Bước đầu nghiên cứu xác định lượng các bon phát tán qua hô hấp đất tại các hệ sinh thái rừng Vườn Quốc gia Chư Yang Sin

Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định lượng C phát tán từ đất thông qua hô hấp đất và thử nghiệm nghiên cứu (điều tra) sự biến đổi hằng ngày của hô hấp đất tại rừng Vườn Quốc gia (VQG) Chư Yang Sin, một trong những hệ sinh thái rừng nhiệt đới thường xanh phổ biến trên vùng núi cao và núi trung bình ở khu vực Tây Nguyên của Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bước đầu nghiên cứu xác định lượng các bon phát tán qua hô hấp đất tại các hệ sinh thái rừng Vườn Quốc gia Chư Yang Sin Nghiên cứu khoa học công nghệ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH LƯỢNG CÁC BON PHÁT TÁN QUA HÔ HẤP ĐẤT TẠI CÁC HỆ SINH THÁI RỪNG VƯỜN QUỐC GIA CHƯ YANG SIN (1) (2) (1) (1) ĐINH BÁ DUY , VITALY AVILOV , LÊ THANH LONG , NGUYỄN THỊ CHINH 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Lượng CO2 phát tán từ đất vào khí quyển qua hô hấp đất là một thành phầnquan trọng đối với các bể các bon toàn cầu và được dự đoán biến đổi mạnh mẽ bởisự gia tăng của nhiệt độ và biến đổi khí hậu trái đất [3, 8]. Các ước tính cho thấy trữlượng bể các bon (C) trong đất tương đương, thậm chí nhiều hơn tổng lượng C cótrong khí quyển và lượng C tồn tại trong các sinh khối sống [2, 9]. Trữ lượng củacác bể C trong đất biến đổi phụ thuộc vào lượng C đi vào (thông qua các quá trìnhhấp thụ vật chất hữu cơ, vật rơi rụng…) và lượng C đi ra (thông qua các quá trìnhphân hủy hữu cơ và hoạt động hô hấp từ rễ, gốc thực vật). Lượng C phát tán từ hôhấp đất trên toàn cầu hiện nay được ước tính trong khoảng từ 50 đến 75 tỷ tấn C mỗinăm [6]. Do chiếm giữ số lượng lớn, nên chỉ cần một sự thay đổi nhỏ ở các bể chứaC trong đất và lượng C qua hô hấp đất có thể ảnh hưởng đáng kể tới lượng CO2trong khí quyển và điều này trực tiếp gây nên những thay đổi về nhiệt độ. Hô hấp đất có liên quan trực tiếp đến vi sinh vật đất và hoạt động của bộ rễthực vật nên sự thay đổi theo thời gian và không gian của hô hấp đất được kiểm soátchủ yếu bởi các yếu tố môi trường như lượng mưa, độ ẩm và nhiệt độ đất. Hiểu đượcquan hệ giữa hô hấp đất và các yếu tố môi trường là cơ sở để dự đoán chính xác vềtác động của chu trình C đối với khí hậu. Tăng nhiệt độ toàn cầu có thể kích thíchcác vi sinh vật đẩy mạnh quá trình phân hủy hữu cơ, và do đó làm tăng lượng khíCO2 phát tán từ đất. Tuy nhiên, nếu sự tăng nhiệt độ trùng hợp với điều kiện đất đaikhô hạn thì sự gia tăng đó có thể bị ảnh hưởng đáng kể [7]. Rừng nhiệt đới lưu trữ một lượng C đáng kể và có khả năng hấp thụ một lượnglớn CO2 từ khí quyển (1 đến 3 tỷ tấn C mỗi năm) [4, 5]. Tuy nhiên, hiểu biết về phảnứng của hô hấp đất đối với những thay đổi khí hậu ngắn hạn (dao động hàng năm)và thay đổi dài hạn (biến đổi khí hậu) vẫn còn rất hạn chế. Vì vậy, nâng cao kiếnthức về các quá trình C trong rừng nhiệt đới là rất quan trọng để đánh giá khả năngvề nguồn hoặc bể, về phản hồi của chúng đối với khí hậu và chu kỳ C toàn cầu. Mụctiêu của nghiên cứu này là xác định lượng C phát tán từ đất thông qua hô hấp đất vàthử nghiệm nghiên cứu (điều tra) sự biến đổi hàng ngày của hô hấp đất tại rừngVườn Quốc gia (VQG) Chư Yang Sin, một trong những hệ sinh thái rừng nhiệt đớithường xanh phổ biến trên vùng núi cao và núi trung bình ở khu vực Tây Nguyêncủa Việt Nam [1]. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán Lượng C phát tán do quá trình hô hấp của đất vào khí quyển FC_Soilqua mộtđơn vị diện tích mặt đất và trong một đơn vị thời gian được biểu diễn qua biểu thức:36 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 09, 12 - 2015Nghiên cứu khoa học công nghệ _ = (1) . trong đó, dmC là lượng C đã trao đổi qua mặt đất có diện tích S trong thời gian dt. Nếu nC là số mol C có trong hình trụ thể tích V có đáy chính là S và chiều caoh là nơi quan trắc sự phát thải C, ta có: d = 12d vàS = . Trong khoảng thời gian đủ nhỏ, nhiệt độ T và áp suất P trong thể tích V đượccoi là không đổi, và số mol khí nk có trong thể tích V là rất lớn so với sự biến độngsố mol C, từ phương trình trạng thái khí lý tưởng ta có: . . = Đưa tất cả các thành phần này vào biểu thức (1), khi đó lượng C (theo gam)phát tán từ hô hấp đất qua một đơn vị diện tích hình trụ trong một đơn vị thời giancó thể được tính theo theo biểu thức: . . _ = = . = . (2) . . chính là nồng độ phần mol của C trong ống hình trụ. Như vậy trong điều kiện áp suất và nhiệt độ xác định và trong khoảng thờigian đủ ngắn, lượng C phát tán qua hô hấp đất FC_Soil được tính toán qua việc xácđịnh hệ số góc a của hàm bậc nhất: ( )= . + (3) Để xác định hệ số góc a của phương trình (3), bài báo sử dụng tổ hợp máy phântích khí LI-840A và hệ thống các buồng kín định sẵn để đo liên tục nồng độ CO2 vớitần suất 1 phép đo/s (hay còn gọi là phương pháp buồng kín - soil closed-chamberflux). Thông thường ở các phép đo tự động và liên tục trong các buồng kín như đốivới thiết bị LI-840A, nhiễu số liệu thường gặp phải trong giai đoạn đầu và cuối khithực hiện phép đo, do tại những thời điểm này tính kín của hệ đo chưa được thỏamãn và phép đo không ổn định, như minh họa tại hình 1b. Chính do đặc điểm nàynên việc xử lý loại bỏ nhiễu là hết sức cần thiết. Minh họa tại hình 1 cho thấy, hệ sốtương quan R2 giữa nồng độ CO2 và thời gian đã được cải thiện rõ nét từ giá trị 0,787ở số liệu ban đầu chưa loại bỏ nhiễu (hình 1.a) đến giá trị 0,9988 tức gần tới mứctương quan lý tưởng khi loại bỏ nhiễu (hình 1.b).Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 09, 12 - 2015 37 Nghiên cứu khoa học công n ...