Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình các bon trên ao nuôi cá thác lác cườm (notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh hậu giang

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Luận án này với tựa đề là “ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM Notopterus chitala TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG”,

NĂM 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN SO

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI

CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala)

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

MÃ SỐ 62440303

NĂM 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN SO

MÃ SỐ NCS P0716001

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI

CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala)

TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

MÃ SỐ 62440303

NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS TS Lê Anh Tuấn

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG

Luận án này với tựa đề là “ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ

CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus

chitala) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG”, do nghiên cứu sinh Nguyễn Văn So

thực hiện theo sự hướng dẫn của PGS TS Lê Anh Tuấn Luận án đã báo cáo và được Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ thông qua ngày / / luận án đã được chỉnh sửa theo góp ý và được Hội đồng đánh giá luận án xem lại

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường

và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý Thầy, Cô

và các bạn đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu Xin kính gửi đến PGS TS Lê Anh Tuấn lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất, trong những năm qua Thầy đã ân cần hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu bồi dưỡng kiến thức và hoàn thành luận án

Tôi gửi lời cảm ơn đến các em Nguyễn Anh Thư và Nguyễn Bảo Tiên đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án

Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Út và anh Hoài Anh là chủ các ao nuôi cá Thác lác Cườm ở phường VII, thành phố Vị Thanh đã chấp thuận cho tôi bố trí các thí nghiệm trên các ao nuôi cá, chia sẻ những thông tin, kinh nghiệm và kỹ thuật nuôi trong suốt thời gian tôi thực hiện các thí nghiệm và thu mẫu hiện trường

Tôi cảm ơn các Anh, chị viên chức Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Cần Thơ đã hỗ trợ nhiệt tình trong thu và phân tích các mẫu số liệu về khí nhà kính và chất lượng nước của nghiên cứu này

Một lần nữa, tôi chân thành cảm ơn gia đình nhất là cha mẹ, vợ, em, bạn và đồng nghiệp luôn luôn động viên chia sẻ, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi

có thể hoàn thành luận án

Xin chân thành cảm ơn!

Tóm tắt

Biến đổi khí hậu tác động ngày càng rõ rệt đến mọi mặt của tự nhiên và xã hội loài người, do gia tăng lượng khí nhà kính nhân tạo, trong đó có nuôi trồng thủy sản Nuôi trồng thủy sản một mặt góp phần tăng tỷ trọng trong cơ cấu kinh tế mỗi địa phương, song việc nghiên cứu, định lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực này ít được nghiên cứu

Vì thế, đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá Thác

lác Cườm (Notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được tiến hành Nghiên

cứu được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2019 tại 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm tại phường VII, thành phố Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang Kết quả thấy rằng lượng Carbon dioxide (CO2) sinh ra từ ao nuôi cá Thác lác Cườm chiếm 99,98%, trong khi khí mê-tan (CH4) chỉ chiếm 0,02% Mức phát thải CO2 trung bình là 1.652,67 g/m2/ngày, trong khi lượng CH4 trung bình là 0,19 g/m2/ngày Tổng lượng CO2e trung bình ngày từ chu trình Các bon của ao cá Thác lác Cườm là 1.657,99 gCO2e/m2/ngày Tính cả năm, toàn tỉnh với

_Tb-210.43 * DO_Tb-2751.82 * TL_Ann-259.51 * TOC_Tb + 4.65 * Alkalinity +12.97 * Precipitation và CH4 có dạng Y (CH4) = -0.47+0.06 * DO + 1.32 * TL_Eat + 0.06 * TOC_TB - 0.001 * Alkalinity-0.004 * Precipitation + 0.001 * CO2

phải, cùng với đó cần kiểm soát các yếu tố chất lượng nước theo mô hình ao I cho kết

có điều kiện tự nhiên thuận lợi; năng lực sản xuất, năng suất, sản lượng, chất lượng và khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngày càng nâng cao; giá thành sản xuất cạnh tranh; thu nhập của nông dân từ sản xuất nông nghiệp được cải thiện; tỉnh có chiến lược, giải pháp đồng bộ, dài hạn trong quy hoạch để tăng chuỗi giá trị; quan tâm nhiều hơn đến công tác bảo vệ môi trường nuôi trồng thủy sản Tóm lại, nghiên cứu định lượng được mức phát sinh khí nhà kính từ việc nuôi cá Thác lác Cườm trên ao đất Bằng mô hình toán Stella giúp xác định rõ nguồn gốc, cơ chế hình thành, phát sinh và khả năng làm giảm khí nhà kính thông qua chu trình Các bon trong ao nuôi cá Nghiên cứu làm cơ sở cho các nhà quản lý quan tâm đúng mức đến lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và khả năng phát triển bền vững ngành nuôi cá Thác lác Cườm

Từ khóa: Cá Thác lác Cườm, Chu trình Các bon, Hệ thống thông tin địa lý, Khí

nhà kính, Phát triển bền vững

Abstract

Climate change impacts more and more clearly on all aspects of nature and human society, due to the increase in the amount of man-made greenhouse gases, including aquaculture On the one hand, aquaculture contributes to increasing the proportion in the economic structure of each locality, but the research and quantification of greenhouse gas emissions in this field is rarely studied Therefore, the topic "Assessment of greenhouse gas

emissions from the Carbon cycle in the ponds of Notopterus chitala in Hau Giang province"

was conducted The study was carried out from April to October 2019 in 3 fish ponds of

Notopterus chitala in Ward VII, Vi Thanh City, Hau Giang Province The results showed that

the amount of Carbon dioxide (CO2) generated the ponds of Notopterus chitala accounted for

99.98%, while methane (CH4) accounted for only 0.02% The average CO2 emission was 1,652.67 g/m2/day, while the average CH4 was 0.19 g/m2/day The average total daily CO2e

from carbon cycle of the Notopterus chitala pond is 1,657.99 gCO2e/m2/day For the whole year, the whole province with the area of Notopterus chitala farming now (100 ha) produces

605,166.35 tons of CO2e Two multiple equations were created of the form Y (CO2) = 1930.43 + 1564.39 * CH4_Tb-210.43 * DO_Tb-2751.82 * TL_Ann-259.51 * TOC_Tb + 4.65 * Alkalinity +12.97 * Precipitation and CH4 have the form Y (CH4) = -0.47+0.06 * DO + 1.32 * TL_Eat + 0.06 * TOC_TB - 0.001 * Alkalinity-0.004 * Precipitation + 0.001 * CO2 In addition, the research has built a database and thematic maps for the management of regions, objects and types of farming by GIS; make updating, managing and retrieving data easy and accurate In addition, the study using Stella 8.0 determined that the factors of feed intake, stocking density, amount of lime powder used, amount of water pumped in and out of the pond and oxidation processes of organic matter play a decisive role to determine amount CO2 and CH4 generation

in the ponds of Notopterus chitala

The simulation results show that the stocking density of 35 fish/m2 will give a moderate level of CO2 emissions, along with the need to control water quality factors according to the pond I model for high correlation results (R2 = 0.84) Finally, the SWOT analysis identifies Hau Giang province with favorable natural conditions; production capacity, productivity, output, quality and science and technology into production are increasingly improved; competitive production cost; farmers' income from agricultural production is improved; the province has a synchronous and long-term strategy and solution

in the planning to increase the value chain; pay more attention to the environmental protection of aquaculture In summary, the study quantifies the level of greenhouse gas emissions from raising Notopterus chitala in earthen ponds By mathematical model Stella helps to clearly identify the origin, mechanism of formation, generation and ability to reduce greenhouse gas through the carbon cycle in fish ponds The research serves as a basis for managers to pay attention to the aquaculture sector and the possibility of sustainable development of Notopterus chitala fish farming industry

Keywords: Notopterus chitala, Carbon cycle, Geographical information system,

Greenhouse gases, Sustainable development

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.2.1 Mục tiêu chung 2

1.2.2 Những mục tiêu cụ thể 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Ý nghĩa nghiên cứu 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

1.5 Những đóng góp mới của luận án 3

1.6 Câu hỏi nghiên cứu 3

1.7 Nội dung nghiên cứu 3

1.8 Giới hạn của nghiên cứu 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Những khái niệm biến đổi khí hậu, khí nhà kính, chu trình Các bon và mô hình toán 5

2.1.1 Biến đổi khí hậu, kịch bản biến đổi khí hậu và Công ước khí hậu 5

2.1.2 Khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, Các bon, các-bo-nic, chu trình Các bon, mê-tan, phát thải và phát triển bền vững 5

2.1.3 Động học hệ thống, mô hình và mô hình toán 9

2.2 Hoạt động nuôi thuỷ sản và các vấn đề môi trường 10

2.3 Tình hình nghiên cứu khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính từ ao nuôi thủy sản ở ngoài nước 12

2.4 Nghiên cứu về khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và thủy sản ở trong nước 17

2.5 Những nghiên cứu về chu trình Các bon của ao thuỷ sản 21

2.6 Tổng quan ứng dụng mô hình toán và Stella trong nghiên cứu khoa học môi trường 25

2.7 Tổng quan vùng nghiên cứu 28

2.7.1 Vị trí địa lý tỉnh Hậu Giang 28

2.7.2 Điều kiện tự nhiên và tác động của biến đổi khí hậu 29

2.8 Tổng quan đặc điểm hình thái, dinh dưỡng, sinh trưởng và sự phân bố của cá Thác lác Cườm 33

2.8.1 Phân loại 33

2.8.2 Đặc điểm hình thái 33

2.8.3 Đặc điểm dinh dưỡng 34

2.8.4 Sự phân bố 34

2.8.5 Đặc điểm sinh trưởng 35

2.9 Tình hình nuôi thủy sản và cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang 35

2.9.1 Tình hình nuôi thủy sản trên địa bàn tỉnh 35

2.9.2 Thực trạng nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh ở Hậu Giang 37

2.10 Các nghiên cứu giảm phát thải khí nhà kính, định hướng giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và thuỷ sản ở Hậu Giang 38

2.11 Lý thuyết về phát triển bền vững nuôi cá Thác lác Cườm 39

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

3.1 Phạm vi, phương tiện nghiên cứu 41

3.1.1 Phạm vi và quy trình nghiên cứu 41

3.1.2 Dụng cụ, thiết bị, phương tiện nghiên cứu 41

3.2 Phương pháp nghiên cứu 45

3.2.1 Phương pháp thu thập, điều tra, thống kê, xử lý dữ liệu và xây dựng bản đồ chuyên đề 45 3.2.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp, điều tra, phỏng vấn và xử lý số liệu thống kê 45

3.2.1.2 Phương pháp thành lập các bản đồ chuyên đề bằng MapInfo 47

3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm, thu mẫu và phân tích mẫu CO2, CH4, các chỉ tiêu chất lượng nước và yếu tố môi trường 48

3.2.2.1 Bố trí thí nghiệm, thời gian, các giá trị, dụng cụ 48

3.2.2.2 Phương pháp thu và phân tích mẫu khí, mẫu nước 51

3.2.3 Phương pháp xây dựng mô hình toán 54

3.2.3.1 Sơ đồ thực hiện mô hình toán Stella 54

3.2.3.2 Chu trình trao đổi các-bo-nic trên ao thuỷ sản 55

3.2.3.3 Các tiến trình diễn ra trên ao cá Thác lác Cườm và những công thức được sử dụng trong nghiên cứu 55

3.2.3.4 Dữ liệu về các yếu tố khác ảnh hưởng đến Các bon đầu vào ao nuôi cá Thác lác Cườm 58

3.2.3.5 Dữ liệu về các yếu tố gây mất CO2 trong ao cá 58

3.2.3.6 Sử dụng phần mềm Stella 8.0 để xây dựng lưu đồ và thiết lập phương trình toán 59

3.2.3.7 Phương pháp kiểm định, hiệu chỉnh mô hình 61 3.2.4 Áp dụng phương pháp phân tích SWOT xác định hướng phát triển ngành nuôi cá Thác

lác Cườm theo hướng bền vững 62

3.2.5 Một số phương pháp khác được sử dụng trong nghiên cứu 63

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64

4.1 Hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang 64

4.1.1 Sự phân bố theo diện tích nuôi cá Thác lác Cườm ở các huyện, thị xã và thành phố 64

4.1.2 Lợi nhuận từ nuôi cá Thác lác Cườm 64

4.1.3 Sự phân bố theo quy mô hộ nuôi cá Thác lác Cườm 65

4.1.4 Kết quả khảo sát về giới tính, độ tuổi lao động, trình độ, nhân khẩu và lao động tham gia nuôi cá Thác lác Cườm 67

4.1.4.1 Tỷ lệ giới tính và độ tuổi lao động 67

4.1.4.2 Về trình độ học vấn 67

4.1.4.3 Về nhân khẩu và lao động 68

4.2 Định lượng phát thải khí nhà kính trên ao cá Thác lác Cườm 68

4.2.1 Theo diện tích và sản lượng thủy sản 68

4.2.2 Lượng phát thải khí nhà kính từ ao nuôi cá Thác lác Cườm theo công thức IPCC 71

4.2.3 Tiềm năng ấm lên toàn cầu (GWP) 71

4.2.3.1 Tiềm năng ấm lên toàn cầu (GWP) trên ao nuôi thủy sản toàn tỉnh 71

4.2.3.2 Tiềm năng ấm lên toàn cầu phân bố theo các huyện, thị xã và thành phố trên địa bàn tỉnh 73 4.2.4 Biến động của các yếu tố môi trường nước trên ao cá Thác lác Cườm 75

4.2.4.1 Biến động nhiệt độ 75

4.2.4.2 Biến động độ pH 76

4.2.4.3 Biến động Oxy hòa tan (DO) 78

4.2.4.4 Biến động Tổng độ kiềm 79

4.2.4.5 Độ dẫn điện (EC) 81

4.2.4.6 Biến động nhu cầu oxy hóa học (COD) 81

4.2.4.7 Biến động nhu cầu oxy sinh học (BOD5) 82

4.2.4.8 Biến động tổng Các bon (TOC) 84

4.2.4.9 Biến động Phytoplankton 85

4.2.4.10 Lượng thức ăn mỗi ao nuôi cá Thác lác Cườm 86

4.2.5 Biến động về lượng khí CO2 và CH4 87

4.2.5.1 Biến động về phát thải khí CO2 87

4.2.5.2 Biến động về phát thải khí CH4 88

4.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng sự phát thải CO2 và CH4 trên ao nuôi cá Thác lác Cườm 90

4.2.6.1 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CO2 90

4.2.6.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CH4 93

4.2.7 Phương trình hồi quy đa biến CO2 và CH4 trên ao nuôi cá Thác lác Cườm 95

4.2.7.1 Phương trình hồi quy đa biến CO2 với các yếu tố ảnh hưởng 95

4.2.7.2 Phương trình hồi quy đa biến CH4 với các yếu tố ảnh hưởng 97

4.3 Kết quả ứng dụng mô hình Stella 8.0 dự báo sự phát thải khí CO2 trên ao cá Thác lác Cườm 99

4.3.1 Các yếu tố thể hiện trong lưu đồ động thái CO2 ao nuôi cá Thác lác Cườm 99

4.3.2 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm 100

4.3.2.1 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm I (ao I) 100

4.3.2.2 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm II (ao II) 101

4.3.2.3 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm III (ao III) 103

4.3.3 Phân tích độ nhạy của các mô hình đã thiết lập 105

4.3.4 So sánh sự tương quan giữa mô hình và thực đo 106

4.4 Các yếu tố phát triển bền vững lĩnh vực nuôi cá Thác lác Cườm 108

4.4.1 Khía cạnh lợi ích kinh tế từ các mô hình cá Thác lác Cườm 108

4.4.2 Yếu tố xã hội của nuôi cá Thác lác Cườm 111

4.4.3 Các tác động về môi trường của nuôi cá Thác lác Cườm 113

4.4.4 Phân tích SWOT đối với việc nuôi cá Thác lác Cườm 115

4.4.4.1 Điểm mạnh (Strengths) 115

4.4.4.2 Điểm yếu (Weaknesses) 116

4.4.4.3 Cơ hội (Opportunities) 116

4.4.4.4 Thách thức (Threats) 116

4.4.5 Khuyến nghị giải pháp phát triển bền vững ngành nuôi cá Thác lác Cườm 117

4.4.6 Khuyến nghị với công tác quản lý ở địa phương liên quan đến sự phát triển ngành nuôi cá Thác lác Cườm 118

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 121

5.1 Kết luận 121

5.2 Đề nghị 122

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 143

Phụ lục 1 Thông tin tính phát thải theo diện tích và đối tượng nuôi I Phụ lục 1a Bảng thông tin tính toán I Phụ lục 1b Lượng phát thải theo diện tích và sản lượng I Phụ lục 1c Tính phát thải cho năm 2019 II Phụ lục 1d Tính phát thải KNK theo đối tượng nuôi II Phụ lục 2 Tổng hợp kết quả thu, phân tích mẫu và phân tích dữ liệu bằng SPSS 22 tại các ao nuôi cá Thác lác Cườm V Phụ lục 2a Bảng số liệu đo thực tế trên các ao nuôi cá Thác lác Cườm VI Phụ lục 2b Bảng thống kê mô tả các yếu tố môi trường VIII Phụ lục 2c Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao I X Phụ lục 2d Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao II XIII Phụ lục 2e Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao III XVII Phụ lục 3 Dữ liệu nhập vào MapInfo XXI Phụ lục 3a Bảng thông tin dữ liệu GIS XXI Phụ lục 3b Bảng thông tin dữ liệu GIS XXIII Phụ lục 3c Bảng thông tin dữ liệu GIS XXVIII Phụ lục 4 Các công thức toán được thiết lập trong mô hình XXXII Phụ lục 4a (Ao I) XXXII Phụ lục 4b (Ao II) XXXV Phụ lục 4c (Ao III) XXXVII Phụ lục 5 Kết quả chạy mô hình Stella trên 3 ao XL Phụ lục 5a Kết quả chạy mô hình Stella trên Ao II XL Phụ lục 5b Kết quả chạy mô hình Stella trên Ao II XLIX Phụ lục 5c Kết quả chạy mô hình Stella trên Ao III LVII Phụ lục 6 Những hình ảnh thu mẫu hiện trường - 1 -

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Biên độ dao động CO2 khí quyển trung bình tháng từ năm 2016 đến năm 2020 và nồng

độ CO2 trong khí quyển từ năm 1958 đến năm 2020 tại trạm Mauna Loa, Hawaii [67] 7 Hình 2.2: Chu trình Các bon trên trái đất gồm các bể chứa và phát thải [78] 8 Hình 2.3: Bản đồ hành chính tỉnh Hậu Giang [146] 29

Hình 2.4: Các vùng địa hình của tỉnh [152] 30

Hình 2.5: Cá Thác lác Cườm trưởng thành [155] 33

Hình 3.1: Sơ đồ thể hiện quy trình nghiên cứu 41

Hình 3.2: Buồng nổi (Chamber) gom khí CO2 và CH4 trên ao cá Thác lác Cườm 42

Hình 3.3: Các bước tiến hành điều tra, khảo sát nông hộ nuôi cá TLC 46

Hình 3.4: Giao diện nhập dữ liệu Table trong MapInfo 15 48

Hình 3.5: Sơ đồ vị trí các ao Thác lác Cườm thí nghiệm 49

Hình 3.6: Sơ đồ bố trí lấy mẫu khí CO2 và CH4 trên ao nuôi cá Thác lác Cườm 50

Hình 3.7: Sơ đồ các bước thực hiện mô phỏng động thái CO2 trên ao cá Thác lác Cườm 54

Hình 3.8: Sơ đồ minh họa sự trao đổi các-bo-nic trên ao cá Thác lác Cườm 55

Hình 3.9: Lưu đồ thể hiện chu trình Các bon trong ao nuôi cá Thác lác Cườm 60

Hình 4.1: Bản đồ vùng nuôi theo diện tích của từng huyện, thị xã và thành phố 64

Hình 4.2: Bản đồ về lợi nhuận của các hộ nuôi cá Thác lác Cườm 65

Hình 4.3: Bản đồ phân bố hộ nuôi cá Thác lác Cườm trên địa bàn tỉnh 67

Hình 4.4: Tiềm năng ấm lên toàn cầu theo diện tích nuôi thuỷ sản ở Hậu Giang từ năm 2015 đến năm 2019 69

Hình 4.5: Sản lượng thủy sản với tổng GWP tấn CO2e từ năm 2015 đến năm 2019 70

Hình 4.6: Cơ cấu GWP các loại thủy sản trên địa bàn tỉnh Hậu Giang năm 2019 71

Hình 4.7: Cơ cấu GWP các loại thủy sản theo huyện, thị xã và thành phố trên địa bàn tỉnh Hậu Giang năm 2019 73

Hình 4.8: Biến động nhiệt độ tại 3 ao cá TLC quan sát 76

Hình 4.9: Biến động độ pH trên 3 ao cá TLC quan sát 77

Hình 4.10: Biến động DO trên 3 ao cá TLC quan sát 78

Hình 4.11: Biến động tổng độ kiềm tại 3 ao cá TLC quan sát 80

Hình 4.12: Biến động hàm lượng COD tại 3 ao cá TLC quan sát 82

Hình 4.13: Biến động hàm lượng BOD tại 3 ao cá TLC quan sát 83

Hình 4.14: Biến động hàm lượng TOC tại 3 ao cá TLC quan sát 85

Hình 4.15: Mức phát thải khí CO2 theo thời gian nuôi cá Thác lác Cườm 88

Hình 4.16: Mức phát thải khí CH4 theo thời gian nuôi cá Thác lác Cườm 89

Hình 4.17: Độ tương quan giữa quan sát và kỳ vọng của phương trình hồi quy CO2 97

Hình 4.18: Độ tương quan giữa quan sát và kỳ vọng của phương trình hồi quy CH4 99

Hình 4.19: Sơ đồ động thái CO2 trên ao nuôi lát cườm I bằng phần mềm Stella 8.0 100

Hình 4.20: So sánh mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao I 101

Hình 4.21: Tương quan giữa mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao I 101

Hình 4.22: Lưu đồ động thái CO2 ao cá Thác lác Cườm II 102

Hình 4.23: So sánh mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao II 103

Hình 4.24: Tương quan giữa mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao II 103

Hình 4.25: Lưu đồ chu trình CO2 trên ao cá Thác lác Cườm III 104

Hình 4.26: So sánh mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao III 104

Hình 4.27: Tương quan giữa mô hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao III 105

Hình 4.28: Độ nhạy của các mô hình biến động CO2 105

Hình 4.29: So sánh sự tương quan giữa mô hình và thực đo về sự biến động CO2 của 3 ao 106

Hình 4.30: Tập huấn về kỹ thuật nuôi và phòng bệnh cho cá TLC (a); kinh nghiệm, kết hợp kinh nghiệm, chuyên ngành và tập huấn (b) 112

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: So sánh những phương pháp đo đạc, tính phát thải khí nhà kính 20

Bảng 2.2: Độ mặn cao nhất trên địa bàn tỉnh Hậu Giang từ năm 2011 đến năm 2020 (‰) 31

Bảng 2.3: So sánh diện tích và sản lượng cá Thác lác Cườm với các loại thủy sản khác trên địa bàn tỉnh Hậu Giang 36

Bảng 3.1: Các giá trị, phương pháp thực hiện 50

Bảng 3.2: Các giá trị trung bình của ao I, II và III 59

Bảng 3.3: Các giá trị đầu vào trong mô hình Stella 61

Bảng 4.1: Diện tích, số hộ nuôi cá Thác lác Cườm được khảo sát năm 2017 66

Bảng 4.2: Thống kê mô tả nhiệt độ nước trên 3 ao cá Thác lác Cườm (°C) 75

Bảng 4.3: Thống kê mô tả giá trị pH trên 3 ao cá Thác lác Cườm 77

Bảng 4.4: Thống kê mô tả nồng độ DO trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) 78

Bảng 4.5: Thống kê mô tả tổng độ kiềm trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L CaCO3) 80

Bảng 4.6: Thống kê mô tả độ dẫn điện (EC) trên 3 ao cá Thác lác Cườm (µS/cm) 81

Bảng 4.7: Thống kê mô tả nồng độ COD trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) 81

Bảng 4.8: Thống kê mô tả nồng độ BOD5 trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) 83

Bảng 4.9: Thống kê mô tả tổng Các bon (TOC) trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) 84

Bảng 4.10: Thống kê mô tả lượng thức ăn trên 3 ao cá Thác lác Cườm (kg/ngày) 87

Bảng 4.11: Hệ số tương quan (R2) giữa CO2 với các giá trị được khảo sát 91

Bảng 4.12: Hệ số tương quan (R2) giữa CH4 với các giá trị được khảo sát 93

Bảng 4.13: Tổng hợp mô hình hồi quy, tương quan CO2b với các biến độc lậpa 96

Bảng 4.14: Phân tích ANOVA mô hình hồi quy, tương quan CO2a với các biến độc lậpb 96

Bảng 4.15: Hệ số mô hình hồi quy, tương quan CO2a với các biến độc lậpb 96

Bảng 4.16: Tổng hợp mô hình hồi quy, tương quan CH4b với các biến độc lậpa 97

Bảng 4.17: Tổng hợp ANOVA mô hình hồi quy, tương quan CH4a với các biến phụ thuộcb 98

Bảng 4.18: Tổng hợp các hệ số mô hình hồi quy, tương quan CH4a với các biến phụ thuộcb 98

Bảng 4.19: So sánh hiệu quả kinh tế của mô hình nuôi cá Thác lác Cườm trong ao đất và trong vèo 108

Bảng 4.20: So sánh hiệu quả kinh tế của mô hình nuôi cá Thác lác Cườm trong ao đất và trong vèo giữa các huyện, thị xã và thành phố 109

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

cơ)

Thương mại Tự do giữa Việt Nam và Liên minh châu Âu)

Global

GAP

Global Good Agricultural Practice (Thực hành nông nghiệp tốt toàn cầu)

khí nhà kính trong bầu khí quyển)

HTX Hợp tác xã

về Biến đổi Khí hậu)

Môi trường)

và Khí quyển Quốc gia)

UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change (Công ước

Khung của Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu)

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Việc nghiên cứu, đánh giá phát thải KNK trên thế giới tập trung ở các lĩnh vực năng lượng, công nghiệp, sử dụng đất, canh tác nông nghiệp, lâm nghiệp nhưng lĩnh vực nuôi trồng thủy sản (NTTS) ít được quan tâm, mặc dù lĩnh vực này có những minh

[1] Tuy NTTS có tỉ trọng phát thải không cao như công nghiệp, dịch vụ nhưng cần được quan tâm nghiên cứu đánh giá sự phát thải này và có giải pháp giảm thiểu [2] Dự báo trong thời gian tới cán cân tỉ trọng NTTS gây phát thải KNK sẽ tăng, trong khi nguồn thải từ nhiên liệu hoá thạch đang được các nước cam kết giảm mạnh tại COP26 [3, 4] Bên cạnh đó, IPCC [5] nhận định rằng nuôi trồng thủy sản là nguồn nhân tạo quan trọng làm tăng nồng độ KNK, sự đóng góp này không được đánh giá hoặc chưa được kiểm kê KNK ở phạm vi quốc gia FAO [6] dự báo sản xuất thủy sản toàn cầu tiếp tục tăng theo quy mô dân số, với sản lượng thủy sản hơn 90 triệu tấn; mức phát thải KNK sẽ tăng trên quy mô toàn cầu [7, 8] Tuy nuôi trồng thuỷ sản có mức phát thải khác nhau ở các loại hình canh tác nhưng KNK sẽ tích lũy nồng độ trong khí quyển [9-12] Phần lớn những đánh giá được thực hiện dựa trên sự tính toán gián tiếp hoặc dựa trên các hệ số mặc định của IPCC đã công bố, dẫn đến những chênh lệch lớn so với thực tiễn phát thải KNK [13- 16] Ở Việt Nam, việc nghiên cứu phát thải khí nhà kính có những công trình đã công

bố, đáng chú ý, bao gồm: Trịnh và ctv [17, 18] nghiên cứu phát thải trên lúa nước và nông nghiệp; Hải và ctv [19] nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo phát thải khí nhà kính tại Bình Dương; Nam và ctv [20] sử dụng công thức của IPCC đánh giá mức phát

thải KNK từ đất ngập nước ven biển ở Hải Phòng nhưng nghiên cứu sự phát thải KNK

từ hoạt động nuôi cá Thác lác Cườm (TLC) chưa được thực hiện Xác định mức phát thải KNK có ý nghĩa quan trọng vì nó giúp kiểm soát hiệu quả nguồn thải, lượng KNK phát ra [21] Chính vì vậy, cần có những nghiên cứu sự phát thải KNK từ hoạt động nuôi thuỷ sản này

Vấn đề đặt ra, vì sao chọn tỉnh Hậu Giang để nghiên cứu phát thải KNK từ ao nuôi

cá Thác lác Cườm (TLC)? Hoạt động nuôi thâm canh thuỷ sản rất phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long và toàn Việt Nam [22] Chất thải từ nuôi thuỷ sản là một trong những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và phát thải KNK Việc kiểm kê phát thải KNK là nhiệm vụ của từng bộ, ngành, địa phương trong cả nước, trong đó có tỉnh Hậu Giang Mặc dù mô hình nuôi thâm canh cá Thác lác Cườm không chiếm diện tích lớn nhất Hậu Giang [23] nhưng đối tượng này đã được đăng ký thương hiệu do Cục Sở hữu trí tuệ cấp

và là đối tượng có giá trị kinh tế cao, được thị trường ưa thích [24] Theo quy hoạch tỉnh Hậu Giang, đến năm 2030 quy mô diện tích sẽ được mở rộng gấp 3 lần so với diện tích

50 ha hiện nay [25] Việc chọn nghiên cứu phát thải khí nhà kính từ nuôi thâm canh cá Thác lác Cườm vừa góp phần củng cố thương hiệu, vừa cung cấp phương pháp để ước

tính phát thải khí nhà kính trên các đối tượng khác cho Hậu Giang và ĐBSCL hay cả

trình Ni tơ [26-29] Ngoài ra, nghiên cứu cũng thiết lập, kiểm định mô hình toán, đề xuất kịch bản nuôi cá TLC ít phát thải Các bon từ nuôi thâm canh theo các mật độ và thời gian trong vụ nuôi Kết quả nghiên cứu có thể là phương pháp áp dụng trong kiểm kê phát thải KNK từ các đối tượng khác cho Hậu Giang cũng như ĐBSCL hay cả nước Do

đó, đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá

Thác lác Cườm (Notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được thực

1.2.2 Những mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu thực hiện các nội dung cụ thể, bao gồm:

Điều tra, đánh giá thực trạng, xây dựng cơ sở dữ liệu, các bản đồ chuyên đề về hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh, tạo lập công cụ phục vụ công tác quản lý

ở địa phương

Mô hình hoá những yếu tố trong chu trình Các bon từ ao nuôi cá Thác lác Cườm Nghiên cứu xây dựng công cụ tính, xác định những biến số có thể giúp giảm thiểu và kiểm soát phát thải KNK từ nuôi cá TLC

Phân tích những điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức, từ đó khuyến nghị giải pháp nuôi cá Thác lác Cườm bền vững

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trên diện tích nuôi cá Thác lác Cườm địa bàn tỉnh Hậu Giang Nghiên cứu đã tiến hành điều tra ngẫu nhiên 50 hộ nuôi cá Thác lác Cườm trên địa bàn tỉnh Nghiên cứu đã chọn 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh trên địa bàn

nghiên cứu sử dụng một số báo cáo của ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn để xây dựng cơ sở dữ liệu về thông tin và hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm trên toàn tỉnh

1.4 Ý nghĩa nghiên cứu

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

Luận án đã xác định được hiện trạng phát thải khí nhà kính đối với khí CO2 và CH4

từ chu trình Các bon ở ao nuôi cá Thác lác Cườm Nghiên cứu xác định được mối tương quan giữa các yếu tố ảnh hưởng sự phát thải khí nhà kính từ ao nuôi cá Thác lác Cườm

Các bon trên ao cá Thác lác Cườm

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, đo đạc, tính phát thải trên đơn vị diện tích ở điều kiện mật độ các ao được chọn thí nghiệm tại địa bàn tỉnh Hậu Giang, nơi có diện tích nuôi cá Thác lác Cườm lớn nhất Việt Nam Kết quả nghiên cứu đã kiểm định, báo cáo, phân tích và so sánh với những kết quả tính toán tương tự đã công bố Kết quả nghiên cứu giúp cơ quan quản lý về môi trường, nông nghiệp và kinh tế ở địa phương biết thực trạng về tình hình phát thải KNK từ việc nuôi cá TLC để có những giải pháp phù hợp góp phần hiện thực hóa lộ trình cam kết giảm thiểu phát thải khí nhà kính của Việt Nam với quốc tế; xây dựng được công cụ tính phát thải, xác định hệ số phát thải, yếu tố chi

xuất cá Thác lác Cườm theo hướng bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu

1.5 Những đóng góp mới của luận án

Về mặt lý thuyết: nghiên cứu đã xây dựng được mô hình tính toán phát thải KNK

từ ao nuôi cá TLC Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng xây dựng được các phương trình hồi quy tuyến tính đa biến liên quan sự phát sinh khí CO2 và CH4 từ hoạt động nuôi cá TLC

Về mặt thực nghiệm: nghiên cứu cung cấp thông tin về diễn biến chất lượng nước

và định lượng được mức phát thải KNK từ chu trình Các bon trong nuôi cá TLC Nghiên cứu xác định hệ số phát thải KNK trên ao nuôi cá TLC Xây dựng kịch bản nuôi TLC phát thải Các bon thấp đối với mật độ và thời gian Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý và thành lập các bản đồ phân bố hiện trạng nuôi cá TLC ở Hậu Giang

1.6 Câu hỏi nghiên cứu

Nghiên cứu cần trả lời được thực trạng nuôi cá TLC ở Hậu Giang như thế nào? Quản lý vùng nuôi cá TLC bằng cách nào? Mối liên hệ giữa các yếu tố môi trường tác động đến sự phát sinh KNK như thế nào trong ao nuôi cá TLC? Trong ao nuôi cá TLC, KNK nào phát sinh nhiều nhất? Tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn tỉnh từ ao nuôi cá Thác lác là bao nhiêu? Công cụ gì để mô phỏng khả năng phát sinh và kiểm soát

sự phát thải KNK? Giải pháp phát triển bền vững nghề nuôi cá TLC như thế nào?

1.7 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với bốn nội dung chính, bao gồm:

(i) Đánh giá tổng quan tình hình nuôi cá Thác lác Cườm trên toàn tỉnh Hậu Giang Các thông tin phục vụ cho nghiên cứu được điều tra, phỏng vấn đối với 50 hộ nuôi cá Thác lác Cườm, kết hợp các dữ liệu thứ cấp được thu thập từ Niên giám thống kê, các

sở, ban ngành tỉnh Hậu Giang Trên cơ sở dữ liệu được thu thập, nghiên cứu xây dựng

cơ sở dữ liệu hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm và các bản đồ chuyên đề bằng MapInfo 15.0

(ii) Tiếp đến, nghiên cứu đã triển khai thí nghiệm trên 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm

mẫu chất lượng nước và các yếu tố khí tượng cùng thời điểm thu mẫu khí, kỹ thuật nuôi, những thông tin liên quan quá trình nuôi

(iii) Ngoài ra, nghiên cứu đã ứng dụng phần mềm Stella 8.0 để thiết lập các lưu đồ,

nuôi cá Thác lác Cườm

(iv) Sau cùng, nghiên cứu xác định các nội dung, định hướng đến sự phát triển bền vững mô hình nuôi cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang Các phương pháp nghiên cứu của từng nội dung được trình bày ở các nội dung tiếp theo

1.8 Giới hạn của nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu được thực hiện ở phạm vi tỉnh Hậu Giang Việc sử dụng phương pháp nghiên cứu, đo đạc, tính phát thải KNK trên ao thuỷ sản theo phương pháp lấy mẫu thủ công và sử dụng các thiết bị phòng thí nghiệm chuẩn trong điều kiện Việt Nam Nghiên cứu chưa xác định phát thải khí nhà kính theo vòng đời và cân bằng vật chất của quy trình nuôi cá Thác lác Cườm Do khó khăn trong việc tìm vị trí ao bố trí đo KNK đối chứng, thực nghiệm, vì vậy số lượng mẫu phân tích được thực hiện trên hiện trạng phát thải của các ao chọn thí nghiệm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Những khái niệm biến đổi khí hậu, khí nhà kính, chu trình Các bon và mô hình toán

2.1.1 Biến đổi khí hậu, kịch bản biến đổi khí hậu và Công ước khí hậu

Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của khí hậu trong một khoảng thời gian dài do tác

động của các điều kiện tự nhiên và các hoạt động của con người Biến đổi khí hậu hiện nay biểu hiện bởi sự nóng lên toàn cầu, mực nước biển dâng và gia tăng các hiện tượng khí tượng thủy văn cực đoan [30]

Kịch bản biến đổi khí hậu là sự khác biệt giữa kịch bản khí hậu và khí hậu hiện tại

Do kịch bản biến đổi khí hậu xác định từ kịch bản khí hậu, nó bao hàm các giả định có

cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối quan hệ giữa kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng [31-35]

Công ước Khung của Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu [36] thường gọi tắt là

Công ước khí hậu, được hơn 150 quốc gia và vùng lãnh thổ ký tại Hội nghị Thượng đỉnh trái đất ở Rio de Janeiro, Brazil, năm 1992 Mục tiêu của Công ước là “ổn định nồng độ KNK trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được tác động nguy hiểm của con người vào hệ thống khí hậu” [31] Hội nghị của các bên lần thứ 21 (COP21), hơn 150 quốc gia

đã tham gia Thỏa thuận Paris [37] Đây là cơ sở để các nước cùng hướng đến mục tiêu

quá 2°C vào năm 2100 Đến năm 2021, Hội nghị COP26 đã thông qua Hiệp ước Glasgrow nhằm cụ thể hoá lộ trình và cam kết của Chính phủ các nước để chung tay kiềm chế sự gia tăng nóng lên toàn cầu [38]

2.1.2 Khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, Các bon, các-bo-nic, chu trình Các bon, mê-tan, phát thải và phát triển bền vững

Khí nhà kính là các khí trong khí quyển, cả tự nhiên và nhân tạo, hấp thụ và phát

ra bức xạ ở các bước sóng trong quang phổ bức xạ hồng ngoại của bề mặt trái đất, khí quyển, mây Các khí nhà kính chính trong khí quyển, bao gồm: CO2, CH4, N2O, O3, hơi nước và CFC [34, 39-45]

Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng bức xạ hồng ngoại (bức xạ sóng dài) của tất cả các

thành phần hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển Các thành phần này, bao gồm: các chất khí nhà kính, mây, sol khí hấp thụ bức xạ sóng dài từ bề mặt trái đất, mọi nơi trong khí quyển và phát xạ bức xạ sóng dài trở lại theo mọi hướng [41, 46-48] Tuy nhiên, tổng năng lượng bức xạ các thành phần này phát ra không gian nhỏ hơn phần chúng nhận được dẫn tới một phần năng lượng bức xạ sóng dài được giữ lại trong khí quyển làm trái đất ấm hơn trường hợp không có các thành phần gây hiệu ứng nhà kính Trong

tự nhiên, hiệu ứng này giúp duy trì nhiệt độ trái đất khoảng 30°C so với trường hợp không

có các chất khí đó và do vậy trái đất không bị quá lạnh Tuy nhiên, sự gia tăng nồng độ các khí nhà kính do hoạt động của con người làm tăng hiệu ứng này, gia tăng tốc độ ấm lên toàn cầu trong giai đoạn mấy thập kỷ gần đây [40, 49-52]

Các bon (bắt nguồn từ tiếng Pháp carbone/kaʁbɔn/) còn được viết “carbon”, là

nguyên tố hóa học trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học có ký hiệu là C và số nguyên tử bằng 6, nguyên tử khối bằng 12 [53] Các bon là một nguyên tố phi kim có hóa trị 4 phổ biến, có nhiều dạng thù hình khác nhau, phổ biến nhất là 4 dạng thù hình gồm Các bon vô định hình, gra-phít, kim cương và Q-Các bon Các sợi Các bon là tương

tự như Các bon thủy tinh Dưới các xử lý đặc biệt (kéo giãn các sợi hữu cơ và Các bon hóa) nó có khả năng sắp xếp các mặt tinh thể Các bon theo hướng của sợi Vuông góc với trục của sợi không có các mặt tinh thể Các bon Kết quả là các sợi có độ bền đặc biệt cao hơn cả thép Các bon tồn tại đa số trong mọi sự sống hữu cơ và nó là nền tảng của hóa hữu cơ Phi kim này còn có thuộc tính hóa học đáng chú ý là có khả năng tự liên kết với nó và liên kết với một loạt các nguyên tố khác, tạo ra gần 10 triệu hợp chất đã biết Khi liên kết với ô-xy, nó tạo ra Các bon đi-ô-xít rất thiết yếu đối với sự sinh trưởng của thực vật Khi liên kết với hi-đrô, nó tạo ra một loạt các hợp chất gọi là các hi-đrô-Các bon là rất quan trọng đối với công nghiệp ở dạng của các nhiên liệu hóa thạch Khi liên kết với cả ô-xy và hi-đrô, nó có thể tạo ra rất nhiều nhóm các hợp chất bao gồm các a- xít béo, là cần thiết cho sự sống và ét-ste, tạo ra hương vị của nhiều loại hoa quả CO2

hấp thụ bước sóng hồng ngoại có độ dài từ 13 mi-crô-mét đến 100 mi-crô-mét Đồng vị Các bon-14 được sử dụng trong xác định tuổi tuyệt đối cho các mẫu vật nguồn gốc sinh vật theo phương pháp định tuổi bằng đồng vị Các bon, được ứng dụng trong khảo cổ học và nghiên cứu địa chất kỷ Đệ Tứ [54]

Các-bo-nic (CO2) một loại khí sinh ra tự nhiên bởi quá trình hô hấp của thực vật

và sinh vật, là một sản phẩm phụ của việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, đốt sinh khối, thay đổi sử dụng đất và các quy trình công nghiệp khác [8, 55-57] Đây là khí nhà kính

cơ bản do con người gây ra có ảnh hưởng đến sự cân bằng bức xạ của trái đất, là khí

và biển Trong đại dương, Các bon chủ yếu ở dạng Các bon vô cơ hòa tan, khoảng 38.000 PgC, đó là H2CO3 (CO2 hòa tan trong nước), HCO3- và CO32-, đồng thời xảy ra quá trình hóa học [63-65] Bên cạnh đó, đại dương chứa Các bon hữu cơ hòa tan, khoảng

700 PgC, chu kỳ phân rã hàng ngàn năm hoặc lâu hơn; sinh vật biển, ưu thế là phiêu sinh thực vật và vi sinh vật cũng là bể chứa Các bon (khoảng 3 PgC), chuyển hóa rất nhanh chỉ trong vòng vài ngày đến vài tuần [66] Theo số liệu quan trắc của NOAA tại

khí quyển tăng liên tục hàng năm từ 2016 đến 2020 và tăng đều trong cả giai đoạn 62 năm (từ năm 1958 đến năm 2020), đạt ngưỡng khoảng 413 ppm (năm 2020); xu hướng

CO2 tiếp tục tăng theo thời gian

Hình 2.1: Biên độ dao động CO2 khí quyển trung bình tháng từ năm 2016 đến năm 2020 và nồng độ CO2 trong khí quyển từ năm 1958 đến năm 2020 tại trạm Mauna Loa, Hawaii [67]

Chu trình Các bon là thuật ngữ dùng để mô tả dòng Các bon trong bầu khí quyển, thủy quyển, sinh quyển trên mặt đất và thạch quyển [68-77] Theo Remer et al [78],

khác nhau (Hình 2.2), trong đó các số liệu có màu đen là lượng Các bon được lưu giữ trong các bể chứa, tính bằng tỉ tấn Các bon, GtC (Gigatons of Carbon) Các số màu xanh lam sẫm chỉ ra lượng Các bon di chuyển giữa các nguồn mỗi năm Các loại trầm tích, như định nghĩa trong biểu đồ này không bao gồm khoảng 70 triệu GtC trong các loại đá các-bo-nat và ke-ro-gen [79]

Hình 2.2: Chu trình Các bon trên trái đất gồm các bể chứa và phát thải [78]

Mê-tan (CH 4 ) là một hợp chất hóa học, một thành phần chính của khí tự nhiên

Trong trạng thái tự nhiên, mê-tan được tìm thấy ở cả dưới mặt đất, trầm tích và dưới đáy biển Nó là một trong sáu khí nhà kính được kiểm soát bởi Nghị định thư Kyoto Các nguồn khí mê-tan chủ yếu là bãi rác thải, mỏ than, ruộng lúa, các hệ thống khí tự nhiên

và gia súc nuôi [80]

Phát thải là sự thải các khí nhà kính hoặc các tiền tố của chúng vào khí quyển trên

một khu vực và thời gian cụ thể [81-83]

Phát triển bền vững là sự phát triển đáp ứng được nhu cầu của thế hệ hiện tại mà

không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường [84]

Phát triển bền vững là sự phát triển toàn diện, lồng ghép quá trình sản xuất với bảo tồn tài nguyên và nâng cao chất lượng môi trường sống Phát triển bền vững vừa đáp ứng các nhu cầu của thế hệ hiện tại mà không phương hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ tương lai Phát triển bền vững là vấn đề được thế giới và Chính phủ Việt Nam quan tâm, là định hướng chiến lược của các quốc gia trên thế giới [85]

Trên nguyên tắc, phát triển bền vững có thể hiểu là quá trình phát triển và có sự kết hợp chặt chẽ, hợp lý, hài hòa đồng thời cả ba bình diện, bao gồm: kinh tế, xã hội và

môi trường Trong đó, kinh tế tăng trưởng bền vững; xã hội tiến bộ, công bằng, văn hóa; môi trường trong lành, tài nguyên được khai thác đảm bảo duy trì bền vững [86]

2.1.3 Động học hệ thống, mô hình và mô hình toán

Động học hệ thống (systematic dynamics) là một phương pháp luận về phân tích

hệ thống và các vấn đề phức tạp với sự trợ giúp của phần mềm mô phỏng trên máy vi tính Động học hệ thống được Forrester (1961) xây dựng từ những năm 1960 Tác giả nhận thấy con người thường nhận biết một hoặc hai nhân tố và cho rằng những nhân tố này ảnh hưởng trực tiếp đến đầu ra Vì thế, con người thực hiện các bước đơn giản để giải quyết vấn đề và thường đưa đến những kết quả trái ngược, đôi khi thất bại Để việc

ra quyết định và phương pháp được cải thiện, Forrester đã sáng tạo phương pháp Động học hệ thống, là một cách tiếp cận cho phân tích các hệ thống phức tạp bao gồm mọi tương quan nhân - quả, quan trọng hơn là hiện tượng trễ và vòng lặp phản hồi trong các

hệ thống này mà nó là nguyên nhân đưa đến hầu hết những kết quả không mong đợi DYNAMO là một chương trình của máy vi tính được phát triển để tạo thuận lợi trong xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống Đến cuối những năm 1970, đầu những năm 1980 với sự ra đời của máy vi tính, phần mềm Micro-DYNAMO giúp việc mô hình hoá Động

hệ thống trở nên phổ biến đến nhiều người hơn Đến những năm 1983, quyển sách

“Computer Simulation: A system Dynamics Modeling Approach” được công bố, đây là quyển sách dạy ứng dụng mô hình hoá động học cho bậc Trung học phổ thông và Đại học, có liên quan đến các ngành sinh học, tâm lý học, khoa học tự nhiên, sinh thái học, kinh tế và toán học Với ngôn ngữ lập trình khá đơn giản, nó giúp giải quyết vấn đề trong một hệ thống phức tạp Kể từ đó, nhiều phần mềm vi tính mạnh trong mô hình hoá Động học hệ thống đã được phát triển trên hệ điều hành Windows và Macintosh, có thể

kể đến Powersim, Stella, Extend và I think [87, 88]

Hệ thống có thể hiểu là thành phần giới hạn của sự vật mà nó chứa các thành phần

có liên hệ nhau, cùng hoạt động cho một số mục đích để hỗ trợ cho sự hiện hữu của sự vật đó Vì thế, sự vật đó không thể tồn tại hoặc hoạt động bình thường nếu nó có hệ thống sai chức năng [89]

Mô hình có thể là hình ảnh hoặc một vật thể cụ thể thu nhỏ phóng đại, chỉ làm gọn

bằng phương trình toán học, công thức vật lý, một phần mềm tin học để mô tả một hiện tượng thực tế mang tính điển hình [90]

Mô hình toán sử dụng ngôn ngữ lập trình mô tả mối quan hệ toán học giữa các yếu

tố trong hệ thống (các quá trình hóa học, vật lý, sinh học) được mô phỏng từ hệ thống thực Ý nghĩa thể hiện mối tương quan giữa các thành phần thông qua các phương trình

cụ thể và sử dụng các ngôn ngữ lập trình như pascal, excel, Java, C++, C, Fortan, v.v [91]

Trong mọi hoạt động của đời sống, nhất là cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang diễn ra nhanh chóng trên toàn thế giới, việc ứng dụng các mô hình toán phù hợp sẽ giúp giảm chi phí quản lý, tăng hiệu quả kinh tế và thúc đẩy việc bảo vệ môi trường hiệu quả hơn, giúp quản lý công việc, điều hành và hiện thực hóa với đa mục tiêu rất hiệu quả, ở mọi lúc, mọi nơi nếu được kết nối bởi hệ thống vệ tinh, Internet, sóng di động hay sóng

vô tuyến Vì thế, nhiều mô hình toán được ứng dụng trong nghiên cứu môi trường Nghiên cứu này sẽ ứng dụng mô hình Stella để thiết lập các biến số trong mối quan hệ với sự phát thải KNK

2.2 Hoạt động nuôi thuỷ sản và các vấn đề môi trường

Trên thế giới, trước đây, khi nói đến ngành thủy sản, người ta thường nói tới khuynh hướng đánh bắt từ tự nhiên, song khi dân số thế giới ngày càng gia tăng, nguồn tài nguyên thiên nhiên dần cạn kiệt, những năm gần đây hầu hết các nước dần chuyển sang NTTS nhằm hạn chế việc quá phụ thuộc đánh bắt tự nhiên Xu hướng này vẫn tiếp tục diễn ra khắp thế giới và ngày càng nhiều quốc gia nuôi trồng, xuất khẩu thủy sản Hội nghị Triển vọng toàn cầu (GOAL) 2019 cho rằng, sản lượng tôm thế giới tăng 5% năm 2020 đạt trên 5 triệu tấn GOAL cũng dự báo sản lượng tăng thêm 5% năm 2021 lên gần 5,3 triệu tấn Sản lượng tôm tăng liên tục từ 6,2% trong giai đoạn 2015 đến 2021 Năm 2021, Đông Nam Á có sản lượng hơn 1,8 triệu tấn tôm, Trung Quốc đạt 1,5 triệu tấn, châu Mỹ đạt 1,2 triệu tấn Ấn Độ giữ ổn định ở dưới mức 600.000 tấn Sản lượng tôm Thái Lan đạt gần 300.000 tấn, Indonesia vượt 400.000 tấn Tại châu Mỹ Latinh, sản lượng tôm của Ecuador tăng 13% trong giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2021 với sản lượng đạt 600.000 tấn năm 2020 và đạt gần 700.000 tấn năm 2021 [92]

Ở trong nước, Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thuỷ sản cho rằng Việt Nam có hệ thống sông ngòi dày đặc, cùng với vùng biển rộng hơn 3 lần đất liền rất thuận lợi phát triển hoạt động khai thác và nuôi trồng thuỷ sản Sản lượng thủy sản Việt Nam đã duy trì tăng trưởng liên tục trong 17 năm qua (từ năm 1995 đến năm 2018) với mức tăng bình quân là 9,07%/năm Với chiến lược phát triển ngành thuỷ sản, hoạt động nuôi trồng thủy sản đã có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng liên tục tăng cao trong các năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởng tổng sản lượng thủy sản của cả nước [93] Trong khi đó, trước sự cạn kiệt của nguồn thủy sản tự nhiên

và trình độ của hoạt động khai thác đánh bắt chưa được cải thiện, sản lượng thủy sản từ hoạt động khai thác tăng khá thấp trong các năm qua, với mức tăng bình quân 6,42%/năm Hoạt động nuôi trồng có sự tăng trưởng mạnh mẽ, tập trung ở các loại thuỷ sản xuất khẩu như cá tra, cá ba sa, tôm Hằng năm, lĩnh vực này đóng góp xuất khẩu hàng triệu tấn thuỷ sản [94]

Bên cạnh những đóng góp tích cực trong sự phát triển kinh tế, hoạt động nuôi trồng thuỷ sản cũng đặt ra nhiều vấn đề môi trường đáng quan tâm Theo kết quả quan trắc chất lượng môi trường nước vùng nuôi tôm khu vực Đồng bằng sông Cửu Long [95],

các thủy vực được quan trắc đều có giá trị pH, nhiệt độ, độ mặn đều nằm trong khoảng giới hạn cho phép (GHCP) theo QCVN 02-19:2014/BNNPTNT Lưu vực của Bến Thủ, rạch Rừng Giá, cầu Ván (Bến Tre), Vinh Kim [96], bến phà Đại Ân 1, cầu chữ U, cầu

Cà Lăm (Sóc Trăng) có giá trị độ mặn thấp hơn 5‰ Hàm lượng DO thấp tập trung trong các thuỷ vực quan trắc thuộc Bạc Liêu Một số chỉ tiêu vượt giới hạn cho phép gồm N-

NO2- (dao động từ 0,002 mg/L đến 0,359 mg/L, tỷ lệ vượt GHCP chiếm 51,4%), N-

NH4+ (dao động từ 0,008-4,050mg/L, tỷ lệ vượt GHCP chiếm 51,4%), P-PO43-, (dao

động từ 0,012 mg/L đến 0,792 mg/L, tỷ lệ vượt GHCP chiếm 43,7%), Vibrio sp tổng

số (dao động từ 0-9400 CFU/mL, tỷ lệ vượt GHCP chiếm 25%) tập trung chủ yếu ở các thủy vực được quan trắc ở Bạc Liêu và Cà Mau Ngoài ra, ghi nhận sự hiện diện của vi

khuẩn Vibrio parahaemolyticus chiếm 43,1% lượt quan trắc, mật độ từ 02160 CFU/mL

Chỉ số chất lượng nước (WQI) trung bình trong các thủy vực dao động từ 53 đến 98, ở mức chất chất lượng nước trung bình chiếm 51%, tốt chiếm 24% và rất tốt chiếm 25% Các thủy vực quan trắc có chất lượng nước đạt ở mức trung bình chủ yếu do các thông

số ô nhiễm hữu cơ hoặc mật độ vibrio tổng tăng cao

Kết quả quan trắc chất lượng môi trường nước vùng nuôi cá tra [95] cũng cho thấy rằng nhiệt độ, pH, DO hầu hết nằm trong khoảng giá trị cho phép theo QCVN 0220:2014/BNNPTNT Trong tháng 5 có 4 lượt quan trắc (1 tuần/lần), ghi nhận hàm lượng các chất ô nhiễm vượt GHCP ở 1 số thủy vực như cồn Khánh Hòa, kênh Cái Sao, Cầu kênh ông Cò, Tây An (An Giang), Tân Công Sính 1, Tân An (Đồng Tháp), Mái Dầm, Tân Bình (Vĩnh Long) Các lưu vực này có chỉ số chất lượng nước ở mức trung

bình, do các thông số chỉ thị ô nhiễm dinh dưỡng và aeromonas tổng số tăng cao Độ

dẫn diện trong các thuỷ vực ít biến động, lưu vực Thạnh Phú Đông có độ dẫn điện đã giảm trong 2 lượt quan trắc nửa cuối tháng 5/2022 Mật độ vi khuẩn Aeromonas tổng số ghi nhận được 6,8% số lượt quan trắc cao hơn 103CFU/mL Ngoài ra, ghi nhận sự hiện

diện của vi khuẩn Edwardsiella ictaluri với tần suất là 8,1% và Aeromonas hydrophilla

là 85,1% (cao hơn so với tháng 4/2022)

Gần đây, Tổng cục thuỷ sản [95] quan trắc thấy những tháng đầu năm 2022 hầu hết các điểm quan sát có chỉ số chất lượng nước phân loại ở mức “Rất tốt”, chiếm 52,7%

và “Tốt”, chiếm 40,5% Ngoài ra, 16,8% có chất lượng nước “Trung bình” vì các chỉ số chỉ thị ô nhiễm hữu cơ cao hơn giới hạn cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT Chỉ số chất lượng nước (WQI): Hầu hết các điểm quan trắc có chỉ số chất lượng nước phân loại ở mức “Rất tốt”, chiếm 52,7% và “Tốt”, chiếm 40,5% Đồng thời, có 16,8%

có chất lượng nước “Trung bình” vì các chỉ số chỉ thị ô nhiễm hữu cơ cao hơn giới hạn cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT

Từ những cơ sở trên, nuôi trồng thủy sản một mặt đóng góp sự tăng trưởng kinh

tế, giải quyết việc làm tăng thu nhập, song cần quan trắc định kỳ và có giải pháp bảo vệ môi trường để ngành nuôi trồng thủy sản phát triển bền vững

2.3 Tình hình nghiên cứu khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính

từ ao nuôi thủy sản ở ngoài nước

Việc nghiên cứu khí nhà kính, cũng như xác định mức phát thải, biện pháp giảm phát thải đã được thực hiện ở nhiều lĩnh vực, trong đó nuôi trồng thuỷ sản có những nghiên cứu đáng quan tâm

khuếch tán phân tử trên các ao nuôi Hải ly ở vùng Bắc Ontario, Canada Tỷ lệ phát thải

CH4 trung bình là 37,2±30,4 mgCH4/m2/ngày, tổng CH4 phát thải 5,8 g/m2/ngày, trong

Một nghiên cứu của Efole et al [98] cho thấy rằng các hoạt động hàng ngày trong

ao nuôi cá phát thải các khí, bao gồm: CO2, CH4, O2 và NH3 Các thí nghiệm được thực hiện trên 8 ao nuôi cá rô phi, cá trê và cá chép tại Đại học Dschang, Cameroon Các KNK được thu bằng cách sử dụng một buồng tĩnh nhỏ nổi đặt trên bề mặt nước ao trong

nuôi và lượng chất hữu cơ đầu vào từ nguồn thức ăn Ngoài ra, nghiên cứu đã xác định

quang hợp trong ao nuôi cá Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đánh giá sự tương quan của yếu tố nhiệt độ, BOD, COD, TOC, độ kiềm và độ sâu mực nước ao nuôi

nghiệm kín trong một đầm nước ngọt ven biển được mô phỏng thực nghiệm và tăng

trong khoảng thời gian 3 tuần Sự khuếch tán khí được ước tính trên cơ sở đo nồng độ

cũng chưa xác định các yếu tố chất lượng nước có liên quan đến sự hình thành, chuyển

Đáng chú ý, Pathak et al [100] đã thiết lập, phát triển, kiểm định và chuẩn hóa việc

đo phát thải CO2 và CH4 từ hệ thống ao nuôi thủy sản bằng buồng kín đặt trên mặt nước Buồng nổi được thiết kế với đáy mở đặt chìm xuống mặt nước 7 cm, có chiều cao, đường kính 42 cm và 15 cm, tạo độ kín giữa mặt nước và không khí, từ đó tạo hệ thống kín hoàn toàn để đo phát thải khí Phía trên buồng nổi được nối với máy bơm mẫu khí, khí được chứa trong túi Tedlar Phương pháp này giúp đo nồng độ khí phát ra tại mặt cắt diện tích bề mặt nước Đây là cơ sở tham khảo rất quan trọng để nghiên cứu trên ao cá Thác lác Cườm triển khai thu mẫu khí CO2 và CH4

Ở giác độ khác về lưu giữ Các bon (bể chứa), Sidik et al [101] quan sát thấy Các

bon “xanh” lưu giữ ở đất rừng ngập mặn được phát ra bầu khí quyển khi chuyển đổi đất

4,37 kg và 1,60 kg Kết hợp các kết quả của nghiên cứu với dữ liệu đã được công bố về

sử dụng đất nuôi trồng thủy sản tại Indonesia, tác giả ước tính rằng ao nuôi tôm có lượng

cứu cho thấy rằng việc chuyển đổi rừng ngập mặn sang ao nuôi trồng thuỷ sản làm tăng phát thải KNK tương đương với chuyển đổi rừng sang sử dụng đất nông nghiệp khác Kết quả nghiên cứu khuyến nghị cần thâm canh trong nuôi trồng thủy sản không nên

mở rộng chuyển đổi rừng ngập mặn sang nuôi trồng thủy sản, vì như vậy sẽ làm tăng

Meredith [102] xác định rằng nước trên lục địa là yếu tố quan trọng của chu trình Các bon toàn cầu nhưng có ít nghiên cứu về động thái Các bon trong những ao nuôi cá (dưới 1000 m2) Nghiên cứu đã tiến hành đo CO2 và CH4 tại 6 ao nhỏ ở vùng Connecticut (Mỹ) Kết quả nghiên cứu cho thấy mặc dù các ao nhỏ chiếm tỷ trọng không lớn trên tổng diện tích toàn cầu nhưng lượng phát thải các KNK từ nguồn này đáng được quan tâm, cần thiết có những nghiên cứu đánh giá trên thực tế Mặc dù nghiên cứu định lượng

CO2 và CH4 phát thải từ các ao dưới 1000 m2 nhưng việc xác định các yếu tố ảnh hưởng làm tăng và giảm 2 loại khí này trong các ao chưa được thực hiện

Muralidhar et al [103] nhận định rằng nuôi trồng thủy sản phát triển nhanh nhưng

sự phát thải của lĩnh vực này gây ấm lên toàn cầu ít được nghiên cứu Ước lượng phát thải KNK từ ao nuôi trồng thuỷ sản là một vấn đề quan trọng trong việc dự đoán những tác động của nuôi trồng thủy sản đối với sự nóng lên toàn cầu Nghiên cứu sử dụng một buồng nổi và phân tích đồng thời các khí CO2 và CH4 từ ao nuôi trồng thủy sản Phát thải KNK được đo đạc từ ao tôm và ao nuôi cá có vây (finfish) với mật độ nuôi tương đồng ở các địa điểm khác nhau của tỉnh Andhra Pradesh và Tamil Nadu (Ấn Độ) Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng phát thải KNK cao trong mùa hè và tương quan thuận với mật độ cá nuôi Các yếu tố môi trường và phương thức quản lý cũng ảnh hưởng đến việc phát sinh KNK, nghiên cứu đã đề xuất những giải pháp giảm thiểu phát thải KNK Nghiên cứu khẳng định tầm quan trọng và sự cần thiết phải có đánh giá thực nghiệm trên hệ thống các ao nuôi thuỷ sản để xác định những cơ chế, yếu tố ảnh hưởng sự phát thải KNK

Preto et al [104] kết luận rằng các KNK được đưa vào khí quyển theo hai cách,

như sau: (i) phát thải khuếch tán (tỏa ra) và (ii) phát thải dạng bọt khí Ở trường hợp khuếch tán, phân tử khí hòa tan trong nước khuếch tán từ nước vào không khí Trong trường hợp bọt khí, nó được hình thành một cách tự nhiên từ đáy ao và nổi lên mặt nước

đi vào khí quyển Trong điều kiện yếm khí, CH4 được sinh ra nhưng ngược lại có oxy hòa tan ở đáy ao thì CO2 chiếm ưu thế Bởi vì các sinh vật thủy sinh không tiêu thụ CH4

nên nó nổi lên mặt nước đi vào khí quyển dạng bọt khí Dòng khí phát sinh từ môi trường nước đi vào khí quyển thay đổi theo thời gian trong ngày với độ biến thiên cao Để định lượng tỷ lệ phát thải CH4, nghiên cứu sử dụng thùng thu khí khuếch tán và bọt khí trong vòng 24 giờ Kết quả nghiên cứu cho giá trị dương theo thời gian thực nuôi Tuy nhiên, nghiên cứu chưa xác định yếu tố nào chi phối sự hình thành KNK dạng khuếch tán hay bọt khí

Wagner et al [21] quan sát sự phát thải CO2 và CH4 trong ao nuôi tôm nước ngọt

ở vùng nhiệt đới tại các mô hình canh tác khác nhau Nghiệm thức ao có tuần hoàn khí

thống Nghiệm thức ao nuôi chỉ có tuần hoàn khí hoặc chất nền cho kết quả trung bình

ban ngày và ban đêm Qua đó, nghiên cứu cho thấy rằng khả năng tuần hoàn khí làm

không khí

Anikuttan et al [105] cho rằng sự đóng góp của hoạt động nuôi trồng thuỷ sản, các

hoạt động liên quan đến việc phát thải KNK và hậu quả của sự ấm lên toàn cầu là mối quan tâm đang nổi lên của các nhà khoa học môi trường trong thời gian gần đây Tuy nhiên, các hoạt động nuôi trồng thủy sản cũng có nhiều giải pháp để cô lập Các bon; từ

đó cân bằng lượng phát thải Các bon liên quan đến nuôi trồng thủy sản Nghiên cứu chứng minh rằng trầm tích ao, tảo và động vật phù du có khả năng hấp thụ Các bon ở các ao nuôi trồng thủy sản nước ngọt Tỷ lệ Các bon hữu cơ trong các trầm tích ao dao động từ 0,39 MgC/ha đến 1,31 MgC/ha với giá trị trung bình là 0,912±0,321 MgC/ha, trong khi đó, khả năng hấp thụ Các bon biến thiên từ 0,442 MgC/ha đến 1,882 MgC/ha (1 Mg = 10 g), với giá trị trung bình 1,018±0,447 MgC/ha Ở nghiệm thức động vật phù

du và tảo từ ao, lượng Các bon hữu cơ chiếm tỷ lệ lần lượt là 7,688±0,196% và 2,354±0,047%, trong khi tổng số tỷ lệ chôn lấp Các bon ước tính là 0,009±0,005 MgC/ha

và 0,150±0,003 MgC/ha

lượng thấp trong khí quyển nhưng nó là một KNK quan trọng với hiệu quả 25 lần so với

rằng việc nuôi thủy sản đang gia tăng trên toàn cầu và phát thải CH4 từ các ao cá ít khi

tháng 9 năm 2015 Nghiên cứu đo nồng Các bon để xác định nguồn phát sinh CH4 cao

trồng thuỷ sản có thể là một nguồn đáng quan tâm, cần được theo dõi, giám sát dài hạn

các ao được khảo sát

Xiao et al [107] chỉ ra rằng hồ nội địa đóng vai trò quan trọng trong tuần hoàn

nước và KNK trong khí quyển Nghiên cứu này đã kiểm tra hiệu suất của một hệ thống chênh lệch phát thải để đo đồng thời các thông lượng của hơi nước, CO2 và CH4 tại điểm tiếp giáp mặt nước hồ và không khí Chênh lệch nồng độ trên bề mặt nước được đo bằng một máy phân tích dựa trên công nghệ quang phổ và độ khuếch tán gió được đo bằng máy đo không khí Nghiên cứu này minh hoạ bốn điểm mạnh của phương pháp đo chênh

trung bình hàng năm của CH4 là 1,8 gCH4/m2/năm tại hồ phú dưỡng gần với giá trị trung

nghiên cứu chỉ tập trung đo chênh lệch mức phát thải, chưa xác định nguồn gốc hình thành, phát sinh khí CO2 và CH4

Zhao et al [108] phát hiện ra rằng các ao nuôi cá nước ngọt chiếm trên 40% ở

Trung Quốc Chúng có chứa một lượng lớn chất hữu cơ, bao gồm: thức ăn, cỏ thủy sinh, chất thải tạo ra bởi động vật thủy sinh và tạo ra lượng CH4 lớn đưa vào khí quyển

dụng phương pháp thông lượng, phương pháp xoắn và phương pháp cân bằng nước

trường quan trọng điều chỉnh cường độ phát thải Kết quả chỉ ra rằng lượng phát thải

CH4 khoảng 0,9 μg/m2/giây vào mùa hè, cao hơn nhiều so với giá trị trung bình của các

hồ nội địa (0,05 μg/m2/giây) Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ tập trung xác định lượng CH4,

Vasanth et al [109] định lượng KNK bằng cách đo một lần trong tháng với 3 lần

lặp lại ở mỗi loại ao nuôi tôm bằng buồng nổi và đo khí bằng máy, trong thời gian 4 tháng Buồng nổi được thả tự do trong ao và các mẫu thu được từ bờ đê của ao ở độ cao 0,5 m từ bề mặt của nước ở các khoảng thời gian khác nhau Các KNK được hút và xả bằng bơm lấy mẫu không khí đã được điều chỉnh cho phép trộn mẫu khí Mẫu KNK sau

đó được cho vào túi Tedlar với van khoá ba chiều Chuỗi dữ liệu mẫu thu được trong

gian khảo sát cao hơn rất nhiều so với lượng CH4, xu hướng tăng theo thời gian của vụ nuôi đối với cả hai loại khí CO2 và CH4

Xiong et al [110] chỉ ra rằng các dòng khí CO2 và CH4 được đánh giá từ ao nuôi

cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon - G), cá mè trắng (Hypophthalmichthys molitrix - S), hệ thống nuôi ghép cá (Aristichthys nobilis - B), cá (Erythroculter ilishaeformis - T), tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei -P) hoặc cá chép trắng (Cyprinus carpio - C) Các

nghiệm thức nuôi kết hợp của các loại cá tương ứng với các ký hiệu (GSBT, GSBP và GSBC) được theo dõi trong 5 tháng (từ tháng 5 đến tháng 9 năm 2014) Kết quả cho

ở cả 3 nghiệm thức; trong tháng 7 và tháng 8, các luồng khí này tăng lên đáng kể so với các nghiệm thức GSBC, GSBP và GSBT và ở nghiệm thức GSBP cao hơn đáng kể so

với nghiệm thức GSBT Sự hiện diện của L.vannamei và C carpio đã góp phần làm

giảm oxy hoà tan, độ pH, mức oxy hoá giảm, sự phân hủy chất hữu cơ ở lớp bùn đáy cũng bị suy giảm, dẫn đến sự gia tăng đáng kể Các bon hữu cơ hòa tan trong nước Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng cải thiện hiệu suất cho ăn và giảm sự tích tụ Các bon hữu cơ

ở đáy ao nuôi trồng thuỷ sản, cũng như tăng oxy hoà tan và giảm sự oxy hóa ở lớp bùn

trồng thủy sản Sự phát thải CO2 và CH4 mạnh nhất được ghi nhận ở tháng 7 và tháng 8

Từ năm 1999 đến năm 2018, lược khảo các tài liệu đã công bố thấy rằng có 15 nghiên cứu liên quan đến sự phát thải KNK, có nghiên cứu tiến hành đo trực tiếp phát thải CO2, có nghiên cứu đo CH4 và có nghiên cứu đo cả 2 loại khí CO2 và CH4 của

Weyhenmeyer [97]; Efole et al [98]; Flury et al [99] Pathak et al [100]; Sidik et al [101]; Meredith [102]; Muralidhar et al [103]; Preto et al [104]; Wagner et al [21]; Anikuttan et al [105]; Huang [106]; Xiao et al [107]; Zhao et al [108]; Vasanth et al [109]; Xiong et al [110] Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu nói trên chưa xác định yếu

tố tương quan, sự ảnh hưởng của quá trình tạo và mất khí CO2 và CH4 trên ao thuỷ sản, trong đó cũng chưa có nghiên cứu trên ao cá TLC Vì vậy, cần thiết có nghiên cứu thực nghiệm ở phạm vi ao cá TLC

Ngoài ra, qua lược khảo các nghiên cứu cho thấy rằng các ao nuôi thuỷ sản không chỉ có đánh giá sự phát thải KNK mà còn có những mô hình nuôi thuỷ sản giảm phát

thải KNK đáng chú ý của Yang et al (2018), Macleod (2017) và Wu et al (2016) [111-

114] Đây là những cơ sở rất có ý nghĩa về mặt thực tiễn và khoa học để định hướng một ngành nuôi trồng thuỷ sản bền vững

Nhìn chung, các nghiên cứu phát thải KNK, chu trình Các bon (tập trung chủ yếu

sinh thái, mật độ, thời gian và phương pháp đo đạc, xác định nồng độ KNK cũng rất khác nhau Từ đó có thể thấy các kết quả nghiên cứu cũng rất khác biệt Tuy diện tích

các ao nuôi thủy sản không lớn, chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với diện tích mặt nước tự nhiên toàn cầu, song việc nuôi thủy sản từ các ao nhỏ có đóng góp ý nghĩa làm gia tăng sự tích lũy nồng độ KNK, từ đó gia tăng khả năng giữ bức xạ hồng ngoại làm trái đất ấm dần

Vì vậy, cần có nhiều nghiên cứu trên các hệ thống nuôi thủy sản ở các loài khác nhau với mức độ thâm canh khác nhau để có cơ sở giảm thiểu mức khí nhà kính góp phần phát triển bền vững lĩnh vực này

2.4 Nghiên cứu về khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và thủy sản ở trong nước

Một nghiên cứu của Sơn [115] chứng minh rằng phương pháp buồng kín giúp xác

trong từng thời kỳ và đo sự thay đổi nồng độ khí theo thời gian, trong khoảng thời gian nghiên cứu sự thay đổi là tuyến tính Nghiên cứu khẳng định có thể sử dụng phương

với điều kiện ở Việt Nam Thực tế trên các ao nuôi thuỷ sản, việc lắp đặt buồng kín giống trên ruộng lúa rất khó khả thi, do môi trường nước và điều kiện ao khác biệt với đồng ruộng, vì vậy cần có phương pháp phù hợp để đảm bảo độ tin cậy khi tiến hành thu mẫu KNK

Nghiên cứu của Nam và Xinh [20] áp dụng các công thức của IPCC năm 2006 để ước tính phát thải từ đất ngập nước ở Hải Phòng trên cơ sở các số liệu về diện tích của đất ngập nước ven biển (trong đó chủ yếu là đất nuôi trồng thủy sản) Kết quả tính cho thấy diện tích nuôi trồng thủy sản tại địa phương này năm 2012 là 3.001,8 ha với sản lượng thủy sản 97,72 nghìn tấn, hàng năm đất ngập nước ven biển Hải Phòng đã phát

2010, 2011 và 2012), đất ngập nước ven biển Hải Phòng đã phát thải tổng lượng 969.228 tấn CO2e đưa vào bầu khí quyển

Một nghiên cứu tương tự của Lê và ctv [116] chỉ ra rằng nguồn số liệu thống kê

thứ cấp về tình hình diện tích, sản lượng lúa của các huyện thuộc tỉnh Thái Bình làm dữ liệu nền để tính phát thải Nguồn số liệu này và các số liệu khác liên quan đến quá trình tính toán lượng khí thải được các tác giả thực hiện điều tra, khảo sát bổ sung với độ tin cậy cao Nghiên cứu sử dụng công thức của IPCC năm 2006 để tính phát thải từ đốt phế phụ phẩm nông nghiệp Trong đó, nghiên cứu đã xác định hệ số phát thải là giá trị liên

hệ giữa thải lượng của chất ô nhiễm vào khí quyển với hoạt động phát thải các chất đó

Hệ số phát thải tính bằng đơn vị khối lượng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lượng, một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị thời gian thải ra chất ô nhiễm đó Kết quả ước tính lượng khí phát thải do đốt rơm rạ tại đồng ruộng trên địa bàn tỉnh Thái Bình cho thấy

thải; tiếp đến là khí CO phát thải 58,4 nghìn tấn/năm, chiếm 7,08% tổng lượng phát thải khí Phần còn lại (chiếm 3,35%) là các khí PM2.5, PM10, SO2, NOx, NH3, CH4, NMVOC,

EC và OC Đây là kết quả rất hữu ích cho các nhà hoạch định chính sách, quản lý Nhà nước và những nhà khoa học môi trường tham khảo

Hải và ctv [19] đã sử dụng phương pháp kiểm kê KNK của IPCC để tiến hành

kiểm kê cho 04 lĩnh vực phát thải KNK chính của tỉnh Bình Dương, bao gồm: công nghiệp; dịch vụ, giao thông; sinh hoạt hộ gia đình và nông nghiệp Qua đó, kết quả kiểm

động sử dụng nhiên liệu và phát thải từ quá trình sản xuất; lĩnh vực phát thải từ dịch vụ,

sử dụng năng lượng, sử dụng sản phẩm; lĩnh vực nông nghiệp đóng góp 0,17 triệu tấn

và chăn nuôi Đồng thời, nghiên cứu đã dự báo tải lượng phát thải khí nhà kính tại Bình

phát thải cao nhất là 83%, vị trí tiếp theo là dịch vụ và giao thông chiếm 12%, nông nghiệp 2% và phần còn lại là hộ gia đình chiếm 3% Nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp giảm thiểu phát thải KNK ở tầm vĩ mô và vi mô cho các đối tượng, ngành, lĩnh vực Tuy nhiên, việc tính phát thải KNK theo hệ số phát thải như Nam và Xinh [20], Lê

và ctv [116] và Hải và ctv [19] đã thực hiện sẽ giúp xác định nhanh lượng phát thải

nhưng có sai số nhất định do từng loại hình có sự khác biệt về đặc điểm, điều kiện đầu vào Vì vậy, cần thiết có đo đạc thực nghiệm để xác định mức phát thải để cho kết quả tin cậy hơn

Trong một nghiên cứu của Trịnh và ctv [18] về các biện pháp giảm thiểu BĐKH

cho rằng dựa vào kết quả nghiên cứu trên đồng ruộng, các biện pháp giảm thiểu được

mô phỏng bằng phần mềm DNDC (DeNitrification-DeComposition) và được hiệu chỉnh bằng chính các kết quả đo đếm ngoài thực tế Ngoài ra, những vùng bị tác động mạnh của BĐKH do ngập lụt, khô hạn, nghiên cứu sử dụng một số kịch bản thay đổi công thức luân canh cũng được tính toán Kết quả cho thấy canh tác lúa có lượng phát thải KNK cao nhất nhưng đồng thời cũng là lĩnh vực có tiềm năng giảm phát thải KNK lớn nhất, trong đó đáng chú ý đến các giải pháp quản lý và ủ compost rơm rạ (giảm phát thải

giá là giải pháp có tiềm năng cao trong giảm phát thải KNK và cố định Các bon trong đất, tăng khả năng chống chịu hạn Chuyển dịch hệ thống canh tác lúa sang các cây trồng ngoài lúa được đánh giá là giải pháp hiệu quả để giảm phát thải KNK như chuyển đổi 3

vụ lúa bấp bênh sang 2 vụ lúa có thu nhập ổn định và nuôi trồng thủy sản (giảm phát

việc giảm phát thải KNK, tăng năng suất lao động và hiệu quả sử dụng đất

Hà và ctv [117] quan sát thấy đất trồng lúa là một nguồn phát thải CH4 chủ yếu Thí nghiệm được thực hiện tại Viện Môi trường Nông nghiệp ở thành phố Hà Nội để đo

mỗi đơn vị diện tích trên đất xám bạc màu cao hơn trên đất phù sa là 14% ở nghiệm thức không bón phân Trong khi đó, nghiệm thức bón phân theo mức phổ biến của nông dân

loại đất nhưng có thể là do sự khác nhau về kỹ thuật canh tác và điều kiện khí hậu Nghiên cứu không thực hiện trên ao nuôi thuỷ sản nhưng đây là những giá trị có thể dùng để so sánh các loại hình sản xuất nông nghiệp về mức độ phát thải KNK

Cường và Thu [118] kết luận rằng lĩnh vực thuỷ sản (đặc biệt trong lĩnh vực nuôi trồng và chế biến thuỷ sản) có tiềm năng cho giảm phát thải Đối với nuôi trồng thuỷ sản (nuôi tôm, nuôi cá tra,…), lượng chất thải sau mỗi vụ nuôi là khá lớn Sử dụng quy trình công nghệ nuôi phù hợp để hạn chế chất thải, tái sử dụng thất thải (trồng cây, tạo phân bón, nguyên liệu đầu vào cho các ngành công nghiệp tái chế…) là những hướng tích cực cần được nghiên cứu áp dụng Đối với lĩnh vực chế biến, hiện trong hệ thống các doanh nghiệp chế biến thuỷ sản Việt Nam vẫn sử dụng hai hệ thống làm lạnh, cấp đông sản phẩm chế biến Hệ thống làm lạnh sử dụng khí frê-on (công nghệ cũ, thải nhiều

mới, không thải ra khí CFC, hầu như không ảnh hưởng đến môi trường) Tại Việt Nam, một số doanh nghiệp (có tiềm lực về tài chính, tiếp cận được công nghệ) đã sử dụng công nghệ làm lạnh mới này Do hạn chế về đầu tư, trình độ quản lý nên vẫn còn tồn tại một số lượng lớn các doanh nghiệp áp dụng công nghệ làm lạnh cũ hay một số doanh nghiệp vẫn sử dụng đồng thời cả hai công nghệ trên Khuyến khích, tạo ra động lực để từng bước thay đổi công nghệ làm lạnh, là bước đi cần thiết cần triển khai trong thời gian tới Tuy nhiên, nghiên cứu này không đo đạc mức phát thải từ ao nuôi thuỷ sản mà chỉ tính trên các thành tố cấu thành quá trình nuôi và chế biến, trong khi phát thải trực tiếp cần có nghiên cứu thực nghiệm

Các năm 2009, năm 2012, năm 2016 và năm 2020, Bộ Tài nguyên và Môi trường

sử dụng các kịch bản phát thải các KNK của IPCC và FAO để xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu quốc gia cho Việt Nam tầm nhìn đến 2030, 2050 và 2100 [31-33, 35] Tuy nhiên, các kịch bản của Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xây dựng và công bố chưa đánh giá chi tiết các nguồn thải từ nuôi trồng thủy sản mà tính chung với nội dung thay đổi sử dụng đất Vì vậy, KNK từ nguồn nuôi trồng thủy sản sẽ không xác định chính xác trong các kịch bản đã công bố

Lược khảo các tài liệu nghiên cứu của nước ngoài và trong nước được phân tích, trình bày ở trên cho thấy rằng có rất nhiều phương pháp để xác định lượng phát thải KNK từ nuôi thủy sản, mỗi phương pháp có những ưu điểm, nhược điểm khác nhau Tùy vào mục tiêu, đối tượng và phạm vi của đề tài mà người nghiên cứu chọn phương pháp phù hợp, không có phương pháp nào là hoàn hảo cho mọi nghiên cứu, Bảng 2.1 trình bày khái quát những nội dung, các ưu điểm và hạn chế của từng phương pháp để làm cơ sở thực hiện các bước tiếp theo của nghiên cứu này

Bảng 2.1: So sánh những phương pháp đo đạc, tính phát thải khí nhà kính

Tính phát thải của IPCC

(2006); Khiết [119]; Nam và

ctv [20]; Lê và ctv [116]; Hải

và ctv [19]; [35]; [33]; [32]

Dễ tính, có tính phổ biến, thực hiện ở phạm vi rộng, giúp đánh giá nhanh; chi phí thấp; tính được theo các lĩnh vực chung

Điều kiện thực tiễn rất

đa dạng, độ chính xác chưa cao, chưa tính chi tiết ở lĩnh vực NTTS

đo đạc; chi phí phù hợp

Phụ thuộc phương tiện, dụng cụ, điều kiện thời tiết, kinh nghiệm thực tiễn

Đo sự thay đổi lượng CO2 ban

ngày từ đất nông nghiệp bằng

phương pháp mô hình mở

IRGA, Nakadai et al [121]

Xác định được mối tương quan chặt giữa CO2 và nhiệt độ; ghi nhận được biến động theo thời gian của CO2

Yêu cầu đầu tư kỹ thuật hiện đại, chi phí cao

Vasanth et al [109] thực hiện

đo KNK bằng buồng nổi và đo

khí bằng máy

Dễ thực hiện, có độ chính xác cao

Phụ thuộc thiết bị đo, điều kiện thời tiết, chi phí mua máy đo không

Chi phí cao;

Dữ liệu lớn;

Nguồn: Nghiên cứu sinh tổng hợp

Tóm lại, những nghiên cứu về phát thải khí nhà kính ở nước ngoài và trong nước

đã thực hiện nhiều trên các lĩnh vực công nghiệp, trồng lúa, chăn nuôi gia súc và trên nuôi trồng thủy sản nhưng việc nghiên cứu, tính toán lượng phát thải từ ao nuôi cá Thác lác Cườm gần như chưa được thực hiện Trong bối cảnh, sự tác động ngày càng nghiêm

nghiên cứu, xác định lượng phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá Thác lác Cườm ở tỉnh Hậu Giang sẽ đóng góp nhiều ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn, giúp xác định mức phát thải trên đơn vị diện tích, yếu tố nào chi phối đến khả năng sinh KNK từ việc nuôi cá Thác lác Cườm, hướng đến sự phát triển bền vững của ngành nuôi cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang nói riêng và cho vùng Đồng bằng sông Cửu Long nói chung, đóng góp cho việc tính phát thải và giảm thiểu ở cấp quốc gia mà Việt Nam

là thành viên đã ký kết, hướng tới nền kinh tế phát thải khí nhà kính ròng bằng “0” vào năm 2050

2.5 Những nghiên cứu về chu trình Các bon của ao thuỷ sản

Cole và Caraco [123] chỉ ra rằng hồ, ao, suối và nước ngầm diễn ra các phản ứng sinh địa hóa là do các thực vật, động vật và vi khuẩn có trong nước và trầm tích Những quá trình sinh địa hóa này phản ánh dòng chuyển hóa năng lượng, Các bon trong hệ thống và các cơ chế điều khiển những phản ứng sinh hóa qua trung gian vi khuẩn Các phản ứng điều chỉnh lưu lượng Các bon và quá trình cân bằng phản ứng tổng thể của các quá trình trong hệ sinh thái có thể được sử dụng để đề xuất những giải pháp mà theo

đó Các bon, oxy và chất hữu cơ được xử lý trong các hệ thống thủy vực Đối với sự phát triển lý thuyết này, vật liệu hữu cơ thủy sinh được xác định theo tỷ lệ “Redfield” với tỷ

lệ tương ứng của C, N, P, O2 là 106C, 16N, 1P, 138O2

Boyd [124] cho biết chất lượng nước ao, bao gồm: tất cả các yếu tố vật lý, hóa học

và sinh học ảnh hưởng đến việc sử dụng nước Người nuôi thủy sản nên điều khiển các yếu tố đó bằng các biện pháp kỹ thuật Ao nuôi có chất lượng nước tốt sẽ cho năng suất cao, tôm, cá khỏe hơn so với ao nuôi có chất lượng nước kém Hiểu biết các nguyên lý

về chất lượng nước sẽ giúp người nuôi xác định được tiềm năng của thủy vực, cải thiện điều kiện môi trường ao nuôi, tránh hiện tượng sốc liên quan đến bệnh, ký sinh trùng và sản xuất hiệu quả hơn

Torgersen và Branco [125] cho rằng hệ thủy sinh cạn tạo ra chất hữu cơ có ý nghĩa

do các vi sinh vật thực hiện trong chu trình Các bon trong hệ sinh thái ao Trong đó, thực vật là nguồn dinh dưỡng ban đầu cho các loài động vật ăn thực vật Thực vật sử dụng CO2,

H2O, dinh dưỡng và ánh sáng để tạo ra chất hữu cơ ở dạng đường đơn (C6H12O6) và O2

dạng hợp chất đường Ngoài ra, hệ sinh thái ao còn diễn ra những phản ứng hóa học, quá trình sinh học và tạo những chuỗi thức ăn phức tạp Đây là nội dung giúp phân tích, đánh giá chu trình Các bon được sinh ra trong ao nuôi cá TLC

Battin et al [41, 126] tiếp cận từ trên xuống bằng mô hình vận chuyển CO2 trong

đất liền và đại dương ở mức tối ưu Cách tiếp cận này đã xác định vị trí lượng Các bon được lưu giữ trên các lục địa Tuy nhiên, các mô hình này có độ phân giải không gian thấp, do đó những vùng nước trên đất liền bị bỏ sót Để khắc phục, phương pháp tiếp cận từ dưới lên để tính sự cân bằng Các bon bằng cách mở rộng quy mô quan sát ở các

bể chứa, các nguồn đất trồng trọt, đồng cỏ, rừng và các loại hình sử dụng đất Điều này góp phần tạo ra sự khác biệt giữa các ước tính dựa trên các phương pháp tiếp cận từ dưới lên và từ trên xuống

Nghiên cứu của Yvon-Durocher et al [127] chỉ ra rằng chu trình Các bon điều

sinh thái giá trị nhất cho con người Nghiên cứu thiết lập các mô hình từ lý thuyết trao đổi chất của sinh thái học và kiểm định bằng những thí nghiệm trong hệ sinh thái nước ngọt Thí nghiệm mô phỏng theo kịch bản A1B của IPCC năm 2007, chạy mô hình với mốc thời gian đến cuối thế kỷ 21 Những thành phần chính của chu trình Các bon trong

(ME), được đo đạc trong thí nghiệm có tương quan chặt với nhiệt độ Sự phụ thuộc nhiệt

độ của các biến nghiên cứu thường bị hạn chế bởi năng lượng hoạt động trung bình của quá trình trao đổi chất và theo dự đoán của các mô hình của nghiên cứu, điều này tăng dần đối với GPP, ER và ME Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ tăng 4°C làm

với sự bù đắp trong năng lượng hoạt động tương ứng của chúng Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy các hệ sinh thái dưới nước có thể tạo ra yếu tố tích cực chưa từng được biết đến trước đây giữa sự ấm lên của trái đất và chu trình Các bon

Tobias và Böhlke [128] cho rằng sự di chuyển của Các bon vô cơ hòa tan (DIC) thông qua chu trình thủy văn là một thành phần quan trọng của lượng Các bon toàn cầu nhưng có sự không chắc chắn về việc kiểm soát sự lan truyền DIC từ những sinh cảnh đến mạng lưới dòng chảy đổ ra biển và đại dương Trong nghiên cứu này, các phép đo

pH và các thông số khác được sử dụng để đánh giá độ lớn tương đối của các yếu tố sinh địa hóa trên chu trình DIC và dòng di chuyển các chất dinh dưỡng thông qua tiến trình

tự dưỡng Tỷ lệ quang hợp, hô hấp, lưu lượng nước ngầm, trao đổi không khí-nước của

CO2, trầm tích/hoà tan CO3 được định lượng thông qua mô hình cân bằng khối lượng/đồng vị hóa theo thời gian (δ12C và δ13C, δ16O và δ18O) Kết quả nghiên cứu

thượng lưu sông Negro (Brazil), phát thải khuếch tán, nổi bọt khí và vận chuyển qua

thực vật được đo hàng tháng trong năm 2005 ở các khu vực bị ngập lụt theo mùa và

tiêu thụ trong môi trường không bị ô nhiễm và sinh ra trong môi trường ngập lụt với giá

CH4 tăng khi O2 hòa tan giảm và thảm thực vật phong phú hơn

Smemo và Yavitt [130] cho rằng mặc dù có nhiều nghiên cứu về quá trình oxy hóa

kỵ khí mê-tan (AOM) trong trầm tích biển, nước mặn và tầm quan trọng của nó đối với chu trình khí mê-tan toàn cầu nhưng đến gần đây, AOM có rất ít nghiên cứu được thực hiện trong lĩnh vực khác Điều đáng quan tâm đối với các vùng đất than bùn, nơi chứa

hiểu biết về quá trình này ở các vùng đất than bùn vốn đã bị hạn chế bởi các phương pháp được sử dụng để nghiên cứu động lực CH4 trong đất, lớp trầm tích và giả thiết rằng

trong việc xác định tỷ lệ tổng và ròng Bằng chứng cụ thể cho chất nhận ê-lec-tron trong quá trình này đã không được thực hiện Ni-trát và sun-phát đều là chất nhận điện tử

Barkhatov et al [131] nhận định rằng những khó khăn trong việc ước tính lượng

chúng ta về chu trình Các bon toàn cầu Nghiên cứu trình bày phương pháp sử dụng

mặt tích hợp hàng tháng trong khu vực thu được bằng cách phân tích độ lệch trung bình

đối lưu của khí quyển Để so sánh giữa phương pháp và các phép đo thực địa, một mô hình toán học được sử dụng Mô hình là một hệ phương trình vi phân thông thường với các điều kiện được bổ sung các tham số Các quá trình chính xảy ra được mô tả gồm quang hợp, hô hấp, sự thay đổi theo mùa của thực vật, cân bằng nước của cây, ảnh hưởng của ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ lên quá trình quang hợp và hô hấp

Schmitz et al [132] cho rằng hiểu biết về chu trình sinh địa hoá điều khiển chu

được quan tâm nhưng chủ yếu tập trung vào sự đóng góp của thực vật và vi sinh vật Nghiên cứu về động thái thúc đẩy chu trình Các bon của động vật với vai trò trung gian của tiến trình sinh địa hóa, định lượng những tác động lên sự tích trữ và trao đổi Các bon giữa hệ thủy sinh và lục địa với khí quyển Nghiên cứu thực nghiệm những cơ chế

từ động vật có thể tác động đến sự trao đổi và tích trữ Các bon bên trong và giữa các hệ