“Phát thải khí nhà kính (GHG) lúa gạo ở Đồng bằng sông Hồng, Việt Nam, được lập bản đồ bằng cách sử dụng hình ảnh vệ tinh đa tỷ lệ và một mô hình sinh hóa dựa trên xử lý. Radar khẩu độ tổng hợp đa tỷ lệ (SAR) và hình ảnh quang học được đưa vào một bộ phân loại rừng ngẫu nhiên bằng cách sử dụng các quan sát và khảo sát thực địa làm dữ liệu đào tạo để lập bản đồ diện tích lúa. Sau đó, phân tích chuỗi thời gian tạo ra thông tin không gian địa lý về lịch mùa vụ, thủy triều và cường độ cây trồng để sử dụng làm thông số cho mô hình khử nitơ-phân hủy (DNDC) để ước tính lượng khí thải. Kết quả cho thấy diện tích lúa năm 2015 là 583.470 ha với tổng diện tích thu hoạch là 1.078.783 ha và tổng lượng khí mê-tan phát thải cho vùng đồng bằng là 345,4 triệu kg CH ₄ -C tương đương 11,5 triệu tấn CO ₂e (đương lượng cacbon đioxit). Vệ tinh viễn thám có thể lập bản đồ chính xác quản lý nước và cải thiện tham số hóa mô hình để hiểu tác động của các quyết định như thực hành tưới tiêu, thay đổi phát thải KNK và các sáng kiến ​​giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Cách tiếp cận được mô tả trong nghiên cứu này cung cấp một khuôn khổ cho việc sử dụng SAR truy cập mở để lấy bản đồ về các đặc điểm cảnh quan và lúa gạo để thúc đẩy các mô hình quy trình như DNDC. Các loại công cụ và phương pháp tiếp cận này sẽ hỗ trợ thế hệ tiếp theo của các nỗ lực giám sát, báo cáo và xác minh (MRV) để chống lại biến đổi khí hậu và hỗ trợ các quyết định chính sách minh bạch và mạnh mẽ. ”

TẢO BẸ VÀ CÔ LẬP CARBON: XUẤT KHẨU KNK TỪ TRÊN CẠN XUỐNG BIỂN SÂU

Những đột phá gần đây đã nâng tầm tảo như một giải pháp sinh học đầy hứa hẹn cho những thách thức về môi trường. Các loài tảo cụ thể có thể cung cấp các chất thay thế ít tác động, không hóa thạch cho nhiên liệu lỏng và chất dẻo, đồng thời có thể làm giảm lượng khí thải lên men đường ruột từ gia súc . Giờ đây, một bài báo Nature Geoscience gần đây đã định lượng vai trò của tảo bẹ và các loại tảo vĩ mô khác trong chu trình carbon toàn cầu. Tính đặc thù của chu trình carbon trong rong biển có thể khắc phục các vấn đề “lâu dài” đã cản trở các bể chứa carbon sinh học khác, chẳng hạn như rừng trên cạn. Nghiên cứu trong tương lai có thể cho phép doanh nghiệp và chính phủ tuyển dụng việc phục hồi rừng tảo bẹ như một cách tiếp cận bổ sung để giảm thiểu biến đổi khí hậu-phát thải khí nhà kính

Tính vô thường và carbon cô lập

Nhiều biện pháp can thiệp phát thải khí nhà kính, chẳng hạn như chuyển đổi từ năng lượng than sang năng lượng gió, giảm và tránh phát thải. Những biện pháp can thiệp này đối phó với các loại khí sẽ được thải ra trong năm đó. Với đường cơ sở thích hợp (không có nhiệm vụ dễ dàng), bạn có thể khẳng định một cách đáng tin cậy rằng, nhờ sự can thiệp, một tấn khí đã không được thải ra trong năm đó. Sự không tồn tại của sự phát xạ này là vĩnh viễn.

Khi việc tái trồng rừng xảy ra và cây cối phát triển bằng cách thực hiện quá trình quang hợp, carbon dioxide loại bỏ khỏi khí quyển sẽ được lưu trữ (“cô lập”) trong sinh khối. Không giống như lượng khí thải giảm “không còn tồn tại”, carbon trong sinh khối này dễ bị tổn thương về mặt vật lý.

Việc phá rừng không có kế hoạch và suy thoái rừng có thể giải phóng lượng carbon dự trữ này trở lại bầu khí quyển. Những sự cố không có kế hoạch này đảo ngược tác dụng có lợi của quá trình cô lập carbon. Nói cách khác, sự sắp xếp hóa ra chỉ là tạm thời. Những lo ngại về “sự đảo ngược” từ lâu đã thách thức việc tái trồng rừng và trồng rừng như những cách tiếp cận thực tế để giảm thiểu biến đổi khí hậu. Các thị trường bù đắp carbon (ví dụ, hệ thống giới hạn và thương mại của California) sử dụng các bản sửa lỗi kỹ thuật như “tài khoản đệm” để giảm rủi ro tín dụng quá mức, dựa trên rủi ro đảo ngược theo thống kê. Tuy nhiên, những lo ngại về tính lâu dài vẫn tiếp tục, và chắc chắn hạn chế đầu tư cả về tài chính và chính trị vào việc khôi phục các hệ sinh thái vì mục đích khí hậu.

Những lo ngại về tính lâu dài này áp dụng cho tất cả các "cải tiến" của trữ lượng các-bon, vì tính dễ bị tổn thương về mặt vật lý của chúng. Tất cả các hành động để cải thiện trữ lượng carbon — cho dù thông qua tái trồng rừng, trong đất, với carbon xanh ven biển (ví dụ: trồng rừng ngập mặn), hoặc thông qua thu giữ và lưu trữ carbon công nghiệp — đều mang lại những rủi ro thực sự về đảo ngược do con người hoặc các xáo trộn khác.

Chu trình cacbon vĩ mô

Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng rừng tảo bẹ có thể hoạt động khác nhau. Sự hấp thụ carbon của các khu rừng tảo bẹ có thể "vĩnh viễn" một cách bất thường do chu kỳ carbon cụ thể của chúng và tính chất "hoang dã" của các đại dương sâu.

Trong bài báo Nature Geoscience của họ, “Vai trò quan trọng của tảo vĩ mô trong việc hấp thụ carbon biển”, Giáo sư Dorte Krause-Jensen và Carlos M. Duarte tổng hợp dữ liệu hiện có về sự hấp thụ carbon của tảo bẹ và các loại tảo vĩ mô khác để phát triển ước tính “bậc nhất” về sự cô lập tảo bẹ quy trình, điểm đến và số lượng. Ước tính ban đầu của họ cho thấy tảo vĩ mô cô lập khoảng 634 triệu tấn carbon dioxide mỗi năm (173 TgC), nhiều hơn hai lần so với mức cô lập ròng từ Trung Quốc, quốc gia có mức cô lập carbon ròng lớn nhất. Trong khi 10% trong số này bị chôn vùi trong trầm tích ven biển với nguy cơ đảo ngược do con người gây ra, ước tính 90% được xuất khẩu ra biển sâu!

Bất chấp tên gọi, rừng tảo bẹ có nhiều điểm chung với đồng cỏ hơn là rừng trên cạn về chu trình carbon của chúng. Giống như đồng cỏ trên cạn, rừng tảo bẹ có thể lâu năm (ở vùng biển ấm hơn) hoặc hàng năm (ở vùng đại dương lạnh hơn). Trong khi hầu hết các kiểu rừng tập trung carbon trong sinh khối sống, đồng cỏ và rừng tảo bẹ có vòng đời tương đối ngắn và nhanh chóng “hiến tặng” carbon từ sinh khối sống cho các bể chứa carbon khác.

Ngay lập tức, carbon di chuyển từ sinh khối rong biển đến các bể Carbon hữu cơ hòa tan (DOC) và các bể chứa carbon hữu cơ dạng hạt (POC). DOC đề cập rộng rãi đến các phân tử hữu cơ hòa tan trong nước. Rong biển và các chất quang hợp biển khác liên tục giải phóng vật chất hữu cơ dễ hòa tan trong nước. Vật liệu này có thể lắng đọng tại chỗ, di chuyển đến các vùng khác của đại dương hoặc bị vi khuẩn tiêu thụ nhanh chóng.

POC đề cập đến các mảnh sinh khối trôi dạt, chẳng hạn như lá tảo bẹ, có thể tập hợp thành những chiếc bè khổng lồ. Mảnh vụn này có thể trôi nổi hàng trăm km, được giữ nổi bằng máy thổi khí và được bảo vệ bởi các hợp chất hóa học khiến tảo bẹ không ngon đối với hầu hết các loài động vật. Quá trình trôi dạt này cũng xảy ra với các loại tảo thực vật khác như Sargassum và Desmarestiales. Kết hợp với các mô hình tuần hoàn đại dương, carbon được cô lập bởi tảo vĩ mô sẽ đến biển sâu, đặc biệt là các hẻm núi tàu ngầm. Bão xé toạc lá và toàn bộ thực vật khỏi mặt đất để đẩy nhanh quá trình xuất khẩu nguyên liệu và hấp thụ cacbon xuống biển sâu.

Di chuyển carbon từ khí quyển xuống biển sâu

• Quá trình xử lý carbon dioxide - phát thải khí nhà kính từ khí quyển bắt đầu với Sản lượng sơ cấp ròng - sự phát triển của tảo, được thúc đẩy bởi quá trình quang hợp.
• Trung bình, ước tính có khoảng 43% lượng carbon cô lập thông qua quá trình quang hợp được xuất ra từ lớp tảo, khu vực ngay lập tức nơi tảo neo đậu. Phần lớn phần còn lại được chăn thả bởi các động vật biển hoặc tái khoáng thành các phần tử đơn giản nhất của nó bởi vi sinh vật, tái chế chúng thông qua hệ sinh thái. Chỉ khoảng 4% được chôn trực tiếp trong lớp tảo.
• Lượng carbon xuất khẩu từ đáy tảo này đi theo hai vùng carbon: khoảng một nửa di chuyển dưới dạng DOC và khoảng một nửa dưới dạng POC.
• Khoảng một phần ba DOC được xuất khẩu bên dưới lớp hỗn hợp trên cùng của đại dương , trong đó một phần đi vào biển sâu (nghiên cứu này giả định là 100%). Phần còn lại được tái khoáng trong giá thể, chuyển hóa thành vật chất vô cơ để các sinh vật khác sử dụng làm chất dinh dưỡng.
• Khoảng 11% POC được xuất khẩu xuống biển sâu và 4% được chôn trong thềm . Phần còn lại được tái khoáng hóa, chăn thả hoặc đổ lên các bãi biển.
• Cùng với nhau, quá trình hấp thụ cacbon lâu dài của tảo vĩ mô xảy ra thông qua 4 quá trình: cacbon chôn trực tiếp trong đáy tảo, DOC xuất ra bên dưới lớp hỗn hợp, POC xuất ra biển sâu và POC chôn trong thềm. Cuối cùng, khoảng 11% lượng carbon liên quan đến tăng trưởng sinh khối (Sản lượng sơ cấp ròng) được cô lập thành bốn bể chứa carbon để lưu trữ lâu dài hơn và phần còn lại nhanh chóng được tái chế thông qua hệ sinh thái.

Các-bon bị chôn vùi trong lớp tảo và chôn vùi trong thềm rất dễ bị đảo ngược do ảnh hưởng của con người đến trầm tích ven biển. Carbon cô lập này về mặt khái niệm tương tự như carbon cô lập trong các hệ sinh thái carbon xanh khác.

Tuy nhiên, carbon từ việc xuất khẩu DOC và POC, phần lớn kết thúc ở biển sâu, nơi mà nó đối mặt với nguy cơ đảo ngược tối thiểu.

“Sự cô lập ở biển sâu” này đại diện cho khoảng 88% lượng cacbon ròng được hấp thụ bởi các loài tảo vĩ mô, hoặc khoảng 10% sự tăng trưởng sinh khối. Và nó cho thấy rằng carbon này có thể tránh được các vấn đề lâu dài làm phức tạp quá trình cô lập đối với rừng, các hệ sinh thái trên cạn khác và các hệ sinh thái carbon xanh khác. Không giống như các hệ sinh thái khác, biển sâu có ít mục đích sử dụng trực tiếp trên đất liền, chẳng hạn như trang trại, đô thị hóa, công nghiệp hoặc các khu nghỉ dưỡng ven biển. Bởi vì trầm tích của biển sâu có rất ít sự tiếp xúc của con người, các-bon đi vào biển sâu về mặt lý thuyết được cách nhiệt chống lại các nguy cơ đảo ngược ảnh hưởng đến các-bon sinh học khác.

Các bước tiếp theo và cơ chế chính sách

Cho đến nay, rừng tảo bẹ và các loại rong biển khác hầu như không được chú ý trong các cuộc thảo luận về chính sách giảm thiểu biến đổi khí hậu - phát thải khí nhà kính. Ngay cả các hệ sinh thái carbon xanh khác (đồng cỏ biển, đầm lầy thủy triều và rừng ngập mặn) cũng là một lĩnh vực tương đối mới. Tại sao nghiên cứu về sự cô lập cacbon của rong biển lại quan trọng?

Đầu tiên, bài báo này nêu lên hồ sơ về sự cô lập carbon của tảo biển. Hiểu rõ hơn về vai trò của tảo vĩ mô trong chu trình carbon toàn cầu vốn dĩ rất quan trọng như một mục tiêu khoa học theo đuổi. Bài báo này chỉ là "ước tính đơn hàng đầu tiên", vì có sự không chắc chắn đáng kể về số lượng của các tác giả. Sẽ cần nhiều công việc khoa học hơn để tăng độ phân giải và cải thiện những ước tính này. Ví dụ, các nghiên cứu trong tương lai sẽ cần phải xác nhận rằng không có quá trình tự nhiên hoặc nhân sinh nào khác khiến lượng carbon này quay ra khỏi biển sâu và quay trở lại bầu khí quyển.

Thứ hai, việc tăng cường tập trung vào việc hấp thụ rong biển làm nổi bật tiềm năng “trồng rừng” rừng tảo bẹ như một chiến lược giảm thiểu biến đổi khí hậu mới. Các biện pháp can thiệp chính sách có thể khuyến khích sản xuất tảo bẹ và hấp thụ carbon mà nó mang lại:

1. Các chính phủ có thể trực tiếp thực hiện các chương trình tái trồng và bảo vệ rừng tảo bẹ, mang lại lợi ích đáng kể cho hệ sinh thái biển và có thể thúc đẩy du lịch lặn biển.
2. Các tiêu chuẩn bù đắp carbon có thể phát triển các phương pháp luận bù đắp tảo bẹ, bên trong hoặc bên ngoài bối cảnh của chính phủ (thị trường bù đắp tuân thủ hoặc tự nguyện, tương ứng). Trong trường hợp tảo bẹ được phép phát triển hoàn toàn và không được sử dụng vì mục đích thương mại, về mặt lý thuyết, các nỗ lực trồng tảo bẹ nên được bổ sung, và do đó, là một nguồn bù đắp đáng tin cậy. Quản lý các luống tảo bẹ tự nhiên, đối mặt với nhiều mối đe dọa hiện hữu, cũng có thể là một kiểu bù đắp đáng tin cậy.
3. Một lựa chọn khác là các chính phủ thúc đẩy việc trồng tảo bẹ thông qua các khuyến khích kinh tế cho khu vực tư nhân. Tảo bẹ có nhiều mục đích sử dụng thương mại khác nhau: làm gel (ví dụ, trong ngành công nghiệp hypercolloid), làm nguồn năng lượng, dược phẩm, phân bón và nuôi trồng thủy sản không xương sống (ví dụ như bào ngư, tôm, nhím biển). Việc giảm thuế đối với việc trồng tảo bẹ có thể cung cấp một khoản “chiết khấu” để phù hợp với lợi ích xã hội không kiếm tiền mà việc trồng trọt mang lại thông qua quá trình hấp thụ carbon.

Thứ ba, nếu nghiên cứu sâu hơn xác nhận giảm rủi ro đảo ngược đối với tảo bẹ, thì cái nhìn sâu sắc này có thể tác động và đẩy nhanh việc tạo ra các phương pháp tái trồng rừng tảo bẹ trên thị trường bù đắp. Theo hệ thống giới hạn và thương mại của California, để giải quyết các mối quan tâm lâu dài, các dự án lâm nghiệp ký hợp đồng 100 năm và đặt một phần tín dụng của họ vào tài khoản đệm để bảo vệ khỏi nguy cơ đảo ngược không chủ ý (ví dụ như cháy rừng) - phát thải khí nhà kính. Các dự án tảo bẹ có rủi ro thấp có thể đáp ứng các yêu cầu này, làm cho các dự án cô lập dưới đáy đại dương có lợi hơn cho các nhà phát triển dự án.

Cuối cùng, hiệu số dựa trên tảo bẹ có thể dẫn đến trạng thái chất lượng cao hơn, do giảm rủi ro đảo ngược. Mặc dù về mặt lý thuyết, bù đắp carbon là một loại hàng hóa có thể thay thế được, nhưng trên thực tế, các đặc điểm của các dự án bù đắp ảnh hưởng đến giá bù đắp trên thị trường tự nguyện. Các yếu tố như sức hút của dự án và đồng lợi ích có thể dẫn đến giá cao hơn. Rủi ro bổ sung thấp hoặc đảo chiều có thể làm giảm giá. Nguy cơ đảo ngược thấp hơn có thể đặt quá trình cô lập tảo bẹ ở một vị trí cao hơn so với các dự án cô lập khác.

Hiện tại, quá trình hấp thụ carbon của tảo bẹ vẫn đang trong giai đoạn đầu của khoa học nghiên cứu. Hiện tại, tờ Nature Geoscience là một ấn phẩm thú vị cung cấp ước tính ban đầu về thông lượng carbon của tảo vĩ mô. Khi nghiên cứu mở rộng trong vài năm tới, lĩnh vực nuôi trồng rong biển có thể cung cấp các lựa chọn mới, sáng tạo để bảo tồn và giảm thiểu biến đổi khí hậu - phát thải khí nhà kính có thể được khuếch đại bằng các chính sách khuyến khích và thị trường bù đắp.