ‘‘mềm dẻo’’ nhất và có liên quan trực tiếp tới các nước đang phát triển. Hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng được coi là các hoạt động sử dụng đất phù hợp nhất trong CDM.

Tuy nhiên một trong những yêu cầu nghiêm ngặt trong các dự án trồng rừng/tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (AR CDM) là phải xác định được đường các bon cơ sở (thực chất là trữ lượng các bon trước khi trồng rừng/tái trồng rừng) nhằm đưa ra các cơ sở khoa học để chứng minh được “lượng tăng thêm” hay lượng các bon thu nạp được bởi các dự án AR CDM. Do vậy việc nghiên cứu trữ lượng các bon trong sinh khối thảm tươi cây bụi — một trong những bể chứa các bon chủ yếu được tiến hành nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc xác định đường các bon cơ sở trong việc thiết kế và triển khai các dự án AR CDM ở Việt Nam.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Năm (5) dạng cỏ và hai (2) dạng cây bụi được lựa chọn nghiên cứu. Đó là (i) cỏ chỉ và cỏ lông lợn, (ii) cỏ lá tre, (iii) cỏ tranh, (iv) lau lách, (v) tế guột, (vi) cây bụi cao dưới 2m và (vii) cây bụi cao từ 2-3m. Đây là những dạng thảm tươi và cây bụi phân bố phổ biến trên đất không có rừng (trạng thái Ia và Ib) ở Việt Nam.

Nghiên cứu được tiến hành tại các vùng đất không có rừng ở các huyện Cao Phong và Đà Bắc tỉnh Hoà Bình và Hà Trung, Thạch Thành và Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hoá.

Việc xác định trữ lượng các bon được tiến hành thông qua việc xác định sinh khối tươi và khô cuả thảm tươi và cây bụi. Các phương pháp nghiên cứu áp dụng gồm:

Đo đếm sinh khối tươi

Sử dụng phương pháp điều tra theo ô tiêu chuẩn điển hình để đo đếm sinh khối tươi của thảm tươi và cây bụi. Diện tích ô tiêu chuẩn điển hình là 4m² với kích thước 2 x 2 m và được lập tại các vị trí chân, sườn và đỉnh ở các điểm nghiên cứu. Tổng số ô tiêu chuẩn nghiên cứu cho 5 loại cỏ là 30 và cho 2 dạng cây bụi là 18.

Đo đếm sinh khối trên mặt đất

Sử dụng phương pháp chặt hạ toàn diện để đo đếm sinh khối. Nghĩa là, tại mỗi ô tiêu chuẩn nghiên cứu, chặt toàn bộ cây bụi và thảm tươi ở vị trí sát mặt đất và tiến hành cân để xác định tổng trọng lượng. Sau đó, từng bộ phận: thân cành và lá (đối với cây bụi) và cỏ (không tách riêng lá và thân) được tách riêng và cân ngay tại hiện trường bằng cân có độ chính xác 0.1 gram để xác định sinh khối cuả từng bộ phận. Đối với thảm mục, tiến hành thu nhặt toàn bộ thảm mục trong ô tiêu chuẩn và cân. Khoảng 10 % trọng lượng của từng bộ phận thân cành, lá, cỏ và thảm mục sẽ được lấy đại diện để phân tích trọng lượng khô kiệt trong phòng thí nghiệm để xác định sinh khối khô.

Đo đếm sinh khối dưới mặt đất (Sinh khối rễ)

Tại các ô tiêu chuẩn đo đếm, sau khi đo đếm sinh khối trên mặt đất của thảm tươi cây bụi và thảm mục, ô tiêu chuẩn được chia thành 4 phần bằng nhau, mỗi phần có diện tích 1 m² (kích thước 1mx1m). Dùng cuốc đào và thu nhặt toàn bộ rễ cây trong diện 1 m². Loại bỏ đất đá trong rễ cây thu nhặt, rửa sạch để se nước và cân để xác định sinh khối tươi. Lấy khoảng 10% trọng lượng rễ đã thu nhặt để phân tích trọng lượng khô kiệt trong phòng thí nghiệm.

Xác định sinh khối khô

Sử dụng phương pháp sấy mẫu bằng tủ sấy ở nhiệt độ 75^OC trong khoảng thời gian từ 6-8 giờ. Trong quá trình sấy, kiểm tra trọng lượng của mẫu sau 2, 4, 6 và 8 giờ sấy. Nếu sau 3 lần kiểm tra thấy trọng lượng không đổi thì đó chính là trọng lượng khô của mẫu. Dựa trên trọng lượng khô kiệt, độ ẩm của từng mẫu bộ phận lá, thân cành, rễ, cỏ, thảm mục sẽ được xác định theo công thức dưới đây:

MC (%) = {(FW — DW)/FW}*100

Trong đó:MC là độ ẩm tính bằng %

FW là trọng lượng tươi của mẫu

DW là trọng lượng khô kiệt của mẫu.

Sinh khối khô của từng bộ phận lá, thân cành, rễ, cỏ, thảm mục của cây bụi và thảm tươi sẽ được tính toán theo công thức sau:

TDM(l) = [TFW(l)*(1- MC(l))]*2,5

TDM(tc)= [TFW(tc)*{(1-MC(tc)}]*2,5

TDM(r)= [TFW(r)*{(1-MC(r)}]*10

TDM(c) = [TFW(c)*{(1 — MC(c)}]*2,5

TDM(tm) = [TFW(tm )*{(1-MC(tm)}]*10

Trong đó:

TDM(l), TDM(tc), TDM(r), TDM(c), TDM(tm) là tổng sinh khối khô trên một hécta tính bằng tấn của lá, thân cành, rễ, cỏ và thảm mục.

TFW(l), TFW(tc), TFW(r), TFW(c), TFW(tm) là tổng sinh khối tươi của lá, thân cành, rễ, cỏ và thảm mục đo đếm trong ô tiêu chuẩn tính bằng tấn.

MC(l), MC(tc), MC(r), MC(c), MC(tm) là độ ẩm tính bằng % của lá, thân cành, rễ, cỏ và thảm mục.

Tổng sinh khối khô của thảm tươi cây bụi (TDB) được tính như sau:

TDB (tấn/ha) = TDM(l) + TDM(tc) + TDM(r) + TDM(c)

Xác định hàm lượng các bon

Hàm lượng các bon (CS) trong sinh khối thảm tươi và cây bụi được xác định thông qua việc áp dụng hệ số mặc định 0,5 thưà nhận bởi Uỷ ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 2003). Nghĩa là hàm lượng các bon được tính bằng cách nhân sinh khối khô với 0,5. Theo đó, hàm lượng các bon của cây bụi thảm tươi sẽ là tổng của hàm lượng các bon ở các bộ phận: lá, thân cành, rễ, cỏ và thảm mục và được tính theo công thức dưới đây:

CS = [TDM(l) + TDM(tc) + TDM(r) + TDM(c) + TDM(tm)]*0.5 (tấn C/ha)

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Sinh khối tươi thảm tươi và cây bụi

Sinh khối tươi của thảm tươi cây bụi là trọng lượng tươi của thảm tươi cây bụi trên một đơn vị diện tích xác định (thường tính bằng tấn/ha). Việc đo đếm sinh khối tươi thảm tươi cây bụi được thực hiện trên hiện trường thông qua hệ thống các ô tiêu chuẩn điển hình. Kết quả nghiên cứu tại 30 ô tiêu chuẩn điển hình đối với 5 dạng cỏ và 18 ô tiêu chuẩn điển hình với 2 dạng cây bụi cho thấy:

Sinh khối tươi biến động rất khác nhau giữa các loại thảm tươi và cây bụi. Lau lách có sinh khối tươi cao nhất, khoảng 104 tấn/ha, tiếp đến là trảng cây bụi cao 2—3m có sinh khối tươi đạt khoảng 61 tấn/ha. Trảng cây bụi cao dưới 2m và tế guột có sinh khối khá gần nhau, khoảng 44—45 tấn/ha. Các loại cỏ như cỏ lá tre, cỏ tranh và cỏ chỉ (hoặc cỏ lông lợn) có sinh khối biến động trong khoảng 22—31 tấn/ha.

Sinh khối cuả từng bộ phận cũng rất khác nhau, tập trung chủ yếu vào thân cành và rễ. Sinh khối trên mặt đất (cỏ, thân cành, lá) chiếm tỷ lệ đáng kể so vơí tổng sinh khối, cao nhất là lau lách chiếm 61%, tiếp đến là cây bụi cao 2-3m chiếm 60%, cỏ lá tre chiếm 58%, cỏ tranh chiếm 46%, cây bụi cao dưới 2m chiếm 40%, cỏ chỉ/cỏ lông lợn chiếm 39% và tế guột chiếm 33%.

Trọng lượng thảm mục biến động rất lớn giữa các dạng thảm tươi và cây bụi. Cao nhất là lau lách với khoảng 10 tấn/ha, tiếp đến là tế guột (khoảng 9 tấn/ha), cỏ lá tre (8 tấn/ha), cây bụi (5-6 tấn/ha), cỏ tranh (3 tấn/ha) và thấp nhất là cỏ chỉ/cỏ lông lợn với khoảng 0,3 tấn/ha.

Kết quả chi tiết về sinh khối tươi của các dạng thảm tươi và cây bụi nghiên cứu được nêu ở bảng 1.