Rừng là một thành phần quan trọng của các hệ sinh thái trên trái đất, trong đó rừng giữ vai trò chủ yếu trong mọi chu trình chuyển hóa vật chất – năng lượng trên toàn hành tinh. Các tác động tiêu cực của con người không những gây ra sự mất cân bằng sinh thái mà còn làm giảm khả năng hấp thụ khí CO2 và gián tiếp làm tăng lượng khí CO2 phát thải vào khí quyển, từ đó làm cho biến đổi khí hậu toàn cầu tăng nhanh.

Photo by Bernardo Ricci Armani

Để làm giảm hàm lượng khí CO2 trong không khí, có hai phương án chính:

  1. Giảm sự phát thải khí CO2 bằng việc hạn chế sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp và những hoạt động sống của con người như chuyển đổi mục đích sử dụng đất; và
  2. Tăng khả năng cố định CO2 trong sinh khối của các thảm thực vật bằng cách trồng rừng.

So với những thảm thực vật khác trên trái đất, rừng là hệ sinh thái có khả năng điều hòa khí hậu, hấp thụ và dự trữ Carbon to lớn nhất. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để xác định lượng CO2 cố định trong sinh khối của cây cá lẻ hay của cả hệ sinh thái rừng?

CÔNG THỨC TÍNH LƯỢNG CO2 CỐ ĐỊNH TRONG SINH KHỐI CỦA CÂY CÁ LẺ VÀ CỦA HỆ SINH THÁI RỪNG

1. Đối với cây cá lẻ (cho từng cây)

Các bước xác định lượng CO2 cố định trong cây cá lẻ:
Wtổng sinh khối tươi = Wthân + Wcành +Wlá + Wrễ
Wtổng sinh khô = Wtổng sinh khối tươi x Rtk (hệ số chuyển đổi sinh khối tươi&khô)
Wcarbon = Wtổng sinh khô x Rc (hệ số chuyển đổi carbon)
WCO2 = Wcarbon x 44/12

Sinh khối của cây cá lẻ được xác định gồm 2 thành phần: (1) Sinh khối trên mặt đất (thân, cành, lá); và (2) Sinh khối dưới mặt đất chủ yếu là rễ cây.

Để xác định sinh khối các bộ phận của cây, trong thực tế thường sử dụng phương pháp cây giải tích để xác định sinh khối tươi của các bộ phận thân, cành, lá và rễ. Các bộ phận này được lấy mẫu và sấy khô ở nhiệt độ 1050C cho đến khi trọng lượng không thay đổi nhằm xác định hệ số chuyển đổi từ sinh khối tươi các bộ phận sang sinh khối khô. Các mẫu sinh khối khô được phân tích để xác định tổng carbon hữu cơ (hay còn gọi là hệ số chuyển đổi carbon).

Với công thức này, việc xác định sinh khối dưới mặt đất (Wrễ) là tương đối khó khăn, nên thường sử dụng sinh khối trên mặt đất (AGB) để xác định sinh khối dưới mặt đất (BGB) thông qua hệ số chuyển đổi là 0,37 đối với rừng mưa nhiệt đới; từ 0,2 – 0,24 đối với rừng nửa rụng lá ẩm nhiệt đới (theo IPCC 2006). Ngoài ra, việc xác định hệ số chuyển đổi carbon cũng là một trong những khó khăn nhất định nên thường sử dụng hệ số này là 0,5 (theo IPCC 2006), việc sử dụng hệ số chuyển đổi chung này cho các loài khác nhau cũng dẫn đến những sai số nhất định trong việc chuyển đổi từ sinh khối khô sang carbon.

Đối với cây cá lẻ, ngoài phương pháp cây giải tích có độ chính xác cao như được trình bày ở trên, thì phương pháp sử dụng các hệ số, giá trị bình quan sẵn có về tăng trưởng rừng, sinh khối và hệ số chuyển đổi chung để tính xác định bể chứa carbon là khá đơn giản nhưng độ tin cậy là khá thấp.

2) Đối với hệ sinh thái rừng

Công thức xác định lượng CO2 cố định trong hệ sinh thái rừng:
Wcarbon = Wsinh khối trên mặt đất + Wsinh khối dưới mặt đất + Wgỗ chết + Wthảm mục + Wtrong đất
Wcarbon-dioxide = Wcarbon x 44/12

Lượng carbon được cố định (trong hệ sinh thái rừng) ở 5 bể chứa:

  • i) Bể chứa trên mặt đất bao gồm sinh khối trên mặt đất của cây thân gỗ và các loài thực khác như cây thân thảo, cây bụi, cỏ, dây leo;
  • ii) Sinh khối dưới mặt đất;
  • iii) Sinh khối gỗ chết bao gồm cây đã chết nằm hoặc còn đứng. Việc ước tính sinh khối khô gỗ chết có thể tiến hành bằng cách cân khối lượng của cây chết nằm và đo thể tích cây chết đứng. Tương tư như cây sống, tiến hành suy ra sinh khối khô và carbon theo hệ số chuyển đổi;
  • iv) Sinh khối thảm mục được ước tính chủ yếu dựa và cân khối lượng trong các ô mẫu phụ, lấy mẫu xấy khô để xác định sinh khối khô, từ sinh khối khô suy ra carbon theo hệ số CF (carbon fraction) và thường là 0.47 (IPCC, 2006);
  • v) Carbon tích luỹ trong đất được xác định theo công thức: SOC(t/ha) = ρ (g/cm3) x d (cm) x %C x 100. Trong đó:
    • ρ: dung trọng của đất (trọng lượng khô/thế tích ước);
    • %C: hàm lượng carbon trong đất;
    • d: độ sâu tầng đất;

ÁP DỤNG CÔNG THỨC TÍNH LƯỢNG CO2 CỐ ĐỊNH TRONG DỰ ÁN TRỒNG RỪNG NINH THUẬN.

Rừng trồng cây Thanh thất (Ailanthus altissima) là loài cây bản địa mới được trồng thử nghiệm trong thời gian gần đây nên chưa có nghiên cứu cụ thể nào cho việc xác định khả năng tích luỹ carbon của rừng. Để giải quyết bài toàn này, chúng tôi sử dụng những hệ số và công thức sẵn có. (mặc dù phương pháp này chấp nhận một sai số nhất định):

Công thức xác định lượng CO2 cố định từng cây của dự án Trồng rừng Ninh Thuận:
Wsinh khối trên mặt đất= 0.25 D2 H
Wsinh khối tươi = 1.2* Wsinh khối trên mặt đất
Wsinh khối khô = 0.725 * Wsinh khối tươi
Wcarbon = 0.5 * Wsinh khối khô
WCO2 = Wcarbon * 44/12

Như vậy, chúng ta sẽ có bảng:

BẢNG TÍNH LƯỢNG CO2 CỐ ĐỊNH TRONG DỰ ÁN TRỒNG RỪNG NINH THUẬN.

Tác giả: Tiến sĩ Trương Văn Vinh, Cố vấn Kỹ thuật, Chương trình Hạnh Phúc Xanh.