Embed Size (px)
Citation preview
BÁO CÁO
ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
TỪ NÔNG NGHIỆP VÀ LÂM NGHIỆP Ở VIỆT NAM
ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ KIỂM SOÁT
(BÁO CÁO CHÍNH THỨC)
Người chủ trì:
PGS.TS. Đoàn Văn Điếm
Tham gia:
PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành
TS. Trần Danh Thìn
TS. Phan Thị Thúy
ThS. Nguyễn Bá Long
ThS. Nguyễn Thu Thùy
KS. Dương Thị Huyền
KS. Phan Thị Hải Luyến
KS. Nguyễn Tuyết Lan
Hà nội, 5-2011
ii
BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ NÔNG NGHIỆP VÀ LÂM NGHIỆP Ở VIỆT NAM, ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ KIỂM SOÁT
BÁO CÁO GỬI ĐẾN: Dự án tăng cường năng lực quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu ở Việt Nam nhằm giảm nhẹ tác động và kiểm soát phát thải khí nhà kính - Hợp phần Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN:
Người chủ trì: PGS.TS. Đoàn Văn Điếm
Tham gia:
PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành TS. Trần Danh Thìn TS. Phan Thị Thúy ThS. Nguyễn Bá Long
ThS. Nguyễn Thu Thùy KS. Dương Thị Huyền KS. Phan Thị Hải Luyến KS. Nguyễn Tuyết Lan
Trung tâm KT Tài nguyên Đất & MT
GIÁM ĐỐC
PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành
Người chủ trì
PGS.TS. Đoàn Văn Điếm
HÀ NỘI - 2011
iii
MỤC LỤC
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ……………………………………………….
1.1. Biến đổi khí hậu và hiệu ứng nhà kính…………………………………………...
1.2. Phát thải khí nhà kính và những hệ quả môi trường ……………………………..
1.3. Phát thải khí nhà kính lĩnh vực nông nghiệp ……………………………………..
II. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................
2.2. Phương pháp nghiên cứu ………………………………………………………
2.3. Phương pháp tiếp cận……………………………………………………………..
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ………………………………………………………
3.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP DỰ TÍNH
PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.1.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp …………………….
3.1.2. Nhân tố ảnh hưởng tới phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp ………..
3.1.3. Phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong sản xuất lúa nước …………………..
3.1.4. Phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong chăn nuôi ……………………………
3.1.5. Phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong Lâm nghiệp …………………………
3.2. XÁC ĐNNH PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ
KÍNH TRONG LĨNH VỰC NÔNG, LÂM NGHIỆP Ở VIỆT NAM …
3.2.1. Đề xuất phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong sản xuất lúa nước …………..
3.2.2. Đề xuất phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong Chăn nuôi …………………..
3.2.3. Đề xuất phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong Lâm nghiệp …………………
3.2.4. Kiểm kê khí nhà kính trong Nông, Lâm nghiệp bằng công cụ ALU ……………
3.3. ĐỀ XUẤT GIẢM THIỂU VÀ KIỂM SOÁT PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
3.3.1.Đề xuất các biện pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính;
3..3.2. Biện pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp ...................
3.4. ĐỀ XUẤT CÁC THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG PHƯƠNG PHÁP
KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.4.1. Tính cấp thiết và mục tiêu các thực nghiệm kiểm chứng ……………
3.4.2.Nội dung của các thực nghiệm kiểm chứng ..…………………
3.4.3. Kế hoạch thực nghiệm kiểm chứng phương pháp kiểm kê khí nhà kính .
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN ……………………………………………
4.1. KẾT LUẬN ………………………………………………………………………
4.2. KIẾN N GHN ……………………………………………………………………..
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………
1 2 4
10 12 13 14 15 16
17 17 19 20 25 53
57 57 63 67 69 78 78 81
84 85 86 88 92 93 94 95
iv
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm ……………………………….
Bảng 2. Số lượng phát thải các khí nhà kính trên toàn thế giới năm 1992……………..
Bảng 3. “Top” 20 nước có mức phát thải CO2 nhiều nhất trên thế giới (2009)………..
Bảng 4. Tình hình phát thải khí nhà kính của các ngành kinh tế ở Việt N am (1994)…..
Bảng 5. Lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp (1994)……….
Bảng 6. Hệ số phát thải nhu động ruột theo phương pháp Tier 11 …………………….
Bảng 7. Hệ số methane phát thải từ nhu động ruột của bò dùng cho Tier 1……………
Bảng 8. Hệ số chuyển đổi CH4 (Ym) đối với trâu bò…………………………………...
Bảng 9. Hệ số chuyển đổi CH4 (Ym) của gia súc……………………………………….
Bảng 10. Hệ số phát thải theo nhiệt độ trung bình hàng năm ở châu Á (0C)…………...
Bảng 11. Hệ số phát thải methane đối với các nước đang phát triển…………………...
Bảng 12. Khái niệm của một số phương pháp quản lý chất thải……………………….
Bảng 13. Hệ số năng lượng thực cần cho nuôi dưỡng của vật nuôi (để tính N Em)……
Bảng 14. Hệ số năng lượng thực cần cho hoạt động nuôi dưỡng của vật nuôi ………...
Bảng 15. Hằng số sử dụng để tính toán N Eg cho gia súc khác trừ (trâu, bò)…………..
Bảng 16. Hằng số để tính toán năng lượng thực cho mang thai ………………………
Bảng 17. N ăng lượng cô đặc trong một số loại thức ăn cho bò ………………………..
Bảng 18. Giá trị mặc định lượng N itơ thải ra hàng ngày (kg/1000 kg vật nuôi/ ngày)...
Bảng 19. Gía trị mặc định thành phần N vật nuôi hấp thu của các loại gia súc……….
Bảng 20. Gíá trị mặc định mất nitơ dạng N H3 và N Ox trong quá trình quản lý phân......
Bảng 21. Gía trị mặc định tổng lượng N bị mất do quá trình quản lý phân…………….
Bảng 22. Gợi ý lựa chọn phương pháp tính toán phát thải trong chăn nuôi ở Việt N am
Bảng 23. tổng hợp công thức tính tổng năng lượng ăn vào cho trâu, bò và gia súc khác
Bảng 24. Dự báo tăng trưởng dân số…………………………………………………...
Bảng 25. Diện tích canh tác.............................................................................................
Bảng 26. Số lượng gia súc...............................................................................................
Bảng 27. Diện tích rừng và đất rừng……………………………………………………
Bảng 28. Lượng phát thải khí nhà kính năm 2010, 2020 và 2030...................................
Bảng 29. Các phương án giảm phát thải KN K kính tiềm năng trong nông, lâm nghiệp
Bảng 30. Các thời kỳ tưới tiêu nước cho lúa để giảm phát thải khí nhà kính…………
Bảng 31. N ội dung các biện pháp giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp
3 5 6 10 11 29 29 30 30 32 32 35 41 42 43 45 47 48 50 51 53 65 66 76 76 76 77 77 78 79 80
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Phát thait CO2 toàn cầu từ 1750 – 2004 ……………………………………
Hình 2. N ồng độ CO2 khảo sát tại Hawai ……………………………………………
Hình 3. N hiệt độ trái đất 1880-2000 ………………………………………………….
Hình 4. Dự báo nhiệt độ trái đất đến 2100 …………………………………………..
Hình 5. Phổ hấp thu của các chất khí …………………………………………………
Hình 6. Hiệu ứng nhà kính ……………………………………………………………
Hình 7. Lỗ thủng tầng Ôzôn ở N am cực ……………………………………………...
Hình 8. Băng đang tan ở N am cực…………………………………………………….
Hình 9. Máy ghi Chromatopac CR-6A………………………………………………..
Hình 10. Thiết bị lấy mẫu khí CH4 ruộng lúa………………………………………… Hình 11. Cây lựa chọn phương pháp tính phát thải KN K từ chăn nuôi………………
8 8 8 8 8 8 9 9
21 21 64
vi
CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ ĐƠN VN TÍNH
ALU Sử dụng đất nông nghiệp BĐKH Biến đổi khí hậu CER Đơn vị Giảm phát thải được chứng nhận CDM Cơ chế phát triển sạch ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu long ĐHN N Đại học nông nghiệp GSO Tổng cục thống kê GPG Hướng dẫn thực hành (Good practice guidance ) EPA Tổ chức bảo vệ môi trường FAO Tổ chức N ông lương Thế giới IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu ISGE N hóm hỗ trợ Quốc tế về tài nguyên và môi trường IRRI Viện nghiên cứu lúa Quốc tế KHKT Khoa học kỹ thuật KN K Khí nhà kính KTTV&MT Khí tượng Thủy văn và Môi trường KTN N Khí tượng nông nghiệp LHQ Liên hợp Quốc LULUCF Sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và rừng MARD Bộ N ông nghiệp và Phát triển nông thôn MON RE Bộ Tài nguyên và Môi trường MUB Thức ăn gia súc giầu dinh dưỡng dạng “bánh’ N ASA Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ N N &PTN T N ông nghiệp và Phát triển nông thôn QG Quốc gia TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh UN DP Chương trình phát triển của Liên Hiệp Quốc UN EP Chương trình môi trường Liên Hiệp Quốc V-A-C-B Vườn – Ao – Chuồng - Biogaz
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
2
1.1. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
Khí hậu là trạng thái nhiều năm của khí quyển xảy ra có tính quy luật ở một vùng đia
lý nào đó, được đặc trưng bởi các trị số thống kê các yếu tố khi tượng nhiều năm về bức xạ,
nắng, nhiệt độ, độ Nm, lượng mưa, lượng bốc thoát hơi nước, mây, tốc độ và hướng gió... Các
trị số thống kê thông dụng là số trung binh, số min, số max, tần số, tần suất và độ biến động...
N hư vậy, khí hậu phản ánh giá trị trung bình nhiều năm của thời tiết và nó thường có tính chất
ổn định theo những chu kỳ tự nhiên, ít thay đổi. Trên trái đất, chu kỳ khí hậu tự nhiên là biến
đổi mùa, khí hậu mỗi vùng ngoài những đặc điểm chung theo từng đới thì chúng còn chịu sự
chi phối riêng của gió mùa khu vực. Tuy nhiên, tất cả những đặc điểm chung và riêng đều duy
trì tính ổn định theo thời gian. Hàng năm, thời tiết thường biến động xung quanh giá trị trung
bình đặc trưng của vùng khí hậu đó.
Biến đổi khí hậu là sự biến đổi theo một xu thế nào đó dẫn tới các đặc trưng thời tiết dần dần
trở nên khắc nghiệt hơn hoặc ôn hoà hơn, theo thời gian nó không trở lại xung quanh trị số
khí hậu trung bình nữa [12].
Trong lịch sử địa chất của trái đất, sự biến đổi khí hậu đã từng nhiều lần xNy ra với những
thời kỳ lạnh và nóng kéo dài hàng vạn năm mà chúng ta gọi là các thời kỳ băng hà kéo theo
mực nước biển hạ thấp (biển lùi) hay thời kỳ gian băng kéo theo mực nước biển dâng cao
(biển tiến). Thời kỳ băng hà cuối cùng đã xãy ra cách đây 10.000 năm và hiện nay là giai đoạn
ấm lên của thời kỳ gian băng. N gười ta phân biệt 3 giai đoạn biến đổi khí hậu trái đất khác
nhau là biến đổi trong thời đại địa chất, thời đại lịch sử và thời đại hiện đại.
Sự trao đổi liên tục giữa khí quyển, địa quyển, thủy quyển và sinh quyển đã tạo nên
những cân bằng động duy trì sự có mặt và tồn tại của các chất khí trong khí quyển. Trong một
đơn vị thể tích của không khí khô và sạch có chứa 78,08% nitơ (N 2), 20,95% ôxy (O2), 0,93%
acgon (Ar), 0,03% cacbonic. Các chất khí nêon, hê li, cripton, hyđrô, xênon và ôzôn chỉ
chiếm 0,01% (bảng 1). N goài ra, trong không khí còn có một số chất có thành phần biến động
như hơi nước, bụi khói, các chất khí độc hại, các ion và các chất hữu cơ do thực vật thải ra...
Lượng cacbonic trong khí quyển cũng thường biến động khá nhiều. Hàng năm thực vật cố
định cacbonic trên phạm vi toàn cầu khoảng 4,9.1013kg. Trong một ngày thực vật hấp thụ CO2
bắt đầu từ lúc mặt trời mọc do đó ban ngày lượng CO2 giảm thấp còn oxy tăng lên và đạt đến
cực đại vào buổi chiều. Sự trao đổi CO2 cũng xảy ra giữa đại dương và khí quyển vì đại
dương chứa lượng CO2 lớn hơn 50 lần khí quyển. Đại dương vì thế đóng vai trò điều chỉnh
nồng độ CO2 trong khí quyển. Các chất khí trong thành phần khí quyển kể trên hấp thu rất ít
3
năng lượng bức xạ, đủ đảm bảo duy trì chế độ nhiệt bình thường của trái đất hình thành các
đới khí hậu khá ổn định hàng nghìn năm nay.
Bảng 1. Thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm
STT Tên chất Công thức Tỉ l ệ Tổng khối lượng (tấn)
1 N itơ N 2 78,09% 3850. 1012
2 Oxy O2 20,94% 1180. 1012
3 Argon Ar 0,93% 65. 1012
4 Cacbonic CO2 0,032% 2,5. 1012
5 N eon N e 18 ppm 64. 109
6 Heli He 5,2 ppm 3,7. 109
7 Metan CH4 1,3 ppm 3,7. 109
8 Kripton Kr 1,0 ppm 15. 109
9 Hydro H2 0,5 ppm 0,18. 109
10 N itơ ôxit N 2O 0,25 ppm 1,9. 109
11 Cacbon monoxit CO 0,10 ppm 0,5. 109
12 Ôzon O3 0,02 ppm 0,2. 109
13 Sulfurdioxit SO2 0,001 ppm 11. 106
14 N itơ dioxit N O2 0,001 ppm 8. 106
Nguồn: Khí tượng nông nghiệp - 2005 [12]
N gày nay khí quyển trái đất bao gồm hỗn hợp các chất khí có nồng độ khác nhau.
Khối lượng khí quyển ước tính khoảng 5,15 x 1015 tấn (Sytnick, 1985). Các đám cháy rừng và
đốt nhiên liệu hoá thạch thải ra khói, tro, bụi và các chất gây ô nhiẽm khí quyển như CO2,
CO, N H4, N Ox, HSCf, SO2, CFC… Các chất khí này có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài làm
cho nhiệt độ không khí tăng lên gọi là “hiệu ứng khí nhà kính”. Với những gia tăng mạnh mẽ
của nền sản xuất và việc sử dụng các nhiên liệu hoá thạch (dầu khí, than đá..), con người đã
phát thải vào khí quyển các chất “khí nhà kính”. N hiệt độ toàn cầu sẽ gia tăng từ 1,4oC đến
4oC từ 1996 đến 2100 và vì vậy sẽ kéo theo những nguy cơ ngày càng sâu sắc đối với chất
lượng môi trường. N hiệt độ trái đất tăng lên do “hiệu ứng nhà kính” đã tác động đến đời sống
động, thực vật và con người, làm phương hại tới các công trình xây dựng và đặc biệt là làm
biến đổi khí hậu trái đất.
Khái niệm về biến đổi khí hậu thời đại ngày nay, vì thế đã được Tổ chức Liên hợp
quốc xác định rõ là: “BĐKH được quy trực tiếp hoặc gián tiếp cho hoạt động của con người
4
làm thay đổi nồng độ khí nhà kính trong khí quyển, làm tăng hiệu ứng nhà kính gây ra biến
đổi hệ thống khí hậu trái đất” (Bản tin ISGE) [4].
1.2. PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH VÀ NHỮNG HỆ QUẢ MÔI TRƯỜNG
1.2.1. Phát thải khí nhà kính
Các công trình nghiên cứu cho chúng ta biết suốt thiên niên kỷ trước khi có cuộc cách
mạng công nghiệp, hàm lượng CO2 trong khí quyển vẫn luôn luôn cân bằng ở mức 280 phần
triệu (ppm). Tuy nhiên, từ đầu thế kỷ 19 đến nay hàm lượng khí CO2 trong khí quyển tăng
nhanh và liên tục đến 360 - 380 ppm. N ếu hàm lượng CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi thì
nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên khoảng 30C. Số liệu quan trắc trong 4 thập kỷ gần đây cho thấy cứ
mỗi thập kỷ, hàm lượng CO2 trong khí quyển tăng 4%.
Cacbonic và các chất khí nhà kính được sinh ra từ các nguồn phát thải sau đây:
a) Nguồn tự nhiên
• Cháy rừng: phát thải cacbon monoxit (CO), cacbon đioxit (CO2) và tro bụi.
• Quá trình phân huỷ chất hữu cơ: phát thải amôniac, mêtan, oxit nitơ (N 2O, N O) và
CO2...
• Sấm sét: gây ra hiện tượng điện phân N itơ (N 2) làm xuất hiện axit nitric (HN O3)..
• Bão bụi: gió mạnh tung bụi cát vào không khí, sóng biển tung bọt nước mang theo
muối biển vào không khí. .
• N úi lửa: phun thải vào không khí nham thạch nóng nhiều khói, bụi giàu sunfuadioxit,
sunfit hữu cơ, mêtan và những loại khí khác.
b) Nguồn nhân tạo:
Hàng năm lượng phát thải vào khí quyển trên toàn thế giới rất lớn, số liệu thống kê
1992 và 2009 của Liên hợp Quốc được trình bày ở bảng 2 &3.
Theo thống kê Liên Hiệp Quốc (1991), các nước công nghiệp phát triển có số dân chỉ
chiếm 1/4 dân số thế giới nhưng mức tiêu thụ năng lượng năm 1970 lớn gấp 7 lần, năm 1980
gấp 4 lần và năm 1990 khoảng 3 lần so với các nước đang phát triển.
Cacbon đioxit và monoxit (CO2 và CO): Theo Hoffman và Wells (1987), lượng CO2 sẽ tăng
lên gấp hai lần vào giữa thế kỷ XXI. Trong khí quyển lượng CO2 ước tính có khoảng 711.109
tấn (0,033%), trao đổi hàng năm với sinh quyển trên cạn khoảng 56.109 tấn và nhận khoảng
5.109 tấn do đốt cháy nhiên liệu hoá thạch. Ðại dương chứa khoảng 580.109 tấn CO2 ở lớp
nước mặt và khoảng 38.400.109 tấn ở lớp giữa và lớp sâu hơn. Trao đổi cacbonic giữa mặt
biển và khí quyển hàng năm khoảng 90.109 tấn/năm. Theo Smith (1984), hàng năm trên trái
đất phát thải khoảng 6,0.108 tấn CO (riêng Mỹ - 65.106 tấn).
5
Bảng 2. Số lượng phát thải các khí nhà kính trên toàn thế giới năm 1992
Ðơn vị: Triệu tấn
N guồn gây ô nhiễm
Loại khí ô nhiễm
COx Bụi SOx Cacbon
Hydrat N Ox
1. Giao thông vận tải 58.1 1.2 0.8 15.1 7.3
2. Ðốt nhiên liệu 1.7 8.1 22.2 0.7 8.8
3. Sản xuất công nghiệp 8.8 6.8 6.6 4.2 0.2
4. Xử lý chất thải rắn 7.1 1.0 0.1 1.5 0.5
5. Hoạt động khác 15.3 8.8 0.5 3.8 1.6
Tổng cộng 91,0 25,9 30,2 25,3 18,4
Nguồn: Khí tượng nông nghiệp - 2005 [12]
Mêtan (CH4): N guồn gây ô nhiễm chính của CH4 là các quá trình sinh học, ví dụ như sự lên
men đường ruột của loài động vật móng guốc, sự phân giải kị khí ở đất ngập nước. CH4 bị oxi
hoá tạo thành hơi nước ở tầng bình lưu gây hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với hiệu
ứng trực tiếp của CH4. Theo Hoffman và Wells (1987) thì hiện nay hàng năm trên toàn thế
giới khí quyển thu nhận khoảng 400.109 – 765.109 kg CH4.
Nitơ oxit (N2O): Theo số liệu của cơ quan vũ trụ Mỹ (N ASA) thì tỷ lệ tăng N 2O hàng năm
khoảng từ 0,2% - 0,3%.. Hoffman và Wells (1987) cho biết lượng N 2O phát thải vào khí
quyển do phân giải các hợp chất hữu cơ, phân khoáng và những quá trình tự nhiên khác chiếm
tỷ lệ 70 - 80%, đốt cháy nhiên liệu khoảng 20 - 30%.
Clorofluorocacbon (còn gọi là CFC): CFCl11 hoặc CFCl3 và CFCl2 hoặc CF2Cl2 (tên gọi kinh
doanh là Freon 12 hoặc F12), đó là những chất thông dụng của CFC, chúng có thể ở dạng sol
khí và không sol khí. Dạng sol khí thường làm tổn hại tầng ôzôn. Do có sự báo động về môi
trường, các nước phát triển đã bắt đầu hạn chế sử dụng dạng sol khí của CFC, nhưng dạng
không sol khí thì vẫn tiếp tục được sản xuất và ngày càng tăng về số lượng. CFC có tính ổn
định cao và không bị phân huỷ. Có những giả thiết cho rằng, nếu như sự phát thải CFC hiện
nay hoàn toàn được chấm dứt thì cũng phải cần khoảng 100 năm nữa mới phân huỷ hết lượng
CFC hiện có.
Các loại khí khác: Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa loài người đã phát triển sản xuất
nhiều loại sản phNm đặc biệt, phát thải vào khí quyển các loại khí hiếm, độc hại làm gia tăng
hiệu ứng nhà kính hoặc phá hủy tầng ôzôn.
6
Bảng 3. “Top” 20 nước có mức phát thải CO2 nhiều nhất trên thế giới (2009)
STT N ước Tổng lượng phát thải
(triệu tấn CO2)
Mức phát thải trên đầu
người (tấn/đầu người)
1. China 6017.69 4.58
2. United States 5902.75 19.78
3. Russia 1704.36 12.00
4. India 1293.17 1.16
5. Japan 1246.76 9.78
6. Germany 857.60 10.40
7. Canada 614.33 18.81
8. United Kingdom 585.71 9.66
9. South Korea 514.53 10.53
10. Iran 471.48 7.25
11. Italy 468.19 8.05
12. South Africa 443.58 10.04
13. Mexico 435.60 4.05
14. Saudi Arabia 424.08 15.70
15. France 417.75 6.60
16. Australia 417.06 20.58
17. Brazil 377.24 2.01
18. Spain 372.61 9.22
19. Ukraine 328.72 7.05
20. Poland 303.42 7.87
Nguồn: Hội nghị Copenhagen (2009) [35]
1.2.2. Hiệu ứng nhà kính (The green house effect)
Số liệu quan trắc cho thấy, trong khoảng thời gian từ 1880 đến 1940, nhiệt độ trung
bình bề mặt trái đất đã tăng lên khoảng 0,50C, Từ năm 1940 đến 2000 nhiệt độ trái đất tăng ít
nhất là 0,70C. Trong hội thảo ở Châu Âu, các nhà nghiên cứu khí hậu cho rằng nhiệt độ của
Trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,50C vào năm 2050 do "hiệu ứng nhà kính". Từ 1976 đến nay nhiệt
độ bề mặt trái đất tăng mạnh, trung bình 0,180C/1 thạp kỷ. Thập kỷ 1997-2006 nhiệt độ Bắc
bán cầu tăng 0,530C, N am bán cầu tăng 0,270C so với trung bình thời kỳ 1961 - 1990.
N guyên nhân là do khí quyển bị ô nhiễm, các chất “khí nhà kính” như CO2, CO, N O2,
CH4… hấp thu nhiều bức xạ sóng dài làm cho khí quyển nóng lên gọi là “hiệu ứng nhà kính”.
7
N hư chúng ta đã biết, mỗi chất khí trong thành phần khí quyển chỉ hấp thụ chọn lọc những tia
bức xạ có bước sóng nhất định (hình 5).
• Khí cacbonic (CO2) hấp thụ các bước sóng từ 1,8 – 2,0μ; 2,5 – 3,0μ; 3,8 – 4,8μ và
quan trọng hơn cả là dải bước sóng từ 12,9 đến 40,1μ.
• Khí mêtan (CH4) hấp thu bước sóng 2,8 – 3,3μ và 6,9 – 8,1μ.
• N O2 hấp thu bước song từ 3,0 – 5,1μ và 6,2 – 8,1μ.
Ôzôn (O3) và ôxy (O2) có dải hấp thụ trong khoảng phổ cực tím (< 0,3μ) và bước sóng
dài từ 8,0 – 10,0μ. Ôzôn (O3) và ôxy (O2) hấp thụ các tia cực tím với bước sóng nhỏ hơn 0,3μ
khá mạnh. Sự hấp thụ các tia cực tím ở các lớp khí quyển tầng bình lưu dẫn đến sự phân ly
phân tử ôzôn để tạo thành oxy. N hờ có lớp ôzôn hấp thụ các tia bức xạ cực tím của mặt trời
mà sự sống trên trái đất được bảo vệ.
Thành phần quang phổ của bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất bao gồm tia tử ngoại
(λ < 0,39μ), các tia nhìn thấy (λ = 0,39 đến 0,76μ), và hồng ngoại (λ > 0,76μ). Về ban ngày,
các tia bức xạ sóng ngắn từ mặt trời chiếu xuyên qua khí quyển xuống mặt đất. Mặt đất nhờ
hấp thu các tia này nên bị nóng lên, sau đó nó lại bức xạ trở lại khí quyển dưới dạng sóng dài.
N hìn chung các tia bức xạ sóng dài thường tải rất nhiều năng lượng nên được gọi là các “tia
nhiệt”. Các chất “khí nhà kính” đến lượt nó lại hấp thu các bức xạ sóng dài làm cho bầu
không khí bị nóng lên, đó là hiệu ứng nhà kính (xem hình 6) [12].
1.2.3. Suy thoái tầng ôzôn
Ôzôn (O3) là loại khí hiếm gặp ở lớp không khí gần mặt đất nhưng tập trung thành lớp
dày ở tầng bình lưu từ 25 km đến khoảng 50 km. Lớp ôzôn trên cao rất có ích vì nó làm
nhiệm vụ hấp thụ các bức xạ tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống. N hững tia tử ngoại nguy hiểm
có bước sóng từ 0,20 - 0,39μ thường tác động đến ADN , gây đột biến tế bào và ung thư da ở
người và động vật. Tia tử ngoại cũng tiêu diệt các thực vật bậc thấp và làm chết noãn cầu và
hạt phấn của thực vật bậc cao. Lớp ôzôn có khả năng hấp thu các tia tử ngoại đã trở thành tác
nhân bảo vệ sự sống trên mặt đất. Khả năng hấp thu các tia tử ngoại của ôzon diễn ra theo các bước sau: Ôzôn ở tầng bình lưu thường tồn tại 1 cân bằng động, khi hấp thụ bức xạ tử ngoại nó
có thể bị phân huỷ thành ôxy, ngược lại, về ban đêm ôzôn được tái tạo lại:
8
Hình 1. Phát thait CO2 toàn cầu từ 1750 – 2004 Hình 2. Nồng độ CO2 khảo sát tại Hawai
Hình 3. Nhiệt độ trái đất 1880-2000 Hình 4. Dự báo nhiệt độ trái đất đến 2100
Hình 5. Phổ hấp thu của các chất khí Hình 6. Hiệu ứng nhà kính Tia tử ngoại Tia tử ngoại
9
O3 O2 + O và O2 O + O
Trong số các chất khí do hoạt động sản xuất phát thải vào khí quyển, các chất CFC,
CH4, N 2O, N O… có khả năng thúc đNy phân hủy tầng ôzôn, đặc biệt là CFC. Trong tự nhiên
CFC (Clorofluorocacbon) xâm nhập một cách chậm chạp vào tầng ôzôn của khí quyển, khi
tiếp xúc với các tia tử ngoại CFC giải phóng Cl tự do.
Hình 7. Lỗ thủng tầng Ôzôn ở Nam cực Hình 8. Băng đang tan ở Nam cực
Clo kết hợp với O nguyên tử theo phản ứng:
Cl + O = ClO
Các kết quả khảo sát cho thấy, Cl ở tầng bình lưu thường tồn tại dưới dạng bền vững như
HCl, ClON O2. Vào mùa đông, vùng N am cực rất lạnh do không được bức xạ mặt trời chiếu
tới nên trên tầng bình lưu xuất hiện các đám mây khí đóng băng. Trên bề mặt các đám mây
khí đóng băng này là điều kiện thuận lợi cho Cl tự do giải phóng khỏi các dạng bền vững.
Khi mùa xuân đến (tháng IX, tháng X), vùng N am cực bắt đầu có ánh sáng mặt trời chiếu tới,
Cl tự do sẵn có kết hợp với O do O3 phân huỷ tạo thành ClO. Vì thế, thời gian này lỗ thủng
tầng ô zôn ở N am cực đạt diện tích cực đại. Một CFC có thể phá huỷ hàng nghìn phân tử
ôzôn. Hoạt động tương tự trong quá trình phân huỷ ôzôn còn có Brôm, N O và OH-. Ví dụ,
OH- hoạt động phân huỷ O3 ở độ cao trên 40km như sau:
OH- + O3 = HO2 + O2 OH- + O2 + O
Các nhà khoa học dự đoán rằng đến năm 2030 sự suy thoái tầng ôzôn trên phạm vi
toàn cầu sẽ là 6,5%. Ðặc biệt, sự suy thái này càng xảy ra mạnh ở các vĩ độ cao, có thể là 16%
10
ở vĩ độ 600. N ếu việc cấm sản xuất CFC có hiệu quả thì sự suy thoái do CFC trung bình vẫn ở
mức 2% và 8% ở 600 vào năm 2030 [12].
1.3. PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH KHU VỰC NÔNG NGHIỆP
1.3.1. Phát thải khí nhà kính ở Việt Nam
Việt N am nằm ở vùng Ðông N am Á thuộc bán đảo Ðông Dương, với diện tích tự
nhiên trên 33 vạn km2, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và lượng mưa năm phong
phú. Việt N am là một nước nông nghiệp, phát thải khí nhà kính trong khu vực nông nghiệp
chiếm một tỷ lệ khá lớn. Trong bản thông báo lần thứ 2 của Việt N am cho Công ước khung
của LHQ về BĐKH (5/2011), kết quả kiểm kê khí nhà kính 1994 – 2000 trình bày ở bảng 4.
Bảng 4. Tình hình phát thải khí nhà kính của các ngành kinh tế ở Việt Nam
Đơn vị: Triệu tấn CO2-e
Lĩnh vực phát thải 1994 1998 2000
CO2-e % CO2-e % CO2-e %
1. N ăng lượng 25,6 24,7 43,5 35,9 52,8 35,0
2. Các quá trình công nghiệp 3,8 3,7 5,6 4,6 10,0 6,6
3. Lâm nghiệp và thay đổi sử dụng đất 19,4 18,7 12,1 10,0 15,1 10,0
4. N ông nghiệp 52,5 50,5 57,4 47,4 65,1 43,1
5. Chất thải 2,6 2,4 2,6 2,1 7,9 5,3
Tổng cộng 103,9 100,0 121,2 100,0 150,9 100,0
Nguồn: Dự thảo Thông báo QG lần 2 về BĐKH (2011)[6]
1.3.2. Phát thải khí nhà kính khu vực nông nghiệp
Khu vực sản xuất nông nghiệp có nguồn phát thải khí nhà kính chủ yếu là mê tan
(CH4), Ô xít nitơ (N 2O), Monoxit cacbon (CO) và ôxit nitrogen (N Ox). Khí nhà kính phát thải
từ các hoạt động chăn nuôi, trồng trọt, nuôi trồng thuỷ sản... Kết quả kiểm kê khí nhà kính
khu vực nông nghiệp năm 2000 cho thấy, trồng lúa có nguồn phát thải CH4 lớn nhất, chiếm
57,5% tổng lượng phát thải của nông nghiệp, thứ đến là chăn nuôi gia súc 17,2%. Tổng lượng
phát thải khí nhà kính trong sản xuất nông lâm nghiệp (đã trừ phần quang hợp hấp thụ khí nhà
kính trong lĩnh vực lâm nghiệp và thay đổi sử dụng đất) đạt được tương đương 56,1 triệu tấn
CO2 trong 2010, 49,4 triệu tấn năm 2020 và 45,0 triệu tấn vào năm 2030 (thông báo Quốc gia
lần thứ hai về BĐKH 5/2011).
Bảng 5. Lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp (2000)
11
N gành sản xuất CH4
(N ghìn tấn)
N 2O
(N ghìn
tấn)
CO (N ghìn
tấn)
N Ox
(N ghìn
tấn)
Tổng CO2
tương đương
(Triệu tấn)
Tỷ lệ
(%)
1. Chăn nuôi
Tiêu hóa thức ăn
Quản lý chất thải
368,12
164,16
7,73
3,45
11,9
5,3
2. Trồng lúa nước 1 782,37 37,43 57,5
3. Đất nông nghiệp 45,87 14,22 21,8
4. Đốt savan đồng cỏ 9,97 1,23 261,71 4,46 0.59 0.9
5. Đốt phế thải đồng ruộng 59,13 1,39 1 214,68 50,28 1,67 2,6
Tổng số 2 383,75 48,49 1 476,39 54,74 65,09 100,0 Nguồn: Dự thảo Thông báo QG lần 2 về BĐKH (2011) [6].
12
II. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. MỤC TIÊU, Ý NGHĨA VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu:
Tổng quan, chọn lựa các phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp
và áp dụng tính toán cho Việt N am;
Đề xuất các biện pháp giảm thiểu và kiểm soát phát thải khí nhà kính từ nông lâm
nghiệp;
Đề xuất các mục tiêu, nội dung và sảm phNm thực nghiệm kiểm chứng các phương
pháp kiểm kê và giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp ở Việt N am.
2.1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việt N am nằm ở vùng Ðông N am Á thuộc bán đảo Ðông Dương, với diện tích tự
nhiên trên 33 vạn km2, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và lượng mưa năm phong
phú. Việt N am là một nước nông nghiệp, sản suất nông lâm nghiệp cũng là một trong các khu
vực có nguồn phát thải khí nhà kính cao. Khu vực sản xuất nông lâm nghiệp có nguồn phát
thải khí nhà kính chủ yếu là mê tan (CH4), Ô xít nitơ (N 2O), Monoxit cacbon (CO) và ôxit
nitrogen (N Ox) do các hoạt động chăn nuôi, trồng trọt, lâm nghiệp và thay đổi sử dụng đất ...
Kết quả kiểm kê khí nhà kính là một căn cứ khoa học giúp chúng ta có phương pháp đánh giá
các phương án giảm nhẹ phát thải khí kính trong khu vực nông lâm nghiệp. Phương pháp
13
được sử dụng trong xây dựng và dánh giá các phương án giảm nhẹ khí nhà kính trong nông
nghiệp nêu trên được tuân thủ theo sách hướng dẫn đánh giá giảm nhẹ khí nhà kính của Tiến
Sỹ J.Sathaye (1995), Trạng huống cơ bản được xây dựng dựa trên định hướng phát triển nông
lâm nghiệp cho thế kỷ 21. Tuy nhiên, để tính toán lượng phát thải khí nhà kính trong nông,
lâm nghiệp người ta đã phải sử dụng đến nhiều phương pháp ước lượng dẫn đến kết quả kiểm
kê đưa ra còn chưa chính xác.
Theo chúng tôi kết quả kiểm kê khí nhà kính áp dụng cho các trạng huống hay đối với các
phương án giảm nhẹ khí nhà kính sẽ bị chi phối bởi các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của
mỗi Quốc gia. Đặc biệt, nước ta là một nước nhiệt đới có nhiệt độ cao và nhiều thiên tai, điều
kiện kinh tế - xã hội đang diễn ra hết sức phức tạp nên việc kiểm kê khí nhà kính phải có
những hệ số điều chỉnh phù hợp thì mới đáp ứng được độ tin cậy cho phép. Vì thế, yêu cầu
cần phải nghiên cứu một số nội dung như sau:
• Các nguồn phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp
• Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình phát thải KN K trong nông lâm nghiệp
• Các sai số khi kiểm kê khí nhà kính trong sản xuất lúa nước (sai số do tính mùa vụ, độ
dài thời kỳ ngập nước, giống lúa, độ sâu ngập nước…)
• Sai số trong kiểm kê khí nhà kính trong chăn nuôi (sai số lấy mẫu, sai số thống kê, tuổi
gia súc, gia cầm…)
• Sai số trong kiểm kê khí nhà kính trong lâm nghiệp (sai số lấy mẫu, sai số thống kê diện
tích, loại rừng, tuổi rừng…)
• Dự tính phát thải khí nhà kính trong lâm nghiệp theo các kịch bản phát triển kinh tế - xã
hội đến 2050.
• Đề xuất các biện pháp giảm thiểu phát thải KN K trong nông nghiệp và lâm nghiệp ở
Việt N am (quản lý tưới, tiêu, thay đổi giống và mùa vụ, sử dụng phân bón hợp lý, chăn
thả động vật phù hợp, trồng rừng phủ xanh đất trống, bảo vệ các khu rừng quốc gia,
nông lâm kết hợp, khép kín vòng tuần hoàn các bon trong rừng).
• Đề xuất các thực nghiệm đồng ruộng để kiểm chứng phương pháp tính phát thải và biện
pháp giảm thiếu sự phát thải khí nhà kính từ nông, lâm nghiệp (mô hình điều tiết nước,
trồng rừng để phát triển bể hấp thu, phát triển công nghệ biogaz…).
• Đề xuất nâng cao năng lực quản lý đối với việc giảm thiểu và kiểm soát sự phát thải
KN K trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp
2.1.3. Phạm vi và thời gian thực hiện đề tài
• Dự án sẽ tập trung phân tích phương pháp đánh giá kiểm kê khí nhà kính trong nông,
lâm nghiệp. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu và phương pháp giám sát phát thải khí
nhà kính trong nông lâm nghiệp tại Việt N am;
14
• Thời gian thực hiện từ tháng 11/2010 đến tháng 4/2011.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Ứng dụng phương pháp dự tính phát thải KN K trong nông, lâm nghiệp của IPCC. Để
tránh bỏ sót, tổng quan sẽ được tiến hành trên cơ sở xác định các vấn đề liên quan đến kiểm
kê khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp trên thế giới và ở Việt N am. Các
nội dung sẽ được liệt kê danh mục đã được phân loại theo nhóm để thuận lợi cho việc biên tập
và phân tích. Phương pháp chuyên gia sẽ được áp dụng để thu thập các thông tin liên quan
đến kinh nghiệm, quan điểm và những đề xuất trong việc phân tích, đánh giá kiểm kê KN K,
đề xuất các biện pháp giảm thiểu phát thải KN K trong nông, lâm nghiệp ở Việt N am trong
thời gian tới.
2.2.1. Thu thập tài liệu:
Số liệu sẽ được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau thuộc mạng lưới quốc gia:
• N hững số liệu chung liên quan đến sản xuất nông, lâm nghiệp dài hạn (diện tích của các
loại cây trồng, đại gia súc, dân số….) trong cả nước sẽ được thu thập từ Tổng cục Thống
kê (GSO) và các cuộc điều tra tổng thể (2004, 2006 và 2009);
• Cơ sở dữ liệu về khí hậu, số liệu thực nghiệm đo đạc khí nhà kính, các kịch bản biến đổi
khí hậu và các tài liệu khác có liên quan sẽ được thu thập từ các báo cáo chuyên đề,
chuyên ngành KTTV, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ N ông nghiệp và Phát triển
nông thôn và các cơ quan khác;
• Các chính sách, cơ chế và chương trình mục tiêu quốc gia sẽ được thu thập từ MON RE,
MARD, GSO, báo cáo của các tỉnh;
• Từ kinh nghiệm và kiến thức của các chuyên gia.
2.2.2. Phương pháp xử lý số liệu:
Số liệu được xử lý bằng phần mềm excel và mô hình kiểm kê khí nhà kính ALU
(Agricultural Land Unit Management) của IPCC;
2.3. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN
2.3.1. Tiếp cận có tính kế thừa các nghiên cứu có liên quan:
N ghiên cứu này sẽ kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây có liên quan để tránh lãng
phí công sức, tiền bạc và tiết kiệm thời gian. Các nghiên cứu trước đây có liên quan sẽ được
tổng quan và đúc kết kinh nghiệm cho nghiên cứu này gồm có:
15
• Tham khảo kế thừa tài liệu trong và ngoài nước về kiểm kê khí nhà kính;
• Tham khảo mô hình kiểm kê khí nhà kính ALU [39];
• Các số liệu hiện trạng về rừng, lúa và cây trồng cạn;
• Chiến lược phát triển N gành N ông nghiệp đến 2020 và tầm nhìn đén 2050;
• Các phương pháp đo đạc thực nghiệm và tính toán phát thải KN K ở Việt N am.
2.3.2. Tiếp cận theo phương pháp có sự tham gia của nhóm và cộng đồng:
Các nhà khoa học, các chuyên gia sẽ được khuyến khích tham gia trong các nhóm thảo
luận trong các hoạt động nghiên cứu, làm việc nhóm sẽ được ưu tiên trong nghiên cứu.
2.3.3. Tiếp cận mang tính hệ thống:
Các hoạt động nghiên cứu sẽ được tiếp cận mang tính hệ thống. Hệ quả bắt đầu từ nguyên
nhân sự việc, các kết luận đưa ra trong quá trình nghiên cứu sẽ dựa vào kết quả phân tích biện
chứng. Các biện pháp đề xuất phải dựa vào kết quả nghiên cứu phân tích và đánh giá của
nhiệm vụ và phải có tính thực tiễn, tính ứng dụng cao.
16
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
17
3.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, DỰ TÍNH PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.1.1. CÁC NGUỒN PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.1.1.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp
Trong nông nghiệp khí nhà kính phát thải chủ yếu bao gồm các loại CO2, N 2O, CH4,
nguồn phát thải khí nhà kính từ quá trình sản xuất lúa nước và chăn nuôi. CH4 được phát thải
qua quá trình biến đổi sinh học trong môi trường yếm khí ở đầm lầy, đất ngập nước trồng
lúa… Theo Khali và Shearer (1993), bằng phương pháp đồng vị có thể thấy 70-80% CH4 của
khí quyển đều có nguồn gốc sinh học. N hững dẫn liệu đầu tiên chứng minh một lượng lớn
CH4 được phát thải từ vùng trồng lúa ở Mỹ và N am Âu (IRRI-1999). Sau đó những nghiên
cứu chi tiết hơn được tiến hành ở Ý, Trung Quốc, Ấn Độ, N hật Bản và Đông N am Á. Theo
đánh giá của Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 1996) thì tổng lượng phát thải
CH4 từ các vùng trồng lúa nước dao động từ 20 – 100 Tt/năm (Tt - triệu tấn) [20].
Ở Việt N am theo kết quả kiểm kê khí nhà kính năm 2000 (Viện KTTV - 2002), lượng
phát thải KN K khu vực nông nghiệp là 65,1 Tt CO2, chiếm 45,4% tổng lượng phát thải khí
nhà kính Quốc gia. Khí nhà kính khu vực nông nghiệp phát thải năm 1994 có lượng CH4 là
lớn nhất, trong đó khu vực trồng lúa là 1559,7 Gt/năm (Gt – nghìn tấn), chiếm 62,4%, khu vực
chăn nuôi là 18,7%, đất nông nghiệp khác 15,4%, còn lại là nguồn phát thải từ savan và đốt
phế thải [9].
N gành chăn nuôi đã trở thành kẻ “đe dọa dấu mặt” góp phần làm xấu môi trường ở từng
khu vực và toàn cầu. Kết quả nghiên cứu mô hình KN K bò sữa (dairy GHG) đã ước tính sự
phát thải KN K thực tế từ các hệ thống sản xuất sữa theo phương pháp đánh giá chu kì sống.
Các loại khí CH4, N 2O và CO2 phát thải từ trang trại được tính bằng đơn vị tương đương CO2
(equivalent units - CO2) thì mô hình Dairy GHG vào khoảng 0,5-0,8 kg CO2 cho 1kg sữa.
Methane được sinh ra do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật trong điều
kiện yếm khí. CH4 phát thải từ quá trình lên men trong ống tiêu hóa động vật chiếm khoảng
20%, từ phân gia súc chiếm khoảng 7% tổng CH4 phát thải ra. Động vật nhai lại (bò thịt, bò
sữa, dê, cừu) đóng vai trò chính vào việc tạo ra CH4 vì chúng có dạ dày 4 túi, trong đó dạ cỏ
có dung tích rất lớn (khoảng 200 lít), tại đây xảy ra quá trình lên men vi sinh vật. N hững chất
khí tạo thành nằm ở phần trên dạ cỏ gồm chủ yếu CO2 và CH4. Cụ thể, thành phần các chất
khí trong dạ cỏ như sau: H2 - 0,2%; O2 - 0,5%; N 2 - 7,0%; CH4 - 26,8% và CO2 - 65,5%.
(nguồn: Sniffen, C.J. and all, 1991) [7].
18
Tỷ lệ các chất khí này phụ thuộc vào điều kiện sinh thái dạ cỏ và sự cân bằng của quá
trình lên men. Bình thường thì tỷ lệ CO2 gấp 2 - 3 lần CH4. Ước tính với một con bò trưởng
thành có 132 - 264 galons chất khí dạ cỏ được sản sinh ra từ sự lên men và được ợ ra mỗi
ngày. Sự ợ hơi rất quan trọng đối với con vật để tránh bệnh chướng hơi nhưng lại là cách để
CH4 phát thải vào khí quyển. N goài ra CH4 cũng được tạo ra do quá trình phân hủy phân gia
súc trong điều kiện yếm khí bởi vi sinh vật [42].
3.1.1.2. Các nguồn phát thải khí nhà kính trong lâm nghiệp
Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực lâm nghiệp (LULUCF) chủ yếu từ việc thay đổi trữ
lượng rừng, sinh khối và chuyển đổi sử dụng đất. Chu trình cacbon toàn cầu liên quan đến
việc trao đổi CO2 giữa khí quyển, sinh quyển và đại dương. Thực vật hấp thu CO2 trong khí
quyển thông qua quá trình quang hợp để sản xuất các chất hữu cơ được lưu trữ trong các bộ
phận trên và dưới mặt đất. Số lượng lớn sinh khối trong các bộ phận thực vật trên và dưới mặt
đất cuối cùng được chuyển đến bể chất hữu cơ chết bao gồm gỗ, rác hữu cơ chưa bị phân hủy
lưu trữ trên hoặc dưới mặt đất. Cácbon được cố định bởi chất hữu cơ chết tồn tại trong đất
hoặc dưới hình thức tốt hơn là mùn. CO2 phát thải ra bầu khí quyển từ nguồn sinh khối chết
trong đất rừng hoặc từ quá trình hô hấp của sinh vật. Phát thải CO2 chủ yếu do vi sinh vật
phân hủy chất hữu cơ gây ra. Từ những chất hữu cơ cao phân tử, dưới tác dụng của các men
hô hấp sẽ bị phân giải thành các hợp chất phân tử nhỏ 2-3 cacbon và giải phóng CO2..[17]
Trong khuôn khổ kiểm kê quốc gia khí nhà kính ở Việt N am, các nhà khoa học Hội
bảo vệ thiên nhiên & môi trường ghi nhận được việc chuyển đổi sử dụng đất cũng gây ra hiện
tượng phát thải khí nhà kính. Kiểm kê KN K năm 1994 cho thấy, chuyển đổi sử dụng đất gây
phát thải trên 56 triệu tấn carbon dioxide (CO2), loại khí nhà kính bị quy là chịu trách nhiệm
chính gây nên biến đổi khí hậu. Số phát thải này là không nhỏ nếu biết rằng, cùng năm ấy,
tổng lượng CO2 được hấp thụ do tăng trưởng sinh khối (trồng mới và tái sinh rừng tự nhiên)
cũng chỉ đạt trên 50 triệu tấn mà thôi. Cộng và trừ các nguồn phát thải và hấp thụ trong lâm
nghiệp và chuyển đổi sử dụng đất ở nước ta đạt trên 19 triệu tấn CO2.
Đến năm 1998, lượng phát thải giảm một chút, còn 12 triệu tấn CO2. N ăm 2000, tổng
lượng phát thải trong lĩnh vực lâm nghiệp lại tăng trên 15 triệu tấn CO2, như vậy hiệu quả
trồng rừng ở nước ta đã bị suy giảm. Các nhà khoa học hy vọng, việc trồng rừng và chuyển
đổi sử dụng đất ở nước ta sẽ không gây phát thải CO2 nữa, thay vào đó, còn có thể hấp thụ
được khoảng 10 triệu tấn CO2. [17]
19
3.1.2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI PHÁT THẢI KNK TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP
Quá trình phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp chịu ảnh hưởng bởi nhiều
nhân tố liên quan đến cơ chất (nguồn chất hữu cơ chứa C & N ) và điều kiện môi trường:
3.1.2.1. Điều kiện canh tác:
Trên ruộng lúa bón nhiều phân hữu cơ hoặc các loại đất lầy thụt chứa nhiều mùn
thường làm gia tăng sự phát thải CH4. Trong rừng có nhiều thảm mục, cành lá chết khô, đất
rừng càng tốt, giầu mùn thì phát thải CO2 càng nhiều. Các chất thải trong chăn nuôi được phân
giải bằng quá trình lên men yếm khí sinh ra khí methane (CH4), Cacbondioxide (CO2) và N 2O.
N hững yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men yếm khí và sinh khí methane là yếu tố môi
trường chăn nuôi. Chất thải chăn nuôi không được quản lý chặt chẽ là nguồn chất hữu cơ
phong phú đối với quá trình phát thải N 2O, CH4 và CO2… Tỷ số C/N trong nguyên liệu sinh
KN K là những chất dinh dưỡng chính của vi khuNn yếm khí. N ghiên cứu cho thấy trong
những điều kiện thích hợp, tỷ lệ C/N vào khoảng 25/1 – 30/1 thì quá trình phân hủy sẽ tiến
hành thuận lợi [9].
3.1.2.2. Mùa trong năm:
Khí hậu Việt N am phân hóa theo mùa khá rõ rệt, mỗi mùa đều có những đặc điểm
riêng ảnh hưởng tới cường độ phát thải khí nhà kính. Mùa hè, nhiêt độ và độ Nm không khí
cao thích hợp đối với sự phát sinh, phát triển của vi sinh vật, thúc đNy quá trình phân giải các
hợp chất hữu cơ nên làm tăng cường độ phát thải khí nhà kính. Mùa đông có nhiệt độ thấp nên
sự phát thải thường chậm hơn. Mùa thu, trời thường ít mây, độ Nm không khí thấp nhưng ban
ngày có nhiều nắng, nhiệt độ mặt đất và nước ruộng thường khá cao cũng thúc đNy hoạt động
của nấm, vi khuNn phân giải chất hữu cơ làm tăng cường độ phát thải khí nhà kính….
N hiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình sản sinh khí methane. N hiệt độ tối ưu
cho quá trình này là 350C, nếu thấp hơn thì quá trình sinh khí CH4 sẽ giảm đi, ở mức 100C thì
quá trình này sẽ ngưng hẳn. N hiệt độ lên xuống thất thường cũng gây ảnh hưởng nghiêm trọng
đến quá trình sinh khí methane của vi khuNn [13].
3.1.2.3. Thời gian và số lượng vi sinh vật sinh khí methane:
Các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ để phát thải N 2O, CH4 và CO2… nhiều hay ít
phụ thuộc vào thời gian và số lượng vi sinh vật. Thời gian càng dài và số lượng vi sinh vật
càng nhiều thì phát thải càng mạnh. Đối với các chất thải chăn nuôi, trung bình thời gian ủ là
20 – 60 ngày, thời gian này sẽ ngắn đi nếu nhiệt độ càng cao và số lượng vi khuNn càng nhiều.
N ếu trong quá trình ủ thấy vi sinh vật không phát triển thì cần phải kiểm tra lại nguyên liệu
hoặc bổ sung vi sinh vật [14].
20
3.1.2.4. Độ pH và các độc tố:
Độ pH của quá trình lên men thường trung tính: đầu vào từ 6,8 – 7,2; đầu ra từ 7,0 –
7,5. N goài ra các độc tố có trong nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến lượng KN K sinh ra, thuốc
sát trùng, thuốc tNy, nước xà phòng, thuốc trừ sâu... sẽ làm cho số lượng vi sinh vật giảm đi và
quá trình phát thải cũng giảm. Kết quả nghiên cứu của Yagi và Minami (1990) cho thấy, điều
kiện pH trung tính (6,5 – 7,8) thuận lợi cho quá trình phát thải khí methane ở ruộng lúa [44].
3.1.2.5. Điện thế ôxy hóa – khử:
Sự phát thải CH4 trên vùng đất trồng lúa là quá trình phân giải chất hữu cơ ở điều kiện
yếm khí. Đây là quá trình phân giải sinh hóa phức tạp có sự tham gia của các vi khuNn hình
thành và chuyển hóa CH4 (Methanobacterium) phụ thuộc vào các yếu tố môi trường, trong đó
chủ yếu là thế ôxy hóa khử (Eh), chất hữu cơ, chế độ nước, nhiệt độ và sự tham gia của loại
men sinh học -naphthylamine ở vùng rễ lúa. Sự thay đổi chế độ nước sẽ kéo theo thay đổi
chế độ khí, nhiệt độ nên làm thay đổi thế ôxy hóa khử (Eh) ở vùng rễ lúa, làm giảm phát thải
CH4. Vì thế chế độ rút nước phơi ruộng giữa vụ, có tác dụng làm giảm phát thải CH4, bón
phân hữu cơ làm tăng lượng phát thải CH4 nhưng bón phân vô cơ thì hạn chế phát thải CH4
(IRRI – 1999). Theo Yamane và Sato (1964), hiệu điện thế thích hợp cho quá trình phát thải
methane ruộng lúa nước nằm trong khoảng từ -150 đến – 200 mV [34].
3.1.3. PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT LÚA NƯỚC
3.1.3.1. Phương pháp trục tiếp phân tích KNK trên đồng ruộng:
Tổ chức đo đạc phát thải CH4 trên ruộng lúa nước đã được chú ý triển khai ở nhiều
nước Đông N am Á từ đầu những năm 1990. Ở Việt N am, 1998 viện KTTV đã nghiên cứu
thực nghiệm phát thải CH4 trên ruộng lúa nước tại trạm thực nghiệm KTN N Hoài Đức, Hà
N ội. N ăm 2000 tiếp tục triển khai thực nghiệm thêm tại Bình Chánh, TP HCM. Để phân tích
trực tiếp KN K trên ruộng lúa cần phải thiết kế các thí nghiệm và dùng các thiết bị chuyên
dụng lấy mẫu khí thải [2].
A. Thực hiện lắp đặt thiết bị và lấy mẫu khí phát thải:
Đối với lúa nước, khí CH4 được sinh ra trong đất ở vùng rễ lúa, theo mạch dẫn của thân cây
rồi phát thải qua bộ lá lúa. Chọn từ 3 - 5 điểm đặt thiết bị lấy mẫu CH4 nằm trên đường chéo
góc của thửa ruộng, mỗi điểm coi như là một lần nhắc lại. Hệ thống cầu đo được thiết kế phục
vụ cho quan trắc viên đi lại lấy mẫu khí methane phải đảm bảo chắc chắn, tiện dụng. Cầu đo
có thể được đóng bằng tre hoặc gỗ, bản cầu rộng 30 cm, yêu cầu không làm ảnh hưởng đến
sinh trưởng, phát triển của cây lúa.
21
Hòm chứa khí là kiểu hòm kín một đầu hở, kích thước (cao x dài x rộng) là 52 x 53 x 33 cm.
Giá đỡ có rãnh hình chữ U chứa nước để ngăn khí từ ngoài vào, được đặt trước khi đặt hòm
khí khoảng 3 – 4 giờ (xem hình 10).
Hình 9. Máy ghi Chromatopac CR-6A
Hình 10. Thiết bị lấy mẫu khí CH4 ruộng lúa
Bình đựng mẫu khí để phân tích làm bằng thủy tinh có nắp đậy kín và có 2 ống vòi kín gắn ở
trên nắp bình. Bình đựng khí có dung tích 250 ml. Vòi lấy khí đặt sâu xuống tận đáy bình lấy
mẫu. Trước khi lấy mẫu thì đổ nước vào đầy bình rồi đặt dốc ngược bình, nối liền với vòi dẫn
khí bay lên từ hòm lấy mẫu khí. Khi khí CH4 phát thải được bơm vào bình đựng mẫu thì nước
trong bình sẽ chảy ra theo vòi dẫn nước để nhường chỗ chứa khí. Trong bình hoàn toàn chỉ có
khí CH4 dẫn lên từ hòm lấy mẫu, không khí từ bên ngoài không thể vào được vì đã có nước
ngăn cách.
Việc lấy mẫu được thực hiện mỗi tuần 3 lần. Thời gian lấy mẫu bắt đầu từ 9h sáng, cứ 15 phút
lấy 1 mẫu, lượng khí CH4 phát thải được tính trung bình theo giá trị của các mẫu. Các mẫu khí
tại các điểm đo phải được vận chuyển kịp thời đến phòng thí nghiệm phân tích ngay trong
ngày, không để sang ngày hôm sau [9].
B. Đo mực nước và các yếu tố môi trường:
Tại điểm đặt hòm lấy mẫu khí, mực nước ruộng lúa được đo bằng thước gỗ có chia
vạch đến mm. N hiệt độ trong hòm khí đo bằng nhiệt biểu thường đạt tiêu chuNn kiểm định của
ngành Khí tượng Thủy văn. Thu thập số liệu các yếu tố môi trường liên quan đến phát thải khí
nhà kính trong thời gian triển khai thí nghiệm tại Trạm khí tượng gần nơi làm thí nghiệm nhất.
22
Số liệu thu thập bao gồm nhiệt độ không khí trung bình, tối cao, tối thấp, độ Nm không khí,
bốc hoi nước, bức xạ, số giờ nắng, lượng mưa, tốc độ gió, khí áp trung bình ngày… [3]
Trong quá trình theo dõi thí nghiệm, thực hiện chế độ tưới tiêu ruộng lúa đầy đủ, đảm bảo
nước ngập thường xuyên, giai đoạn lúa vào chắc phải đảm bảo đủ Nm không ảnh hưởng đến
sinh trưởng, phát triển của cây lúa.
C. Phương pháp phân tích trong phòng:
Các mẫu khí lấy về được phân tích bằng máy GC – 14BP có trang bị FID và cột cacboxen –
1000. Máy GC – 14BP được kiểm định trước và sau mỗi lần phân tích, sử dụng khí methane
có nồng độ 9,37 ppmV làm chuNn. Kết quả phân tích được xử lý và in qua máy ghi
Chromatopac CR-6A. [9]
Hệ thống máy phân tích methane bao gồm:
+ Máy sắc ký khí (GC-14BP) với Ditector ion hóa ngọn lửa sử dụng trong phân tích mẫu khí
đã thu thập. Có cung cấp khí mang là N itơ thông qua một máy sinh khí N ITROX độ tinh khiết
99,999% và tốc độ dòng đạt 550 cc/phút.
+ Sử dụng khí Hydro DHG 125 có độ tinh khiết 99,999%, tốc độ dòng 125 cc/phút. N ước ion
hóa cung cấp cho máy sinh khí có chất lượng tối thiểu là 0,5 mêga Ôm/cm.
+ Loại cột nhồi sử dụng trong hệ thống sắc ký khí là cột mao quản phím mỏng Cacboxen –
1000 có đường kính 0,3125 cm.
+ Khí chuNn sử dụng so sánh các mẫu là CH4 đựng trong bình sắt với hàm lượng 9,37 ppmV
không khí.
+ Hệ thống phân tích kết quả được xử lý và in qua máy Chromatopac CR-6A.
D. Phương pháp tính toán lượng CH4 phát thải trên ruộng lúa:
- Dòng phát thải trên ruộng lúa được tính toán theo lượng tăng tạm thời của chỉ số hỗn hợp
methane trong buồng kín theo công thức:
FF ((CCHH44 mmgg//mm22//ggiiờờ)) == xAxtx
xxxCHxBVSTP
224001660100016
64Δ
((11))
Trong đó:
BBVVSSTTPP == 760)273(
273xT
BVxBPx+
((22))
BV (thể tích trong hòm) = (H – h) x LW
H: độ cao hòm (cm)
h: độ cao mực nước ruộng (cm)
L: độ dài hòm (cm)
W: độ rộng hòm (cm)
BP: khí áp trung bình mặt trạm là 760 mmHg
23
T: nhiệt độ trong hòm vào thời điểm lấy mẫu (0C)
ΔCH4 : hiệu số giữa giá trị lượng methane trong mẫu từ thời điểm 0 phút đến thời điểm t phút
(hoặc từ thời điểm t phút đến thời điểm t + 15 phút)
A: Diện tích mặt hòm chứa khí che phủ ruộng lúa (53 cm x 33 cm) = 0,1749 m2).
Trọng lượng phân tử của CH4 là 16.103 mg và khối lượng phân tử CH4 là 22,4 x 10-3 m3.
Cần phải xác định độ pH của nước và hiệu điện thế ruộng lúa để thấy khả năng sinh ra khí
methane trong ruộng lúa.
Sau khi tính được trị số F cho mỗi ngày giai đoạn từ cấy đến thu hoạch, biểu diễn các trị số
này trên giấy kẻ ô li và tính tổng trị số dòng phát thải Methane từ khi cấy đến thu hoạch (đơn
vị: g/m2) cho mỗi vụ lúa bằng việc cộng các diện tích dưới đường biến trình phát thải của
từng ngày trong vụ trên giấy kẻ ô li. Thực hiện tính toán theo công thức sau:
Trị số trục Y Trị số trục X
(dòng phát thải F) (ngày) 24
Hệ số chuyển đổi = x x (3)
Số lượng các ô vuông Số lượng các ô vuông 1000
trong trục Y trong trục X
Tổng phát thải cả vụ (g/m2) = Số ô vuông dưới đường biến trình x Hệ số chuyển đổi (4)
3.1.3.2. Phương pháp kiểm kê cacbon hữu cơ trong đất
A. Kiểm kê cacbon hữu cơ trong đất
Đất là bể chứa lượng cacbon lớn nhất, chiếm tới 2011 GtC hay 81% tổng số Cacbon
trong sinh giới (WBGU 1998). Dòng trao đổi Cacbon giữa đất và khí quyển là 1 quá trình liên
tục, chịu ảnh hưởng lớn của phương thức sử dụng và quản lý đất (Paustian et al. 1997).
Cacbon hữu cơ đất là 1 bể cacbon quan trọng cho nhiều hệ thống sử dụng đất, thậm chí cho
việc kiểm kê khí nhà kính của từng loại hình sử dụng đất khác nhau, “cacbon hữu cơ trong đất
cũng được coi là “chất hữu cơ trong đất”, bao gồm toàn bộ sản phNm phân hủy xác động, thực
vật tới các chất “humic đất”. Chất hữu cơ trong đất cũng bao gồm các khuNn lạc sống hoặc
chết, các hợp chất do vi sinh vật tổng hợp từ sản phNm phân hủy xác động, thực vật. Cacbon
hữu cơ đất theo định nghĩa của IPCC (2006) là “Cacbon hữu cơ tại một độ sâu xác định bao
gồm cả bộ rễ thực vật còn sống hoặc đã chết. Phương thức sử dụng và quản lý đất có ảnh
hưởng rất lớn đến cacbon hữu cơ trong đất. Đất giầu mùn chiếm một lượng tối thiểu 12 – 20%
tổng khối lượng cácbon hữu cơ và được tìm thấy dưới điều kiện đất ít khô hạn hoặc đầm lầy
(Brady and Weil, 1999). Mọi loại đất khác có hàm lượng chất hữu cơ thấp gọi là đất vô cơ.
Các loại đất vô cơ tồn tại ở phần lớn các hệ sinh thái trên mặt đất [38].
24
Các chất hữu cơ trong đất thay đổi theo hệ thống sử dụng đất, cacbon hữu cơ có thể
thay đổi từ 50 – 84% so với cacbon tổng số trên đất rừng, và tới 97% trên đất đồng cỏ (Bolin
& Sukumar 2000). Cacbon hữu cơ trong đất có thể là nguồn cácbon chiếm vị trí chủ đạo trong
các loại hình sử dụng đất như đồng cỏ và đồng ruộng (ruộng lúa). N guồn cacbon trong đất khá
ổn định khi điều kiện không bị xáo trộn như rừng và đồng cỏ tự nhiên. Sự xáo trộn tầng đất
mặt liên quan đến việc thay đổi sử dụng đất, dẫn tới quá trình oxy hóa chất hữu cơ và làm
giảm nhanh cacbon hữu cơ trong đất. Tầng đất mặt là nơi tập trung nhiều cacbon hữu cơ. Biến
động cacbon hữu cơ đất thông thường được giới hạn tới độ sâu 15 – 45cm là tầng đất có nhiều
hoạt động của vi sinh vật nhất. Cacbon hữu cơ thường được ước lượng ở độ sâu từ 0 – 30cm,
bởi vì chúng có mặt hầu hết ở đây và hoạt động của rễ cây cũng tập trung ở tầng này.
Sự thay đổi cacbon hữu cơ trong đất được ước lượng bằng công thức sau:
∆SC = (SCt2 – SCt1)/(t2 – t1) (5)
Trong đó :
∆SC : biến động năm của cacbon hữu cơ trong đất (tấn/năm)
SCt1 : lượng cacbon hữu cơ trong năm đầu thời kỳ (tấn/ha)
SCt2 : lượng cacbon hữu cơ tại thời điểm t2 (5 hoặc 10 năm) (tấn/ha)
B. Kiểm kê khí nhà kính phát thải do sử dụng đất
Kiểm kê trữ lượng cacbon hữu cơ trong đất (SOC) là cần thiết cho việc đánh giá phát
thải khí nhà kính của các dự án trồng rừng, tái sinh rừng, nông lâm kết hợp, cải tạo đất, thâm
canh lúa, cải tạo đồng cỏ, trồng cây chắn gió và quản lý lưu vực... Ước lượng SOC đòi hỏi các
kịch bản sau:
- Kịch bản cơ sở: SOC đã được ước lượng trước khi khởi đầu dự án trên các ô tiêu chuNn.
- Kịch bản dự án: ước lượng SOC định kỳ theo các hệ thống sử dụng đất liên quan đến các
hoạt động của dự án.
- Giai đoạn giám sát dự án: SOC được đo và ước lượng định kỳ cho từng hệ thống sử dụng
đất mà trong đó các hoạt động dự án được thực hiện.
Cacbon hữu cơ trong đất thường được ước lượng trong hầu hết các dự án về sử dụng đất và
được coi là chỉ thị ảnh hưởng hoạt động của dự án đến độ màu mỡ, sức chứa Nm đồng ruộng
hay xói mòn đất. Phương pháp ước lượng SOC đã được công nhận và sử dụng rộng rãi trong
kiểm kê khí nhà kính quốc gia (IPCC 2003, 2006 Mac Dicken. 1997, Hairial et al. 2001) [38].
25
3.1.4. PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG CHĂN NUÔI
3.1.4.1. Sự phát thải KNK trong chăn nuôi
Kiểm kê khí nhà kính trong chăn nuôi bao gồm việc kiểm kê KN K phát thải qua hệ tiêu
hóa của các loài động vật nhai lại và KN K phát thải do việc quản lý chất thải lên men háo khí
và yếm khí. Theo tổ chức Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) thì methane là chất khí
gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 21 lần so với CO2 và N 2O gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 310
lần so với CO2, chúng là thủ phạm của sự nóng lên toàn cầu. Gần đây rất nhiều các thông tin
công cộng đã mô tả ngành chăn nuôi như một kẻ “đe dọa dấu mặt” và góp phần làm xấu môi
trường ở từng khu vực và trên toàn cầu. Một mô hình KN K bò sữa (dairy GHG) đã được phát
triển để ước tính sự phát thải GHG thực tế từ các hệ thống sản xuất sữa. Dairy GHG sử dụng
phương pháp đánh giá chu kì sống từng phần để tính toán lượng khí phát thải CH4, N 2O, CO2
và các nguồn phát thải trong hệ thống sản xuất sữa. Các chất khí CH4, N 2O và CO2 phát thải
từ các trang trại (bao gồm cả lượng phát thải từ nguyên liệu đầu vào) được tính toán bằng đơn
vị tương đương CO2 (equivalent units - CO2e) và được tính từ lượng Carbon phát thải chia cho
tổng sản lượng sữa sản xuất ra. Mô hình Dairy GHG cho thấy lượng Carbon sản sinh ra do sản
xuất sữa của hầu hết các nông trại là vào khoảng 0,5-0,8 CO2e cho 1kg sữa [7].
Methane (CH4) được sinh ra do sự phân hủy các chất hữu cơ bởi vi sinh vật trong điều
kiện yếm khí. Trong các nguồn CH4 do con người tạo ra thì ngành nông nghiệp phát thải là
lớn nhất. N ông nghiệp chiếm khoảng 7% tổng số GHG phát thải. Trong đó, CH4 từ quá trình
lên men trong ống tiêu hóa động vật chiếm khoảng 20%, từ phân gia súc chiếm khoảng 7%
tổng CH4 thải ra. Động vật nhai lại (bò thịt, bò sữa, dê, cừu) đóng góp chính vào việc tạo ra
CH4 vì chúng có dạ dày 4 túi, trong đó dạ cỏ có dung tích lớn (khoảng 200 lít), đã xảy ra quá
trình lên men vi sinh vật. N hững chất khí tạo thành nằm ở phần trên của dạ cỏ thì CO2 và CH4
chiếm tỷ trọng lớn nhất. Thành phần đặc trưng của các chất khí trong dạ cỏ (%) như sau:
Hydrogen (H2): 0,2%
Oxygen (O2): 0,5%
N itrogen (N 2): 7,0%
Methane (CH4): 26,8%
Carbon dioxide (CO2): 65,5%
(Nguồn: Sniffen, C.J. and H. H. Herdt. The Veterinary Clinics of North America: Food
Animal Practice, Vol 7,No 2. Philadelphia, PA: W. B. Saunders Company, 1991) [33].
Tỷ lệ các chất khí phụ thuộc vào hệ sinh thái dạ cỏ và sự cân bằng quá trình lên men.
Bình thường thì tỷ lệ CO2 gấp 2-3 lần CH4. Ước tính với một con bò trưởng thành, có 132-264
26
galons chất khí dạ cỏ được sản sinh ra và được ợ ra mỗi ngày. Sự ợ hơi rất quan trọng đối với
con vật để tránh bệnh chướng hơi nhưng cũng là cách để CH4 được đào thải vào khí quyển.
N goài ra CH4 cũng được tạo ra do quá trình phân hủy phân gia súc trong điều kiện yếm khí
[42].
Theo EPA, từ năm 1990-2004, tổng lượng phát thải KN K trong chăn nuôi, bò thịt giữ tỷ
lệ phát thải CH4 lớn nhất, khoảng 74%, bò sữa ước tính khoảng 24%, phần còn lại là của
ngựa, cừu, lợn và dê. N ói chung sự phát thải KN K đang tăng lên do số lượng bò thịt, bò sữa
và chất lượng thức ăn được cải tiến sử dụng để vỗ béo bò thịt.
Một nghiên cứu của Huawei Sun và ctv (2008) cho biết, trung bình methanol và Ethanol
phát thải là 0,33 và 0,51 gam/bò/giờ CO2e ở bò cạn sữa và phân bò cạn sữa; 0,7 và 1,27
gam/bò/giờ CO2e ở bò vắt sữa và phân của chúng. Trung bình CH4 phát thải có liên quan với
sự lên men từ đường tiêu hóa của bò hơn là phân bò và giá trị này là 12,35 và 18,23
gam/bò/giờ CO2e đối với bò cạn sữa. Bò vắt sữa phát thải khí CH4 và các hợp chất hữu cơ dễ
bay hơi (VOCs) nhiều hơn so với bò cạn sữa [7].
Số bò sữa và lượng khí phát thải năm 2001 ở Mỹ như sau:
Tổng số bò sữa là 12.994.849 con; phát thải methane (CH4) - 2.079.176 tấn; Ammonia (N H3)
- 705.435 tấn; Hydrogen Sulfide (H2S) - 111.384 tấn; những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi -
40.841 tấn, N itrous Oxide (N 2O) - 8.772 tấn [42].
3.1.4.2. Phương pháp xác định methane phát thải từ nhu động ruột
Methane phát thải từ động vật do nhu động ruột nhờ quá trình phân hủy thức ăn của
các vi sinh vật trong đường ruột. Lượng methane phát thải phụ thuộc vào hình thức tiêu hóa,
tuổi, trọng lượng của vật nuôi và số lượng, chất lượng của thức ăn. Các loài nhai lại như trâu,
bò… là nguồn phát thải methane chính so với các loài gia súc không nhai lại như lợn, ngựa…
Hệ thống tiêu hóa ảnh hưởng đáng kể tới tỷ lệ phát thải methane. N hững loài nhai lại có dạ cỏ
là nơi vi sinh vật tiêu thụ cellulose tạo ra khí methane gồm có bò, trâu & dê. Các loài không
nhai lại như ngựa, la và các loài có dạ dày đơn như lợn phát thải methane ít vì hệ tiêu hóa của
chúng không có dạ cỏ. N hìn chung lượng thức ăn ăn vào càng nhiều thì lượng methane phát
thải ra càng lớn. Mặc dù ở khía cạnh nào đó thì lượng methane thải ra có thể bị ảnh hưởng bởi
thành phần thức ăn. Lượng thức ăn ăn vào còn phụ thuộc vào kích thước của vật nuôi, tỷ lệ
tăng trưởng và sản phNm của vật nuôi (ví dụ như vật nuôi cho sữa, cho lông, hoặc mang thai).
Để tăng thêm độ tin cậy cho số liệu kiểm kê methane phát thải nên tính theo các nhóm vật
nuôi. Khi kiểm kê khí nhà kính trong chăn nuôi chỉ cần tính methane phát thải đối với các loài
vật nuôi, không cần tính lượng methane phát thải từ các động vật nhai lại hoang dã [29].
27
A. Ba phương pháp tính toán methane:
Tier 1: là phương pháp đơn giản mà cách tính dựa vào hệ số phát thải mặc định lấy từ các
nguồn tài liệu. Tier 1 thích hợp đối với hầu hết vật nuôi ở những nước mà nhu động ruột gia
súc không phải là nguồn phát thải chính hoặc thiếu tài liệu chi tiết về đặc tính nổi bật của vật
nuôi. Khi đó nguồn phát thải từ nhu động ruột gia súc được xác định bằng cách ngoại suy từ
những loại vật nuôi chính theo phương pháp Tier 1.
Các bước tính toán Tier 1 như sau:
Bước 1: tính số lượng vật nuôi (số lượng vật nuôi được xác định từ các nguồn tin cNn).
Bước 2: tìm hệ số phát thải. Bước này xác định hệ số mặc định phù hợp với điều kiện nước
mình.
Bước 3: Tính lượng methane phát thải của các nhóm vật nuôi bằng cách nhân hệ số phát thải
với số lượng vật nuôi (công thức 6). Tính lượng phát thải trong chăn nuôi bằng tổng phát thải
của các nhóm vật nuôi (công thức 7).
Lượng metan phát thải do nhu động ruột của một nhóm vật nuôi:
EEmissions= EF(T) . (N (T)/ 106) (6)
Trong đó :
EEmission: phát thải metan từ nhu động ruột của một nhóm vật nuôi, Gg CH4 năm-1.
EF(T): hệ số phát thải mặc định của nhóm vật nuôi
N (T): số lượng vật nuôi thuộc nhóm đó.
Tổng lượng metan phát thải do nhu động ruột của vật nuôi:
Total CH4 Enteric = ∑ Ei (7)
Trong đó :
Total CH4 Enteric : tổng methane phát thải từ nhu động ruột của vật nuôi, Gg CH4 năm-1.
Ei: lượng metan phát thải của nhóm vật nuôi thứ i.
Tier 2: Phương pháp này phức tạp hơn, đòi hỏi số liệu chi tiết về tổng năng lượng thức ăn ăn
vào và hệ số chuyển đổi cho từng nhóm vật nuôi. Tier 2 được sử dụng khi nhu động ruột gia
súc là nguồn phát thải chính, chiếm tỷ lệ lớn trong các nguồn phát thải của quốc gia. Tier 2
được sử dụng đối với vật nuôi có số lượng gồm nhiều nhóm nhỏ, sự sai khác rõ. Phương pháp
này cần phải tính các hệ số phát thải, khác với việc sử dụng giá trị mặc định sẵn có. Cân nhắc
chính khi sử dụng Tier 2 là việc thu thập các số liệu chi tiết để tính toán hệ số phát thải.
Bước 1 - tính số lượng vật nuôi (Số lượng vật nuôi được xác định từ các nguồn đáng tin cậy).
Bước 2 - tìm hệ số phát thải: hệ số phát thải cho mỗi nhóm vật nuôi được tính toán dựa vào số
liệu chi tiết đã thu được trong bước 1. Hệ số phát thải cho mỗi nhóm vật nuôi phụ thuộc tổng
năng lượng cung cấp từ thức ăn ăn vào và hệ số chuyển hóa methane của loài vật nuôi đó.
28
Bước 3 - tổng lượng methane phát thải được xác định bằng cách nhân hệ số phát thải với số
lượng vật nuôi trong nhóm (công thức 6) và tính tổng phát thải của tất cả các nhóm vật nuôi
(công thức 7) [30].
Cải tiến phương pháp Tier 2 để kiểm kê phát thải khí methane từ hệ thống tiêu hóa của vật
nuôi luôn được khuyến khích nhắm tăng thêm độ tin cậy cũng như xác định nguyên nhân của
sự biến động phát thải methane. Hiện tại quy trình tính toán Tier 1 và Tier 2 trước hết phải
ước tính được tổng năng lượng thức ăn ăn vào hàng ngày và hàng năm của mỗi vật nuôi, sau
đó được nhân với hệ số chuyển đổi CH4 cho mỗi đơn vị thức ăn (Ym). Vẫn còn nhiều thiếu sót
cần phải được cải tiến trong việc tính toán lượng thức ăn ăn vào và hệ số chuyển đổi methane.
N hững nhân tố ảnh hưởng đến lượng thức ăn tiêu thụ cần phải được xem xét đến bao gồm:
Giống và kiểu di truyền làm thay đổi năng lượng cần thiết trong nuôi dưỡng.
Sức ép của điều kiện môi trường (nóng, lạnh) ảnh hưởng đến lượng thức ăn ăn vào và nhu
cầu cần thiết khi nuôi dưỡng.
Sút kém khả năng tiêu hóa với mức tiêu thụ tăng lên, hoặc thành phần thức ăn hạn chế
lượng thức ăn ăn vào.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số chuyển đổi Ym cần tính đến trong phương pháp Tier 2 bao
gồm:
Ảnh hưởng của khả năng tiêu hóa (DE%).
Trọng lượng thức ăn khô ăn vào bởi chúng liên quan đến trọng lượng vật nuôi.
Thành phần hóa học của thức ăn.
N hững hợp chất kháng vi sinh vật trong nguyên liệu làm thức ăn.
Số lượng vi sinh vật trong hệ thống tiêu hóa của vật nuôi
Tier 3: Một số quốc gia có lượng phát thải CH4 từ nhu động ruột gia súc rất quan trọng có thể
sử dụng phương pháp này. Ở Việt N am không nên sử dụng Tier 3 để tính lượng phát thải
methane.
B. Hệ số phát thải methane
a. Hệ số phát thải mặc định dùng cho Tier 1 (Ym):
Hệ số phát thải mặc định cho nhu động ruột đã được xác định từ các kết quả nghiên
cứu trước đó và đã được phân loại theo vùng để dễ sử dụng. Bảng 6 và 7 trình bày hệ số phát
thải của mỗi loài vật nuôi. Hệ số phát thải của lợn khác nhau đáng kể giữa các nước phát triển
và đang phát triển là do sự khác nhau về đặc điểm nuôi dưỡng và cho ăn. N goài ra, các giá trị
của hệ số phát thải khác nhau tùy vào điều kiện của từng vùng và nhóm vật nuôi.[24]
29
Bảng 6. Hệ số phát thải nhu động ruột theo phương pháp Tier 11
(kg CH4/đầu gia súc/năm)
Loại vật nuôi Các nước phát
triển
Các nước đang
phát triển
Trọng lượng của vật nuôi
Trâu 55 55 300 kg
Dê 5 5 40 kg
N gựa 18 18 550 kg
Lợn 1.5 1.0
Sai số của các phép tính là ± 30-50%
Nguồn: hệ số phát thải đối với trâu dựa theo Gibb và Johnson (1993); hệ số phát thải cho
các loài khác theo Crutzen và cộng sự (1986)
Bảng 7. Hệ số methane phát thải từ nhu động ruột của bò dùng cho Tier 1
Đặc điểm vùng Châu Á Loại vật
nuôi
Hệ số phát
thải2,3 (kg CH4/
đầu bò/ năm)
N hận xét
Bò nuôi được sử dụng với nhiều
mục đích như cung cấp sức kéo,
thỉnh thoảng cung cấp sữa. Số
lượng ít, chăn thả tự do. Tất cả
các loại bò đều có kích thước
nhỏ hơn so với các khu vực khác.
Bò sữa
Bò loại
khác
68
47
Sản lượng sữa trung
bình 1,650 kg
sữa/con/năm
Sử dụng với nhiều mục
đích, bò đực và bò non
b. Tính toán hệ số phát thải methane dùng cho Tier2 (Ym):
Ở một mức độ nhất định, năng lượng cung cấp bởi thức ăn ăn vào được chuyển đổi thành
lượng CH4 phát thải phụ thuộc vào hệ số tương tác giữa yếu tố thức ăn và vật nuôi. N ếu hệ số
chuyển đổi chưa được nghiên cứu thì có thể sử dụng những giá trị mặc định liệt kê trong bảng
8&9. Hệ số chuyển đổi methane bằng 0 khi vật nuôi còn non chỉ uống sữa. Hệ số chuyển đổi
CH4 rất quan trọng trong việc tính toán phát thải nên cần nghiên cứu bổ sung cho từng nhóm
vật nuôi và loại thức ăn khác nhau. Ở vùng nhiệt đới, một số giá trị của hệ số chuyển đổi
methane đối với súc vật ăn cỏ, chăn thả ngoài trời (trâu, bò) trình bày trong bảng 8.
Hiện nay lượng phát thải methane từ hệ thống tiêu hóa gia súc (cấp quốc gia, vùng hay toàn
cầu) đều dựa vào hệ số chuyển đổi methane tính theo điều kiện nuôi dưỡng và đặc điểm của
vật nuôi. Phương pháp tính hệ số chuyển đổi đã loại bỏ phần năng lượng mất đi do hô hấp của
vật nuôi nhốt (Một nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh dấu nguyên tử SF6 cho phép tính
30
hệ số chuyển đổi methane phát thải cho cả vật nuôi nhốt và chăn thả tự do nhằm hoàn thiện
phương pháp tính toán phát thải methane ứng dụng cho các quốc gia trên toàn cầu) [29].
Bảng 8. Hệ số chuyển đổi CH4 (Ym) đối với trâu bò
Loại vật nuôi Ymb
Bò nuôi nhốt vỗ béo (khi mà thức ăn tinh chứa 90% thức ăn cô đặc) (3,0 ± 1,0)%
Trâu bò cho sữa và con non (6,5 ± 1,0)%
Các loại trâu bò khác được nuôi bằng phụ phNm của trồng trọt (6,5 ± 1,0)%
Các loại trâu bò khác được nuôi chủ yếu bởi chăn thả (6,5 ± 1,0)%
b: giá trị sai khác ± so với giá trị Ym hiện tại
Nguồn : do nhóm chuyên gia của IPCC nghiên cứu
Từ những kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của đặc điểm dinh dưỡng của vật nuôi đến hệ
số chuyển đổi giúp chúng ta hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của các vi sinh vật methane hóa
thức ăn trong hệ thống tiêu hóa từ đó đề xuất chiến lược giảm thiểu phát thải methane và xác
định các hệ số chuyển đổi methane đối với từng nhóm vật nuôi và cách nuôi dưỡng.
Bảng 9. Hệ số chuyển đổi CH4 (Ym) của gia súc
Loại vật nuôi Ymb
Gia súc non (nhỏ hơn 1 tuổi) 4,5% ± 1,0%
Gia súc trưởng thành 6,5% ± 1,0%
Ghi chú : b: giá trị sai khác ± so với giá trị Ym hiện tại
Nguồn : do nhóm chuyên gia của IPCC nghiên cứu
Bảng 9 trình bày một số hệ số chuyển đổi methane của gia súc non và trưởng thành.
Các hệ số này có thể áp dụng đối với các nhóm vật nuôi có đặc điểm tương tự chưa xác định
hệ số chuyển đổi..
Hệ số chuyển đổi cho mỗi loại vật nuôi có thể được mở rộng theo công thức 8:
Công thức tính hệ số chuyển đổi phát thải CH4 từ một loại vật nuôi :
GE. Ym.365/100
EF = --------------------------- (8)
55,65
Trong đó :
EF : hệ số phát thải, kg CH4 năm-1
GE: tổng lượng thức ăn ăn vào. MJ/gia súc/ngày
Ym: hệ số chuyển đổi phát thải methane ngày,
Hệ số 55,65 (MJ/kg CH4) là năng lượng của methane
31
Công thức tính hệ số phát thải này giả định rằng các hệ số phát thải tính cho một loại vật nuôi
trong một năm (365 ngày). Trong trường hợp cụ thể hệ số phát thải có thể tính theo từng thời
kỳ nhất định, khi đó thì 365 sẽ được thay thế bằng số ngày trong giai đoạn đó.[33].
3.1.4.3. Phát thải khí CH4 từ quản lý chất thải của vật nuôi
A. Phương pháp tính toán
CH4 phát thải trong quá trình cất giữ và xử lý chất thải gia súc trong điều kiện kỵ khí.
Khi chất thải được cất trữ và xử lý dưới dạng lỏng (đựng trong lagoon, bể chứa hoặc hầm hố)
phân hủy trong điều kiện yếm khí sẽ phát sinh ra một lượng đáng kể khí CH4. N hiệt độ và thời
gian cất giữ ảnh hưởng rất lớn tới lượng CH4 phát thải
Tính lượng CH4 phát thải từ chất thải một loại vật nuôi:
EF(T) . N (T)
CH4Manure = ∑-------------------- (9)
106
Trong đó :
CH4Manure : CH4 phát thải từ chất thải của vật nuôi nuôi nhốt, Gg CH4 năm-1
EF(T): Hệ số phát thải cho vật nuôi nhốt, Kg CH4 đầu gia súc năm-1
N (T): số lượng vật nuôi
T: loài của vật nuôi
Chất thải cất trữ dưới dạng rắn (đống ủ) hoặc thải ra trên đồng cỏ thì phân hủy trong
điều kiện hiếu khí vì vậy phát sinh ít CH4 hơn.
B. Hệ số phát thải CH4 từ quản lý chất thải của vật nuôi
Cách tốt nhất để xác định các hệ số phát thải là thực hiện một số đo đạc thực nghiệm những
giá trị phát thải ở các vùng điển hình. N hững kết quả thu được từ đo đạc có thể sử dụng để
tính hệ số phát thải theo phương pháp Tier 2.
a. Hệ số phát thải mặc định dùng cho Tier 1:
Khi sử dụng phương pháp Tier 1, giá trị mặc định các hệ số phát thải methane của từng loại
vật nuôi theo nhiệt độ trung bình trình bày trong bảng 10 và 11. Đối với những trường hợp
không theo dõi nhiệt độ thì có thể sử dụng giá trị nhiệt độ trung bình cả nước tuy nhiên độ
chính xác không cao do phát thải methane từ chất thải vật nuôi phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ
(đặc biệt là dạng chất thải lỏng hay hồ sệt) [29].
Bảng 10 là hệ số phát thải mặc định tính cho châu Á, với đặc điểm quản lý là một nửa
phân bò dùng để đun nấu, nửa còn lại được phân hủy dưới dạng rắn. Khoảng 40% phân lợn
được phân hủy dưới dạng chất lỏng, phân trâu cất trữ dưới dạng khô trên đồng cỏ hoặc đất
trồng trọt.
32
Bảng 10. Hệ số phát thải theo nhiệt độ trung bình hàng năm ở châu Á (0C)
Loài vật
nuôi
Mát mẻ Bình thường Ấm nóng
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Bò sữa 9 10 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 23 24 26 28 31 31
Vật khác 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Lợn 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 7 7
Trâu 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ghi chú : Những sai số của các hệ số phát thải này là khoảng ± 30%
Bảng 11 liệt kê giá trị mặc định của hệ số phát thải methane từ chất thải của mỗi loài
vật nuôi. Hệ số phát thải được tính riêng cho các nước đang phát triển vì đặc điểm nuôi dưỡng
ở các nước này khác nhau (trừ đối với gia cầm nuôi lấy trứng). Hệ số phát thải cho những vật
nuôi khác trong bảng đều được giả định là chất thải phân hủy trong điều kiện khô (ngoài đồng
cỏ, đồi núi, trang trại trâu bò sữa trên đồng) [33].
Bảng 11. Hệ số phát thải methane đối với các nước đang phát triển
(Kg CH4/đầu gia súc/ năm)
Loài vật nuôi Hệ số phát thải theo nhiệt độ trung bình hàng năm (0C)
Mát (< 150C) Bình thường (15- 250C) Ấm (> 250C)
Dê 0,11 0,17 0,22
N gựa 1,09 1,64 2,19
Gia cầm 0,01 0,02 0,02
Ghi chú : Sai số của các hệ số phát thải này là ± 30%
b. Tính hệ số phát thải cho phương pháp Tier 2:
Phương pháp Tier 2 được sử dụng khi chất thải súc vật là nguồn phát thải CH4 chính,
trong trường hợp các số liệu mặc định của IPCC không phù hợp với đặc điểm vật nuôi và cách
xử lý chất thải. Các nước có số lượng lớn trâu, bò và lợn như Việt N am nên sử dụng Tier 2 để
tính toán lượng methane phát thải. Phương pháp Tier 2 phụ thuộc vào hai yếu tố quan trọng
ảnh hưởng đến lượng methane phát thải:
• Đặc điểm chất thải:
Bao gồm lượng chất thải đặc (WS) trong phân của gia súc và lượng methane cao nhất
phát sinh (B0) từ chất thải vật nuôi. Lượng WS trong phân có thể ước tính dựa vào số lượng,
loại thức ăn và khả năng tiêu hóa thức ăn. N hững hàm số biến thiên này đã được dùng cho
phương pháp Tier 2 khi tính toán hệ số phát thải methane do nhu động ruột của vật nuôi.
33
Lượng methane cao nhất phát sinh (B0) từ chất thải vật nuôi cũng có thể được đo trong phòng
thí nghiệm. Lượng methane cao nhất phát sinh (B0) từ chất thải vật nuôi thay đổi tùy thuộc
mỗi loài vật nuôi và chế độ nuôi dưỡng. Theo lý thuyết thì lượng methane lớn nhất có thể phát
thải phụ thuộc vào lượng chất thải đặc (WS) của gia súc. N hững vật liệu độn chuồng (rơm rạ,
mùn cưa…) không được tính vào lượng chất thải đặc WS của vật nuôi vì cách sử dụng chúng
rất khác nhau ở các nước [32].
• Đặc điểm hệ thống quản lý chất thải của vật nuôi:
Bao gồm các hệ thống quản lý phân và hệ số chuyển đổi methane (MCF) của phân gia
súc trên từng hệ thống quản lý chất thải. Hệ số này phản ánh khả năng phát thải methane cao
nhất mà chất thải vật nuôi có thể phát sinh (B0). Khi tính toán lượng methane phát thải cần
tính đến kỹ thuật ủ phân của từng vùng. Bảng 12 miêu tả các hệ thống xử lý chất thải vật nuôi.
Giá trị của hệ số chuyển đổi methane theo mỗi phương pháp xử lý chất thải ở các điều kiện
nhiệt độ có thể thay đổi từ 0 – 100%. Cả hai yếu tố nhiệt độ và thời gian ủ phân đóng vai trò
quan trọng chi phối hệ số chuyển đổi MCF. Phân được xử lý dưới dạng lỏng trong điều kiện
nhiệt độ cao và thời gian dài sẽ phát thải nhiều methane, MCF có thể đạt tới 65-80%. Trong
khi đó phân xử lý khô trong điều kiện nhiệt độ thấp hầu như không phát thải methane, MCF
chỉ khoảng 1%.
Tính toán hệ số phát thải theo Tier 2 đòi hỏi phải xác định hệ số chuyển đổi methane (MCF)
trung bình theo các phương pháp quản lý chất thải của từng vùng khí hậu. Giá trị MCF trung
bình sau đó được nhân với tỷ lệ bài tiết chất thải đặc (WS) và khả năng phát thải metan cao
nhất (B0) của mỗi loại vật nuôi [43].
Công thức tính hệ số phát thải CH4 từ quản lý chất thải gia súc :
MCFS,k
EF(T) = WS(T) . 365 [ B0(T) . 0,67 kg/m3 . ∑ ---------- . MS (T,S,k) ] (10)
S,k 100
Trong đó :
• EF(T): Hệ số phát thải metan hàng năm cho vật nuôi nhốt T, Kg CH4 đầu gia súc năm-1
• WST: Chất thải đặc không ổn định của vật nuôi T thải ra trong một ngày, kg chất thải
rắn/ đầu vật nuôi/ ngày-1
• 365: Cơ sở tính toán lượng phát thải một năm từ số liệu của một ngày
• Bo(T): Khả năng phát thải CH4 lớn nhất từ chất thải của vật nuôi T thải ra, m3 CH4 kg-1
chất thải đặc thải ra.
• 0.67: hệ số chuyển đổi từ thể tích CH4 (m3) sang kg
34
• MCF(S,K): Hệ số chuyển đổi metan chất thải của vật nuôi tính cho phương pháp S trong
điều kiện nhiệt độ K, %.
• MS(T,S,K): Tỷ lệ chất thải của vật nuôi T được xử lý theo cách S trong điều kiện nhiệt
độ k, không thứ nguyên (dimensionless).
N ếu các số liệu chi tiết để tính hệ số phát thải CH4 theo Tier 2 không thể thu được thì những
số liệu như số lượng vật nuôi, lượng chất thải đặc, và các số liệu khác vẫn có thể dùng để nâng
cao độ chính xác khi tính toán phát thải với việc sử dụng các hệ số phát thải mặc định.
Kết quả đo đạc thực nghiệm có thể sử dụng để cải thiện hệ số chuyển đổi methane (MCF).
Tương tự, việc đo đạc thực nghiệm khả năng phát sinh methane lớn nhất (B0) của chất thải ở
vùng nhiệt đới theo những chế độ nuôi dưỡng khác nhau là rất cần thiết để điều chỉnh hệ số
mặc định [29].
Tính toán tỷ lệ chất thải đặc thải ra (WS):
Chất thải đặc (WS) là những vật liệu trong phân vật nuôi bao gồm cả phần có thể phân hủy
sinh học và phần không thể phân hủy sinh học. Chất thải đặc của mỗi loài vật nuôi chi phối
khả năng phát sinh metan lớn nhất (B0).
Công thức tính chất thải đặc thải ra:
DE% 1- ASH
WS = [GE. (1 - ------ ) + (UE . GE)] . [(----------)] (11)
100 18,45
Trong đó:
• WS: Chất thải đặc không ổn định của vật nuôi thải ra trong một ngày, kg chất thải đặc
khô/ đầu vật nuôi/ngày-1
• GE: Tổng năng lượng ăn vào, MJ ngày-1
• DE%: Tỷ lệ thức ăn có khả năng tiêu hóa được
• (EU.GE): N ăng lượng của nước tiểu, thường bằng 0,04 GE bị mất qua thải nước tiểu của
động vật nhai lại; giảm xuống còn 0,02 đối với động vật nhai lại được nuôi chủ yếu bằng
thức ăn hạt.
• ASH: phần tro có trong phân được tính như một phần của thức ăn khô (cụ thể là 0,08 đối
với bò).
• 18,45: Hệ số chuyển đổi, tổng năng lượng chứa trong một kg thức ăn khô (MJ kg-1).
Số liệu về chất thải đặc trung bình có thể tính được dựa vào lượng thức ăn ăn vào. Chất thải
đặc trong phân vật nuôi tương đương với phần thức ăn không tiêu hóa được và thải ra dưới
dạng rắn kết hợp với nước tiểu.
35
Khả năng phát thải metan lớn nhất (B0):
Khả năng phát thải metan lớn nhất từ chất thải (B0) khác nhau ở mỗi loài vật nuôi và chế độ
nuôi dưỡng. Phương pháp tốt nhất để xác định giá trị này là đo đạc thực nghiệm với phương
pháp chuNn cả lấy mẫu và phân tích. Trong trường hợp chưa có giá trị B0 thì sử dụng giá trị
mặc định.
Hệ số chuyển đổi metan MCFs:
Giá trị mặc định của hệ số chuyển đổi metan MCFs theo các hệ thống quản lý chất thải
vật nuôi và nhiệt độ trung bình năm được liệt kê trong phụ lục 2. MCFs xác định theo từng
phương pháp quản lý phân và nhiệt độ khi phát thải metan đạt giá trị lớn nhất. N hững số liệu
mặc định này có thể không tương ứng với các phương pháp quản lý phân của mỗi nước, vì
vậy hệ số chuyển đổi nên lựa chọn phù hợp với phương pháp quản lý hoặc được đo đạc thực
nghiệm cụ thể. Chú ý các số liệu sau:
• Thời gian lưu giữ theo phương pháp quản lý
• Thời gian áp dụng phương pháp đo đạc
• Đặc điểm loại vật nuôi và cách nuôi dưỡng
• Đặc điểm của chất thải (chất thải đặc hay lỏng)
• Lượng phân còn đọng lại ở các nơi lưu giữ
• Phân bổ thời gian và nhiệt độ lưu giữ trong nhà và ngoài trời
• Biến đổi nhiệt độ hàng ngày và trong mùa
C. Các phương pháp quản lý chất thải
Bảng 12. Khái niệm của một số phương pháp quản lý chất thải
Phương pháp quản
lý
Miêu tả phương pháp
Xử lý khô trên
đồng cỏ, đồng
ruộng
Phân thải vật nuôi trên đồng cỏ, đồng ruộng, đồi núi được để nguyên tại
chỗ, không xử lý
Rải ra hàng ngày Hàng ngày phân được chuyển từ chuồng nuôi để bón luôn cho đồng cỏ
hoặc cây trồng trong vòng 14 giờ sau thải
Lưu giữ ở dạng rắn lưu giữ phân trong vài tháng trong hố hoặc thành đống ở nơi thoáng khí.
Phân có thể đánh thành đống, có lót chuồng và bị mất nước do bay hơi
Quản lý dạng lỏng Phân được lưu giữ nguyên hoặc thêm một ít nước trong bể chứa hoặc hố
đào dưới đất bên ngoài nơi nuôi giữ gia súc dưới một năm
Hầm, hố kỵ khí
không che phủ
Đây là một hệ thống lưu giữ chất thải được thiết kế và vận hành nhằm
kết hợp cả việc ổn định chất thải và lưu giữ chất thải. Vận chuyển chất
36
thải từ chuồng nuôi đến hầm, hố ủ kỵ khí được thiết kế tùy thuộc vào
thời gian lưu giữ (có thể trên một năm, tùy thuộc vào khí hậu, tỷ lệ chất
thải đặc). N ước từ hầm, hố ủ có thể được sử dụng tưới cho cây trồng.
Lưu giữ trong
hầm, hố dưới đất
nơi nuôi giữ gia
súc
lưu giữ chất thải cùng rác rải chuồng vật nuôi (có hoặc không bổ sung
thêm nước) dưới các thanh gỗ dát sàn nuôi giữ gia súc, dưới một năm
Phân hủy yếm khí Chất thải vật nuôi có hoặc không có rác được thu giữ và xử lý yếm khí
trong các thùng có nắp hoặc hầm, hố có che phủ. Quá trình phân hủy
chất thải nhờ vi sinh vật tạo ra CO2 và CH4 sử dụng để đun nấu.
Đốt, đun nấu hoặc
sưởi
Phân và nước tiểu thải ra trên đồng, bị phơi khô và phân được thu giữ
dùng để đun nấu hoặc sưởi
Xử lý với lớp lót
chuồng dày
phân được thu gom, bổ sung rơm rác để hút Nm, có thể được ủ từ 6 đến
12 tháng.
Ủ compost ở trong
thùng chứa
Ủ phân compost ở trong một thùng kín với việc thông gió bắt buộc và
liên tục đảo trộn.
Ủ compost để
thành đống không
thay đổi
Ủ phân compost ở trong một thùng kín với việc thông gió bắt buộc
nhưng không có sự đảo trộn.
Ủ phân compost
chủ động thông khí
Ủ phân compost ở nơi chủ động việc thông khí với việc thường xuyên
đảo trộn và thông gió
Ủ phân compost
thụ động thông khí
Ủ phân compost ở nơi thoáng khí với việc thường xuyên đảo trộn và
thông gió
Phân gia cầm với
chất lót chuồng
Tương tự như đối với phân bò và lợn có chất lót chuồng dày, chất lót
chuồng thường được ủ lẫn vào phân gia cầm.
Phân gia cầm
không có chất lót
chuồng
có thể được thiết kế phân để trong thùng gần nơi nuôi nhốt gia cầm
Xử lý thoáng khí Xử lý phân dưới dạng chất lỏng bằng phương pháp oxy hóa sinh học với
việc thông khí tự nhiên hay bắt buộc.
Để lựa chọn số liệu thu thập tính phát thải theo phương pháp Tier 2, từng phần chất thải của
từng loại vật nuôi quản lý theo các phương pháp khác nhau phải được quan tâm. Bảng 12 tổng
kết những phương pháp quản lý chất thải chính [33].
37
D. Sai số của phương pháp đánh giá
a. Các yếu tố phát thải:
Có rất nhiều sai số trong việc tính toán các hệ số phát thải. Khi áp dụng phương pháp Tier 1,
sai số này có thể tới ± 30%; áp dụng phương pháp Tier 2 sai số có thể ± 20%. N hững đo đạc
thực nghiệm tốt có thể giảm được sai số khi đề cập đến nhiệt độ, độ Nm, độ thông thoáng,
lượng chất thải đặc, thời gian lưu trữ, và những đặc điểm quá trình xử lý.
Giá trị mặc định của các hệ số phát thải có thể có sai số rất lớn và được giảm thiểu khi tự xác
định được các chỉ số MCF, B0 và WS.
b. Phương pháp quản lý chất thải vật nuôi:
Sai số do lựa chọn phương pháp quản lý chất thải vật nuôi phụ thuộc vào đặc điểm chăn nuôi
của mỗi quốc gia và thông tin về phương pháp quản lý chất thải. Đối với những nước mà chất
thải xử lý bằng phương pháp để ngoài đồng thì sai số tính toán lượng methane phát thải chỉ
dưới 10%, những nước áp dụng nhiều phương pháp xử lý chất thải thì sai số có thể lên tới 25
đến 50%.
3.1.4.4. Phát thải khí N2O từ chất thải
A. Quá trình phát thải N2O từ chất thải
Chất thải (phân và nước tiểu) của gia súc phát thải N 2O trong quá trình phân hủy sau
khi bón ruộng hoặc cất trữ, xử lý. Phát thải trực tiếp N 2O thông qua hai quá trình nitơrat hóa
và phản nitơrat hóa. Phát thải N 2O từ chất thải gia súc trong quá trình cất giữ và xử lý phụ
thuộc vào tỷ lệ C/N , khối lượng chất thải, thời gian cất giữ và phương pháp xử lý. Quá trình
nitơrat hóa xảy ra khi xử lý chất thải trong điều kiện đủ oxy. N itrite (N O2-) và nitrate (N O3
-)
được chuyển hóa thành N 2O và (N 2) trong điều kiện yếm khí gọi là quá trình phản nitrate hóa.
N hìn chung các nghiên cứu đều thấy rằng tỷ lệ của N 2O/N 2 tăng khi độ chua tăng, sự tập trung
của nitrate và độ Nm thấp.
Phát thải N 2O gián tiếp xảy ra do sự phân hủy chất thải tạo thành các hợp chất nitơ
không bền vững như amoniac và N O2. N itơ hữu cơ thải ra được khoáng hóa thành amoniac
trong quá trình lưu trữ, nước tiểu động vật và uric (phân chim và gia cầm) cũng nhanh chóng
bị khoáng hóa thành amoniac khuêch tán vào không khí xung quanh. N itơ bị mất đi trong quá
trình lưu trữ và xử lý chất thải còn do bị rửa trôi ở nơi cất giữ, trong chuồng nuôi và trên bãi
chăn thả. Thất thoát nitơ đồng cỏ không tính vào thất thoát nitơ từ chất thải mà được coi là
phát thải do quản lý đất [32].
38
B. Phương pháp tính toán
a. Phát thải N2O trực tiếp từ xử lý phân:
Tier 1: tổng lượng nitơ phát thải từ chất thải của một loài vật nuôi được nhân với các hệ số
phát thải mặc định (công thức 22), sau đó cộng tích lũy phát thải theo các phương pháp xử lý.
Phương pháp Tier 1 lấy các hệ số phát thải mặc định của IPCC và thông tin mặc định về
phương pháp xử lý phân để tính N 2O. N hiệt độ ảnh hưởng đáng kể tới lượng khí phát thải nên
cần tính nhiệt độ trung bình hàng năm cho mỗi vùng.
Tier 2: áp dụng như Tier 1 nhưng có thể điều chỉnh hệ số mặc định bằng các số liệu nghiên
cứu tại chỗ (ví dụ, thành phần nitơ có trong chất thải của vật nuôi).
Tier 3: sử dụng quy trình tính toán đặc biệt áp dụng riêng cho một nước. Ví dụ, có thể theo
dõi chuyển hóa nitơ bắt đầu từ khi ăn vào đến khi súc vật đào thải ra….
Để tính phát thải từ hệ thống quản lý chất thải, số lượng gia súc được chia thành các nhóm
nhỏ tùy lượng phân thải ra và phương pháp xử lý. Cách phân chia chất thải theo phương pháp
xử lý cần phải thống nhất với đặc điểm quản lý.
Trong trường hợp phân được xử lý theo nhiều phương pháp, cần phải tính từng phần nitơ phát
thải theo mỗi phương pháp riêng.
Công thức tính N 2O phát thải trực tiếp từ xử lý chất thải:
N 2O D (mm) = ∑ [∑(N (T) . N ex(T) . MS(T.S) ). EF3(S)]. 44/28 (12) S T
Trong đó :
• N 2OD(mm): phát thải N 2O trực tiếp từ chất thải vật nuôi, kg N 2O/ năm
• N (T): Số lượng đầu gia súc loại T
• N ex(T): Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm cho một đầu gia súc loại T xử lý chất
thải theo phương pháp S
• EF3(S) : Hệ số phát thải N 2O trực tiếp từ quá trình xử lý chất thải theo phương pháp S,
kg N 2O-N /kg N .
• S: Phương pháp xử lý phân S
• T: Loại vật nuôi
• 44/28: chuyển đổi (N 2O - N )(mm) thành N 2O(mm) phát thải
b. Phát thải N2O gián tiếp theo các cách xử lý phân
Tier 1: tính toán lượng N itơ không bền vững dưới dạng N H3 và N Ox theo các cách xử lý phân
(công thức 14) bằng lượng nitơ trong phân gia súc nhân với tỷ lệ thất thoát theo cách xử lý.
Tổng lượng N itơ mất đi thu được nhờ cộng tích lũy các phương pháp xử lý. Tier 1 sử dụng
39
các hệ số mặc định về lượng nitơ thải ra theo mỗi cách xử lý phân và tỷ lệ mất N của chúng
(bảng 21).
Công thức tính N 2O phát thải trực tiếp từ xử lý phân:
N volatilíation - MMS = ∑ [∑{(N (T) . N ex(T) . MS(T.S) ) . (FracGasMS)/100](T.S)}] (13) S T
N volatilization-MMS: lượng nitơ trong phân mất đi dưới dạng N H3 và N Ox, kg N / năm
N (T): Số lượng đầu gia súc loại T
N ex(T): Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm cho một đầu gia súc loài T, xử lý phân
theo phương pháp S.
MS(T, S): tỷ lệ phân thải ra hàng năm của loài T xử lý theo phương pháp S
FracGasMS: tỷ lệ phần trăm lượng nitơ trong phân thải ra bởi loài gia súc T dưới dạng
N H3 và N Ox xử lý theo phương pháp S, %
Ghi chú: Phát thải N 2O từ hệ thống xử lý phân bao gồm cả phát thải trực tiếp và gián tiếp.
Theo quy định, loài phát thải đáng kể nếu chiếm 25-30% tổng lượng phát thải.
Công thức tính N 2O phát thải gián tiếp dưới dạng N H3 và N Ox (N 2OG(mm)):
N 2O G (mm) = (N volatilíation - MMS . EF4). 44/28 (14)
Trong đó :
N 2OG(mm): phát thải N 2O gián tiếp dạng N H3 và N O2 trong quá trình xử lý phân, kg
N 2O/ năm
EF4 : Hệ số phát thải N 2O, kg N 2O-N (kgN H3 - N + N Ox-N không bền vững)-1 ; giá trị
mặc định là 0,01 kg N 2O-N (kgN H3- N + N Ox-N không bền vững)-1.
Tier 2 ; áp dụng như phương pháp Tier 1 nhưng có thể bổ sung các số liệu nghiên cứu riêng
cho nước mình (ví dụ, thành phần nitơ trong chất thải…, Tier 2 sẽ đòi hỏi mô tả chi tiết dòng
chu chuyển nitơ trong quá trình nuôi dưỡng và phương pháp xử lý phân).
Có rất ít nghiên cứu về lượng chất thải mất đi trong quá trình xử lý phân do rửa trôi và ngấm
xuống đất. Lượng N mất đi do rửa trôi và ngấm khá lớn nếu phân gia súc xử lý trên mặt
ruộng. Trong điều kiện khí hậu khô thì lượng mất nitơ nhỏ hơn trong điều kiện mưa Nm, vào
khoảng 3-6%. Một nghiên cứu khác cho rằng nitơ mất đi do rửa trôi có thể từ 5-19%, do ngấm
xuống đất khoảng 10-16%. Việc tính toán nitơ mất do quá trình rửa trôi và ngấm xuống đất
phải được coi là một phần của phương pháp Tier 2 và Tier 3. Lượng nitơ ngấm xuống đất
trong quá trình ủ phân được tính theo công thức sau:
Tính lượng nitơ thất thoát do rửa trôi và ngấm xuống đất trong quá trình xử lý phân:
N leaching-MMS = ∑ [∑{(N (T) . N ex(T) . MS(T.S) ) . (FracleachMS)/100](TS)}] (15) S T
40
Trong đó:
N leaching-MMS: lượng nitơ trong phân mất đi do rửa trôi và ngấm xuống đất trong quá
trình xử lý, kg N / năm
N (T): Số lượng đầu gia súc loại T
N ex(T): Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm trên một đầu gia súc loài T, xử lý phân
theo phương pháp S
MS(T, S): tỷ lệ phân thải ra hàng năm của loài T xử lý theo phương pháp S
FracLeachMS: tỷ lệ nitơ trong phân thải ra bởi loài gia súc T bị mất do rửa trôi và rò rỉ
khi xử lý ở cả dạng lỏng và rắn (thường đạt khoảng 1-20%)
Lượng N 2O phát thải gián tiếp do rò rỉ và rửa trôi khi xử lý phân (N 2OL(mm))
Công thức tính N 2O phát thải gián tiếp từ quá trình rò rỉ và rửa trôi khi xử lý phân:
N 2O L(mm) = (N leaching-MMS . EF5). 44/28 (16)
Trong đó :
N 2OL(mm): phát thải N 2O gián tiếp do rò rỉ và rửa trôi khi xử lý phân, kg N 2O/năm
EF5 : Hệ số phát thải N 2O do rửa trôi và rò rỉ, kg N 2O-N rửa trôi và rò rỉ (giá trị mặc
định 0.0075 kg N 2O-N (kg rửa trôi/ rò rỉ)-1.
Tier 3: N hằm giảm bớt sai số khi tính toán, phương pháp Tier 3 sử dụng những phương trình
tính toán dựa trên kết quả đo đạc thực tế (không áp dụng ở Việt N am).
3.1.4.5. Năng lượng cần cho các hoạt động của vật nuôi
Để tính toán các hệ số phát thải methane do nhu động ruột, quản lý phân hoặc hệ số
phát thải N 2O trực tiếp và gián tiếp chúng ta cần xác định nhu cầu năng lượng trong mỗi loại
hoạt động của vật nuôi. Dưới đây chúng tôi tập hợp các công thức tính toán năng lượng cho
các hoạt động chủ yếu của vật nuôi:
A. Năng lượng thực cần cho vật nuôi tồn tại (NEm):
Là năng lượng cần thiết để duy trì sự tồn tại của vật nuôi, giữ cho vật nuôi ở trạng thái cân
bằng khi đó năng lượng của cơ thể không mất đi hoặc tăng thêm (Jurgen, 1988)
N ăng lượng thực cần cho sự tồn tại của vật nuôi:
(NEm = Cfi • Weight)0,75 (17)
Trong đó:
N Em = năng lượng thực cần cho vật nuôi duy trì sự sống, MJ ngày-1
Cfi = Hệ số thay đổi cho mỗi loại vật nuôi được tổng hợp trong bảng 13, MJ day-1 kg-1
Weight = Cân nặng của vật nuôi, kg.
41
B. Năng lượng thực cần cho hoạt động của vật nuôi (NEa):
Là năng lượng cần thiết cho vật nuôi hoạt động, hoặc năng lượng cần cho hoạt động tìm kiếm,
ăn uống và tìm chỗ Nn náu của vật nuôi. N ăng lượng này phụ thuộc vào tình trạng nuôi dưỡng
hơn là đặc tính của thức ăn.
Bảng 13. Hệ số năng lượng thực cần cho nuôi dưỡng của vật nuôi (để tính NEm)
Loại vật nuôi Cfi (MJ-1kg-1) N hận xét
Bò/ trâu (không tính bò sữa) 0,322
Bò/ trâu (trâu bò sữa) 0,386 Giá trị này cao hơn 20% trong giai
đoạn sản xuất sữa
Bò/ trâu (đực) 0,370 Giá trị này cao hơn 15% đối với con
đực không bị thiến
Gia súc khác (đến 1 năm tuổi) 0,236 Giá trị này có thể tăng hơn 15% đối
với con đực không bị thiến
Gia súc khác (già hơn 1 năm tuổi) 0,217 Giá trị này có thể tăng hơn 15% đối
với con đực không bị thiến
Nguồn: NRC (1996) và AFRC (1993)
Công thức tính toán N Ea cho bò và trâu như sau:
N ăng lượng thực cho hoạt động của vật nuôi (đối với bò và trâu)
NEa = Ca. NEm (18)
Trong đó:
N Ea = năng lượng thực cần cho các hoạt động của vật nuôi, MJ ngày-1
Ca = Hệ số phản hồi của vật nuôi đối với tình trạng nuôi dưỡng (Bảng 14 hệ số hoạt động)
N Em: năng lượng thực cần cho vật nuôi duy trì sự sống, MJ ngày-1
N ăng lượng thực cho hoạt động của vật nuôi (đối với gia súc khác):
NEa = Ca. weight (19)
Trong đó:
N Ea = năng lượng thực cần cho các hoạt động của vật nuôi, MJ ngày-1
Ca = Hệ số phản hồi của vật nuôi đối với tình trạng nuôi dưỡng (Bảng 14) MJ-1kg-1
Weight = Cân nặng của vật nuôi, kg
Trong công thức 19 và 20, hệ số Ca phù hợp với tình trạng nuôi dưỡng của vật nuôi. Giá trị
của Ca được nêu trong bảng 14. Trong trường hợp có sự pha trộn giữa các tình trạng nuôi
dưỡng xảy ra trong năm, N Ea cần tính toán lại cho phù hợp.
42
Bảng 14. Hệ số năng lượng thực cần cho hoạt động của vật nuôi ứng với tình trạng nuôi dưỡng
Tình trạng nuôi
dưỡng
Định nghĩa Ca
Bò và trâu
N uôi chuồng Vật nuôi được tập trung ở một nơi có diện tích nhỏ (ví dụ
dây dắt, bãi rào kín, chuồng trại) dẫn đến vật nuôi không
cần hoặc cần rất ít năng lượng để kiếm thức ăn
0,00
Đồng cỏ Vật nuôi được nhốt ở trong một vùng có đủ cỏ, đòi hỏi ít
năng lượng để tìm kiếm thức ăn
0,17
Chăn thả ở vùng
rộng lớn
Vật nuôi được thả rông ở vùng đất rộng lớn hoặc vùng đồi
núi và vật nuôi tốn nhiều năng lượng để tìm kiếm thức ăn
0,36
Vật nuôi khác (đơn vị tính Ca = MJ-1kg-1)
Gia súc cái nuôi
nhốt ở trong
chuồng
Vật nuôi được nhốt vì mang thai trong 3 tháng cuối (50
ngày)
0,009
Chăn thả ở nơi
đồng cỏ bằng
phẳng
Vật nuôi di chuyển dưới 1000m trong một ngày và tốn rất
ít năng lượng để tìm thức ăn
0,0107
Chăn thả ở nơi
đồng cỏ đồi núi
Vật nuôi di chuyển dưới 5000m trong một ngày và tốn khá
nhiều năng lượng để tìm thức ăn
0,0240
Gia súc nuôi nhốt,
vỗ béo
Vật nuôi nhốt ở chuồng để vỗ béo 0,0067
Nguồn: NRC (1996) và AFRC (1993)
C. Năng lượng thực cần cho tăng trưởng của vật nuôi: (N Eg) là năng lượng thực cần cho
tăng trưởng (lên cân). Công thức 20 dựa vào N RC (1996), công thức 21 dựa vào Gibbs và
cộng sự (2002).
N ăng lượng thực cần cho tăng trưởng của vật nuôi (đối với bò và trâu):
N Eg = 22,02.BW/CMW)0,75.WG1,097 (20)
Trong đó:
N Eg = năng lượng thực cần cho tăng trưởng của vật nuôi, MJ ngày-1
BW: cân nặng trung bình của vật nuôi, kg
43
C = Hệ số tăng trưởng của vật nuôi là 0,8 đối với con cái; 1 đối với vật nuôi thiến và 1,2 đối
với con đực (N RC, 1996)
MW: trọng lượng cơ thể của con cái trưởng thành trong điều kiện bình thường, kg
WG: trọng lượng tăng trung bình hàng ngày của các con vật trong đàn, kg ngày-1
N ăng lượng thực cần cho tăng trưởng của vật nuôi (đối với gia súc khác):
N Eg = Wglamb.[(a + 0,5b).(BWi + BWf)]/365 (21) Trong đó:
N Eg = năng lượng thực cần cho tăng trưởng của vật nuôi, MJ ngày-1
WG: trọng lượng tăng trung bình hàng ngày (BWf – BWi), kg năm-1
BWi: cân nặng của vật nuôi lúc cai sữa, kg
BWf: cân nặng của vật nuôi lúc một năm hay lúc mổ, nếu lúc mổ vật nuôi chưa được 1 năm,
kg
a, b: hằng số như đã miêu tả trong bảng 15.
Bảng 15. Hằng số sử dụng để tính toán NEg cho gia súc khác trừ (trâu, bò)
Loài vật nuôi a (MJ kg-1) b (MJ kg-2)
Gia súc đực không thiến 2,5 0,35
Gia súc thiến 4,4 0,32
Gia súc cái 2,1 0,45
N guồn: N RC (1996) và AFRC (1993)
Lưu ý rằng vật nuôi sẽ được cai sữa vài tuần sau khi sinh bởi chúng được cung cấp thêm sữa
và cho ăn cỏ hoặc thức ăn thêm. Thời gian cai sữa nên bắt đầu khi sữa cung cấp khoảng ½
tổng năng lượng.
D. Năng lượng thực cần cho sản xuất sữa:
(N E1) là năng lượng cần cho việc sản xuất sữa của vật nuôi. Đối với trâu và bò năng lượng
thực cần cho sản xuất sữa được tính bằng lượng sữa vật nuôi tiết ra và tỷ lệ phần trăm chất béo
trong sữa (N RC, 1998).
N ăng lượng thực cho sản xuất sữa của vật nuôi (đối với bò thịt, bò sữa và trâu):
N E1= Milk . (1,47 + 0,40 Fat) (22)
Trong đó:
N E1 = năng lượng thực cần cho sản suất sữa của vật nuôi, MJ ngày-1
Milk: khối lượng sữa tiết ra, kg sữa ngày-1
Fat: lượng chất béo trong sữa, tỷ lệ % lượng sữa
Đối với gia súc khác có hai phương pháp tính năng lượng thực tiêu tốn cho sản xuất sữa.
Phương pháp thứ nhất (công thức 23) sử dụng khi có số liệu về lượng sữa sản xuất được và
44
phương pháp thứ 2 (công thức 24) sử dụng khi không có số liệu về sản lượng sữa. Đối với gia
súc nuôi nhốt cho sữa thương phNm thì sản lượng sữa có thể đo được. Tuy nhiên đối với gia
súc đẻ nuôi con thì sản lượng sữa tiết ra được tính bằng trọng lượng tăng trưởng của gia súc
con trong thời gian bú sữa mẹ nhân với 5 (theo AFRC, 1990). Đối với gia súc đẻ nhiều con
trong một năm thì lượng sữa được tính bằng trọng lượng tăng trưởng của tất cả các con non
nhân với 5. Sản lượng sữa trung bình hàng ngày được tính bằng cách lấy sản lượng sữa trung
bình hàng năm chia cho 365.
N ăng lượng thực cần cho sản xuất sữa của gia súc (biết được lượng sữa):
N E1= Milk . EVmilk (23)
Trong đó:
N E1 = năng lượng thực cần cho sản suất sữa của vật nuôi, MJ ngày-1
Milk: khối lượng sữa tiết ra, kg sữa ngày-1
EVmilk: năng lượng thực cần để sản xuất 1 kg sữa. Giá trị mặc định là 4,6 MJ/kg (AFRC,
1993) đối với sữa có 7% chất béo.
N ăng lượng thực cần cho sản xuất sữa của gia súc (không biết được lượng sữa):
N Ei = 5WGwean.EVmilk/365 (24)
Trong đó:
N E1 = năng lượng thực cần cho sản suất sữa của vật nuôi, MJ ngày-1
WG: trọng lượng tăng trưởng của gia súc con từ lúc đẻ ra đến lúc cai sữa, kg
EVmilk: năng lượng thực cần để sản xuất 1 kg sữa, MJ kg-1. Giá trị mặc định là 4,6 MJ/kg
(AFRC, 1993) đối với sữa có 7% chất béo [33].
E. Năng lượng thực cần cho lao động NEwork:
N ăng lượng thực cần cho lao động của vật nuôi, được tính toán cho trâu và bò cày kéo.
N ăng lượng thực cho lao động của vật nuôi (đối với trâu và bò):
N Ework = 0,01 . N Em . Hours (25)
Trong đó:
N Ework = năng lượng thực cần cho lao động của vật nuôi, MJ ngày-1
N Em: năng lượng thực cần cho nuôi dưỡng vật nuôi (công thức 18), MJ ngày-1
Hours: số giờ cày kéo mỗi ngày
F. Năng lượng thực cần thiết cho mang thai (NEp):
Là năng lượng thực cần thiết cho việc mang thai. Đối với bò và trâu thì tổng năng lượng thực
tiêu tốn cho mang thai trong 281 ngày ước tính tiêu tốn khoảng 10% năng lượng nuôi dưỡng
vật nuôi. Đối với gia súc khác thì thời gian mang thai là 147 ngày và tỷ lệ tiêu tốn rất khác
nhau phụ thuộc vào số lượng con non được sinh ra.
45
N ăng lượng thực cần thiết cho mang thai của vật nuôi (đối với trâu, bò và gia súc khác):
N Ep = Cpregnancy . N Em (26)
Trong đó:
N Ep = năng lượng thực cần cho mang thai của vật nuôi, MJ ngày-1
Cpregnancy: hệ số mang thai (bảng 16)
N Em: năng lượng thực cần cho nuôi dưỡng vật nuôi (công thức 17), MJ ngày-1
Khi sử dụng N Ep để tính tổng năng lượng thu được từ thức ăn (GE) cho bò và cừu, năng lượng
cần thiết cho mang thai (N Ep) cần phải được tính theo tỷ lệ của cừu cái trưởng thành mang
thai trong năm. Cụ thể nếu 80% cừu cái trưởng thành sinh con trong một năm thì 80% của
năng lượng cần cho mang thai được sử dụng trong công thức tính tổng năng lượng.
Bảng 16. Hằng số để tính toán năng lượng thực cho mang thai trong công thức 26
Vật nuôi Cpregnancy
Bò và trâu 0,1
Sinh một con 0,077
Sinh 2 con 0,126
Sinh 3 con 0,155
G. Tỷ lệ giữa năng lượng thức ăn cung cấp cho nuôi dưỡng và tổng năng lượng hấp thu
được (REM):
Được tính theo công thức:
Tỷ lệ giữa năng lượng cho nuôi dưỡng và năng lượng đã hấp thu được từ thức ăn:
REM = [1,123-(4,092.10-3.DE%) + [1,126.10-5.(DE%)2] – (25.4/DE%)] (27)
Trong đó:
REM: tỷ lệ năng lượng nuôi dưỡng trên tổng số năng lượng hấp thu được nhờ thức ăn
DE: năng lượng tiêu thụ, được tính bằng tỷ lệ phần trăm của tổng năng lượng hấp thu được.
H. Tỷ lệ năng lượng tiêu tốn cho tăng trưởng trên tổng năng lượng từ thức ăn (REG):
Tỷ lệ giữa năng lượng cho tăng trưởng, phát triển và năng lượng đã hấp thu được từ thức ăn:
REG = [1,164-(5,160.10-3. DE%) + [1,308.10-5. (DE%)2] – (37,4/DE%)] (28)
Trong đó:
REG: tỷ lệ năng lượng cho phát triển vật nuôi trên năng lượng thu được từ tiêu thụ thức ăn.
DE%: năng lượng tiêu thụ, được tính bằng tỷ lệ phần trăm của tổng năng lượng tiêu thụ được.
I. Tổng năng lượng cung cấp (GE):
Được tính theo công thức 29, GE bắt nguồn từ tổng số năng lượng cần thiết cho vật
nuôi và năng lượng hấp thu được từ thức ăn.
46
Tổng năng lượng cung cấp cho vật nuôi và năng lượng hấp thu được từ thức ăn:
(N Em + N Ea + N Ework + N Ep)/REM + N Eg)/REG
GE = ----------------------------------------------------------------------------------- (29)
DE%/100
Trong đó:
GE: tổng năng lượng, MJ ngày-1
N Em: năng lượng thực cần thiết cho nuôi dưỡng vật nuôi (công thức 17), MJ ngày-1
N Ea: N ăng lượng thực cần thiết cho hoạt động của vật nuôi, MJ ngày-1
N El: N ăng lượng thực cần thiết cho sản xuất sữa, MJ ngày-1
N Ep: N ăng lượng thực cần thiết cho mang thai của vật nuôi, MJ ngày-1
REM: tỷ lệ năng lượng cho nuôi dưỡng vật nuôi trên tổng số năng lượng hấp thu được từ thức
ăn (công thức 27)
N Eg: N ăng lượng thực cần thiết cho tăng trưởng của vật nuôi, MJ ngày-1
REG: tỷ lệ năng lượng phát triển vật nuôi trên tổng số năng lượng thu được từ tiêu thụ thức ăn
DE%: năng lượng tiêu thụ, được tính bằng tỷ lệ phần trăm của năng lượng tiêu thụ và tổng
năng lượng cung cấp bởi thức ăn.
Một khi đã tính được tổng năng lượng cho mỗi loại vật nuôi thì lượng thức ăn ăn vào hàng
ngày tính theo kg cũng được. Để tính được tổng năng lượng thu được của vật nuôi, lấy tổng số
năng lượng thu được chia cho năng lượng mà mỗi kg thức ăn khô cung cấp cho vật nuôi.
Trong trường hợp không có thông tin về năng lượng của các loại thức ăn đặc biệt thì sử dụng
giá trị mặc định là 18,45 MJ cho một kg thức ăn khô. Thường thì lượng thức ăn khô hàng
ngày là 2-3% trọng lượng cơ thể của vật nuôi trưởng thành và vật nuôi đang phát triển. Đối
với bò sữa cao sản lượng thức ăn khô cần thiết có thể lớn hơn 4% trọng lượng cơ thể.
Việc dự đoán lượng thức ăn khô cần thiết cho bò dựa trên trọng lượng cơ thể của vật nuôi và
tổng năng lượng ước tính (N Em) hoặc là tỷ lệ năng lượng tiêu hóa được của thức ăn (N RC,
1996) có thể tính được lượng thức ăn (đã quy ra thức ăn khô) cần thiết cho vật nuôi trưởng
thành và vật nuôi đang trong giai đoạn phát triển dựa vào trọng lượng cơ thể của vật nuôi và
cả năng lượng thực cung cấp bởi lượng thức ăn đó hoặc tỷ lệ tiêu hóa được của loại thức ăn
đó. N ăng lượng của thức ăn có thể đạt từ 3 đến 9 MJ cho một kg thức ăn khô.
J. Lượng thức ăn và năng lượng thức ăn cho vật nuôi:
N ăng lượng chứa trong một số loại thức ăn phổ biến của gia súc được liệt kê trong bảng 17.
Lượng thức ăn cần thiết cho vật nuôi trưởng thành và đang phát triển:
DMI = BW-0,75. (0,2444.N Ema – 0,0111.N Ema2 - 0,472)/N Ema (30)
47
Trong đó:
DMI: lượng thức ăn khô cần thiết, kg ngày-1
BW: trọng lượng vật nuôi, kg
N Ema: năng lượng cô đặc của các loại thức ăn khác nhau hoặc giá trị mặc định.
Bảng 17. Năng lượng cô đặc trong một số loại thức ăn cho bò theo công thức 30 và 31
Loại thức ăn N ăng lượng cô đặc (MJ/kg thức ăn khô)
Thức ăn dạng hạt năng lượng cao >90% 7,5 – 8,5
Thức ăn thực vật chất lượng tốt (cây họ đậu non) 6,5 – 7,5
Thức ăn thực vật chất lượng TB (cây họ đậu già) 5,5 – 6,5
Thức ăn thực vật chất lượng thấp (rơm rạ, cỏ già) 3,5 – 5,5
Nguồn: tính toán từ mô hình trong NRC (1996). Năng lượng cô đặc của thức ăn cũng có
thể được tính theo công thức NEma = (REM x 18,45 x DE%)/ 100
Lượng thức ăn cần thiết cho bò thịt trưởng thành:
DMI = BW-0,75 (0,0119N Ema2 + 0,1938)/N Ema (31)
Trong đó:
DMI: lượng thức ăn khô cần thiết, kg ngày-1
BW: trọng lượng vật nuôi, kg
N Ema: năng lượng cô đặc của các loại thức ăn khác nhau hoặc giá trị mặc định.
Đối với bò sữa trưởng thành ăn các loại thức ăn ít năng lượng thường là cây cỏ nhiệt đới thì
nên sử dụng công thức dưới đây dựa theo khả năng tiêu thụ thức ăn (N RC, 1989)
Lượng thức ăn cần thiết cho bò thịt trưởng thành:
5,4.BW/500
DMI = ……………………… (32)
(100 – DE2)/100
Trong đó:
DMI: lượng thức ăn khô cần thiết, kg ngày-1
BW: trọng lượng vật nuôi, kg
DE%: năng lượng tiêu thụ, được tính bằng tỷ lệ phần trăm của năng lượng tiêu thụ và tổng
năng lượng cung cấp bởi thức ăn (thường 45-55% đối với cây cỏ) [33].
3.1.4.6. Tính toán lượng nitơ thải ra hàng năm
A. Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm, Nex(T)
Tier 1:
Lượng N thải ra trung bình hàng năm của mỗi loại gia súc nếu không thể lấy được từ các
48
thông tin Quốc giá thì có thể sử dụng số liệu mặc định của IPCC trong bảng 18 (tính theo
lượng nito do 1000 kg vật nuôi thải ra trong một ngày).
Công thức tính lượng nito trung bình năm thải ra:
N EX(T) = N rate(T). TAM/1000 . 365 (33)
Trong đó :
N ex(T): Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm cho một đầu gia súc loài T
N rate(T): giá trị mặc định lượng nito thải ra, kgN (1000kg vật nuôi.ngày-1)
TAM(T) : khối lượng của vật nuôi loại T, kg-1
Bảng 18. Giá trị mặc định lượng Nitơ thải ra hàng ngày (kg/1000 kg vật nuôi/ ngày)
Loại gia súc Châu Á
Bò sữa 0,47
Bò khác 0,34
Lợn 0,50
Lợn thương phNm 0,42
Lợn nuôi đẻ 0,24
Gia cầm 0,82
Gà mái già trên 1 năm 0,82
Gà mái tơ 0,60
Loại gà khác 0,82
Gà già 1,10
Gà tây 0,74
Vịt 0,83
Dê 1,37
N gựa 0,46
Trâu 0,32
Thỏ (kg N / đầu gia súc/ năm) 8,10
Ghi chú: sai số khoảng 50%
Giá trị mặc định của TAM đã được tổng kết. Khi tính lượng nitơ thải trung bình hàng
năm cho một đầu gia súc loài T (N exT ) phải giả định toàn bộ phân được đốt cháy để lấy
năng lượng. Giá trị mặc định các hệ số phát thải N 2O trực tiếp, luôn phải nhớ răng phân
được đốt cháy nhưng N thì ở lại trong đất. Một mặc định là có 50% nitơ do vật nuôi thải ra
ở phân và 50% ở nước tiểu [42].
49
Tier 2:
Lượng N ito thải ra trung bình hàng năm phụ thuộc vào tổng lượng nitơ vật nuôi ăn vào và
lương nitơ hấp thu tích lũy trong cơ thể vật nuôi. Lượng nito ăn vào hàng năm phụ thuộc
vào lượng nito tiêu hóa được và lượng đạm có trong thức ăn. Tổng lượng thức ăn ăn vào
phụ thuộc vào đặc điểm của vật nuôi (tăng trưởng, sản lượng sữa, năng lượng cày kéo).
Lượng nitơ hấp thu hàng năm là một chỉ số biểu thị hiệu suất sử dụng protein của vật nuôi.
Lượng nito ăn vào có thể tính được dựa vào số liệu về protein thô trong thức ăn. Giá trị
mặc định cho lượng nitơ hấp thu bởi vật nuôi được trình bày trong bảng 19. Lượng nito
thải ra hàng năm đối với mỗi loài vật nuôi được tính toán theo công thức 34.
Công thức tính lượng nito trung bình năm thải ra (Tier 2):
N EX(T) = N intake(T) . (1 - N retention(T)) (34)
Trong đó :
N ex(T): Lượng nitơ thải ra trung bình hàng năm trên đầu gia súc loài T
N intake(T): Lượng nito ăn vào hàng năm trên đầu gia súc loài T, kg N /đầu gia súc/năm
N retention(T) : Phần nito ăn vào được vật nuôi loại T hấp thu hàng năm.
Ví dụ : tính lượng nitơ do bò thải ra theo Tier 2:
Tính lượng nitơ thải ra có thể sử dụng công thức 35 và 36 để tính toán lượng nito trong thức
ăn ăn vào và lượng nito hấp thu bởi vật nuôi:
Công thức tính lượng nito ăn vào cho bò:
GE CP%
N intake(T) = -------- x ----------- (35)
18,45 100/6,25
Trong đó :
N intake(T): Lượng nito ăn vào hàng năm trên đầu gia súc loài T, kg N / đầu gia súc/ năm
GE: Tổng năng lượng ăn vào của vật nuôi, MJ/ vật nuôi/ ngày (xem mô hình tính phát
thải từ nhu động ruột dựa vào năng lượng tiêu thụ, sản lượng sữa, năng lượng mang
thai, trọng lượng con trưởng thành, tốc độ tăng trưởng và tư vấn của IPCC).
18,45: Hệ số chuyển đổi (tổng năng lượng chứa trong một kg thức ăn khô), (MJ kg-1).
CP% : Tỷ lệ protein thô trong thức ăn ăn vào
6,25: Hệ số chuyển đổi từ kg protein trong thức ăn sang kg N trong thức ăn.
Công thức tính lượng nito ăn vào cho bò:
Milk . (Milk PR%/100) WG . [268 – (7,03 . N Eg)/WG]
N retention(T) = { ---------------------------- } + { --------------------------------------- } (36)
6,38 1000/6,25
50
Trong đó :
N retention(T) : Phần nito ăn vào được vật nuôi loại T hấp thu hàng năm
Milk: Sản lượng sữa bò, kg/đầu gia súc/ngày
Milk PR% : Tỷ lệ phần trăm protein trong sữa, tính theo công thức 1,9 + 0,4 x mỡ%
(trong đó % mỡ đầu vào coi là 4%)
6,38 : Hệ số chuyển đổi từ protein sữa sang N trong sữa, kg
WG : trọng lượng tăng của mỗi loại gia súc, kg/ ngày
N Eg : N ăng lượng thực cho tăng trưởng, tính theo đặc điểm cân nặng hiện tại và lúc
trưởng thành (tư vấn của IPCC), MJ/ ngày
6,25 : Hệ số chuyển đổi từ protein thức ăn sang N trong thức ăn, kg.
Bảng 19. Gía trị mặc định thành phần N vật nuôi hấp thu của các loại gia súc
Loại gia súc Lượng N vật nuôi hấp thu (kg N /đầu gia súc/năm)
Bò sữa 0,20
Bò khác 0,07
Trâu 0,07
Dê 0,10
Lợn 0,30
N gựa 0,07
Gia cầm 0,30
Sai số trong tính toán là ± 50%
Nguồn: đánh giá của nhóm chuyên gia IPCC
Số liệu về nitơ thải ra hàng năm cũng được sử dụng để tính toán lượng N 2O phát thải trực tiếp
và gián tiếp trong quản lý và sử dụng đất.
B. Hệ số phát thải N2O trực tiếp từ việc quản lý phân gia súc:
Cách tốt nhất để tính các hệ số phát thải là sử dụng tài liệu mặc định của mỗi nước đã được
kiểm định vì nó phản ánh được thời gian lưu giữ thực tế và các cách xử lý phân gia súc. Các
hệ số phát thải của mỗi nước liên quan đến việc đo đạc phát thải N trong hệ thống quản lý với
điều kiện khí hậu và nhiệt độ cụ thể. Trong trường hợp không có số liệu Quốc gia thì khuyến
cáo nên sử dụng các giá trị mặc định của IPCC.
C. Hệ số phát thải gián tiếp N2O trong quản lý chất thải vật nuôi:
Để tính toán phát thải gián tiếp N 2O trong quản lý chất thải vật nuôi, phần nito mất đi (do
phân hủy các hợp chất rắn và rò rỉ, rửa trôi), hệ số phát thải gián tiếp N 2O (EF4 và EF5) cần
phải được xác định. Giá trị mặc định lượng N mất đi do phân hủy các hợp chất rắn được trình
bày trong phụ 3. Giá trị chỉ ra rằng các hợp chất bị mất gồm N H3 và N Ox, trong đó hầu hết bị
51
mất dưới dạng N H3. Số liệu được tính với giả thiết không áp dụng biện pháp giảm thiểu thất
thoát N . IPCC khuyén nghị các nước tự đo đạc các giá trị này và xác định hệ số phát thải theo
Tier 2 vì phần N bị mất bởi sự rò rỉ từ hệ thống quản lý phân (FracleachMS) rất dễ thay đổi.
Bảng 20. Gíá trị mặc định mất nitơ dạng NH3 và NOx trong quá trình quản lý phân
Loại vật nuôi Phương pháp quản lý phân FracGasMS (thang của FracGasMS)
Lợn Hầm ủ kỵ khí 40% (25-75)
Cất giữ trong hố 25% (15-30)
Lót chuồng dày 40% (10-60)
Dạng chất lỏng 48% (15-60)
Cất giữ ở dạng đặc 45% (10-65)
Bò sữa Hầm ủ kỵ khí 35% (20-80)
Dạng chất lỏng 40% (15-45)
Cất giữ trong hố 28% (10-40)
Để khô ngoài trời 20% (10-35)
Lưu giữ ở dạng đặc 30% (10-40)
Rải ra hàng ngày 7% (5-60)
Gia cầm Phân gia cầm với chất lót chuồng 55% (40-70)
Hầm ủ kỵ khí 40% (25-75)
Phân gia cầm không có lót chuồng 40% (10-60)
Bò loại khác Để khô ngoài trời 30% (20-50)
Lưu giữ ở dạng đặc 45% (10-65)
Phân với chất lót chuồng nhiều 30% (20-40)
Loại khác Phân với chất lót chuồng nhiều 25% (10-30)
Lưu giữ ở dạng đặc 12% (5-20)
Nguồn: IPCC và Rotz (2003), Huntchings và cộng sự (2001), US EPA (2004)
Giá trị mặc định EF4 (N phân hủy các hợp chất rắn) và EF5 (N bị rửa trôi và rò rỉ). Giá trị mặc
định lượng N thải ra hàng ngày của các loại gia súc – bảng 20 (kg/1000 kg vật nuôi/ ngày).
Có hai loại số liệu cần thu thập để xác định hên số phát thải N 2O: (1) số liệu về số lượng đầu
gia súc và (2) số liệu về hệ thống quản lý chất thải vật nuôi.
a. Tổng số đầu vật nuôi, N(T):
N ếu sử dụng giá trị mặc định về lượng nito thải ra để tính N 2O phát thải thì số liệu về tổng đầu
gia súc được tính theo phương pháp Tier 1, nếu tính N 2O phát thải từ phân dược đo đạc thực
nghiệm thì sử dụng phương pháp Tier 2.
52
b. Số liệu về hệ thống quản lý phân, MS(T,S):
Số liệu về hệ thống quản lý chất thải để tính lượng N 2O phát thải nên sử dụng nguồn để tính
phát thải methane (xem bảng 12). Thành phần phân sử dụng cho các phương pháp quản lý
được thu thập theo từng loại gia súc. Cần thận trọng trong việc tính toán từng phần chất thải
xử lý theo các phương pháp khác nhau. N ếu số liệu không thu được từ cơ quan thống kê thì có
thể tổ chức nghiên cứu độc lập để thu thập hoặc dùng số liệu mặc định của IPCC (phụ lục 3).
Công thức tính lượng N có trong phân sử dụng để bón cho đất:
N (T) . N ex(T) . MS(T.S) . [1 - FracLossMS]]/100
N MMS_Avb = ∑ {∑ --------------------------------------------------------} (37)
(S) (T) [N (T) . MS(T.S) . N beddingMS]
N MMS_Avb: Lượng N có trong phân mà sử dụng để bón cho đất, kg/ năm
N (T): Số lượng đầu gia súc loại T
N ex(T): Lượng N thải ra trung bình hàng năm cho một đầu gia súc loài T xử lý phân
theo phương pháp S, Kg.đầu gia súc-1.năm-1.
MS(T, S): Tỷ lệ lượng phân thải ra hàng năm của loài T được xử lý theo phương pháp S.
FracLossMS: tỷ lệ % N trong phân thải ra bởi loài gia súc T bị mất mát do rửa trôi và rò
rỉ trong quá trình xử lý (thường đạt khoảng 1-20%)
N beddingMS: Lượng N có trong chất độn chuồng, kg N / năm
S : hệ thống quản lý phân
T : loại gia súc
Thường thì lượng N trong chất độn chuồng của bò sữa và bò cái là khoảng 7,5 kgN /đầu gia
súc/ năm và bò khác là 4 kgN /đầu gia súc/năm, cho lợn thịt và lợn nái đẻ là khoảng 0,8 đến
5,5 kgN / đầu gia súc/ năm (Webb, 2001 ; Dohler và cộng sự, 2002) [30].
D. Đánh giá sai số
a. Lượng nito thải ra
Sai số cho các giá trị mặc định của lượng nito thải ra khoảng ± 50% (theo IPCC).
Sai số cho các giá trị mặc định của N hấp thụ của vật nuôi khoảng ± 50% (xem bảng 19).
b. Lượng nito phát thải trực tiếp
Lượng nitơ phát thải trực tiếp có sai số rất lớn khi sử dụng các giá trị mặc định (từ 50% -
100%).
c. Lượng nito phát thải gián tiếp
Sai số của giá trị mặc định mất N do N H3 và N Ox và tổng lượng N mất từ xử lý phân trong
bảng 20 và 21. Sai số phát sinh do sử dụng các giá trị mặc định của N phát thải (EF4); (EF5).
d. Phương pháp quản lý phân
53
Sai số về hệ thống quản lý phân phụ thuộc vào đặc điểm chăn nuôi của mỗi nước và số liệu về
phương pháp xử lý. Ví dụ, chỉ áp dụng một kiểu xử lý chất thải vật nuôi thì sai số là < 10%; áp
dụng nhiều phương pháp xử lý chất thải thì sai số có thể lên đến 25-50%.
Bảng 21. Gía trị mặc định tổng lượng N bị mất do quá trình quản lý phân
Loại vật nuôi Phương pháp quản lý phân N mất (%) - FracGasMS
(thang của FracGasMS)
Lợn Hầm ủ kỵ khí 78% (55-99)
Cất giữ trong hố 25% (15-30)
Lót chuồng dày 50% (10-60)
Dạng chất lỏng 48% (15-60)
Cất giữ ở dạng đặc 50% (20-70)
Bò sữa Hầm ủ kỵ khí 77% (55-99)
Dạng chất lỏng 40% (15=45)
Cất giữ trong hố 28% (10-40)
Để khô ngoài trời 30% (10-35)
Lưu giữ ở dạng đặc 40% (10-65)
Rải ra hàng ngày 22% (15-60)
Gia cầm Phân gia cầm với chất lót chuồng 55% (40-70)
Hầm ủ kỵ khí 77% (50-99)
Phân gia cầm không lót chuồng 50% (20-80)
Bò loại khác Để khô ngoài trời 40% (20-50)
Lưu giữ ở dạng đặc 50% (20-70)
Phân với chất lót chuồng nhiều 40% (10-50)
Loại khác Phân với chất lót chuồng nhiều 35% (15-40)
Lưu giữ ở dạng đặc 15% (5-20)
Nguồn: IPCC và Rotz (2003), Huntchings và cộng sự (2001), US EPA (2004)
3.1.5. PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LÂM NGHIỆP
3.1.5.1. Thiết kế hệ thống ô đo đếm và phương pháp tính lượng hấp thụ cácbon:
Áp dụng phương pháp của các dự án LULUCF trong lâm nghiệp. Có hai phương pháp
54
xây dựng hệ thống ô thí nghiệm đo đếm gồm xây dựng hệ thống ô định vị và xây dựng hệ
thống ô tạm thời. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng (IPCC 2003).
Phương pháp ô định vị có ưu điểm là số liệu động thái trung thực nhưng có nhược điểm là các
ô định vị đã biết trước nên có thể chịu tác động khác đi, kể cả khi trồng và chăm sóc rừng (bón
phân, thủy lợi, mật độ… nhằm làm tăng khối lượng cácbon hấp thụ), hoặc bị tác động làm mất
đi dấu hiệu của ô... Phương pháp ô tạm thời có ưu điểm là giá thành ban đầu rẻ, không bị mất
do chỉ đo đếm một lần, tuy nhiên có nhược điểm lớn là tính chính xác không cao, không đánh
giá được sai số của phép ước lượng từ số liệu các ô tạm thời.
Số lượng ô tiêu chuNn: Để xác định được số ô tiêu chuNn cần thiết cho việc đo đếm, giám sát ở
một độ tin cậy nhất định, cần thiết phải xác định được phương sai của biến điều tra mà ở đây
thông thường là cácbon của các bể chính như dự án trồng mới rừng hoặc tái trồng rừng, cây và
đất là hai nguồn chứa cácbon chính [17].
Mặc dù cácbon trong đất chiếm tỷ lệ lớn - thường khoảng 50% đối với hệ sinh thái rừng nhiệt
đới (Dixon et al., 1994; Brown, 1997), việc xác định dung lượng mẫu từ sai số tiêu chuNn của
số liệu đo đếm bể cácbon trên mặt đất (rừng cây) dễ thực hiện và khả thi hơn, đặc biệt trong
điều kiện của các nước đang phát triển ở vùng nhiệt đới, IPCC (2003). Ở qui mô cấp dự án
trồng rừng, điều tra khoảng 15-20 ô tiêu chuNn có kích thước từ 100-600 m2 (tùy theo mật độ
cây) là có thể đảm bảo độ chính xác cần thiết. Trong trường hợp rừng thuộc nhiều lâm phần
khác nhau thì cần phải áp dụng qui trình này trên mỗi lâm phần. Thông thường, để xác định số
lượng ô tiêu chuNn cần đo đếm và giám sát ở một độ tin cậy nhất định, cần thiết phải xác định
phương sai của biến đo đếm (biến đo đếm là lượng cácbon của các bể chính – cây rừng hoặc
đất rừng) ở từng phân khu khác nhau. Điều này có thể được thực hiện từ số liệu hiện có ở một
khu vực tương tự vùng dự án hoặc một khu vực đại diện trong vùng dự án. Ví dụ, với một dự
án trồng rừng hoặc tái trồng rừng trên đất nông nghiệp, có thời gian thực hiện là 20 năm, thì
cần đo đếm lượng cácbon trong cây ở 10 – 15 ô tiêu chuNn của một rừng trồng tương tự, 20
tuổi hiện có. N ếu như diện tích dự án bao gồm nhiều khối khác nhau, quy trình này cần được
lặp lại cho mỗi khối. Từ kết quả đo đếm sẽ tính được phương sai ở mỗi khối (IPCC, 2003).
Kinh nghiệm cho thấy ở các dự án LULUCF, các bể cácbon và động thái có thể ước lượng với
độ chính xác trung bình ±10% với độ tin cậy là 95% (IPCC, 2003). Trong trường hợp dự án
trồng rừng và tái trồng rừng mà các lô được trồng trong nhiều năm, cần phải đo đếm và giám
sát các bể cácbon và khí nhà kính theo các cấp tuổi (age – class cohorts) – tức là nhóm các
lâm phần có tuổi tương tự nhau vào một cấp, coi mỗi cấp tuổi như một tập hợp. Để đơn giản
hơn cho việc tính toán, nên kết hợp 2 – 3 cấp tuổi trong một lớp (cohort class) (IPCC, 2003)
[33].
55
3.12
1...
4fihidiV
n
iOTC ∑
=
=π
OTCV
3.1.5.2. Phương pháp xác định giá trị các bể cácbon của rừng
Sử dụng phương pháp ô tiêu chuNn điển hình để điều tra thu thập số liệu. Đối với rừng
tự nhiên diện tích ô tiêu chuNn là 2500 m2, được lập cho 4 loại trạng thái rừng (rừng giầu,
trung bình, nghèo và rừng phục hồi). Trong ô tiêu chuNn xác định chủng loại, đường kính,
chiều cao của tất cả các cây có đường kính trên 6cm. Đối với rừng trồng, diện tích ô tiêu
chuNn là 500 m2. Tiến hành đo đếm đường kính ngang ngực và chiều cao của tất cả các cây
trong ô, xác định cây tiêu chuNn để cân sinh khối tươi. Sinh khối tươi được xác định theo các
bộ phận thân, cành, lá và rễ chính xác tới 0,1 gam. Ứng với mỗi bộ phận tiến hành lấy mẫu từ
0,5 – 1 kg/mẫu để phân tích sinh khối khô. [33]
A. Rừng tự nhiên:
Để tính trữ lượng cacbon sử dụng phương pháp của FAO áp dụng trong đánh giá tài
nguyên rừng thế giới (FAO, FRA 2005):
Xác định trữ lượng gỗ trong ô tiêu chuNn và trữ lượng gỗ của rừng:
Việc tính toán trữ lượng các bon của rừng thông qua các bước sau:
1) Xác định trữ lượng gỗ trong ô tiêu chuNn và trữ lượng gỗ của rừng:
(38)
Trong đó: OTCV là thể tích gỗ của ô tiêu chuNn tính bằng m3;
di là đường kính ngang ngực của cây i tính bằng m;
hi là chiều cao vút ngọn của cây i tính bằng m; và
3.1fi là tính số cây i tại vị trí 1,3m (ngang ngực);
Từ đó trữ lượng của rừng tính bằng m3/ha được xác định theo công thức dưới đây:
M = 4 * (39)
2) Tính sinh khối rừng (tấn khô/ha): Sinh khối của rừng (tấn khô/ha) được xác định theo:
B = AGB + BGB + DWB (40)
Trong đó:
AGB là sinh khối trên mặt đất (Above Ground Biomass) và được xác định qua:
AGB = Bs*BEF (41)
Với Bs là sinh khối thân (Biomass Stock) và BEF là hệ số chuyển đổi sinh khối (Biomass
Expansion Factor). Bs và BEF được xác định như sau:
Bs = M.d (tấn khô/ha)
BEF = EXP[3,213-0,506*LN (Bs)] với Bs < 190 (42)
và BEF = 1,74 với Bs > 190, (Theo Brown 1997).
56
Trong đó: M là trữ lượng gỗ lâm phần tính bằng m3/ha; và
d là tỷ trọng trung bình của gỗ (lấy là 0.55).
BGB là sinh khối dưới mặt đất (Below Ground Biomass) được xác định theo công
thức:
BGB = 0.265*AGB (tấn khô/ha) (43)
DWB là sinh khối cây mục, cây chết, xác định theo công thức:
DWB = (AGB + BGB)*0.11 (tấn khô/ha) (44)
3) Xác định trữ lượng cacbon của rừng: Trữ lượng cacbon của rừng được xác định bởi công
thức dưới đây:
Mc = (CLB + CDWB) (tấn CO2e/ha) (45)
Trong đó:
CLB là các bon trong sinh khối cây sống và được xác định như sau:
CLB = (AGB + BGB)*0,5*3,67 (tấn CO2e/ha) (46)
CDWB là cacbon trong cây mục, cây chết và được xác định như sau:
WB = DWB*0,5*3,67 (tấn CO2e/ha) (47)
B. Ðối với rừng trồng:
1) Xác định Sinh khối khô: bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 75 - 850C 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. N ếu sau 3
lần kiểm tra thấy trọng lượng của mẫu không thay đổi thì đó chính là trọng lượng khô của
mẫu. Dựa trên trọng lượng khô kiệt và trọng lượng tươi, độ Nm của từng mẫu bộ phận lá, thân,
cành và rễ sẽ được xác định theo công thức sau đây:
100)((%)FW
DWFWMC −= (48)
Trong đó: MC là độ Nm tính bằng %, FW là trọng lượng tươi của mẫu, DW là trọng lượng khô
của mẫu.
Dựa vào độ Nm xác định cho từng bộ phận, tiến hành tính sinh khối khô và tổng sinh
khối của cây theo công thức tổng quát là:
DM = TFW*(1-MC) (49)
Trong đó: TFW là trọng lượng tươi của cây
DM là sinh khối khô tính bằng kg;
MC là độ Nm tính bằng % 2) Xác định hàm lượng các bon trong sinh khối khô của từng bộ phận thân, cành, lá và rễ theo
công thức:
57
67,32
DMCS = (50)
Trong đó: CS là trữ lượng các bon trong sinh khối của từng bộ phận (thân, cành, lá và rễ);
DM là sinh khối khô của từng bộ phận thân, cành, lá và rễ;
3,67 là hệ số chuyển đổi từ các bon nguyên tố sang cacbonic (CO2).
Tổng trữ lượng các bon của cây sẽ là tổng trữ lượng các bon của các bộ phận thân,
cành, lá và rễ.
3) Thiết lập mô hình tính toán các bon cho toàn lâm phần; Ðể xác định được trữ lượng cacbon
cho toàn lâm phần, tiến hành lập tương quan giữa đường kính ngang ngực (DBH) với trữ
lượng cacbon của cây bằng phần mềm Excel (Too-Data Analaysis - Regression). Phương trình
tương quan được lập dưới dạng hàm mũ, parabol, đường thẳng và từ đó xác định mô hình tối
ưu dựa trên phân tích các chỉ số thống kê. Phương trình tương quan sẽ được sử dụng để ước
tính trữ lượng cacbon của cây đơn lẻ và từ đó tính cho toàn lâm phần [17].
3.2. XÁC ĐNNH PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC NÔNG, LÂM NGHIỆP Ở VIỆT NAM
3.2.1. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KNK TRONG SẢN XUẤT LÚA NƯỚC
3.2.1.1. Đánh giá phương pháp kiểm kê KNK trong trồng lúa
• Phương pháp kiểm kê trực tiếp nhờ lấy mẫu khí, đo đạc nồng độ phát thải KN K
trên các ruộng lúa mang lại độ chính xác cao và dễ làm. Đây là phương pháp thích
hợp đối với điều kiện ở Việt N am.
• Phương pháp phân tích bể cacbon chết (hữu cơ và vô cơ trong đất) dễ làm nhưng
khó kiểm soát được chất hữu cơ đưa vào hàng năm. Phương pháp này thích hợp
đối với nhiệm vụ kiểm soát KN K của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn.
3.2.1.2. Đề xuất kiểm kê KNK trong ruộng lúa nước
Bước 1. Thiết kế thí nghiệm:
N hững yêu cầu khi thiết kế thí nghiệm:
Thí nghiệm đồng ruộng phải được bố trí trên những chân đất đại diện cho cả vùng
nghiên cứu, điều kiện thí nghiệm phải tương ứng với điều kiện thiên nhiên (đất đai, khí hậu)
của vùng đó. Do sản xuất nông nghiệp luôn luôn thay đổi theo một nhịp điệu nhất định, vì vậy
thí nghiệm đồng ruộng phải chọn điều kiện sản xuất tiên tiến, đi trước một bước, đảm bảo kết
quả nghiên cứu có thể phục vụ trong một khoảng thời gian dài. Do khó có thể tạo được trên
58
đồng ruộng sự đồng đều tuyệt đối về điều kiện thí nghiệm vì các nhân tố môi trường luôn luôn
có mối liên hệ và tương tác chặt chẽ. Tuy nhiên, thí nghiệm đồng ruộng phải đảm bảo được
nguyên tắc “sai khác duy nhất”. Vì yêu cầu kết quả nghiên cứu phải có độ chính xác cao nên
khi thiết kế các công thức thí nghiệm phải duy trì được sự khác nhau giữa các ô trong cùng
một công thức là nhỏ nhất. Với mỗi loại thí nghiệm, yêu cầu độ chính xác có khác nhau:
- Thí nghiệm chính phải có độ chính xác cao hơn thí nghiệm sơ bộ.
- Thí nghiệm đồng ruộng yêu cầu độ chính xác đảm bảo độ biến động ngẫu nhiên dưới 10%.
Sơ đồ thí nghiệm là bản thiết kế các công thức tham gia vào thí nghiệm cần được bố trí sao
cho giữa các công thức có thể so sánh được với nhau. Các công thức thí nghiệm phải có đối
chứng là công thức chuNn, đã kiểm soát được các yếu tố tác động dùng để so sánh với các
công thức khác.
Vì độ đồng đều của điều kiện thí nghiệm khó đạt được mức độ tuyệt đối nên các công thức thí
nghiệm cần phải có nhắc lại, số lần nhắc lại trong thí nghiệm đồng ruộng phụ thuộc vào độ
biến động của điều kiện thí nghiệm và yêu cầu về độ chính xác của kết quả nghiên cứu. Thông
thường số lần nhắc lại được xác định theo công thức: n = (CV/m)2.
Trong đó: CV là hệ số biến động năng suất của khu đất thí nghiệm (%);
m là sai số cho phép của từng loại thí nghiệm (%).
Trong thí nghiệm xác định sự phát thải khí nhà kính (CH4, CO2, N 2O…) trên đồng
ruộng cần phải bố trí tối thiểu 3 lần nhắc lại mới đạt được độ chính xác cho phép.
Diện tích các ô thí nghiệm từ 200 – 360 m2, giống lúa thí nghiệm được chọn phải là giống
trồng phổ biến trong vùng (chiếm tỷ lệ diện tích nhiều nhất). Kỹ thuật chăm sóc, bón phân,
phòng trừ sâu bệnh áp dụng theo quy trình hướng dẫn của Bộ N ông nghiệp & PTN T đối với
giống lúa đã chọn. Chọn từ 3 - 5 điểm đặt thiết bị lấy mẫu CH4 nằm trên đường chéo góc của
thửa ruộng, mỗi điểm coi như là một lần nhắc lại.
Bước 2. Thu thập số liệu:
Sự phân huỷ yếm khí đối với chất hữu cơ ruộng trồng lúa nước sản sinh ra khí
Methane bay vào khí quyển được vận chuyển qua cây lúa. Lượng Methane phát thải nhiều hay
ít tùy thuộc vào giống lúa, diện tích, độ dài thời gian sinh trưởng, loại đất, nhiệt độ, kỹ thuật
điều tiết nước và sử dụng phân bón. Kết quả đo đạc ở nhiều nơi cho thấy, sự biến động theo
thời gian của dòng CH4 phụ thuộc rất lớn vào các nhân tố gồm khí hậu, đất ruộng và kỹ thuật
canh tác.
Do phát thải khí Methane ruộng lúa chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố, nhóm chuyên
gia đề xuất chỉ chọn các nhân tố có đủ thông tin cần thiết về phát thải là diện tích theo thời
gian gieo trồng và các yếu tố kỹ thuật canh tác. Các thông tin để ước tính phát thải cho từng
59
vùng sẽ nâng cao được độ chính xác của kết quả. Tuy nhiên, hiện tại chưa chắc chắn yếu tố
nào có ảnh hưởng lớn nhất đén phát thải. Các yếu tố kỹ thuật cần được xác định bằng phương
pháp thực nghiệm đồng ruộng là:
- Mực nước và thời gian kéo dài trong mùa sinh trưởng;
- N hiệt độ đất;
- Sử dụng phân bón;
- Loại đất;
- Cây trồng;
- Kỹ thuật canh tác (gieo thẳng hoặc cấy).
Trong điều kiện nhiệt độ cao, ruộng lúa ngập nước thường xuyên, bón phân hữu cơ
gây ra phát thải lớn hơn so với ruộng lúa sinh trưởng phát triển ở nhiệt độ thấp hơn, sự tưới
tiêu được quản lý tốt, ruộng không ngập nước liên tục và sử dụng phân hoá học.
+ Số liệu diện tích trồng lúa với các chế độ điều tiết nước khác nhau có thể thu thập được từ
phần lớn các tỉnh sản xuất lúa gạo. Do vậy, phương pháp cơ bản để ước tính phát thải của mỗi
vùng cần nghiên cứu ba chế độ ngập nước, đó là: 1) lúa ngập nước liên tục trong thời gian
sinh trưởng; 2) lúa ngập nước không liên tục theo từng giai đoạn sinh trưởng và 3) Ruộng lúa
can. Dạng ruộng lúa cạn không có phát thải đáng kể và có thể bỏ qua không tính.
+ Ước tính diện tích lúa: Diện tích trồng cấy được xác định là diện tích tự nhiên để trồng trọt
có nhiều lần thu hoạch. Do vậy, nếu diện tích đó trồng 2-3 vụ, chúng sẽ được tính 2-3 lần thu
hoạch.
Bước 3. Đo đạc và tính toán lượng methane (CH4) phát thải từ ruộng trồng lúa
Việc lấy mẫu được thực hiện mỗi tuần 3 lần. Thời gian lấy mẫu bắt đầu từ 9h sáng, cứ
15 phút lấy 1 mẫu, lượng khí CH4 phát thải được tính trung bình theo giá trị của các mẫu. Các
mẫu khí tại các điểm đo được vận chuyển kịp thời đến phòng thí nghiệm phân tích ngay trong
ngày, không để sang ngày hôm sau.
Phương pháp tính toán lượng Methane (CH4) phát thải từ ruộng trồng lúa của IPCC
năm 1996, như sau:
CH4 (Gg) = Phát thải tổng số (Kg/ha/ngày) x Số ha – ngàylúa ngập nước (Mega ha – ngày) (51)
Tính chỉ số phát thải methane:
E = dm / dt x 1/A (52)
Trong đó: E : Chỉ số phát thải Methane, mg/m2/giờ;
dm : Tổng số phát thải Methane, mg;
dt : Khoảng thời gian, (giờ);
60
A: Diện tích bề mặt của Chamber, (m2).
Trong đó: dm = dc x Vch x D , (53)
dc : Hiệu số lượng tích luỹ CH4 giữa thời gian t0 và Tx .
Vch : Thể tích của Chamber.
D: Mật độ của vi khí.
N hư vậy, ta có:
E = dc /dt x (D x Vch )/A (54)
Đối với chamber hình chữ nhật, thể tích tính bằng diện tích đáy (A) nhân với độ cao
(h), nên ta có công thức như sau:
E = dc/dt x D x h (55)
Trong đó dc/dt là tỷ số lượng tích luỹ trong thời gian t.
Mật độ của khí CH4 ở điều kiện nhiệt độ tiêu chuNn:
Do = Mw/Mv , (56)
Trong đó: Do : Mật độ khí tại nhiệt độ chuNn;
Mw : Trọng lượng phân tử.
Mật độ phân tử D phụ thuộc nhiệt độ, được tính theo công thức:
Do x Tst Mw x Tst
D = ................... = …………… , (57)
(Tst + T ) Mv (Tst + T)
Cuối cùng, E sẽ là :
Mw
E = (dc/dt ) x h x ......... x Tst /(Tst + T) (58)
Mv
Trong đó: dc/dt : Đơn vị là mg/giờ;
h: Độ cao của Chamber, đơn vị là mét;
Mw : 16.12.3 x 103 mg;
Mv : 22.41 x 10-3 m3;
T: N hiệt độ, đơn vị là oC ; Tst: N hiệt độ chuNn (K) = 273.2 K.
Tính toán lượng phát thải Methane (CH4) ruộng lúa cả vụ theo công thức sau:
Fc = Ef x A x 10-12 (59)
Trong đó: Fc : Lượng phát thải Methane trên ruộng trồng lúa (Tg/năm);
Ef : N hân tố phát thải vụ (g/m2);
A: Diện tích trồng lúa hàng năm (m2/năm).
61
3.2.1.3. Đề xuất kiểm kê KNK phát thải từ sử dụng đất:
Bước 1. Xây dựng kịch bản cơ sở:
SOC được ước lượng trước khi khởi đầu dự án trên các ô tiêu chuNn.
Bước 2. Xây dựng các kịch bản dự án:
Ước lượng SOC định kỳ theo các hệ thống sử dụng đất liên quan đến hoạt động của dự án.
Cacbon hữu cơ trong đất thường được ước lượng trong hầu hết các dự án về sử dụng đất và
được coi là chỉ thị ảnh hưởng hoạt động của dự án đến độ màu mỡ, sức chứa Nm đồng ruộng
hay xói mòn đất. Phương pháp ước lượng SOC đã được công nhận và sử dụng rộng rãi trong
kiểm kê khí nhà kính quốc gia (IPCC 2003, 2006 Mac Dicken. 1997, Hairial et al. 2001)
Bước 3. Phương pháp phân tích cacbon hữu cơ trong đất
N hiều phương pháp có giá trị đang được sử dụng để ước lượng SOC như:
- Phương pháp oxy hóa mẫu ướt hay phương pháp chuNn độ định lượng
- Phương pháp dùng thiết bị so màu
- Ước lượng trực tiếp chất hữu cơ bằng độ giảm khối lượng khi đốt cháy
- Phương pháp phân tích CHN
- Phương pháp quang phổ phản xạ khuếch tán
- Phương pháp mô hình hóa
Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trên đồng ruộng là phương pháp oxy hóa mẫu ướt
hay chuNn độ định lượng và cũng là phương pháp có hiệu quả kinh tế nhất. Phương pháp phân
tích CHN mặc dù rất chính xác nhưng ít sử dụng do thiết bị đắt tiền. Phương pháp quang phổ
phản xạ khuếch tán cũng tốn kém và chưa được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Phương pháp
mô hính hóa bị hạn chế bởi giá trị của mô hình do số liệu chỉ đại diện cho điều kiện ở địa
phương. Phương pháp viễn thám chỉ có thể sử dụng cho các dự án lớn, vẫn cần mô hình hóa
và hiệu chỉnh bằng số liệu thu được từ các phương pháp khác.
Sau đây chúng tôi giới thiệu phương pháp kiểm kê SOC phổ biến nhất, đó là Phương pháp
oxy hóa mẫu ướt hay phương pháp chuNn độ định lượng:
+ Oxy hóa mẫu ướt bao gồm các bước chuNn độ nhanh để ước lượng cacbon hữu cơ chứa
trong đất (Kalara và Maynard 1991). Chất hữu cơ cơ bản bị oxy hóa bằng hỗn hợp K2Cr2O7 và
H2SO4. Không dùng K2Cr2O7 khi chuNn độ ngược với sắt amoni sunfat (FAS). Cacbon hữu
cơ trong đất bị oxy hóa thành CO2 .
+ Dụng cụ: Buret, pipet, bình tam giác 500 ml, ống đong hình trụ, bảng đối chiếu kết quả phân
tích.
+ Thuốc thử:
62
- Dung dịch K2Cr2O7 1N : hòa tan với 49,04g K2Cr2O7 trong 1 ít nước chưng cất rồi thêm dần
nước tới mức 1lít.
- Sắt amoni sunfat (FAS) 0,5N hay muối Morh’s hòa tan 392g FAS trong nước chưng cất.
Thêm 15ml H2SO4 đậm đặc và thêm dần nước tới mức 2lít.
- Chất chỉ thị màu diphenylamin: hòa tan 0,5g diphenylamin trong một hỗn hợp 100ml H2SO4
đậm đặc và 20ml nước chưng cất.
- H2SO4 đậm đặc chứa 1,25% Ag2SO4 (bạc sunfat) nếu đất không chứa clorua tránh sử dụng
Ag2SO4.
- N atri florua (N aF) hoặc axit photphoric 85% (H3PO4).
+ Quy trình :
1. Cân 0,5g bột đất đã sấy khô và sàng qua lưới kích thước 2mm, bỏ vào bình tam giác 500ml.
2. Thêm 10ml dung dịch K2Cr2O7 1N và lắc cho tan.
3. Thêm 20ml H2SO4 đậm đặc vào miệng bình
4. Giữ yên hỗn hợp 30 phút
5. Thêm 3g N aF hoặc 10ml H3PO4 và 100 ml nước chưng cất, lắc mạnh.
6. Thêm 10 giọt chỉ thị diphenylamin làm chuyển màu dung dịch thành tím.
7. ChuNn độ với dung dịch FAS 0,5N cho đến khi đổi màu từ tím sang xanh dương và ghi lại
lượng dung dịch đã sử dụng.
8. Tiến hành chuNn độ mẫu đối chứng với cách thức tương tự mà không có đất.
+ Tính toán:
- Khối lượng mẫu: S g
- Lượng FAS sử dụng trong đối chứng: X g
- Lượng FAS sử dụng để oxy hóa SOC: Y g
- FAS tiêu chuNn: N g
- Dung dịch K2Cr2O7 sử dụng để oxy hóa cacbon = (X – Y)/2
-1ml K2Cr2O7 = 0,003g SOC
=> Phần trăm cacbon hữu cơ đất: [(X - Y ) / 2 . 0,003 . 100]/S (60)
Kết luận: Đây là phương pháp thông dụng nhất trong hầu hết các phòng thí nghiệm với trang
bị tối thiểu vì không yêu cầu thiết bị hiện đại, ít tốn kém nhất và kết quả tương đối chính xác.
Bước 4. Giám sát dài hạn cacbon hữu cơ trong đất:
SOC được đo và ước lượng định kỳ cho từng hệ thống sử dụng đất mà trong đó các hoạt động
dự án được thực hiện. Sự tích tụ hay giảm cacbon hữu cơ đất diễn ra trong một thời gian dài
hàng chục năm. Do đó, điều tra định kỳ các bể cacbon hữu cơ đất rất cần thiết. Tần suất điều
63
tra thường là 3-5 năm. Thừa nhận kỹ thuật “ô cố định” sử dụng trong điều tra định kỳ sinh
khối trên mặt đất và thực hiện quy trình điều tra cacbon hữu cơ trong đất (xem phần 3.1.3.2).
3.2.2. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KNK TRONG CHĂN NUÔI
3.2.2.1. Đánh giá phương pháp kiểm kê KNK trong chăn nuôi
• Phương pháp Tier 1 và Tier 2 của IPCC (1996) thích hợp với điều kiện Việt N am vì
chăn nuôi có chủng loại vật nuôi không nhiều, số lượng vật nuôi phân tán.
• Theo chỉ dẫn lựa chọn phương pháp kiểm kê GHG của IPCC, ở Việt N am nên sử dụng
phương pháp Tier 2 để kiểm kê khí nhà kính đối với trâu, bò và lợn và Tier 1 đối với
các gia súc khác.
3.2.2.2. Đề xuất phương pháp kiểm kê khí nhà kính trong chăn nuôi
Để tính phát thải khí nhà kính từ chăn nuôi cần áp dụng các công thức tính phát thải
methane do nhu động ruột của gia súc, phát thải methane do quản lý chất thải và phát thải trực
tiếp, gián tiếp N 2O trong lưu trữ và xử lý phân gia súc đã trình bày ở phần 1.4.
Bước 1. Thu thập thông tin kiểm kê KNK:
Mỗi loại gia súc các thông tin cần thu thập như sau:
• Số lượng gia súc trung bình hàng năm của địa phương
• Lượng thức ăn ăn vào trung bình hàng ngày (Mj/ngày hay kg/ngày trọng lượng khô
của thức ăn)
• Hệ số chuyển đổi methane (tỷ lệ năng lượng từ thức ăn chuyển đổi thành methane).
Thông thường thì lượng thức ăn trung bình hàng ngày không có sẵn, đặc biệt là đối với gia
súc ăn cỏ, vì vậy cần phải thu thập các số liệu sau đây để tính toán lượng thức ăn ăn vào của
mỗi loại gia súc:
- Cân nặng (kg)
- Trọng lượng tăng trung bình hàng ngày (kg.ngày-1)
- Tình trạng nuôi dưỡng: nuôi nhốt, thả rông hay chăn dắt
- Sản lượng sữa hàng ngày, (kg/ngày) và lượng mỡ trong sữa, %2
- Tỷ lệ phần trăm của gia súc cái sinh sản trong một năm, %.
- Số lượng gia súc (con)
- Tỷ lệ thức ăn tiêu hóa được (DE%)
1 Thường thì được giả định là không tăng đối với gia súc trưởng thành 2 Số liệu về sản lượng sữa cần để tính lượng phát thải từ gia súc cho sữa. Số liệu về sản lượng sữa có thể tính toán cho bò nuôi thường, sản xuất sữa để nuôi con, nếu số liệu có sẵn.
64
Bước 2. Lựa chọn phương pháp:
Lựa chọn phương pháp tính phát thải KN K cần dựa vào “cây lựa chọn” (hình 11) [33].
Hình 11. Cây lựa chọn phương pháp tính phát thải KNK từ chăn nuôi
Bước 3. Tính toán lượng thức ăn ăn vào:
Phương pháp Tier 2, số liệu về lượng thức ăn ăn vào cho mỗi loại gia súc thường được
tính theo tổng năng lượng ăn vào (MJ/ngày) hoặc số thức ăn khô trong một ngày (kg/ngày).
Đối với trâu, bò, dê, ngựa… thì những số liệu cơ bản cần có gồm:
Cân nặng (kg): thường lấy cân nặng trung bình từ mẫu chọn. Để kiểm tra tính chính xác và
đại diện của mẫu có thể so sánh với số liệu về cân nặng của gia súc đã mổ. Đối với trâu,
bò trưởng thành cần có số liệu về cân nặng trung bình hàng năm và cân nặng vào năm mà
Bắt đầu
Có phương pháp Tier 3 cho đất
nước bạn không Có
Tính phát thải CH4, N 2O theo phương pháp Tier 3
Không
Tính phát thải CH4, N 2O theo Tier 2 với số liệu từ Quốc gia
Có số liệu về đặc điểm vật nuôi, tỷ lệ nitơ thải ra, nitơ bị mất, EFs (hệ số phát thải N 2O trực tiếp từ xử lý theo phương pháp S), và hệ thống dữ liệu
Không
Phát thải CH4, N 2O là nguồn chính và loài vật nuôi là nguồn phát thải đáng kể
CóCó vài thông tin hoặc tất cả
Theo phương pháp Tier 2
Không
Tính phát thải theo phương pháp Tier 1 với giá trị mặc
định của IPCC
65
gia súc bị mổ. Đối với các gia súc non thì cần có số liệu về cân nặng lúc sinh ra, lúc thôi
bú.
Cân nặng tăng trung bình hàng ngày (kg/ngày): số liệu về cân nặng tăng trung bình hàng
ngày thường được thu thập tại nơi vỗ béo gia súc và nơi đang nuôi lớn. Vật nuôi trưởng
thành thường được giả định là cân nặng không tăng hoặc giảm.
Cân nặng lúc trưởng thành (kg): để xác định cân nặng của gia súc lúc trưởng thành cần xác
định đặc điểm tăng trưởng, phát triển, bao gồm cả năng lượng và lượng thức ăn đến lúc
trưởng thành. Số liệu về cân nặng của gia súc trưởng thành thường có sẵn ở những cơ
quan chuyên môn.
Số giờ làm việc trung bình ngày đối với gia súc cày kéo.
Tình trạng chăn nuôi, nuôi dưỡng.
N hiệt độ trung bình mùa đông (0C): mô hình về lượng thức ăn của gia súc coi những tham
số môi trường như nhiệt độ, tốc độ gió là một chuỗi các yếu tố liên quan.
Bảng 22. Gợi ý lựa chọn phương pháp tính toán phát thải trong chăn nuôi ở Việt Nam
Vật nuôi Phương pháp đánh giá phát thải được gợi ý
Bò sữa Tier 2
Các loại bò khác Tier 2
Trâu Tier 1/ Tier 2
Dê Tier 1
N gựa Tier 1
Lợn Tier 1
Trong những tháng mùa đông thì năng lượng thực tế cần để duy trì sự sống cho vật nuôi có
thể tăng 30% ở Bắc Mỹ. N ăng lượng tăng nên cũng cần tăng lượng thức ăn để sưởi ấm đồng
nghĩa với việc thải ra nhiều khí methane hơn.
Hệ số để tính năng lượng thực cần nuôi dưỡng gia súc (duy trì sự sống) N Em:
Cfi (in _ cold) = Cfi + 0.0048• (20 − t°C) (61)
Trong đó:
Cfi = hệ số để tính N Em phụ thuộc vào loại gia súc, (MJ ngày-1 kg-1)
t0C = N hiệt độ trung bình ngày vào mùa đông
Lượng sữa sản sinh hàng ngày (kg/ngày): số liệu này cần thu thập đối với bò sữa và trâu
sữa. Sản lượng sữa trung bình hàng ngày được tính toán bằng cách chia tổng sản lượng
sữa cả năm cho 365 ngày hoặc có thể tính theo mùa.
66
Lượng mỡ trong sữa (%): lượng mỡ trong sữa cần xác định đối với các gia súc cho sữa
dùng cho người vào mục đích thương mại.
Tỷ lệ phần trăm của con cái sinh đẻ trong năm: số liệu này chỉ thu thập đối với bò, trâu
trưởng thành.
Số lượng con non sinh ra hàng năm: cần xác định vì có loài đẻ nhiều con trong một năm.
Khả năng tiêu hóa thức ăn (DE%): tỷ lệ thức ăn không bài tiết ra dưới dạng chất cặn bã là
phần được tiêu hóa. Khả năng tiêu hóa thức ăn thường được tính bằng phần trăm (%) của
GE hoặc TDN (tổng lượng dinh dưỡng tiêu thụ). Tỷ lệ phần trăm thức ăn không tiêu thụ
được sẽ được thải ra dưới dạng phân. Đối với vật ăn cỏ hiệu suất tiêu thụ khoảng 45-55%
phụ phNm của trồng trọt và năng suất cỏ trên đất chăn thả; 55-75% đối với đồng cỏ tốt và
thức ăn dạng hạt; 75-85% thức ăn dạng hạt ở nơi vỗ béo. Sự đa dạng trong hiệu suất tiêu
thụ sẽ dẫn tới sự đa dạng lượng thức ăn cần thiết cho vật nuôi và dẫn tới sự đa dạng trong
phát thải methane và lượng chất thải bài tiết ra. Cần lưu ý rằng lượng thức ăn ăn vào luôn
liên quan đến khả năng tiêu hóa và tăng trưởng của vật nuôi. Ví dụ, khả năng tiêu hóa thấp
thì lượng thức ăn ăn vào cũng thấp và sự tăng trưởng cũng thấp. Sai số khoảng 10% khi
tính khả năng tiêu hóa có thể dẫn tới sai số 12-20% khi tính toán lượng methane phát thải
và thậm chí là lớn hơn (20-45%) đối với phân thải ra.
Bảng 23. tổng hợp công thức tính tổng năng lượng ăn vào cho trâu, bò và gia súc khác
N ăng lượng cần cho các chức năng Tính cho trâu, bò Tính cho gia súc khác
N ăng lượng cần cho tồn tại (N Em) Công thức 17 Công thức 17
N ăng lượng cần cho hoạt động Công thức 18 Công thức 19
N ăng lượng cần cho tăng trưởng Công thức 20 Công thức 21
N ăng lượng cần cho tiết sữa Công thức 22 Công thức 23 và 24
N ăng lượng cần cho cày kéo Công thức 25 N A
N ăng lượng cần cho mang thai3 Công thức 26 Công thức 26
Tỷ lệ năng lượng thực tế có trong thức ăn
cho sự tồn tại và cần cho tiêu hóa
Công thức 27 Công thức 27
Tỷ lệ năng lượng thực tế có trong thức ăn
cho sự phát triển và cần cho tiêu hóa
Công thức 28 Công thức 28
Tổng năng lượng Công thức 29 Công thức 29
Nguồn: công thức tính cho trâu, bò dựa vào NRC (1996) và tính cho gia súc khác dựa và
AFRC (1993). NA: nghĩa là không thể áp dụng được
3 Chỉ áp dụng cho con cái mang thai
67
Tính tổng năng lượng: số liệu về tình trạng vật nuôi và chế độ ăn của vật nuôi được dùng để
tính năng lượng cần thiết cho vật nuôi sinh trưởng, phát triển và các hoạt động như tăng
trưởng, sản xuất sữa và mang thai. Trong trường hợp Quốc gia chưa có phương pháp tính
riêng thì lượng thức ăn ăn vào được tính theo các công thức trong bảng 23.
Bước 4. Xác định lượng methane phát thải từ nhu động ruột:
Có 3 thao tác:
Hành động 1: chia gia súc thành các nhóm nhỏ và mô tả mỗi nhóm đó. Khi tính số lượng
trung bình các loài gia súc hàng năm phải cân nhắc ảnh hưởng của chu kỳ sản xuất theo mùa.
Hành động 2: ước tính hệ số phát thải cho mỗi nhóm theo trọng lượng con vật trong một năm.
Hành động 3: tính tổng phát thải cho cả đàn bằng cách nhân số lượng với hệ số phát thải của
một vật nuôi.
Bước 5. Xác định lượng CH4 phát thải từ chất thải của vật nuôi:
Sau đây là 4 thao tác cơ bản để tính toán lượng CH4 phát thải từ chất thải của vật nuôi:
Hành động 1: xác định số lượng vật nuôi từ các nguồn tài liệu tin cNn.
Hành động 2: Sử dụng các giá trị mặc định hoặc tính các hệ số phát thải đặc biệt đối với mỗi
quốc gia (kg methane/đầu gia súc/năm).
Hành động 3: N hân hệ số phát thải với số lượng của loại gia súc đó.
Hành động 4: Tính tổng các gia súc được nuôi nhốt và tổng lượng phát thải của cả nước.
Bước 6. Xác định lượng N2O phát thải trực tiếp và gián tiếp từ chất thải vật nuôi:
Sau đây là 5 thao tác cơ bản để tính lượng N 2O phát thải từ chất thải vật nuôi:
Hành động 1: số lượng vật nuôi được xác định từ các nguồn tin cNn
Hành động 2: Sử dụng các giá trị mặc định hoặc tính toán tỷ lệ nitơ thải ra trung bình năm cho
mỗi đầu gia súc, (N ex(T)) của loài vật nuôi T.
Hành động 3: Sử dụng giá trị mặc định hoặc xác định tổng lượng nitơ thải ra hàng năm của
loài vật nuôi T, xử lý chất thải theo phương pháp S, (MS(T,S)). Hành động 4: Sử dụng các giá trị mặc định hoặc tính hệ số phát thải N 2O ứng với phương
pháp xử lý chất thải S, (EF3(S); (EF4); (EF5)..
Hành động 5: trong mỗi phương pháp xử lý chất thải S, nhân hệ số phát thải EF3(S); (EF4);
(EF5) với tổng số nitơ để tính lượng N 2O phát thải. Sau đó cộng tích lũy phát thải từ các
phương pháp xử lý.
3.2.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LÂM NGHIỆP
3.2.3.1. Đánh giá phương pháp kiểm kê KNK trong lâm nghiệp
68
• Phương pháp kiểm kê các bể cacbon để kiểm kê khí nhà kính là phương pháp có thể áp
dụng ở Việt N am vì đây là phương pháp dễ làm, độ chính xác cao và phù hợp với yêu
cầu kiểm kê các đơn vị giảm phát thải KN K trong dự án CDM.
• Bên cạnh việc kiểm kê các bể các bon để biết tiềm năng hấp thu CO2 của rừng, để
kiểm kê KN K cần định kỳ kiểm kê SOC trong đất rừng (xem phần kiểm kê SOC trong
đất lúa) để tính toán sự phát thải CO2 từ đất rừng. Từ đó tính ra KN K tổng số phát
thải: KN K phát thải = KN K phát thải – KN K hấp thu
3.2.3.2. Đề xuất kiểm kê khí nhà kính đối với rừng tự nhiên
Sử dụng phương pháp đánh giá trữ lượng các bể các bon (bể C trên mặt đất, dưới mặt
đất và bể C (không sống) trong đất) để kiểm kê khí nhà kính trong lâm nghiệp.
Ðối tượng áp dụng: Sử dụng để tính giá trị lưu trữ và hấp thụ các bon của rừng gỗ tự nhiên.
Ðiều kiện áp dụng cần có đầy đủ các thông tin liên quan đến trữ lượng rừng, tăng trưởng bình
quân năm (với rừng tự nhiên) và các số liệu về mật độ, đường kính ngang ngực [17].
Bước 1 - Xác định trữ lượng rừng (M):
* Sử dụng phương pháp ô tiểu chuNn điển hình diện tích 2500m2; đo đếm toàn bộ các cây
trong ô tiêu chuNn có đường kính ngang ngực từ 6 cm trở lên;
* Tính trữ lượng gỗ rừng theo công thức 38-39 (m3/ha).
Bước 2 - Tính sinh khối rừng (Bd): sử dụng phương pháp của FAO để tính sinh khối của
rừng theo các công thức 40-44 (tấn khô/ha).
Bước 3 - Xác định trữ lượng cácbon của rừng (CS): được xác định theo các công thức 45-
47 (tấn CO2e/ha).
3.2.3.3. Đề xuất kiểm kê khí nhà kính đối với rừng trồng
(các loài keo, bạch đàn urophylla, thông nhựa và thông mã vĩ)
Bước 1. Xác định trữ lượng rừng:
• Sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuNn điển hình diện tích từ 200 - 500m2 tuỳ
thuộc vào sự đồng nhất của rừng;
• Ðo đếm toàn bộ chiều cao, đường kính của tất cả các cây trong ô tiêu chuNn;
• Xác định mật độ của rừng;
Bước 2. Tính sinh khối khô rừng (Bd): sử dụng phương pháp sấy khô để tính sinh khối của
rừng theo các công thức 48-49 (tấn khô/ha).
Bước 3. Tính trữ lượng các bon của rừng (CS):
Tính trữ lượng các bon (CS) trong sinh khối rừng (tính bằng kg) cho rừng cây trong ô
tiêu chuNn dựa vào đường kính ngang ngực (D) theo các mô hình toán sau [17]:
- Keo lai: CS = 0,095*D2,31 (r = 0,941) (62)
69
- Keo lai tượng: CS = 0,338*D1,765 (r = 0,916) (63)
- Bạch đàn urophylla: CS = 0,059*D2,48 (r = 0,963) (64)
- Thông nhựa: CS = 0,017*D2,285 (r = 0,971) (65)
- Thông mã vĩ: CS = 0,046*D2,427 (r = 0,988) (66)
3.2.4. KIỂM KÊ KNK TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP BẰNG CÔNG CỤ ALU
Phương pháp tính toán này được thiết kế để hỗ trợ các chương trình kiểm kê khí nhà
kính trong nông nghiệp và sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất trong nông, lâm nghiệp và đã
được phát triển thành phầm mềm hỗ trợ người dùng một cách thuận tiện nhất [39].
3.2.4.1. Giới thiệu công cụ ALU kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp
ALU (Agricultural Land Used Management) được phát triển bởi Stephen Ogle và cộng sự tại
Đại học bang Colorado theo một thỏa thuận tài trợ của Hoa Kỳ, Cơ quan Bảo vệ Môi trường
Hoa Kỳ và Sở N ông Lâm nghiệp.
Chương trình được phát triển từ các phương pháp cung cấp bởi Ban liên chính phủ về biến đổi
khí hậu trong “Hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính” (IPCC-1996), và tiếp tục được bổ sung năm
2000 “Hướng dẫn thực hành kiểm kê khí nhà kính” (IPCC-2003). Trong một số trường hợp,
phương pháp này dựa trên hướng dẫn năm 2006 của IPCC về kiểm kê khí nhà kính.
• Các dữ liệu chính được xác định bao gồm:
Sử dụng đất và quản lý đất
Dữ liệu chăn thả
Phân bón N
Bón vôi
Bùn thải N
• Dữ liệu thứ cấp được xác định bao gồm
Quản lý ruộng lúa
Các tàn dư trên đồng ruộng
Đồng cỏ / đốt đồng
Sinh khối Cacbon bị mất
Chăn nuôi và bài tiết của động vật
• Các dữ liệu, tham số được tham khảo từ các tài liệu của IPCC bao gồm:
IPCC 1996 GL:
70
IPCC / UN EP / OECD / IEA (1996) hướng dẫn sửa đổi của IPCC cho kiểm kê khí nhà
kính quốc gia (Volume 3). Houghton JT, Meira LG, LG Filho, Lim B, Treanton K,
Mamaty I. Bonduki Y, Griggs DJ, Callender BA biên soạn.
IPCC GPG 2000:
IPCC / WMO / UN EP (2000) hướng dẫn thực hành tốt và quản lý kiểm kê khí nhà
kính quốc gia. http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gp/gpgaum.html.
IPCC GPG 2003:
IPCC / UN EP / WMO (2004) Thực hành tốt Hướng dẫn sử dụng đất, thay đổi sử dụng
đất lâm nghiệp Penman J, Gytarsky M, Hiraishi T, Krug T, Kruger D, Pipatti R, L
Buendia, Miwa K, N gara T, Tanabe K, Wagner F (Eds). IPCC/IGES, Hayama, N hật
Bản.
IPCC 2006 GL:
IPCC / UN EP / WMO (2006) Hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính quốc gia của IPCC. S.
Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. N gara, và K. Tanabe (Eds). IPCC/IGES, Hayama,
N hật Bản
• Sử dụng và quản lý đất
Sử dụng và quản lý đất có ảnh hưởng đối với sự phát thải khí nhà kính CO2, N 2O từ đất, khí
thải CH4 từ ruộng lúa nước. N goài ra còn ảnh hưởng đến sinh khối và phần cacbon thay đổi
trong đất. Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ gây phát thải khí nhà kính hoặc các chất tương
đương bao gồm CH4, CO, N Ox và N 2O. Phát thải khí nhà kính còn do sự đốt cháy cây trồng,
đồng cỏ, rừng… trong quá trình thực hiện các hệ thống nông lâm kết hợp, trồng cây thân gỗ
lâu năm, silvicalture, thay đổi sử dụng đất rừng và đất lâm nghiệp. Các tài liệu sử dụng trong
việc đánh giá phát thải khí nhà kính trong mỗi trường hợp của IPCC bao gồm:
GL IPCC (1996), các phương pháp ước tính lượng phát thải khí nhà kính từ dư lượng
phân bón nông nghiệp, chương 4, mục 4.4.3.
GL IPCC (1996), các phương pháp ước tính lượng phát thải khí nhà kính từ đồng cỏ
savanna, chương 4, mục 4.4.2.
IPCC GPG (2003), các phương pháp ước tính lượng phát thải khí nhà kính từ rừng, và
chuyển đổi hệ thống canh tác. Chương 3, mục 3.2.1.4.
N itơ bổ sung vào đất có thể kích thích các quá trình hoạt động của vi sinh vật (nitrat hóa và
khử nitrat trong đất) tạo ra khí N 2O. N itơ được bổ sung vào đất thông qua một loạt các hoạt
động quản lý bao gồm dư lượng cây trồng để lại; thoát nước của đất, canh tác hữu cơ dẫn đến
sự phân hủy các chất hữu cơ than bùn …. Phát thải xảy ra cả trực tiếp và gián tiếp được
71
chuyển đổi thành N 2O. (Chương 4, mục 4.7 và 4.8, IPCC GPG 2000, thông tin thêm về các
phương pháp ước tính lượng phát thải N 2O gián tiếp từ đất)
Đất ngập nước tạo điều kiện yếm khí phát thải một lượng lớn khí CH4 qua quá trình chuyển
hóa methane. Phát thải được tạo ra trong hệ thống sản xuất lúa nước ngập thường xuyên hoặc
ngập lụt theo mùa và vùng ngập nước sâu. Tuy nhiên, tỷ lệ phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu
tố, các ảnh hưởng quan trọng đó là quản lý tưới, loại đất, loại và số lượng phân hữu cơ được
sử dụng (Chương 4, mục 4,9 trong IPCC GPG 2000).
Sinh khối cacbon tiềm tàng thay đổi tùy thuộc vào việc sử dụng và quản lý đất, và cơ bản là sự
cân bằng sự tăng trưởng sinh khối. Trong ALU, sinh khối cacbon thay đổi được ước tính cho
phần cây thu hoạch. Sự cân bằng sự tăng trưởng sinh khối và mất mát được ước tính từ rừng,
silviculture, rừng cây thân gỗ, nông lâm kết hợp, sự định canh và các hệ thống canh tác nương
rẫy. Sinh khối C cũng tính đến nạn phá rừng, trong đó diện tích đất rừng đã được chuyển đổi
thành đất canh tác, đất định canh, đồng cỏ, đất ngập nước hoặc các vùng đất khác. Sinh khối C
thay đổi được ước tính sử dụng phương pháp mặc định của IPCC (Xem Chương 3 mục 3.2.1
và 3.3.1.1. trong IPCC GPG (2003).
Cacbon đất thay đổi do sử dụng và quản lý đất. Carbon đất có xu hướng gia tăng cao hơn
thông qua các quá trình thủy lợi, thâm canh và ngược lại; cacbon cũng bị ảnh hưởng bởi chế
độ làm đất, chẳng hạn như làm đất sau khi chuyển đổi từ đồng cỏ để trồng trọt, hoặc thay đổi
cường độ làm đất trên diện tích đất trồng hiện có…. Mức độ thất thoát chất hữu cơ trong đất
do sản lượng thu hoạch, sản lượng thức ăn thô xanh trên đồng cỏ và thu hoạch gỗ … N goài ra,
C trao đổi làm gia tăng sự oxy hóa chất hữu cơ trong đất cũng ảnh hưởng tới bể C trong đất,
phụ thuộc vào sự thay đổi sử dụng và quản lý đất. Sơ đồ phân cấp việc sử dụng và quản lý đất:
Các tài liệu cần thiết tính toán phát thải liên quan đến chuyển đổi sử dụng đất bao gồm:
- Các quy định chuyển đổi sử dụng đất như đất lâm nghiệp chuyển đổi thành đất canh
tác, đất canh tác chuyển đổi thành đồng cỏ, vv được quy định trong năm 2003 và 2006
IPCC GPG IPCC GL,
- Các điều kiện khí hậu có thể sử dụng các dữ liệu sẵn có của IPCC hoặc tự định nghĩa
theo quy định của IPCC (Tập 4, Chương 3, Phụ lục 3A.5 GL3 2006 của IPCC).
- Đất: có thể định ngihã các loại đất mới hoặc sử dụng các loại đất sẵn có của
IPCC.(Tập 4, Chương 3, Phụ lục 3A.5 của IPCC 2006 GL.)
Khí hậu/đất Loại sử dụng đất
Kiểu sử dụng đất
Các hệ thống quản lý đặc
biệt/ lớp tuổi
72
Từ năm 2003, việc tính toán cacbon trao đổi cần phải xác định chi tiết điều kiện khí
hậu đặc biệt là ở vùng nhiệt đới Nm, được phân chia thành hai vùng có mùa khô ngắn và mùa
khô dài.
• Rừng và lâm nghiệp
Các dữ liệu lâm nghiệp cần thiết là phân bố độ tuổi của rừng, số diện tích canh tác nương rẫy
và diện tích đất thường xuyên thay đổi sử dụng (với rừng sản xuất). Tuổi rừng là dữ liệu cần
thiết để ước tính tăng trưởng sinh khối và việc mất mát liên quan đến thay đổi sinh khối
cacbon. Các dữ liệu này có thể được thu thập thông qua thống kê lâm nghiệp, khảo sát sử
dụng đất, cơ sở dữ liệu GIS không gian hoặc các cuộc điều tra khác. kiến thức chuyên gia
cũng có thể được sử dụng nếu không có số liệu thống kê, hoặc để bổ sung số liệu thống kê
hiện có.
• Chăn nuôi
ảnh hưởng của chăn nuôi bao gồm 4 phương diện (bốn nguồn phát thải) phát thải CH4 từ sự
lên men ruột, CH4 từ quản lý phân bón, N 2O từ phân gia súc, và N 2O từ đất. Ruột lên men tạo
ra CH4 thải trong môi trường yếm khí của đường tiêu hóa của động vật, đặc biệt ở động vật
nhai lại, và tỷ lệ của các khí thải khác nhau dựa trên quản lý, chẳng hạn như chất lượng của
thức ăn. Phần 4.2, IPCC GPG 2000 thông tin thêm về các phương pháp được sử dụng để ước
tính lượng khí thải CH4 từ sự lên men ruột.
Phân ảnh hưởng đến lượng khí thải CH4 tạo ra trong điều kiện yếm khí thông qua việc phân
hủy chất hữu cơ. Quản lý phân bón cũng ảnh hưởng đến việc chuyển đổi N thành N 2O, tùy
thuộc vào lượng N của phân cũng như biện pháp bảo quản và xử lý. (Chương 4, Phần 4.3,
IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm về các phương pháp được sử dụng để ước lượng CH4
thải từ phân gia súc, Chương 4, Phần 4.4, IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm về các phương
pháp được sử dụng để ước lượng phát thải N 2O từ phân gia súc)
Đất trực tiếp và gián tiếp phát thải N 2O khi đất được cung cấp phân hữu cơ phân hoá học có
N vì: kích thích các quá trình vi sinh vật của quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong đất, tạo ra
khí thải N 2O. ( Chương 4, mục 4,7 trong IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm về các phương
pháp được sử dụng để ước tính lượng phát thải N 2O trực tiếp đất, Chương 4, mục 4,8 trong
IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm về các phương pháp được sử dụng để ước tính lượng phát
thải N 2O gián tiếp đất)
Để ước tính lượng phát thải, cần phải thu thập số liệu thống kê về số lượng vật nuôi, tình hình
nuôi dưỡng và quản lý phân bón. Tương tự như quản lý và sử dụng đất, chăn nuôi có một cấu
trúc phân cấp để nhập dữ liệu. Các mục nhập cấp đầu tiên là khí hậu, tiếp theo là các loại vật
73
nuôi cơ bản. Mặc dù tùy chọn vật nuôi, có thể được chia nhỏ thành các quần thể chung một
đặc điểm, và sau đó số lượng được tách thành các loại vật theo độ tuổi/giới tính.
Chúng ta có thể kiểm kê số liệu đầu gia súc trung bình trong ba năm để phản ánh tốt hơn nếu
không có số liệu cụ thể của từng năm hoặc không có đánh giá kiểm kê hàng năm. Cần lưu ý
đặc biệt đối với bò sữa (Chương 4, mục 4.2.3 trong GL IPCC (1996), và chương 4, mục
4.1.1.1 của IPCC GPG 2000). Vì vậy bò sữa không được tính thay thế. Dữ liệu về số động vật
nuôi thường qua các điều tra nhưng cũng có thể sử dụng số liệu của FAO. Kiến thức chuyên
gia cũng có thể được sử dụng nếu không có số liệu thống kê về quần thể động vật, nhưng hầu
hết các nước cần phải có thống kê về số lượng liên quan đến chăn nuôi.
• Phân bón
Phân có thể được lưu trữ và xử lý theo nhiều cách khác nhau. Chúng ta phải kiểm kê và thu
thập dữ liệu về quản lý phân bón. Thông tin thêm về quản lý phân bón có thể được tìm thấy
trong chương 4, mục 4.3 và 4.4 của IPCC GPG năm 2000.
Việc bổ sung phân N có thể kích thích các quá trình vi sinh vật của quá trình nitrat hóa và khử
nitrat trong đất, tạo ra khí thải N 2O. Phát thải xảy ra cả trực tiếp, gián tiếp do rò rỉ, bay hơi và
được chuyển hoá thành N 2O. (Chương 4, mục 4,7 trong IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm
về các phương pháp được sử dụng để ước tính lượng phát thải N 2O trực tiếp đất, xem Chương
4, mục 4,8 trong IPCC GPG 2000 cho thông tin thêm về các phương pháp được sử dụng để
ước tính lượng phát thải N 2O gián tiếp đất)
• Bón vôi
Thêm vôi cacbonat trên các loại đất là một nguồn phát thải CO2 vào khí quyển. Vôi cacbonat
bao gồm đá vôi và đôlômit, vôi các loại không chứa cacbonat không phải là nguồn gốc của
CO2 từ các loại đất. (Chương 3, mục 3.3 của IPCC GPG năm 2003 để biết thông tin về các
phương pháp được sử dụng để ước tính lượng khí thải CO2 do bón vôi).
• Chất thải chứa Nitơ
Chất thải được đưa vào đất (chất thải sinh hoạt thành phố) là một nguồn phát thải N 2O trong
khí quyển. Tương tự như N khác bổ sung vào đất, đây là một nguồn N hữu cơ bị phân hủy.
Một phần được coi là phát thải N 2O thông qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Phát thải này
xảy ra cả dạng trực tiếp và gián tiếp.
• Các dữ liệu thứ cấp
KHÍ HẬU LOẠI VẬT N UÔI SỐ LƯỢN G CÁC N HÓM VẬT N UÔI á
74
Hướng dẫn do IPCC đưa ra với mục tiêu thu thập dữ liệu để ước tính phần lớn các nguồn phát
thải khí nhà kính trong lĩnh vực N ông nghiệp và LULUCF.
Các dữ liệu sau đây được đánh giá bao gồm
Quản lý ruộng lúa
Tải dư trên đồng ruông
Đồng cỏ và đốt đồng
Chăn nuôi và bài tiết nitơ
Với đất trồng lúa nước, tạo điều kiện yếm khí trong đất làm phát thải khí CH4 qua một quá
trình được gọi là methanogenesis. Quá trình này xảy ra trong hệ thống lúa nước, vùng bị ngập
hoặc vùng đất trũng ngập nước. Tuy nhiên, tỷ lệ phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố và trong
số những ảnh hưởng quan trọng hơn là quản lý nước, loại đất, cũng như các loại và số lượng
phân hữu cơ được áp dụng. (Chương 4, mục 4.9 trong IPCC GPG 2000, Thông tin thêm về
các phương pháp sử dụng để ước tính lượng khí thải CH4 từ cánh đồng lúa ngập nước).
Các phương thức quản lý trong ALU bao gồm:
Liên tục ngập lụt
N gập có 1 lần ngắt quãng khô
N gập và khô liên tiếp
Trông chờ nước trời
N ước sâu - 50-100 cm
N ước sâu - > 100 cm
Các tàn dư hữu cơ bao gồm rơm rạ, phân gia súc, phân xanh, phân hữu cơ và các sản phNm
chất thải hữu cơ khác. Các mức điều chỉnh được chia thành các nhóm và bao gồm 1-2, 2-4, 4-
8, 8-15, và lớn hơn 15 tấn chất khô/ha. Các trạng thái lên men bao gồm cả không lên men
hoặc lên men.
Việc xác định các tàn dư hữu cơ là rất cần thiết để ước tính lượng phát thải N 2O của đất từ các
tàn dư để lại cho đất. đặc biệt liên quan đến đốt các tàn dư này. Tương tự như N khác bổ sung
vào đất, dư lượng cây trồng là một nguồn khoáng N là chất hữu cơ trong chất thải được phân
hủy, và một phần là phát ra N 2O thông qua quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong đất. Phát
thải xảy ra cả trực tiếp và gián tiếp (Chương 4, mục 4,7 trong IPCC GPG 2000, thông tin
thêm về các phương pháp được sử dụng để ước tính lượng phát thải N 2O trực tiếp đất, Chương
11, Mục 11.2.2 trong IPCC 2006 GL, biết thêm thông tin về các phương pháp được sử dụng
để ước tính lượng khí thải gián tiếp N 2O từ dư lượng cây trồng)
Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thông qua đốt sẽ phát thải khí nhà kính CO2 hoặc các khí
nhà kính bao gồm CH4, CO, N Ox và N 2O (Chương 4, mục 4.4.3 trong 96 GL IPCC cho biết
75
thêm thông tin về các phương pháp được sử dụng để ước tính lượng phát thải khí nhà kính
CO2 từ không đốt dư lượng nông nghiệp).
Đồng cỏ và các vùng thảo nguyên: Dữ liệu về đốt đồng cỏ/savanna là cần thiết để ước tính
lượng phát thải khí nhà kính CO2. Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thông qua dẫn đốt để
phát thải khí nhà kính CO2 không hoặc các tiền chất mà cuối cùng chuyển đổi thành các loại
khí nhà kính, bao gồm CH4, CO, N Ox và N 2O. Xem Chương 4, mục 4.4.2 trong 96 GL IPCC
cho biết thêm thông tin về các phương pháp được sử dụng để ước tính lượng phát thải khí nhà
kính CO2 từ không đốt đồng cỏ/savanna [39].
Sinh khối cacbon bị mất đi: Sinh khối C mất là dữ liệu quan trọng để tính toán thay đổi
sinh khối C cho hệ thống cây trồng, bao gồm rừng, silviculture, cây thân gỗ và nông lâm kết
hợp, định cư, và các hệ thống canh tác nương rẫy. Sinh khối C thiệt hại ước tính cho nạn phá
rừng, trong đó diện tích đất rừng đã được chuyển đổi thành đất canh tác, định cư, đồng cỏ, đất
ngập nước hoặc các vùng đất khác. Thân thảo những thay đổi sinh khối C phần được ước tính
cho các hoạt động thay đổi sử dụng đất, người ta cho rằng sinh khối thân thảo không thay đổi
đáng kể mà chỉ ước tính thay đổi trong sinh khối gỗ (Chương 3, Mục 3.3.1.1. và 3.4.1.1 trong
GPG IPCC 2003). Có một ngoại lệ là cây thân thảo thay đổi với sự thay đổi sử dụng đất.
N hững diện tích đất trải qua sự thay đổi sử dụng đất, sinh khối C thiệt hại và các thay đổi sinh
khối cây thân thảo được tính bằng phương pháp mặc định IPCC trong ALU (Xem Chương 3
mục 3.2.1.1). Cacbon cây thân thảo được giả định là 0 trong khu định cư, đất lâm nghiệp, đất
ngập nước và đất khác...
• Chăn nuôi và quản lý phân:
Chăn nuôi và quản lý phân thải tạo ra CH4 ảnh hưởng từ sự lên men ruột và phân bón
cũng như N 2O từ phân bón. Quản lý phân bón cũng ảnh hưởng đến phát thải N 2O đất. Trong
các dữ liệu thứ cấp, dữ liệu N bài tiết được nhập cho các đặc tính của cả cơ bản và nâng cao.
N ếu một đặc tính nâng cao đã được phát triển, sẽ cần phải thu thập nhiều thông tin để tính
toán tổng năng lượng tiêu thụ hàng ngày và đào thải chất thải rắn, dễ bay hơi để mô tả những
đặc điểm dữ liệu thứ cấp.
N ói tóm lại, bằng mô hình ALU với các tham số cơ bản từ các hoạt động sản xuất nông
nghiệp (thông qua các cuộc điều tra) và các hệ số của IPCC đưa ra cho phép kiểm kê tổng
lượng phát thải khí nhà kính khu vực nông nghiệp. Việc tính toán này được xác định cho tiết
cho từng vùng khí hậu, từng loại và nguồn phát thải, các quá trình và loại hình sử dụng đất
cũng như việc chuyển đổi qua lại của các loại hình này.
Tuy vậy, để chính xác hoá cho một khu vực cụ thể (như trồng lúa nước, thời điểm tưới
nước….) cần phải có những thực nghiệm để đánh giá chính xác mức độ phát thải này.
76
3.2.4.2. Một số kết quả dự tính phát thải khí nhà kính bằng công cụ ALU
A. Các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam đến 2030
Trên cơ sở kết quả kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 2000, các nguồn phát thải và bể
hấp thụ khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp… chúng tôi ước tính phát thải khí nhà kính năm
2020 và 2030. N guồn số liệu khai thác từ tài liệu thống kê Quốc gia (2010) và kịch bản phát
triển kinh tế, xã hội, nhu cầu tăng trưởng, cơ cấu GDP ngành nông, lâm nghiệp, tăng trưởng
dân số, diện tích rừng, số lượng gia súc và diện tích canh tác… được trình bày từ Bảng 24 đến
27 [22].
Bảng 24. Dự báo tăng trưởng dân số
Đơn vị: %
Giai đoạn Tăng trưởng
2010 - 2020 1,0
2020 - 2030 0,7
Nguồn: Uỷ ban Dân số và Kế hoạch hóa gia đình
Bảng 25. Diện tích canh tác
Đơn vị: nghìn ha
Loại canh tác 2010* 2020 2030
Lúa 7470,1 7470,1 6723,1
N gô 1086,8 1358,5 1494,4
Khoai lang 146,4 146,4 146,4
Sắn 508,8 508,8 508,8
Nguồn: 2010* Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Bảng 26. Số lượng gia súc
Đơn vị: triệu con
Loại gia súc 2010* 2020 2030
Bò thịt 6,15 9,84 13,284
Bò sữa 0,14 0,35 0,49
Trâu 2,9 2,9 2,9
Lợn 28,8 33,4 38,1
Nguồn: 2010* Cục Chăn nuôi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
77
Bảng 27. Diện tích rừng và đất rừng
Đơn vị: nghìn ha
Loại rừng 2010* 2020 2030
Rừng tự nhiên 10 339,305 10 339,305 10 339,305
Rừng trồng 2 919,538 6 714,937 7 319,281
Tổng diện tích rừng 13 258,843 17 054,242 17 658,586
Nguồn: 2010* Viện Điều tra quy hoạch rừng, Bộ NNPTNT
B. Kết quả dự tính phát thải khí nhà kính bằng công cụ ALU
Kết quả ước tính lượng phát thải khí nhà kính năm 2010, 2020 và 2030:
Lượng khí nhà kính phát thải trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp ước tính 41 441,5 Gt
CO2-e năm 2010. Do xu thế diện tích lúa nước được giữ vững & diện tích rừng trồng tăng đến
2020 nên phát thải KN K trong nông, lâm nghiệp có xu thế giảm, đạt 37 509,3 Gt CO2-e năm
2020. Đến 2030 phát thải KN K có xu thế giảm dần do diện tích đất nông nghiệp giảm và nhờ
có áp dụng các biện pháp giảm thiểu phát thải KN K, ước tính phát thải là 32 089,5 Gt CO2-e
vào 2030. Tuy nhiên, phát thải KN K ở nước ta sẽ có xu thế tăng cao trong những thập niên
tiếp theo là do xu thế phát triển mạnh lĩnh vực công nghiệp, đô thị hóa và năng lượng. Sự gia
tăng phát thải KN K trong các lĩnh vực đó có thể ảnh hưởng đến sự phát thải trong lĩnh vực
nông, lâm nghiệp do sự thay đổi môi trường đất, nước và không khí.
Bảng 28. Lượng phát thải khí nhà kính năm 2010, 2020 và 2030
Lĩnh vực Dự tính bằng ALU (Gt CO2-e) Thông báo lần 2 QG (Tt CO2-e)
2010 2020 2030 2010 2020 2030
Sản xuất lúa 31 634,6 33 216,5 30 015,1 - - -
Đất nông nghiệp 14 500,0 15 625,3 12 378,5 - - -
Đốt rẫy & rơm rạ 2 200,0 2 350,0 1 900,0 - - -
Chăn nuôi 9 503,4 10 625,6 12 989,8 - - -
N hu động ruột 6 590,5 7 349,9 8 985,3 - - -
Chất thải 2 912,9 3 275,7 4 004,5 - - -
N ông nghiệp 57 838,0 61 817,4 57 283,4 65.8 69.5 72.9
LULUCF -16 396,5 - 24 308,1 - 25 193,9 -9.7 -20.1 -27.9
Tổng số: 41 441,5 37 509,3 32 089,5 56,1 49,4 45,0
Nguồn: * Kết quả bước đầu tính toán phát thải KNK theo mô hình ALU (2011)[39].
** Dự thảo Thông báo QG lần 2 về BĐKH (2011) [6].
78
So sánh kết quả dự tính phát thải khí nhà kính bằng công cụ ALU với lượng phát thải
KN K trong nông, lâm nghiệp trong thông báo lần thứ 2 Quốc gia cho thấy có sự sai khác
nhất định. Theo chúng tôi, do có nhiều hạn chế về điều kiện và thời gian trong quá trình
thực hiện, việc dự tính phát thải KN K trong chuyên đề này còn sử dụng nhiều hệ số mặc
định của IPCC để chạy công cụ ALU nên kết quả thu được có độ chính xác chưa cao dẫn
đến sự sai khác nêu trên. Vì thế kết quả dự tính này chỉ có ý nghĩa tham khảo.
3.3. ĐỀ XUẤT GIẢM THIỂU VÀ KIỂM SOÁT PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
TRONG LĨNH VỰC NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.3.1. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
3.3.1.1. Phương án giảm phát thải KNK tiềm năng
Một số phương án giảm phát thải khí nhà kính tiềm năng được trình bày trong bảng
29. Trong đó, các phương án: quản lý tưới tiêu nước ruộng lúa, cải tiến thức ăn chăn nuôi, sử
dụng khí sinh học và cải tại và nuôi dưỡng rừng là những phương án có nhiều triển vọng,
Một mặt, các phương án này có tiềm năng giảm phát thải KN K khá lớn, mặt khác nó phù hợp
với mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững, thúc đNy sản xuất, đem lại lợi ích kinh tế và
môi trường cho người nông dân [3].
Phương pháp đánh giá các phương án giảm nhẹ khí nhà kính trong nông nghiệp thực hiện
Bảng 29. Các phương án giảm phát thải khí nhà kính tiềm năng trong nông, lâm nghiệp
TT Các phương án Tiềm năng giảm phát thải
CO2 & CH4 N 2O
1 Quản lý tưới tiêu nước ruộng trồng lúa cao -
2 Chuyển hai vụ lúa thành ba vụ (lúa - màu - lúa) trung bình thấp
3 Gieo sạ lúa thấp thấp
4 Sử dụng phân vi sinh - thấp
5 Cải thiện thức ăn chăn nuôi cao -
6 Sử dụng khí sinh học trung bình -
7 Mở rộng DT trồng lúa ngắn ngày có năng suất cao trung bình thấp
8 Cải tạo & nuôi dưỡng rừng Cao -
9 Trồng rừng mới Cao -
79
theo "Sách hướng dẫn đánh giá giảm nhẹ khí nhà kính" của Tiến sỹ J, Sathaye – 1995 với các
bước sau:
a/ Sàng lọc, đánh giá và lựa chọn các phương án giảm nhẹ KN K có triển vọng.
b/ Xây dựng trạng huống cơ sở, trạng huống giảm nhẹ.
c/ Tính toán xác định chi phí đầu tư, giá trị hiện tại, giá trị thuần, chi phí giảm nhẹ và lợi ích,
d/ Đề xuất kế hoạch thực hiện phương án giảm nhẹ phát thải KN K trong nông, lâm nghiệp.
3.3.1.2. Các biện pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính có triển vọng
A. Biện pháp tưới, tiêu điều tiết nước
Trong kỹ thuật tưới tiêu nước cho lúa, thời kỳ mạ, giai đoạn cuối đẻ nhánh và sau trỗ
15 - 20 ngày là lúc yêu cầu nước của cây lúa thấp nhất nên có thể rút cạn nước, giữ Nm. Biện
pháp này có thể làm giảm phát thải methane từ 25 - 30%, đồng thời tăng năng suất lúa 3-5%.
N hư vậy, nếu hàng năm thực hiện phương án tưới, tiêu điều tiết nước ruộng lúa sẽ có thể giảm
được lượng phát thải khí nhà kính là 65,3 kg/ha/năm CH4 canh tác 2 vụ lúa [3].
Bảng 30. Các thời kỳ tưới tiêu nước cho lúa để giảm phát thải khí nhà kính
Thời kỳ sinh trưởng Công thức tưới tiêu nước
Gieo - ba lá Rút cạn nước, giữ Nm
Ba lá - cấy Giữ lớp nước 2-3 cm
Cấy - đẻ nhánh Giữ mức nước 5-10 cm
Cuối đẻ nhánh Rút nước, giữ Nm
Làm đòng - trỗ bông Giữ mức nước 10-15 cm (lúa mùa); 5-10 cm (lúa xuân)
Trổ bông - chín đỏ đuôi Giữ mức nước 3-5 cm
Chín đỏ đuôi - thu hoạch Rút cạn nước phơi ruộng
B. Cải tiến thức ăn chăn nuôi
Trong kỹ thuật chăn nuôi trâu bò, việc cung cấp thức ăn bổ sung sẽ làm tăng sản lượng thịt và
sữa. Bánh MUB (Molasses Ure Block) là loại bánh sản xuất bằng phụ phNm nông nghiệp,
vitamine và vi lượng... được chế biến xử lí làm thức ăn cho gia súc nhằm tăng khả năng hấp
thụ thức ăn, nâng cao sản lượng sữa và thịt. Riêng đối với bò sữa, nếu cung cấp thức ăn bổ
sung bằng bánh MUB (Molasses Ure Block) thì trung bình lượng sữa của một con bò đạt
1950 lít sữa/năm, cao hơn so với sản lượng sữa trung bình một con bò trưởng thành là 1650
lít/năm. Để đạt được một sản lượng nào đó, do việc tăng sản lượng sữa mà số đầu bò cần phải
nuôi sẽ giảm. Mức giảm phát thải khí nhà kính tương ứng với việc tăng sản lượng sữa sẽ đạt
được khoảng 83 kg CH4/con/năm [24].
80
C. Xây dựng bể Biogas để xử lý phế thải chăn nuôi
Xây dựng các bể biogas xử lý phế thải chăn nuôi sinh ra khí methane, dùng làm nhiên
liệu đun nấu thay thế chất đốt ở vùng nông thôn là phương án có nhiều triển vọng thực hiện ở
nước ta. Với lượng phân thải của 4 con lợn, hoặc 2 lợn 1 trâu (hoặc bò) là có đủ nguồn phân
cung cấp cho 01 bể biogas với dung tích 5-7 m3; đủ cung cấp chất đốt cho 1 hộ gia đình nông
dân sử dụng. Thông qua việc xử lý phân - rác thải bằng công nghệ sinh học đã tiết kiệm được
nguồn nhiên liệu (các chất đốt), tiết kiệm lượng điện cung cấp cho chăn nuôi và góp phần tích
cực vào việc làm giảm phát thải khí nhà kính (CH4, CO2, CO, N O2,,,). N hờ có bể biogas, phân
gia súc, gia cầm được quản lý chặt chẽ nên đã hạn chế được tình trạng ô nhiễm môi trường
nông thôn và sự phát thải gián tiếp khó kiểm soát của chất thải. Bã thải từ các bể khí sinh học
là nguồn phân bón rất tốt (so với phân tươi) cho cây trồng. Phát triển Biogas lồng ghép với mô
hình V-A-C hình thành mô hình V-A-C-B đã tạo nên một hệ sinh thái khép kín, có hiệu quả
cao trong quá trình sử dụng tài nguyên thiên nhiên ở nông thôn [14].
Bảng 31. Nội dung các biện pháp giảm nhẹ phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp
Các
phương án
Biện pháp kỹ thuật áp dụng
và mục tiêu ứng dụng
Tiềm năng giảm
nhẹ KN K
Tăng năng
suất (%)
1, Tưới tiêu,
điều tiết nước
ruộng lúa
+ Quản lý tưới tiêu nước ruộng lúa
+ Điều tiết nước theo nhu cầu các giai đoạn
sinh trưởng của cây lúa
+ Tăng sản lượng lúa, tiết kiệm nước
50-100
kg/ha/năm
2-5
2, Cung cấp
bánh dinh
dưỡng MUB
+ Tăng chất lượng thức ăn cho trâu bò
+ Tăng sản lượng thịt & sữa
+ Tận dụng phụ phNm nông nghiệp
5-10
kg/con/năm
5-10
3, Khí sinh
học (biogas)
+ Quản lý tốt nguồn chất thải chăn nuôi
+ Sản xuất khí CH4 làm nhiên liệu thay thế
chất đốt ở nông thôn
+ Làm sạch vệ sinh môi trường nông thôn
100-120
kg/bể/năm
-
-
4. Cải tạo và
nuôi dưỡng
rừng
+ Quản lý tốt tài nguyên đất rừng
+ Tạo ra việc làm, tăng thu nhập khu vực
miền núi
+ Làm giàu tài nguyên rừng & bể hấp thu khí
nhà kính
Tăng sinh khối
rừng 5-10
%/nắm
5-10
81
D. Cải tạo và nuôi dưỡng rừng:
Theo thống kê của Cục lâm nghiệp, Bộ N N &PTN T (2010), nước ta có tổng diện tích
là 13 258 843 ha rừng, trong đó rừng tự nhiên là 10 339 305 ha và rừng trồng 2 919 538 ha.
Trong số diện tích rừng được khoanh nuôi của các địa phương nếu được tăng cường cải tạo và
nuôi dưỡng hàng năm thì sinh khối rừng có thể tăng 5-10 %/năm, như vậy bể hấp thụ C đã
tăng lên 5-10%/năm. Biện pháp cải tạo và nuôi dưỡng rừng còn tạo ra công ăn việc làm, tăng
thu nhập cho người nông dân miền núi, cải thiện đời sống dân sinh. N goài ra đây cũng là biện
pháp quản lý tốt tài nguyên đất rừng, phát huy tính tự chủ của người dân [5].
3.3.2. BIỆN PHÁP GIÁM SÁT PHÁT THẢI KNK TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP
3.3.2.1. Biện pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa nước và sử dụng đất
Việt N am là một nước nông nghiệp có nền sản xuất lúa nước từ lâu đời. Kỹ thuật sản xuất lúa
đã được đúc kết qua hàng nghìn năm khi mà những vấn đề về phát thải khí nhà kính chưa cần
quan tâm. Với kỹ thuật cổ truyền, kỹ thuật sản xuất lúa là tưới ngập nước thường xuyên, bón
nhiều phân hữu cơ đã gây ra sự phát thải khí nhà kính nghiêm trọng. Là một nước sản xuất lúa
gạo chiếm ưu thế, hiện đứng thứ 2 thế giới về xuất khNu gạo, Việt N am có diện tích trồng lúa
khá lớn. Để giám sát phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa nước N hà nước cần quan tâm
đến các vấn đề sau đây:
• Kiểm soát diện tích trồng lúa hàng năm
• Kiểm soát giống lúa sử dụng trên các vùng sinh thái
• Kiểm soát kỹ thuật tưới, tiêu nước trong sản xuất lúa
• Kiểm soát số lượng & chủng loại phân bón cho lúa
• Kiểm soát carbon hữu cơ trong sử dụng đất
A. Kiểm soát diện tích gieo trồng lúa nước:
Hiện nay, theo số liệu của Tổng cục thống kê 2010, diện tích đất trồng lúa cả nước là 7470,1
nghìn ha. Trong quá trình công nghiệp hóa, diện tích lúa nước sẽ giảm dần nhường chỗ để
phát triển các khu công nghiệp và đô thị. Tuy nhiên, nước ta có nền kinh tế đi lên từ nông
nghiệp, trong đó lúa là cây trồng chính, là lợi thế kinh tế không thể cắt giảm diện tích quá mức
trong thời kỳ quá độ trong vòng 50 năm tới. Vì thế, theo chúng tôi hàng năm N hà nước cần
phải kiểm soát chặt chẽ diện tích gieo cấy lúa nước để dự báo chính xác lượng phát thải khí
nhà kính của từng địa phương.
82
B. Kiểm soát giống lúa sử dụng trên các vùng sinh thái:
Hệ thống giống lúa của các địa phương hiện nay rất đa dạng và phức tạp do người nông dân
chỉ quan tâm đến hiệu quả kinh tế trước mắt. Sử dụng giống lúa có liên quan tới phát thải khí
nhà kính vì thời gian sinh trưởng và yêu cầu kỹ thuật của mỗi giống rất khác nhau. N hững
giống lúa dài ngày thường yêu cầu thời gian ngập nước nhiều và yêu cầu bón phân hữu cơ nên
gây ra phát thải khí nhà kính nhiêu hơn các giống ngắn ngày. Kiểm soát giống lúa là kiểm soát
diện tích mỗi loại giống sử dụng ở các địa phương qua mỗi mùa vụ sản xuất. Thông qua biện
pháp kiểm soát giống có thể dự báo lượng phát thải khí nhà kính và điều chỉnh nhằm đạt được
mục tiêu phát thải.
C. Kiểm soát kỹ thuật tưới tiêu nước trong sản xuất lúa nước:
Với mục đích vừa giảm phát thải khí nhà kính vừa tiết kiệm chi phi tưới nước, kiểm soát kỹ
thuật tưới tiêu nước cho lúa tuy khá phức tạp song mang lại hiệu quả cao. Kiểm soát kỹ thuật
tưới tiêu phải tiến hành trên các cánh đồng của mỗi địa phương trồng lúa. Để kiểm soát được
kỹ thuật tưới tiêu nước cần phải tổ chức hệ thống quản lý từ trung ương đến địa phương,
hướng dẫn và giám sát nông dân thực hiện. N ội dung của việc kiểm soát kỹ thuật tưới tiêu là
lập thời gian biểu tưới tiêu cho các thửa ruộng, các trà lúa và mỗi mùa vụ của địa phương.
Thời gian biểu phải phù hợp với yêu cầu nước của mỗi giống lúa qua các thời kỳ sinh trưởng
đồng thời phù hợp với khả năng tưới tiêu của hệ thống thủy nông địa phương. Qua thời gian
biểu người quản lý sẽ nắm được tổng số ngày tưới ngập nước, tổng số ngày rút nước phơi
ruộng để dự tính và điều chỉnh lượng phát thải khí nhà kính hàng năm.
D. Kiểm soát số lượng & chủng loại phân bón cho lúa:
Dựa vào quy trình kỹ thuật người nông dân sử dụng số lượng và chủng loại phân khác nhau để
bón cho lúa. Tuy nhiên tùy theo điều kiện của mỗi hộ nông dân mà số lượng và chủng loại
phân thay đổi, nhiều khi không bám sát được yêu cầu phân bón của cây lúa. Kiểm soát số
lượng và chủng loại phân bón cho lúa đòi hỏi người quản lý phải hướng dẫn người nông dân
lập ra lịch bón phân cho lúa và ghi chép số lượng, chủng loại phân bón. Lịch bón phân của
mỗi giống lúa, mỗi mùa vụ, mỗi loại đất là khác nhau, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bón phân và
đáp ứng được nhu câu phân bón của mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Kiểm
soát chặt chẽ số lượng và chủng loại phân bón giúp người quản lý dự tính được lượng phát
thải khí nhà kính hàng năm ở mỗi địa phương và trên cả nước.
E. Kiểm soát carbon hữu cơ trong sử dụng đất:
SOC được đo và ước lượng định kỳ cho từng hệ thống sử dụng đất mà trong đó các hoạt động
sản xuất được thực hiện. Sự tích tụ hay giảm cacbon hữu cơ đất diễn ra trong một thời gian dài
hàng chục năm. Do đó, điều tra định kỳ các bể cacbon hữu cơ đất rất cần thiết. Tần suất điều
83
tra thường là 3-5 năm. Thừa nhận kỹ thuật “ô cố định” sử dụng trong điều tra định kỳ sinh
khối trên mặt đất và thực hiện quy trình điều tra cacbon hữu cơ trong đất.
Các kiểu sử dụng đất khác nhau gây nên những biến đổi về hàm lượng carbon hữu cơ trong
đất do lượng phân bón hữu cơ cung cấp và lượng phân hủy mất đi không như nhau. Kiểm soát
carbon hữu cơ trong đất giúp các cơ quan quản lý nhà nước dự tính được lượng phát thải khí
nhà kính cho mỗi kiểu sử dụng đất của địa phương.
3.3.2.2. Biện pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong chăn nuôi
Căn cứ vào các nguồn phát thải khí nhà kính trong sản xuất chăn nuôi, biện pháp giám sát
phát thải gồm các nội dung sau:
• Kiểm soát số lượng và trọng lượng của đàn gia súc, gia cầm
• Kiểm soát số lượng và chất lượng thức ăn cung cấp cho chăn nuôi
• Kiểm soát số lượng chất thải và biện pháp quản lý chất thải ở địa phương
A. Kiểm soát số lượng và trọng lượng của đàn gia súc, gia cầm:
Số liệu thống kê hàng năm chỉ mới đề cập đến số đầu gia súc, gia cầm của mỗi địa phương mà
chưa thống kê được trọng lượng của gia súc phân theo độ tuổi và mục đích sử dụng. Kiểm
soát số lượng và trọng lượng của đàn gia súc, gia cầm đòi hỏi các cơ quan quản lý nhà nước
phải hướng dẫn người nông dân hay chủ trang trại phân nhóm gia súc, gia cầm theo độ tuổi và
mục đích sử dụng. Trong mỗi nhóm như vậy trọng lượng của gia súc, gia cầm thường biến
động rất nhỏ xung quanh trị số trung bình chung. Tùy theo trọng lượng của nhóm mà chuyên
gia có thể tính toán được lượng khí CH4 phát thải qua nhu động ruột hay số lượng chất thải
của gia súc, gia cầm thải ra môi trường, nhờ đó sẽ kiểm soát và điều chỉnh được chỉ tiêu phát
thải khí nhà kính trong chăn nuôi.
B. Kiểm soát số lượng và chất lượng thức ăn cung cấp cho chăn nuôi:
Để kiểm soát số lượng và chất lượng thức ăn cung cấp cho chăn nuôi, cán bộ quản lý phải
hướng dẫn hộ nông dân và các chủ trang trại lập sổ ghi chép số lượng và chủng loại thức ăn
hàng ngày của từng nhóm gia súc, gia cầm, kể cả khi áp dụng biện pháp cải tiến thức ăn (dùng
bánh MUB) để giảm nhẹ phát thải KN K. Chất lượng thức ăn sẽ được xác định nhờ việc phân
tích các mẫu thức ăn hoặc có thể sử dụng các hệ số mặc định của IPCC. Số lượng và chủng
loại thức ăn là cơ sở để tính toán năng lượng cung cấp cho các hoạt động của gia súc và lượng
phát thải khí nhà kính qua nhu động ruột và qua chất thải của vật nuôi. Việc kiểm soát chặt
chẽ số lượng và chất lượng thức ăn sẽ giúp Cơ quan quản lý nhà nước dự tính và điều chỉnh
lượng phát thải khí nhà kính trong chăn nuôi. N goài ra, nhờ kiểm soát số lượng và chất lượng
thức ăn chúng ta có thể đánh giá đúng hiệu quả của việc cải tiến thức ăn gia súc đối với phát
thải khí nhà kính.
84
C. Kiểm soát số lượng chất thải và biện pháp quản lý chất thải ở địa phương
Khí nhà kính phát thải trực tiếp hay gián tiếp từ chất thải chăn nuôi nhiều hay ít phụ thuộc
chặt chẽ vào số lượng chất thải và biện pháp quản lý chất thải. Ở nước ta chất thải chăn nuôi
thường được thu gom, ủ khô nên phát thải nhiều dưới dạng N H3 và N O2, gây ra ô nhiễm môi
trường. Hoạt động kiểm soát số lượng chất thải và biện pháp quản lý cần thống kê chi tiết
hàng ngày lượng chất thải của các nhóm vật nuôi và biện pháp quản lý chất thải tại các cơ sở
chăn nuôi. Các chủ trang trại và hộ nông dân cần phân loại rõ số lượng chất thải quản lý theo
phương pháp ủ khô, ủ ướt hay ủ yếm khí trong các bể bigaz … Từ số liệu quản lý chất thải Cơ
quan quản lý các cấp dự tính được khá chính xác lượng phát thải khí nhà kính hàng năm từ
chăn nuôi cũng như hiệu quả của phương pháp quản lý cải tiến.
3.3.2.3. Biện pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong lâm nghiệp
Các biện pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong lâm nghiệp bao gồm việc kiểm soát khả
năng hấp thu của các bể carbon ở rừng tự nhiên và rừng trồng và quá trình phát thải khí nhà
kính thông qua carbon hữu cơ trong đất. Các biện pháp cải tạo và nuôi dưỡng rừng, thay đổi
sử dụng đất đều có tác dụng gây ra biến động khả năng hấp thu carbon của rừng hay quá trình
phát thải các khí nhà kính từ đất.
A. Kiểm soát khả năng hấp thu của các bể carbon rừng:
Các cơ quan quản lý nhà nước các cấp cần tiến hành định kỳ kiểm kê các bể carbon tương tự
hoạt động giám sát của các Dự án AR-CDM. N ăm đầu tiên cần xây dựng dường carbon cơ sở
để làm căn cứ so sánh cho những năm tiếp theo. Để hoạt động kiểm soát tiến hành có kết quả,
nhà nước cần có một đội ngũ cán bộ được tổ chức thành hệ thống từ trung ương đến địa
phương thực thi nhiệm vụ này. Việc kiểm kê các bể carbon áp dụng phương pháp ô tiêu chuNn
5000 m2 đối với từng loại rừng của địa phương. N hờ hoạt động kiểm soát sẽ dự tính được các
đơn vị giảm phát thải được chứng nhận (CER) hàng năm của các loại rừng và hiệu quả của
việc áp dụng biện pháp cải tạo và nuôi dưỡng rừng giảm thiểu phát thải khí nhà kính.
B. Kiểm soát carbon hữu cơ trong sử dụng đất rừng
Việc thay đổi sử dụng đất rừng hàng năm do áp dụng các biện pháp trồng rừng và cải tạo rừng
làm thay đổi carbon hữu cơ trong đất. Việc kiểm soát carbon hữu cơ trong đất hàng năm sẽ
giúp các cơ quan quản lý nhà nước dự tính được lượng khí nhà kính phát thải từ đất rừng.
Việc lấy mẫu đất để phân tích hàm lượng SOC tương tự như các loại đất trồng trọt .
3.4. ĐỀ XUẤT THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG PHƯƠNG PHÁP
KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP
85
3.4.1. TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU CÁC THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 3.4.1.1. Tính cấp thiết
N hằm nâng cao năng lực Quốc gia về giảm thiểu và kiểm soát khí nhà kính gây ra biến
đổi khí hậu, phương pháp kiểm kê khí nhà kính đề xuất trong đề tài này cần phải được thực
nghiệm kiểm chứng ở các điều kiện sinh thái của mỗi vùng. Phương pháp kiểm kê khí nhà
kính đề xuất mới chỉ là những giả thuyết khoa học vì mới chỉ dựa vào tài liệu hướng dẫn của
IPCC hay một số nghiên cứu ở các nước khác. Giả thuyết khoa học cần phải được kiểm định
bằng thực nghiệm ở điều kiện cụ thể của địa phương thì mới có thể triển khai áp dụng trên
diện rộng.Việt N am là một đất nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, địa hình phức tạp… khí hậu
và đất đai ở Việt N am rất khác nhau tạo nên các vùng sinh thái đặc thù như Đồng bằng sông
Cửu Long, Đông N am bộ, N am Trung bộ, Bắc Trung bộ, Tây Bắc, Đông Bắc và Đồng bằng
sông Hồng. Vì thế trên các vùng sinh thái đó cần phải bố trí các thực nghiệm kiểm chứng
phương pháp kiểm kê khí nhà kính.
Trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp, mỗi hoạt động sản xuất đều gây ra phát thải khí nhà
kính theo những cơ chế rất khác nhau. Sản xuất lúa nước phát thải methane trực tiếp qua cây
lúa; sản xuất chăn nuôi phát thải methane qua nhu động ruột và chất thải, phát thải N 2O trực
tiếp hay gián tiếp từ chất thải vật nuôi; rừng phát thải KN K qua đất rừng và thay đổi sử dụng
đất nhưng rừng cũng hấp thu CO2 nhờ thực vật rừng…. Vì thế thực nghiệm kiểm chứng
phương pháp kiểm kê khí nhà kính cũng phải tiến hành cho mỗi hoạt động sản xuất nêu trên.
N hững thực nghiệm này sẽ giúp chúng ta điều chỉnh các thao tác nghiên cứu trong thiết kế, đo
đếm, lấy mẫu, phân tích mẫu và điều chỉnh các hệ số phát thải KN K phù hợp với điều kiện ở
mỗi vùng sinh thái.
3.4.1.2. Mục tiêu các thực nghiệm kiểm chứng:
A. Mục tiêu chung:
Đo đạc và phân tích được thực tế phát thải KN K từ các nguồn thải chính ở 3 địa điểm
nghiên cứu là Bình Định, Bình Thuận và Cần Thơ và hiệu chỉnh được công thức tính
phát thải cho điều kiện cụ thể ở Việt N am.
B. Mục tiêu cụ thể:
• Kiểm chứng phương pháp kiểm kê CH4 trực tiếp trên ruộng lúa về bố trí thực nghiệm,
lấy mẫu và phân tích mẫu khí CH4, tính toán phân tích mẫu…
• Điều chỉnh hệ số phát thải methane từ nhu động ruột và chất thải vật nuôi; hệ số phát
thải N 2O trực tiếp và gián tiếp trong điều kiện của Việt N am để tính toán phát thải theo
phương pháp Tier 2.
86
• Kiểm chứng phương pháp đánh giá các bể carbon trong rừng và đất rừng, phương
pháp xác định chất hữu cơ đất (SOC) trong kiểm soát, giám sát khí nhà kính.
• Xây dựng các mô hình mẫu giảm thiểu phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông, lâm
nghiệp ở 3 tỉnh Bình Định, Bình Thuận và Cần Thơ.
• Đánh giá các phương án giảm thiểu phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp đã
đề xuất nhằm tư vấn việc quản lý, giám sát phát thải khí nhà kính đối với nhà nước.
3.4.2. NỘI DUNG CỦA CÁC THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
3.4.2.1. Nội dung và sản phẩm các thực nghiệm kiểm chứng
• Thực nghiệm kiểm kê hiện trạng phát thải methane ruộng lúa ở 3 địa điểm nghiên cứu
để kiểm chứng các phương pháp thiết kế thí nghiệm, phương pháp lấy mẫu và phân
tích mẫu khí methane ruộng lúa.
• Thực nghiệm các biện pháp giảm nhẹ phát thải khí methane ruộng lúa ở 3 địa điểm
nghiên cứu nhằm kiểm chứng hiệu quả của biện pháp tưới tiêu nước, bón phân hữu cơ
hợp lý cho lúa đối với sự phát thải KN K.
• Thực nghiệm kiểm kê hiện trạng phát thải khí methane qua nhu động ruột của 4 loại
gia súc, gia cầm chính (trâu, bò, lơn và gia cầm), phát thải N 2O qua chất thải chăn nuôi
ở 3 địa điểm nghiên cứu.
• Thực nghiệm biện pháp cải tiến thức ăn chăn nuôi (cung cấp bổ sung MUB) ở 3 địa
điểm nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả giảm thiểu phát thải KN K.
• Thực nghiệm biện pháp xử lý biogas phân gia súc, gia cầm ở 3 địa điểm nghiên cứu để
đánh giá khả năng giảm thiểu phát thải KN K của bể biogas so với các cách quản lý
phân của địa phương như phương pháp ủ khô, ủ ướt…..
• Thực hiện kiểm kê hiện trạng các bể các bon rừng tự nhiên và rừng trồng ở Bình
Thuận và Bình Định nhằm kiểm chứng phương pháp ÔTC và phương pháp đo đếm, xử
lý mẫu sinh khối khô.
• Thực nghiệm các biện pháp cải tạo và nuôi dưỡng rừng ở Bình Thuận và Bình Định
nhằm kiểm chứng, đánh giá vai trò của biện pháp kỹ thuật này đối với phát thải khí
nhà kính.
3.4.2.2. Thời gian triển khai và thiết kế các thực nghiệm kiểm chứng
A. Thực nghiệm kiểm kê methane phát thải từ ruộng lúa:
Thời gian tiến hành thực nghiệm này là 3 năm, trên 6 vụ lúa của các địa điểm nghiên cứu.
87
Để kiểm chứng phương pháp xác định CH4 và đánh giá các biện pháp giảm thiểu phát thải
methane, các công thức thực nghiệm đối với lúa cần bố trí:
1) Ruộng lúa sản xuất đại trà của nông dân (đối chứng)
2) Ruộng lúa tưới tiêu, điều tiết nước theo nhu cầu các giai đoạn sinh trưởng của lúa
3) Ruộng lúa áp dụng bón nhiều phân hữu cơ bổ sung phân vô cơ
4) Ruộng lúa chỉ bón phân vô cơ
Thực nghiệm sử dụng giống lúa hiện đang được trồng phổ biến ở địa phương. Các biện pháp
kỹ thuật canh tác thực hiện theo quy trình hướng dẫn của Sở N N &PTN T tỉnh. Diện tích mỗi
công thức thực nghiệm là 500 m2, Chọn từ 3 - 5 điểm đặt thiết bị lấy mẫu CH4 nằm trên
đường chéo góc của thửa ruộng, mỗi điểm coi như là một lần nhắc lại. Việc lấy mẫu và phân
tích mẫu áp dụng như đã hướng dẫn ở phần 4.3.
N goài thực nghiệm đồng ruộng, để kiểm kê đầy đủ và chính xác phát thải KN K cần phải thu
thập số liệu về diện tích lúa các vụ, công thức luân canh, diện tích lúa được tưới tiêu, điều tiết
nước, thời gian ngập nước, chế độ bón phân cho lúa ở địa phương…
B. Thực nghiệm kiểm kê phát thải KNK trong chăn nuôi:
Thời gian tiến hành thực nghiệm này là 3 năm, theo dõi phát thải KN K trong nhiều điều
kiện thời tiết mùa hè và mùa đông của các địa điểm nghiên cứu.
Để kiểm kê phát thải KN K và đánh giá giải pháp giảm thiểu phát thải nhờ cải tiến thức ăn
chăn nuôi, các công thức thực nghiệm cần có:
1) Các nhóm gia súc nuôi lấy thịt chăn thả đại trà của nông dân (đối chứng).
2) Các nhóm gia súc nuôi lấy sữa chăn thả đại trà của nông dân (đối chứng).
3) Các nhóm gia cầm chăn thả đại trà của nông dân (đối chứng).
4) Các nhóm gia súc nuôi lấy thịt chăn thả và nuôi dưỡng bằng thức ăn cải tiến (MUB).
5) Các nhóm gia súc nuôi lấy sữa chăn thả và nuôi dưỡng bằng thức ăn cải tiến (MUB).
6) Các nhóm gia càm chăn thả và nuôi dưỡng bằng thức ăn cải tiến (MUB).
Thực nghiệm tiến hành kiểm đếm các chỉ tiêu về khối lượng thức ăn đầu vào, trọng lượng gia
súc gia cầm qua các thời kỳ sinh trưởng, sản lượng thịt và sữa hàng năm, các điều kiện sản
xuất như nhiệt độ, độ Nm, thời gian cày kéo, phương pháp quản lý phân gia súc…., xác định
các hệ số phát thải cho mỗi công thức thực nghiệm và mỗi loại gia súc, gia cầm. Mỗi nhóm
gia súc nghiên cứu từ 10-20 con, nhóm gia cầm từ 30-50 con. Để thực nghiệm kiểm kê đạt kết
quả chính xác, cần sử dụng cả hệ số phát thải mặc định và hệ số thực nghiệm tại địa phương.
C. Thực nghiệm kiểm kê các bể cácbon rừng:
Thời gian tiến hành thực nghiệm này là 3 năm, tiến hành trên một số điều kiện sinh
thái đặc thù như rừng trên đất dốc cao, trên đất dốc thấp, rừng ngập mặn, rừng bảo vệ… của
88
các địa điểm nghiên cứu.
Kiểm kê các bể cacbon của 2 loại rừng chính là rừng tự nhiên & rừng trồng. Lập các ô
tiêu chuNn diện tích 1 ô là 2500 m2 để đo đếm số cây, chiều cao cây, đường kính ngang ngực,
đo độ Nm theo phương pháp sấy khô, xác định sinh khối và các bể các bon trên & dưới mặt
đất. Cần xác định số lượng ô tiêu chuNn trên địa bàn nghiên cứu. Thông thường mỗi ô tiêu
chuNn đại diện cho 1 loại rừng có điều kiện tự nhiên và tuổi cây tương đối đồng đều.
3.4.3. KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG PHƯƠNG PHÁP KIỂM KÊ KNK
Thực hiện nhiệm vụ khảo sát thực địa tại các tỉnh Cần Thơ, Bình Thuận và Bình Định
để lập kế hoạch nghiên cứu kiểm chứng phương pháp kiểm kê khí nhà kính, nhóm công tác
bao gồm:
1. PGS.TS. Đoàn Văn Điếm, trường ĐHN N Hà N ội - trưởng nhóm
2. TS. Trần Danh Thìn, trường ĐHN N Hà N ội – thành viên
3. ThS. N guyễn Bá Long, trường Đại học lâm nghiệp Việt N am – thành viên
Sau 1 tuần làm việc với các Sở N N &PTN T, Cộng tác viên dự án, các Viện nghiên cứu và
trường Đại học của các tỉnh…, kết quả thu được đã giúp định hướng kế hoạch thực nghiệm
như sau:
3.4.3.1. Kế hoạch thực nghiệm kiểm kê khí nhà kính tại Cần Thơ
Với đặc điểm tự nhiên, Cần Thơ là một tỉnh trọng điểm sản xuất lúa gạo. Diện tích lúa
nước chiếm trên 90% diện tích tự nhiên, hầu như không có diện tích rừng. Bên cạnh trồng trọt,
Cần Thơ cũng chú trọng phát triển chăn nuôi các loại gia súc, gia cầm như trâu, bò, lợn, gà,
vịt… Vì vậy nguồn phát thải KN K trong nông nghiệp chủ yếu từ lúa và chăn nuôi, thực
nghiệm kiểm kê tại Cần Thơ gồm:
2) Thực nghiệm kiểm kê methane phát thải từ ruộng lúa
3) Thực nghiệm kiểm kê phát thải KNK trong chăn nuôi
• Các đơn vị phối hợp nghiên cứu bao gồm: Viện nghiên cứu Biến đổi khí hậu, Viện lúa
ĐBSCL (thuộc trường Đại học Cần Thơ), Sở N N &PTN T Cần Thơ, Trạm khí tượng Trà
N óc, Cần Thơ. Đại diện gồm các ông:
1. Mai Vũ Quốc, Chuyên viên phòng N ông nghiệp, sở N N &PTN T
Điện thoại 0913184769; Email: [email protected]
2. N guyễn Đức Thanh Bình, Chuyên viên phòng Kinh tế, sở N N &PTN T
Điện thoại 0913891936; Email: [email protected]
3. PGS.TS. Lê Quang Trí, Viện trưởng viện nghiên cứu BĐKH, ĐH Cần Thơ
89
Điện thoại: 07103834746
4. Cao Văn Phụng, trưởng Bộ môn đất, Viện lúa ĐBSCL, ĐH Cần Thơ.
Điện thoại: 0918239607; Email: [email protected]; [email protected]
5. N guyễn Xuân Lai, Phó viện trưởng viện lúa ĐBSCL, ĐH Cần Thơ.
Điện thoại: 0918707575; Email: [email protected]
6. Bà Lê Thị mỹ N gọc, Phó trạm trưởng trạm khí tượng Trà N óc, Cần Thơ.
Điện thoại: 7103842062; Email: [email protected]
7. N guyễn Văn Tuyển, Trạm trưởng trạm khí tượng Trà N óc, Cần Thơ.
Điện thoại: 0907419327
• Địa điểm nghiên cứu thực nghiệm: Viện lúa ĐBSCL và huyện Cờ Đỏ.
• Thiết bị phân tích mẫu: Viện nghiên cứu BĐKH & viện lúa ĐBSCL đã có thiết bị phân
tích các mẫu KN K (methane, CO2, N 2O…)..
3.4.3.2. Kế hoạch thực nghiệm kiểm kê khí nhà kính tại Bình Thuận
Bình Thuận thuộc vùng N am Trung bộ có đặc điểm tự nhiên đa dạng, phong phú. Đất
đai bao gồm cả vùng đồi núi, trung du và đồng bằng ven biển. Bình Thuận là một tỉnh vừa sản
xuất lúa gạo, chăn nuôi và nghề rừng. N guồn phát thải KN K trong nông nghiệp bao gồm từ
sản xuất lúa và chăn nuôi. Rừng là một thế mạnh giúp Bình Thuận đạt được những chỉ tiêu
giảm phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp. Thực nghiệm kiểm kê KN K cần tiến hành
là:
1) Thực nghiệm kiểm kê methane phát thải từ ruộng lúa
2) Thực nghiệm kiểm kê phát thải KNK trong chăn nuôi
3) Thực nghiệm kiểm kê các bể cácbon rừng
• Đơn vị phối hợp nghiên cứu bao gồm Sở N N &PTN T Bình Thuận và Điều phối viên dự án
tại Bình Thuận. Đại diện gồm các ông:
1. N guyễn Duy Văn, Chuyên viên phòng N ông nghiệp, Sở N N &PTN T Bình Thuận.
Điện thoại 0919011652; Email: [email protected];
2. Lê Thanh Sơn, Chuyên viên phòng Kế hoạch – Tài chính, Sở N N &PTN T Bình Thuận.
Điện thoại 0908900888; Email: [email protected]
3. Huỳnh Thị Thư, điều phối viên dự án tại Bình Thuận
Điện thoại: 0909350078, Email: [email protected]
Địa chỉ: văn phòng dự án, sở Tài nguyên và môi trường
số 15 N guyễn Tất Thành, TP Phan Thiết
• Địa điểm nghiên cứu: thực nghiệm lúa tại huyện Hàm Thuận Bắc, thực nghiệm nghiên cứu
đối với rừng tự nhiên tại Hàm Thuận Bắc & rừng trồng tại huyện Bắc Bình. Kiểm kê KN K
90
trong chăn nuôi đối với các loại gia súc chính có ở Bình Thuận là trâu, bò, heo và gia cầm
tại huyện Hàm Thuận Bắc.
• Thiết bị phân tích mẫu: vì Bình Thuận không có thiết bị phân tích các mẫu KN K nên dự
kiến chuyển mẫu khí về phân tích tại viện Lúa ĐBSCL, Đại học Cần Thơ hoặc thuê Phân
viện KTTV&MT, TP HCM (Ông Bảo Thạnh, Phân viện trưởng, Tel. 0913719365).
3.4.3.3. Kế hoạch thực nghiệm kiểm kê khí nhà kính tại Bình Định
Bình Định thuộc vùng Trung Trung bộ có đặc điểm tự nhiên đa dạng, phong phú. Đất
đai bao gồm cả vùng đồi núi, trung du và đồng bằng ven biển. Bình Định là một tỉnh vừa sản
xuất lúa gạo, chăn nuôi và nghề rừng. N guồn phát thải KN K trong nông nghiệp bao gồm từ
sản xuất lúa và chăn nuôi. Rừng là một thế mạnh giúp Bình Định đạt được những chỉ tiêu
giảm phát thải khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp. Thực nghiệm kiểm kê phát thải khí nhà
kính cần tiến hành bao gồm:
1) Thực nghiệm kiểm kê methane phát thải từ ruộng lúa
2) Thực nghiệm kiểm kê phát thải KNK trong chăn nuôi
3) Thực nghiệm kiểm kê các bể cácbon rừng
• Đơn vị phối hợp nghiên cứu bao gồm Sở N N &PTN T Bình Định và Điều phối viên dự án
tại Bình Định. Đại diện gồm các ông:
1. N guyễn Thế Dũng, Chi cục Lâm nghiệp, Sở N N &PTN T Bình Định.
Điện thoại 0914035106; Email: [email protected];
2. N guyễn Thị Tố Trân, Trưởng phòng trồng trọt, Sở N N &PTN T Bình Định.
Điện thoại 0905315646; Email: [email protected];
3. Phạm Tấn Phát, chuyên viên phòng trồng trọt, Sở N N &PTN T Bình Định.
Điện thoại 0988858379; Email: phamtanphá[email protected];
4. N guyễn Văn Tín, chuyên viên phòng chăn nuôi, Sở N N &PTN T Bình Định.
Điện thoại 0914672984; Email: [email protected];
5. N guyễn Văn N hung, điều phối viên dự án tại Bình Định.
Điện thoại: 0907986979; Email: [email protected]
Địa chỉ: văn phòng dự án, sở Tài nguyên và Môi trường
Số 8, Hai Bà Trưng, Quy N hơn, Bình Định
• Địa điểm nghiên cứu: thực nghiệm lúa tại huyện Tiên Phước, thực nghiệm nghiên cứu đối
với rừng tự nhiên tại huyện Vĩnh Thạnh, rừng trồng tại huyện Tây Sơn & rừng phòng hộ
ven biển tại huyện Phù Cát. Kiểm kê KN K trong chăn nuôi đối với các loại gia súc chính
có ở Bình Định là trâu, bò, heo và gia cầm tại huyện Phù Cát.
91
• Thiết bị: vì ở Bình Định không có thiết bị phân tích các mẫu KN K nên dự kiến chuyển
mẫu khí về phân tích tại viện Lúa ĐBSCL, ĐH Cần Thơ hoặc thuê Phân viện KTTV&MT,
TP HCM (Ông Bảo Thạnh, Phân viện trưởng, Tel. 0913719365).
92
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN
93
4.1. KẾT LUẬN
1. Việt N am là một nước có nền sản xuất nông, lâm nghiệp chiếm tỷ trọng lớn trong nền kinh
tế Quốc dân, diện tích đất nông nghiệp là 9 382 triệu ha, chiếm 28,49% diện tích đất tự nhiên.
Trong hoàn cảnh biến đổi khí hậu trái đất thì sản xuất nông nghiệp cũng góp phần phát thải
một lượng không nhỏ khí nhà kính làm cho trái đất bị nóng lên. N guồn phát thải KN K từ nông
lâm nghiệp bao gồm phát thải từ ruộng lúa, từ việc thay đổi sử dụng đất, từ nhu động ruột và
chất thải của gia súc… Sự hấp thu CO2 chỉ được tiến hành nhờ rừng thông qua việc tích lũy
carbon vào các bể carbon của chúng.
2. Để kiểm kê khí nhà kính trong nông, lâm nghiệp cần áp dụng các phương pháp hiện đang
được sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước, được hướng dẫn trong tài liệu hướng dẫn của
IPCC (1996, 2003):
- Đối với sản xuất lúa, kiểm kê CH4 trực tiếp trên các thực nghiệm đồng ruộng.
- Kiểm kê KN K phát thải từ đất bằng phương pháp phân tích hàm lượng carbon hữu cơ (SOC)
- Kiểm kê KN K trong chăn nuôi theo phương pháp Tier 2 đối với trâu, bò, lợn và phương
pháp Tier 1 đối với các loại gia súc, gia cầm khác.
- Đối với rừng, kiểm kê KN K thông qua kiểm kê các bể carbon tích lũy để tính toán số đơn vị
giảm phát thải được chứng nhận (CER).
- Áp dụng mô hình ALU Tính toán phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp
3. Các biện pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính cần áp dụng trong nông, lâm nghiệp trong
thời gian tới ở Việt N am là:
- Tưới tiêu, điều tiết nước ruộng lúa
- Cung cấp bánh dinh dưỡng MUB
- Khí sinh học (biogas)
- Cải tạo và nuôi dưỡng rừng
4. Phương pháp giám sát và quản lý phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa là: kiểm soát
diện tích trồng lúa hàng năm; kiểm soát giống lúa sử dụng trên các vùng sinh thái; kiểm soát
kỹ thuật tưới, tiêu nước; kiểm soát số lượng & chủng loại phân bón cho lúa và kiểm soát
carbon hữu cơ trong sử dụng đất. Phương pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong chăn
nuôi là: kiểm soát số lượng và trọng lượng của đàn gia súc, gia cầm; kiểm soát số lượng và
chất lượng thức ăn cung cấp cho chăn nuôi; kiểm soát số lượng chất thải và biện pháp quản lý
chất thải ở địa phương. Phương pháp giám sát phát thải khí nhà kính trong lâm nghiệp là:
kiểm soát khả năng hấp thu của các bể carbon rừng; kiểm soát carbon hữu cơ trong sử dụng
đất rừng.
94
4.2. KIẾN NGHN
1. Để kiểm chứng các phương pháp kiểm kê khí nhà kính và các biện pháp giảm thiểu trong
lĩnh vực nông, lâm nghiệp, trong thời gian tới cần triển khai các thực nghiệm đồng ruộng tại
các vùng sinh thái tiêu biểu trên cả nước, trước mắt triển khai các thực nghiệm đồng ruộng tại
3 tỉnh là Cần Thơ, Bình Thuận và Bình Định đại diện cho vùng N am Trung bộ và ĐBSCL.
2. Bộ N N &PTN T (MARD) cần tổ chức một hệ thống biên chế chuyên môn từ trung ương đến
địa phương để kiểm soát, đánh giá, chuyển giao các biện pháp KHKT nhằm giảm nhẹ phát
thải khí nhà kính và tuyên truyền kiến thức ứng phó với biến đổi khí hậu trong hoạt động sản
xuất nông, lâm nghiệp.
Hoàn thành ngày 30 tháng 05 năm 2011
95
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. N guyễn Việt Anh, nguyễn Văn Tỉnh (2004). Các giải pháp giảm thiểu phát thải methane
trong nông nghiệp. T/C N N &PTN T số 4.
2. N guyễn Việt Anh (2006) Đề tài ”Nghiên cứu giải pháp quản lý nước mặt ruộng để giảm
thiểu phát thải methane trên ruộng lúa vùng ĐBSH”. Viện KH&KT Thủy lợi.
3. N guyễn Việt Anh (2007), Một số kết quả nghiên cứu quản lý nước mặt ruộng nhằm
giảm phát thải khí methane, tiết kiệm nước và không giảm năng suất lúa trên đất phù sa
trung tính ĐBSH. Viện KH&KT Thủy lợi.
4. Bộ Tài nguyên & MT (2007). Biến đổi khí hậu và cơ chế phát triển sạch. Bản tin ISGE,
số chuyên đề tháng 3/2007
5. Bộ N N &PTN T (2010) Dự thảo kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH của ngành
N N &PTN T giai đoạn 2011-2015, tầm nhìn đến 2050.
6. Bộ Tài nguyên & MT (2011) Thông báo QG lần 2 của Việt N am cho Công ước khung
của LHQ về BĐKH (bản dự thảo lần thứ 3).
7. Đinh Văn Cải (2009) Bò sữa với sự sản sinh khí nhà kính. Dairy Vietnam, 15/12/2009
8. Cuc Chăn nuôi (2010) Báo cáo đánh giá kết quả chăn nuôi 2010, định hướng phát triển
2011 & những năm tiếp theo (12/2010).
9. N guyễn Mộng Cường, N guyễn Việt Anh, N guyễn Văn Tỉnh (2004), Kết quả nghiên cứu
bước đầu về phát thải khí nhà kính trên ruộng lúa khu vực TPHCM. T/C N N &PTN T số
3.
10. N guyễn Mộng Cường, Phạm văn Khiên (2004), Báo cáo kĩ thuật xác định công nghệ
giảm nhẹ KNK trong khu vực nông nghiệp Việt Nam.
11. PGS, TS, Vũ N ăng Dũng (1997). Định hướng phát triển Nông nghiệp Việt Nam đến năm
2010.
12. Đoàn Văn Điếm chủ biên (2005). Giáo trình Khí tượng nông nghiệp, N XBN N Hà N ội.
13. Đoàn Văn Điếm, N guyễn Xuân Thành (2009). Tác động của BĐKH và giải pháp ứng
phó phục vụ quy hoạch sử dụng đất đến 2020 tại huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An. T/C
Khoa học và Phát triển, tập 7, số 1. Trang 48-55.
14. N guyễn Quang Khải (1995), Công nghệ khí sinh học (Biogas)
15. Mitra A.P. (1996), Phát thải khí mêtan trên ruộng lúa nước ở Ấn Độ.
96
16. N guyễn Trung Quế, N guyễn Hữu Tiến (1997), Đánh giá kết quả phát triển kinh tế nông
nghiệp của Việt Nam qua các thời kì từ năm 1981 đến 1995 và định hướng phát triển
đến năm 2020.
17. Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung (2006) Hấp thụ cacbon. Chương trình hỗ trợ ngành
lâm nghiệp và đối tác. Cẩm nang ngành Lâm nghiệp.
18. J. Sathaye và Stephen Meyers (1995), Sách hướng dẫn đánh giá giảm nhẹ khí nhà kính.
19. Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn (1997), Kiểm kê khí nhà kính quốc gia năm 1993, 1994
(Báo cáo kỹ thuật).
20. Tổng cục Khí tượng thuỷ văn (1998), Dự thảo báo cáo Dự án UNEP/GEF
21. Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn (1998), Báo cáo Dự án ALGAS Việt Nam.
22. Tổng cục thống kê: Niên giám thống kê 2007, 2008, 2009, 2010 - Hà N ội.
23. Lê N guyên Tường (2001). Dự kiến phát thải khí nhà kính từ lĩnh vực năng lượng và
nông nghiệp. B/C Dự án ALGAS: N ghiên cứu chiến lược Quốc gia Việt N am về “Cơ
chế phát triển sạch”. Viện KTTV & WB.
24. UN EP Collaborating Centre on Energy and Environment (1997), Các hướng dẫn
phương pháp đánh giá giảm nhẹ KNK - Tài liệu 04408, 02/02.
25. UN DP (2007), Báo cáo phát triển con người 2007/2008 (Bản tiếng Việt), UN DP Vietnam.
26. Viện Kinh tế N ông nghiệp (1997), Hiệu quả kinh tế của việc tưới tiêu lúa và sản xuất
thức ăn gia súc.
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
27) Adger., W. N eil and K. Brown. (1994). Land-use and causes of global warming. John
Wiley & sons. N ew York. 271 p
28) T.K. Adhya, K. Amarendra et all (1994) Methane emision from flooded rice fields under
irrigated conditions. Springer – Verlag.
29) Crutzen, P.J., Aselmann, I. and Seiler, W. (1986). "Methane Production by Domestic
Animals, Wild Ruminants, Other Herbivorous Fauna, and Humans," Tellus 38B:271-
284.
30) Gibbs, M.J. and Johnson, D.E. (1993). "Livestock Emissions." In: International
Methane Emissions, US. Environmental Protection Agency, Climate Change Division,
Washington, D.C., U.S.A.
31) Houghton, J. T., et. al. Greenhouse gas inventory reference Manual, page 5.1-5.74
97
32) Ibrahim, M.N .M. (1985). ‘N utritional status of draught animals in Sri Lanka.’ In:
Draught Animal Power for Production, J.W. Copland (ed.). ACIAR (Australian Centre
for International Agricultural Research). Proceedings Series N o. 10. ACIAR, Canberra,
A.C.T., Australia.
33) IPCC (2006). IPCC Guidelines for N ational Greenhouse Gas Inventories (Volume 4).
Chapter 4,5,6,7,8,9 & 10.
34) Khalil, M. A. K., R. A. Rasmussen, M. X. Wang and L. Ren. (1991). Methane emissions
from rice fields in china. Environ. Sci. Tech. 25, pp 979-981
35) Larry Parker, John Blodgett (2010). Greenhouse Gas Emissions: Perspectives on the Top
20 Emitters and Developed Versus Developing N ations. Prepared for Members and
Committees of Congress
36) Ministry of N atural Resources and Environment (2010) Second N ational
Communication of Vietnam to United N ation Framework Convention on Climate
Change (the third draft).
37) L.B. Prasetyo, G. Saito and all (2000). Spatial database Development for green house
gas emission Estimation using remote sensing and GIS. BAU, Bogor-Indonesia
38) N .H. Ravindranath, Madelene Ostwald (2008) Carbon inventory methods, Handbook
for Greenhouse Gas Inventory, Carbon mitigation and roundwood production Projects.
Advanced in Global Change Research, Volume 29. Springer.
39) Stephen M. Ogle (2008) ALU Software Approarch for Estimating Reductions in GHG
Emissions (ALU help document).
40) Ulyatt, M.J., Lassey, K.R., Shelton, I.D. and Walker, C.F. (2005). Methane emission
from sheep grazing four pastures in late summer in N ew Zealand. N ew Zealand Journal
Agricultural Research 48: 385-390.
41) Dr. N guyen Van Viet (2008) The possible effect of Agriculture on Climate,
Agrometeorological Research Centre Hydrometeorological Services of S.R.Vietnam
42) Webb, J. (2001). Estimating the potential for ammonia emissions from livestock excreta
and manures. Environ. Pollut. 111, p. 395-406
43) WMO & UN EP (1996). Guidelines for National Greenhouse Gaz Inventories – Reference
Manuel (volume 3), IPCC - N GGIP Publications.
44) J. Yue (1999). Methane and nitrous oxide emisions from rice field soil in phaeozem and
mitigative measures. China.
45) A.S. Yuwono (2000). Methane emissions from rice field and peat soil and contribution
of Indonesia to global warning. Faculty of Agric. Technology, IPB
98
PHỤ LỤC
I
Phụ lục 1. GIÁ TRN MẶC ĐNNH CÁC HỆ SỐ PHÁT THẢI CHO PHÁT THẢI N2O TRỰC TIẾP TỪ CHẤT THẢI
Phương pháp
quản lý
Khái niệm/ miêu tả EF3 (kg
N2O-N/
kg N
thải ra)
Sai số
của EF3
Nguồn
Xử lý trên đồi
núi, đồng cỏ
Phân thải thừ vật nuôi trên đồng cỏ, cánh đồng, đồi núi được để
nguyên ở chỗ thải ra không xử lý
Pt N2O trực tiếp và gián tiếp bắt nguồn từ phân thải
ra trên đồng cỏ và cánh đồng
Rải ra hàng
ngày
Hàng ngày phân được chuyển từ chỗ chăn nuôi và bón luôn cho
đồng cỏ hoặc cây trồng trong vòng 14 giờ sau khi vật nuôi thải ra
0 Không
áp dụng
Kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia của IPCC (xem đồng chủ tọa, biên tập và chuyên gia; pt N2O từ ql ct vn)
Lưu giữ ở dạng
rắn
Phương pháp lưu giữ phân thông thường là vài tháng bàng cách
để trong hố hoặc thành đống ở nơi thoáng khí. Phân só thể đánh
thành đống được bởi có một lượng chất được sử dụng làm lót
chuồng hoặc phân đã mất bớt nước bởi bay hơi
0,005 Hệ số
của 2
Theo kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia của IPCC kết hợp với nghiên cứu của Amon và cộng sự (2001), chỉ ra rằng phát thải xấp xỉ từ 0,0027 đến 0,1 kg N2O – N (kg N)
Khô ở trên
mảnh đất
Phân từ nơi chăn nuôi được gom lại và chuyển ra định kỳ ở một
nơi tập trung mà nơi này có thể được lót hoặc không lót và phân
không được che phủ bởi bất cứ vật che phủ có nguồn gốc thực
vật nào
0,02 Hệ số
của 2
Theo kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia của IPCC kết hợp với nghiên cứu của Kulling (2003)
Chất lỏng/ hồ Phân được lưu giữ như khi thải ra hoặc thêm
một ít nước được giữ trong bể chứa hoặc ao hồ
đào dưới đất bên ngoài nơi nuôi giữ gia súc.
Phân thường được lưu giữ dưới một năm
Với lớp che
phủ tự nhiên
0,005 Hệ số
của 2
Kết hợp giữa kết quả đánh giá
của nhóm chuyên gia của IPCC
và nghiên cứu của Sommer và
cộng sự (2001).
Không có lớp 0 Không Kết hợp giữa kết quả đánh giá
II
che phủ tự
nhiên
áp dụng của nhóm chuyên gia của IPCC
với các nghiên cứu sau: Harper
và cộng sự (2000), Lague và
cộng sự (2004), Monteny và
cộng sự (2001) và Wagner-
Riddle và Marinier (2003). Phát
thải được tin rằng là không đáng
kể dựa vào (1) sự thiếu vắng của
những dạng oxy hóa nito đi vào
những hệ thống ql này ; (2) cùng
với khó có khả năng nitrate và
phản nitrate xảy ra trong ht.
Hầm/ hố kỵ
khí không che
phủ
Đây là một hệ thống lưu giữ chất thải được thiết kế và vận hành
nhằm kết hợp cả việc ổn định chất thải và lưu giữ chất thải. Vật
dụng từ hầm/ hố thường được sử dụng để chuyển chất thải từ
những phương tiện phục vụ cho chăn nuôi đến hầm/ hố ủ. Hầm/
hố ủ kỵ khí được thiết kế tùy thuộc vào thời gian phân được lưu
giữ (có thể tới một năm hoặc hơn) tùy thuộc vào khí hậu vùng, tỷ
lệ chất thải đặc, và những yếu tố vận hành khác. Nước từ hầm/ hố
ủ có thể được tái sử dụng như là dùng làm nước xả hoặc sử dụng
cho tưới tiêu và làm màu mỡ cho đất trồng
0 Không
áp dụng
Kết hợp giữa kết quả đánh giá
của nhóm chuyên gia của IPCC
với các nghiên cứu sau: Harper
và cộng sự (2000), Lague và
cộng sự (2004), Monteny và
cộng sự (2001) và Wagner-
Riddle và Marinier (2003). Phát
thải được tin rằng là không đáng
kể dựa vào (1) sự thiếu vắng của
những dạng oxy hóa nito đi vào
III
những hệ thống ql này ; (2) cùng
với khó có khả năng nitrate và
phản nitrate xảy ra trong ht.
Lưu giữ trong
hầm/ hố trong
đất dưới nơi
nuôi giữ gia
súc
Thu thập và lưu giữ chất thải thường cùng rác rải chuồng của vật
nuôi hoặc không bổ sung thêm nước thường ở dưới các thanh gỗ
dát sàn nơi nuôi giữ gia súc. Thường được lưu giữ dưới một năm
0,002 Hệ số
của 2
Kết hợp giữa kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia của IPCC với các nghiên cứu sau: Almon và cộng sự (2001), Kulling (2003) và Sneath và cộng sự (1997)
Phân hủy yếm
khí
Chất thải của vật nuôi có hoặc không có rác rưởi lẫn vào được
thu giữ và xử lý yếm khí trong các thùng có nắp hoặc hầm/ hố có
che phủ. Những nơi phân hủy này được thiết kế và vận hành để
phân hủy chất thải bằng các vsv phá vỡ các chất hữu cơ phức tạp
tạo ra CO2 và CH4. Các chất này được thu giữ để đốt hoặc được
xử dụng để đun nấu.
0 Không
áp dụng
Kết hợp giữa kết quả đánh giá
của nhóm chuyên gia của IPCC
với các nghiên cứu sau: Harper
và cộng sự (2000), Lague và
cộng sự (2004), Monteny và
cộng sự (2001) và Wagner-
Riddle và Marinier (2003). Phát
thải được tin rằng là không đáng
kể dựa vào (1) sự thiếu vắng của
những dạng oxy hóa nito đi vào
những hệ thống ql này ; (2) cùng
với khó có khả năng nitrate và
phản nitrate xảy ra trong ht.
IV
Đốt để đun nấu
hoặc sưởi
Phân và nước tiểu được gia súc thải ra trên đồng. Ánh sáng mặt
trời làm khô phân và phân được thu giữ dùng cho đun nấu hoặc
sưởi
Nước tiểu thì ngấm xuống đất đồng cỏ
Phát thải do đốt cháy phân để lấy năng lượng không
bao gồm ở đây (phát thải do các hoạt động nông
nghiêp) mà được tính vào phần năng lượng hoặc
nước (nếu đốt cháy không phục hồi năng lượng).
Nước tiểu thấm xuống đất nên pt N2O trực tiếp và
gián tiếp thuộc vào phần quản lý đất
Bò và lợn có
lớp lót chuồng
dày
Khi phân được thu gom, chất rác rưởi tiếp tục được bổ sung để
hút Nm và có thể được ủ từ 6 đến 12 tháng. Phương pháp xử lý
này còn được gọi là ủ phân với chất lót chuồng và có thể kết hợp
với xử lý trên cánh đồng hoặc đồng cỏ (không trộn)
0,01 Hệ số
của 2
Kết quả trung bình dựa trên tính toán của Sommer và Moller (2000), Sommer (2000), Amon và cộng sự (1998) và N icks và cộng sự (2003).
Khi phân được thu gom, chất rác rưởi tiếp tục được bổ sung để
hút Nm và có thể được ủ từ 6 đến 12 tháng. Phương pháp xử lý
này còn được gọi là ủ phân với chất lót chuồng và có thể kết hợp
với xử lý trên cánh đồng hoặc đồng cỏ (có trộn)
0,07 Hệ số
của 2
Kết quả trung bình dựa trên tính toán của N icks và cộng sự (2003), và Moller và cộng sự (2000). Một số tài liệu trích dẫn giá trị lên tới 20% cho pp xử lý tốt, chủ động trộn đảo phân nhưng thường thì pp không điển hình bởi nó ủ này xl phân cho ammoniac.
Ủ compost ở
trong thùng
chứa
Ủ compost thường ở trong một thùng kín với việc thông gió bắt
buộc và liên tục đảo trộn
0,006 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia của IPCC. Pt được cho là tương tự với pp ủ tĩnh thành đống
Ủ compost để
thành đống
Ủ compost thường ở trong một thùng kín với việc thông gió bắt
buộc nhưng không có sự đảo trộn
0,006 Hệ số
của 2
Theo Hao và công sự (2001)
V
không thay đổi
Ủ compost -
chủ động thông
khí
Ủ compost thường ở nơi có chủ động việc thông khí với việc
thường xuyên (ít nhất là một lần trong ngày) đảo trộn và thông
gió
0,1 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm
chuyên gia của IPCC. Pt được
cho là lớn hơn so với pp ủ
compst thụ động và chủ động
thông khí bởi pt là một chức
năng của việc thường xuyên trộn
phân.
Ủ compost -
thụ động thông
khí
Ủ compost thường ở nơi thoáng khí cùng với việc thường xuyên
đảo trộn và thông gió
0,01 Hệ số
của 2
Theo Hao và công sự (2001)
Phân gia cầm
với chất lót
chuồng
Tương tự như đối với bò và lợn có chất lót chuồng dày (trừ
trường hợp phân để trên đồng cỏ và đồi núi) chất lót chuồng
thường được ủ lẫn vào phân gia cầm. Thường phương pháp này
áp dụng đối với gia cầm đẻ trứng, gà giò và các loại gia cầm cho
thịt khác.
0,001 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm
chuyên gia của IPCC dựa trên
việc mất mát nhiều ammoniac từ
pp ủ này vì vậy còn hạn chế nito
cho phản ứng nitrate và phản
nitrate hóa.
Phân gia cầm
không có chất
lót chuồng
Phương pháp xử lý này có thể được thiết kế và vận hành tương tự
như là phân để trong thùng không đóng gần sát với những nơi
nuôi nhốt gia cầm hoặc có thể để khô phân như lúc được thu
gom. Đối với cách sau (để khô phân như lúc được thu gom) thì
đây là một dạng của ủ compst thụ động thông khí
0,001 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm
chuyên gia của IPCC dựa trên
việc mất mát nhiều ammoniac từ
pp ủ này vì vậy còn hạn chế nito
cho phản ứng nitrate và phản
VI
nitrate hóa.
Xử lý thoáng
khí
Xử lý phân dưới dạng chất lỏng bằng phương
pháp oxy hóa sinh học với việc thông khí tự
nhiên hay bắt buộc. Thông khí tự nhiên thường
giới hạn đối với ao/ hồ thoáng khí và ngẫu nhiên
và hệ thống đất Nm chủ yếu bởi sinh vật quang
hợp. Do vậy, những hệ thống này thường trở
nên yếm khí khi không có ánh sáng mặt trời
Hệ thống
thông khí tự
nhiên
0,01 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm
chuyên gia của IPCC. Quá trình
nitorate và phản nitrate hóa được
sử dụng rộng rãi để loại bỏ nito
trong quá trình xử lý nước thải
theo pp sinh học và công nghiệp,
cùng với lượng N 2O pt không
đáng kể. Quá trình oxy hóa hạn
chế (do yếm khí) có thể làm tăng
thêm pt N 2O so với ht thoáng khí
bắt buộc.
Hệ thống
thông khí bắt
buộc
0,005 Hệ số
của 2
Kết quả đánh giá của nhóm
chuyên gia của IPCC. Quá trình
nitorate và phản nitrate hóa được
sử dụng rộng rãi để loại bỏ nito
trong quá trình xử lý nước thải
theo pp sinh học và công nghiệp,
cùng với lượng N 2O pt không
đáng kể
![Xin hãy mở tập công cụ này để tìm hiểu thêm về các · chứng phát thải khí nhà kính] đã khuyến khích các nước nâng cao kỳ vọng giảm nhẹ](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5e0f1637406eda4b036fa73f/xin-hy-m-tp-cng-c-ny-f-tm-hifu-thm-v-cc-chng-pht.jpg)
