Cách nhìn nhận mới về nguồn carbon dự trữ trong đất

Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Trung tâm Bền vững Hệ sinh thái Nông nghiệp (ASC) tại Đại học Illinois Urbana-Champaign cung cấp cách nhìn mới về định lượng nguồn carbon cho đất trồng và nguồn carbon trong đất, hai thước đo quan trọng để giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Các kết quả, được trình bày trong một bài báo đăng trên tạp chí khoa học đất Geoderma, có thể đơn giản hóa quy trình tính toán các khoản hữu tín nguồn carbon trong đất, phần thưởng cho nông dân vì đã bảo tồn carbon trong đất thông qua luân canh cây trồng, không làm đất, cây che phủ và các biện pháp bảo tồn khác giúp cải thiện cấu trúc đất. Dự án được tài trợ bởi Cơ quan Năng lượng Dự án Nghiên cứu Tiên tiến của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (ARPA-E).

Hoạt động nông nghiệp gây ra một lượng đáng kể cacbon hữu cơ trong đất (SOC) thải vào khí quyển dưới dạng cacbon dioxide, một loại hiệu ứng khí nhà kính góp phần gây ra biến đổi khí hậu. Một số hoạt động bảo tồn đã được đề xuất để giúp cô lập carbon đó trong đất, tuy nhiên tiềm năng của chúng để nâng cao tổng SOC trong một phẫu diện mặt cắt đất, được gọi là nguồn cung cấp SOC, cần được đánh giá tại địa phương. Những đánh giá như vậy là quan trọng cho thị trường tín hữu nguồn carbon nông nghiệp mới xuất hiện gần đây.

Tác giả chính của công trình nghiên cứu, Wang Zhou, là nhà khoa học nghiên cứu tại ASC và Bộ Tài nguyên và Khoa học Môi trường (NRES) tại Illinois cho biết Tính toán chính xác quỹ carbon đất trồng trọt và nguồn carbon trong đất là rất quan trọng để đánh giá tiềm năng giảm thiểu biến đổi khí hậu của nông nghiệp cũng như các hoạt động bảo tồn. Những tính toán đó rất nhạy cảm với điều kiện khí hậu và đất đai địa phương, đặc biệt là trữ lượng SOC ban đầu được sử dụng để khởi tạo các mô hình tính toán. Tuy nhiên, có nhiều điểm không chắc chắn tồn tại trong bộ dữ liệu trữ lượng SOC và không rõ điều đó có thể ảnh hưởng như thế nào đến quỹ carbon trong đất trồng trọt và tính toán nguồn carbon trong đất.

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô hình hệ sinh thái nông nghiệp tiên tiến và đã được kiểm chứng, được gọi là ecosys, để đánh giá tác động của sự không chắc chắn về trữ trữ lượng SOC đối với nguồn carbon đất trồng trọt và tính toán nguồn carbon đất trong các hệ thống luân canh ngô-đậu tương ở Trung Tây Hoa Kỳ.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra các phép đo nồng độ SOC có độ chính xác cao là cần thiết để định lượng quỹ carbon trên đất canh tác, nhưng bộ dữ liệu đất hiện có công khai hiện trạng là phù hợp để tính toán chính xác các khoản nguồn carbon với độ không đảm bảo thấp.

Minh họa tính toán nguồn carbon đất dựa trên các mô hình. Sự không chắc chắn ở các nguồn carbon được tính toán nhỏ hơn nhiều so với sự không chắc chắn trong trữ lượng carbon ban đầu của đất. (Geoderma).

Giám đốc sáng lập ASC Kaiyu Guan, giáo sư Blue Waters tại NRES và Trung tâm ứng dụng siêu máy tính quốc gia (NCSA) tại Illinois và lãnh đạo của nghiên cứu đã cho biết: “Đây là một nghiên cứu rất quan trọng tiết lộ những phát hiện phản trực giác. Dữ liệu carbon ban đầu trong đất là rất quan trọng đối với tất cả các tính toán quỹ carbon ở hạ lưu. Tuy nhiên, nguồn carbon đo lường sự khác biệt tương đối về lượng carbon trong đất giữa một phương pháp mới và một viễn cảnh kinh doanh thông thường. Chúng tôi đã phát hiện rằng sự không chắc chắn của dữ liệu carbon trong đất ban đầu đã hạn chế tác động đến nguồn carbon trong đất được tính toán cuối cùng”. Đây là dự án SMARTFARM do DOE tài trợ tại iSEE, trong đó có một số đồng tác giả của bài báo này.

Kết quả chỉ ra rằng việc lấy mẫu đất ở đồng ruộng tốn kém có thể không cần thiết khi chỉ tập trung vào định lượng nguồn carbon trong đất từ các hoạt động bảo tồn trang trại, đây là  một lợi ích chính cho thị trường nguồn carbon nông nghiệp.

Zhou đã cho biết: “Sự không chắc chắn trong các phép đo nồng độ SOC tác động lớn đến việc tính toán quỹ carbon trên đất trồng trọt, cho thấy cần có các phương pháp mới như viễn thám siêu phổ để ước tính nồng độ SOC của lớp đất mặt ở quy mô lớn nhằm giảm sự không chắc chắn từ phép nội suy. Tuy nhiên, sự không chắc chắn về nồng độ SOC chỉ có tác động nhỏ đến việc tính toán nguồn carbon trong đất, cho thấy việc chỉ tập trung vào định lượng nguồn carbon trong đất từ các biện pháp quản lý bổ sung có thể không yêu cầu lấy mẫu đất trên diện rộng , đây là một lợi thế khi xét đến chi phí cao”.

Bin Peng, tác giả chính khác của nghiên cứu và Nhà khoa học nghiên cứu thâm niên tại ASC và NRES đã cho biết: “Cách tiếp cận trong nghiên cứu này có thể được áp dụng cho các mô hình khác và được sử dụng để đánh giá những điều không chắc chắn quan trọng về tiềm năng hấp thụ carbon của các phương pháp quản lý đất bảo tồn khác nhau”.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Đại học Illinois.