i Mạng lưới Giáo dục Nông lâm kết hợp Việt Nam Vietnam Network for Agroforestry Education - VNAFE BÀI GIẢNG NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Biên soạn: PGS.TS. Bảo Huy, TS. Võ Hùng và TS. Nguyễn Thị Thanh Hương Đăk Lăk, tháng 12 năm 2011 ii iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG IV DANH MỤC CÁC HÌNH V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VI CHƯƠNG 1 : BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu 1 1.1.1. Biến đổi khí hậu là gì? 4 1.1.2. Làm thế nào để chúng ta biết được đang biến đổi khí hậu? 5 1.1.3. Biến đổi khí hậu trong những năm gần đây 8 1.1.4. Biến động khí CO 2 trong khí quyển 12 1.2. Tác động của biến đổi khí hậu 15 1.3. Vấn đề đạo đức của biến đổi khí hậu 18 CHƯƠNG 2 : GIẢM NHẸ VÀ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 22 2.1 Các khái niệm 22 2.2 Chiến lược giảm nhẹ 23 2.3 Chiến lược thích ứng 23 CHƯƠNG 3 : NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 26 3.1 Nhận thức chung về Nông lâm kết hợp 26 3.1.1. Các khái niệm về nông lâm kết hợp 26 3.1.2. Lợi ích canh tác nông lâm kết hợp 27 3.2 Giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng thông qua nông lâm kết hợp 27 3.2.1. Nông Lâm kết hợp giúp giảm phát thải của hệ thống canh tác 27 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu hấp thụ CO 2 của mô hình NLKH – Cơ sở lượng hóa giá trị môi trường của NLKH 33 3.3 Ứng dụng GIS trong giám sát thay đổi sử dụng đất và phát thải khí CO 2 – Vai trò Nông Lâm kết hợp trong giảm phát thải từ thay đổi sử dụng đất 42 3.3.1. Phân tích thay đổi trạng thái/thảm phủ 43 3.3.2. Ước tính phát thải CO 2 từ thay đổi thảm phủ và kịch bản áp dụng NLKH để giảm phát thải 49 3.4 Thích ứng với biến đổi khí hậu thông qua nông lâm kết hợp 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Tỷ lệ đóng góp của các loại khí trong khí quyển 9 Bảng 1.2: Lượng phát thải khí CO 2 của một số quốc gia trên thế giới 14 Bảng 3.1: Các mô hình ước lượng carbon trong các bộ phận và cây bình quân bời lời đỏ 36 Bảng 3.2: Khối lượng C/CO 2 hấp thụ trong các bộ phận và cây bình quân bời lời đỏ . 36 Bảng 3.3: Các mô hình dự báo sinh khối tươi/khô và lượng carbon cây bời lời đỏ tích lũy trong mô hình NLKH bời lời đỏ - sắn 37 Bảng 3.4: Dự báo sinh khối tươi/khô và lượng CO 2 bời lời đỏ hấp thụ/ha tối ưu trong mô hình NLKH bời lời đỏ - sắn 40 Bảng 3.5: Dự báo giá trị kinh tế, môi trường của mô hình NLKH bời lời đỏ - sắn theo chu kỳ kinh doanh 41 Bảng 3.6: Bảng ma trận thay đổi sử dụng đất 48 Bảng 3.7: Giá trị trung bình Carbon tích lũy và CO 2 hấp thụ của các trạng thái, thảm phủ 49 Bảng 3.8: Hấp thụ CO 2 năm 2003 49 Bảng 3.9: Hấp thụ CO2 năm 2009 50 Bảng 3.10: Kịch bản áp dụng NLKH cho đất nông nghiệp 50 Bảng 3.11: Các giai đoạn và các bước chính trong tiến trình PTD để phát triển NLKH 54 v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính 2 Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính 3 Hình 1.3: Mực nước biển dâng do nóng lên toàn cầu và Dự báo 2100 4 Hình 1.4: Hiệu ứng nhà kính khí quyển 6 Hình 1.5: Nghiên cứu mới khẳng định toàn cầu đang thật sự nóng lên 7 Hình 1.6: Thay đổi Carbon toàn cầu từ 1850-2000 10 Hình 1.7: Quỹ đạo của bão ở Tây Bắc Thái Bình Dương và Biển Đông 11 Hình 1.8: Diễn biến của mực nước biển tại Trạm hải văn Hòn Dáu 12 Hình 1.9: Nhà máy nhiệt điện chạy than thải nhiều khí CO 2 . (Nguồn: hecweb.org) 17 Hình 1.10: Phát thải CO 2 bình quân đầu người năm 2007 ở một số quốc gia 19 Hình 1.11: Người dân Somalia phải đi tị nạn ở Kenya do hạn hán. (Nguồn: AFP/TTXVN) 20 Hình 3.1: Dự báo tiềm năng hấp thụ C vào năm 2040 (Mt C/ năm) với các phương thức sử dụng đất và lựa chọn quản lý khác nhau (nguồn IPCC, 2000) 28 Hình 3.2: Lưu giữ C trong các hệ sinh thái khác nhau của vùng nhiệt đới ẩm. 28 Hình 3.3 : Lượng carbon được lưu giữ trong thực vật và dưới mặt đất theo các kiểu sử dụng rừng nhiệt đới ở Brazil, Cameroon, Indonesia 29 Hình 3.4: Mô hình hàm 1/2 log biểu diễn sự suy giảm lượng C tích luỹ trong các kiểu sử dụng rừng nhiệt đới ở Brazil, Cameroon, Indonesia 30 Hình 3.5: Giải tích cây bời lời trong mô hình NLKH : Bời lời – Sắn để xác định sinh khối và phân tích C 32 Hình 3.6: Cân để xác định khối lượng sinh khối tươi 4 bộ phận cây bời lời đỏ: Thân, cành, lá và vỏ 33 Hình 3.7: Lấy mẫu 4 bộ phận cây bời lời đỏ để phân tích hàm lượng carbon: Thân, cành, lá và vỏ 34 Hình 3.8: Tỷ lệ %C trong các bộ phận thân cây so vói tổng C trong cây bời lời 35 Hình 3.9: Tỷ lệ %C trong sinh khối khô ở các bộ phận thân cây bời lời 35 Hình 3.10: Cách ứng dụng các mô hình ước lượng CO 2 bời lời đỏ hấp thụ trong mô hình NLKH bởi lời đỏ - sắn 39 Hình 3.11: Tiến trình phát triển kỹ thuật có sự tham gia - PTD 53 Hình 3.12: Làm giàu rừng khộp nghèo bằng cây tếch 56 Hình 3.13: Mô hình NLKH: Tre; Mít nghệ xen dứa Cayen trên đất dốc 57 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa CDM Clean Development Mechanism: Cơ chế phát triển sạch CERMES Centre for Resource Management and Environmental Studies: Trung tâm Quản Lý Tài Nguyên và Môi trường CGIAR Consultative Group on International Agricultural Research: Nhóm Tư vấn Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế CO 2 Carbon Dioxide COP Conference of the Parties: Hội nghị các đối tác COP/MOP Conference of the Parties Serving as the Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol: Hội nghị các đối tác để thực hiện Nghị định thư Kyoto GEF Global Environmental Facility: Quỹ Môi trường toàn cầu GHGs Greenhouse Gases: Khí nhà kính IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change: Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu HFCs Khí Hydrofluorocarbons IEA International Energy Agency: Cơ quan năng lượng quốc tế ICRAF International Center on Research in Agroforestry: Trung tâm quốc tế nghiên cứu về Nông lâm kết hợp KP Kyoto Protocol: Nghị định thư Kyoto MACC Mainstreaming Adaptation to Climate Change: Lồng ghép vấn đề thích ứng với biến đổi khí hậu môi trường MDGs Millennium Development Goals: Mục tiêu phát triển thiên niên kỷ NLKH Nông lâm kết hợp REDD Reduced Emission from Deforestation in Developing Countries: Giảm phát thải khí nhà kính do mất rừng ở các nước đang phát triển SBA Slash and Burn Agriculture: Canh tác nương rẫy UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change: Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu UNCED United Nations Council for Environment and Development: Hội đồng Liên hợp quốc về Môi trường và Phát triển UNEP United Nations Environment Programme: Chương trình Môi trường của Liên Hợp quốc WMO World Meteorological Organisation: Tổ chức Khí tượng thế giới 1 CHƯƠNG 1: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Trái đất đang phải đối mặt với một thảm họa khí hậu gây ra bởi hành động của con người. Khoa học không còn nghi ngờ về chất gây ô nhiễm từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và các hoạt động khác của con người tích tụ trong bầu khí quyển, bẫy bức xạ, và làm nhiệt độ trái đất gia tăng. Nhiều loại tác động được dự đoán và một số có khả năng theo cách: tăng nhiệt độ, tha y đổi trong mức độ mưa và thời vụ, tăng tỷ lệ của các biểu hiện thời tiết khắc nghiệt như hạn hán, lũ lụt và bão lớn, nước biển dâng, sự tan chảy của băng vùng cực và sông băng. Những tác động sinh thái và con người do những thay đổi này được dự kiến sẽ bao gồm sa mạc hóa, mất mát của khu rừng nhiệt đới và rạn san hô, giảm năng suất nông nghiệp, sự tuyệt chủng của sinh vật, thiếu nước, thương vong ngày càng tăng từ các thảm họa tự nhiên, và lây lan của các bệnh nhiệt đới. Quy mô của những tác động này mang lại là một sự suy giảm hơn nữa trong chất lượng môi trường và phúc lợi xã hội, dẫn đến sự bất ổn bởi nạn đói, di cư khổng lồ, và chiến tranh tài nguyên. Tất cả sẽ phụ thuộc vào hành động của con người trong vài thập kỷ tới, về khả năng thích ứng giảm nhệ tác động của biến đổi khí hậu do nhiệt độ ngày càng tăng và nồng độ khí gây hiệu ứng nhà kính. (Nguồn: Nautilus Viện An ninh và bền vững.) Carbon dioxide và một số khí khác trong bầu khí quyển của Trái đất như một nhà kính điều hòa nhiệt độ chúng ta. Giữ ấm bề mặt của hành tinh tự nhiên bằng cách giữ nhiệt năng lượng mặt trời trong khí quyển là một điều tốt vì nó giữ cho hành tinh của chúng ta sinh sống. Tuy nhiên, bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch như khí đốt, than đá và dầu mỏ và các khu rừng bị mất, đã làm tăng đột ngột lượng carbon dioxide trong bầu khí quyển của Trái đất và nhiệt độ đang tăng lên. Điều này được gọi là "tăng cường hiệu ứng nhà kính". Một chất khí không màu và không mùi, được hình thành từ carbon và hai nguyên tử ôxy, CO 2 chiếm khoảng 0,03%, của bầu khí quyển của Trái đất. Đây là một tỷ lệ rất nhỏ, nhưng nó đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng khí quyển cần thiết đối với sự sống. Ngược lại, bầu khí quyển của hành tinh chết "như sao Kim và sao Hỏa được tạo thành chủ yếu là CO 2 . 2 Hình 1.1: Gia tăng hiệu ứng nhà kính CO 2 được sản xuất bởi nhà máy đã được trung tâm trong việc giữ nhiệt độ bề mặt trái đất ở trung bình 14°C trong 10.000 năm qua, đó là điều kiện sinh sống cho thực vật, động vật và các hoạt động của con người chúng ta biết ngày hôm nay. Điều này được gọi là "hiệu ứng nhà kính tự nhiên" Phần lớn các loại đá, đất, động vật, thực vật và nước trên Trái đất đư ợc tạo thành từ carbon, rất nhiều carbon được lưu trữ hàng triệu năm dưới lòng đất hoặc đại dương ở dạng hóa thạch từ động vật phân hủy và thực vật. Khi nó được chiết xuất và đốt cháy - như là một nhiên liệu hóa thạch như dầu, khí đốt và than đá, thoát ra carbon vào bầu không khí nơi nó kết hợp với oxy để tạo thành CO 2 . Điều này có nghĩa rằng CO 2 là một sự lãng phí sản phẩm, gây ô nhiễm - mỗi khi chúng ta đốt cháy nhiên liệu hóa thạch để tạo năng lượng điện cho ánh sáng, sưởi ấm và nấu ăn hoặc xăng sử dụng để chạy động cơ - và nó vẫn tồn tại trong khí quyển khoảng 100 năm. Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) thông báo lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính đã tăng lên mức cao nhất tron g năm 2010 kể từ thời điểm tiền công nghiệp. 3 Hình 1.2: Nồng độ gia tăng của khí nhà kính Lưu ý rằng chlorofluorocarbons (CFC) không xuất hiện trước năm 1900. Báo cáo của WMO cho thấy, trong giai đoạn 1990 - 2010, lượng phóng xạ có nguồn gốc từ các loại khí gây hiệu ứng tăng 29% và đang làm nhiệt độ trái đất ấm dần lên. Ba loại khí gây hiệu ứng nhà kính phổ biến và tồn tại lâu trong khí quyển là carbon dioxide (CO 2 ), metan (CH 4 ) và nitơ oxide (N 2 O). Tuy nhiên, khí thải từ quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch, chặt phá rừng và những thay đổi trong quá trình sử dụng đất làm cho khí CO 2 tăng 39% so với năm 1750 - thời điểm thế giới bước vào kỷ nguyên công nghiệp hóa. Năm 2010, nồng độ khí metan trung bình là 1.808 phân tử trong một tỷ phân tử không khí ở trạng thái khô, tăng nhẹ so với năm 2009 và tăng 158% kể từ năm 1750. Đây là bản báo cáo tác hại hiệu ứng nhà kính thứ 7 trong một loạt các báo cáo về tác hại của hiệu ứng nhà kính kể từ năm 2004. (VNexpress) Kết quả là, tỷ lệ CO 2 và các khí Methane, Nitrogen Oxides và CFC trong khí quyển tăng nhanh, làm cho trái đất ấm lên. Điều này đang gây ra nhiệt độ trung bình tăng lên, làm xảy ra thường xuyên hơn các sự kiện thời tiết khắc nghiệt, lũ lụt, hạn hán dài hạn, tan chảy băng cực và sông băng và tăng mực nước biển. Các mối quan hệ giữa nhiệt độ tăng và mực nước biển trong 100 năm qua được thể hiện qua đồ thị sau đây. 4 Hình 1.3: Mực nước biển dâng do nóng lên toàn cầu và Dự báo 2100 1.1.1 Biến đổi khí hậu là gì? Theo Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) thì biến đổi khí hậu là một biến thể có ý nghĩa thống kê trong một thời gian dài, thường thập kỷ hoặc lâu hơn. Nó bao gồm các thay đổi về tần suất và cường độ của các sự kiện thời tiết không bình thường và sự gia tăng liên tục (chậm) về nhiệt độ trung bình của bề mặt toàn cầu. Biến đổi khí hậu còn được gọi là sự ấm lên toàn cầu. Đó là do trực tiếp hoặc gián tiếp bởi hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển (UNFCCC trích dẫn của Lasco et al, 2004). IPCC đã kết luận rằng hoạt động của con người phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính vào bầu khí quyển có trách nhiệm đối với hầu hết của sự ấm lên của ít nhất 50 năm qua (http://www/ifpri.org/). Lasco et al (2004) báo cáo rằng nồng độ carbon dioxide trong khí quyển đã tăng hơn 30% kể từ thời tiền công nghiệp và vẫn còn tăng ở mức trung bình 0,4% mỗi năm, chủ yếu là do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và phá rừng. Báo cáo năm 2007 của Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã khẳng định rằng sự nóng lên toàn cầu đang xảy ra và biến đổi khí hậu là do con người gây ra. IPCC kết luận rằng "sự ấm lên của hệ thống khí hậu là rõ ràng", và đó là hậu quả do ảnh hưởng của các hoạt động của con người trên trái đất kể từ khi bắt Mực nước biển dâng do trái đất ấm lên Mực nước biển dâng trong thế kỷ qua Dự báo mực nước biển dâng đến 21 00 [...]... lĩnh vực nông nghiệp sẽ dễ bị tổn thương nhất với biến đổi khí hậu, vì nông nghiệp phụ thuộc vào điều kiện nước và khí hậu Biến đổi khí hậu đặt ra mối đe dọa và rủi ro đối với sản xuất nông nghiệp nói chung, và đặc biệt đối với nông dân nghèo Trớ trêu thay, người nông dân có đóng góp ít nhất về khí thải trong bầu khí quyển, nhưng họ dễ bị tổn thương nhất với các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu 1.1.2... của hệ thống nông lâm kết hợp ở Philippines có thể cô lập khoảng 1,37 đến 26 triệu tấn carbon mỗi năm 27 Một trong những vai trò quan trọng của Nông lâm kết hợp trong việc giảm tác động của biến đổi khí hậu là khả năng tích tụ cácbon thông qua hệ thống nông lâm kết hợp nhằm giảm thiểu thay đổi khí hậu Nông lâm kết hợp có một vai trò đặc biệt trong việc giảm thiểu tích tụ khí nhà kính trong khí quyển (IPCC,... các bể hấp thụ các khí gây hiệu ứng nhà kính" Thích ứng với biến đổi khí hậu đề cập đến khả năng của một hệ thống thích nghi với biến đổi khí hậu, giảm thiệt hại tiềm năng, tận dụng cơ hội, và để đối phó với những hậu quả IPCC xác định "Thích ứng với biến đổi khí hậu là điều chỉnh các hệ thống tự nhiên hoặc con người phản ứng với thực tế hoặc dự kiến sẽ chịu tác động của biến đổi khí hậu, khai thác các... nhiều hơn Ít sử dụng nước nóng Tránh dùng các sản phẩm với rất nhiều bao bì không phân hủy được Hạn chế sử dụng máy điều hòa nhiệt độ Trồng nhiều cây xanh Tắt các thiết bị điện tử khi không sử dụng …… 25 CHƯƠNG 3: NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 3.1 Nhận thức chung về Nông lâm kết hợp 3.1.1 Các khái niệm về nông lâm kết hợp Nông lâm kết hợp (NLKH) là một lĩnh vực khoa học tương đối mới Theo thời... trường cho hoạt động của sinh vật đất 3.2 Giảm thiểu phát thải khí gây hiệu ứng thông qua nông lâm kết hợp 3.2.1 Nông Lâm kết hợp giúp giảm phát thải của hệ thống canh tác Theo báo cáo của IPCC (2000), nông lâm kết hợp có một vai trò quan trọng trong giảm thiểu sự tích tụ các khí nhà kính (GHG) vào khí quyển (Albrecht, 2003) Nông lâm kết hợp có khả năng cao trong hấp thụ các-bon bởi các loài thực vật,... VÀ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2.1 Các khái niệm Giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu là bất kỳ hành động nào được thực hiện nhằm loại bỏ vĩnh viễn hoặc giảm thiểu nguy cơ tác động lâu dài và nguy hiểm của biến đổi khí hậu đối với cuộc sống con người và tài sản Hội đồng quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC) xác định giảm nhẹ như: "Một sự can thiệp của con người để giảm nguồn phát thải khí nhà kính... đề đạo đức của biến đổi khí hậu Chúng ta cần nhìn thấy sự thay đổi khí hậu không chỉ là một vấn đề khoa học và chính trị cho các chính phủ cần giải quyết Biến đổi khí hậu còn là vấn đề đạo đức, bởi vì các thảm họa khí hậu tác động nhiều đến những người nghèo trên thế giới Trong một bài phát biểu tại Diễn đàn Thanh niên thế giới năm 2007 tại Kampala, Mark Collins nói rằng biến đổi khí hậu là vấn đề quan... bị suy giảm và rủi ro hơn bởi vì biến đổi khí hậu Thế giới chỉ còn 5 năm hành động để các hiện tượng thời tiết cực đoan, thay đổi khí hậu bất thường không diễn ra, theo Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) Với xu hướng hiện nay, “việc sử dụng năng lượng hóa thạch ngày càng tăng sẽ dẫn tới thay đổi khí hậu dạng thảm họa và không thể thay đổi được” Để khí hậu 16 không biến đổi đến mức không thể kiểm soát,... và - Có mối quan hệ tương tác đáng kể về mặt sinh thái và kinh tế giữa các bộ phận hợp thành nên hệ thống (Lasco và Visco, 2003) Các tương tác giữa các thành phần khác nhau làm cho nông lâm kết hợp độc đáo hơn nông nghiệp hoặc lâm nghiệp truyền thống độc canh 3.1.2 Lợi ích canh tác nông lâm kết hợp Hệ thống nông lâm kết hợp mang lại lợi ích tạo nhiều thu nhập tăng thêm từ các nguồn khác nhau, tăng sản... mà là một kết hợp của hành động trong một chiến lược tổng thể để giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính 2.2 Chiến lược giảm nhẹ Biến đổi khí hậu liên quan đến tương tác phức tạp giữa khí hậu, môi trường, kinh tế, chính trị, quá trình thể chế, xã hội, và công nghệ Nó phải được giải quyết triệt để trong các mục tiêu mang tính tổng hợp Trong Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) . CHƯƠNG 3 : NÔNG LÂM KẾT HỢP VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 26 3.1 Nhận thức chung về Nông lâm kết hợp 26 3.1.1. Các khái niệm về nông lâm kết hợp 26 3.1.2. Lợi ích canh tác nông lâm kết hợp 27 3.2. CHƯƠNG 1 : BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu 1 1.1.1. Biến đổi khí hậu là gì? 4 1.1.2. Làm thế nào để chúng ta biết được đang biến đổi khí hậu? 5 1.1.3. Biến đổi khí hậu trong. 1.1.4. Biến động khí CO 2 trong khí quyển 12 1.2. Tác động của biến đổi khí hậu 15 1.3. Vấn đề đạo đức của biến đổi khí hậu 18 CHƯƠNG 2 : GIẢM NHẸ VÀ THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 22 2.1