Năng lượng, cân bằng cacbon và biển đổi khí hậu toàn cầu

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA MÔI TRƯỜNG Học phần: SINH THÁI HỌC ỨNG DỤNG Sách “Applied Ecology and Envoronmental Management” Năng lượng, cân bằng cacbon và biển đổi khí hậu toàn cầu Giảng viên hướng dẫn : TS. Đường Văn Hiếu Học viên thực hiện : Mai Ngọc Châu 1 Câu hỏi 1. Hệ thống sản xuất thực phẩm khác nhau có thể đáp ứng được cho bao nhiêu người trên 1 ha? 2. Liệu hệ thống đầu vào thấp có thể cung cấp đủ thức ăn cho dân số thế giới hiện nay? 3. Nồng độ khí CO2 trong khí quyển đang tăng. Nguyên nhân gây ra điều này là gì? 4. Liệu có thể làm giảm đáng kể khí CO 2 khi sử dụng nhiên liệu từ sinh khối thay cho nhiên liệu hóa thạch? Hoặc trồng nhiều cây hơn? Hoặc tăng khả năng hấp thụ từ biển? 5. Gia tăng khí CO2 và các khí khác sẽ ảnh hưởng như thế nào đến khí hậu toàn cầu? 6. Sự gia tăng khí CO2 và nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến mùa vụ và động thực vật hoang dã? 2 Nội dung  Sử dụng năng lượng mặt trời  Khả năng sản xuất của đại dương, thực vật  Chu trình cacbon  Hiệu ứng nhà kính  Nhiệt độ thay đổi như thế nào (so với quá khứ)  Động thực vật đã thích ứng với biến đổi khí hậu như thế nào? 3 Năng lượng mặt trời và sản xuất sơ cấp “All life depends on energy” Bức xạ sóng ngắn: - Chuyển thành bức xạ sóng dài. - Chuyển nước từ dạng lỏng sang dạng hơi. - Làm ấm không khí xung quanh. 4 Năng lượng mặt trời và sản xuất sơ cấp 5 Năng lượng mặt trời và sản xuất sơ cấp Như dự án về dân số trong tương lai của (Fischer và Heilig 1997): dân số thế giới sẽ vượt con số 7 tỉ trong thế kỷ 21 và đạt đến 11 tỉ hoặc hơn. Tuy nhiên, giả sử như đối với dân số là 6 tỉ người, tổng diện tích đất canh tác được là 1,5 tỉ ha khi đó 4 người sẽ được cung cấp đủ lương thực trên 1 ha. Như thế chỉ có hệ thống sản xuất hiện đại mới đáp ứng được nhu cầu này. 6 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới Các nước phát triển phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thách nhiều. Gấp 20 lần năng lượng từ thức ăn chúng ta ăn Nhiên liệu hóa thạch không phải vô tận. Trữ lượng than và dầu có thể chỉ đủ để khai thác trong 1 – 2 thế kỷ đối với than và nửa thế kỷ đối với dầu ( Năm thống kê năng lượng của Liên Hợp Quốc, 1995) Tuy nhiêm tổng trữ lượng than trên thế giới được tiên đoán là ít nhất nhiều hơn gấp 10 lần so với nguồn tái tạo đã được biết. 7 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới ~ > 360 ul l 280 ul l -1 ~ 300 ul l -1 -1 Nồng độ CO2 trong khí quyển đã thay đổi từ năm 1750. 8 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới ? CO2 Nồng độ CO2 trong khí quyển từ năm 1960 đến 2010 9 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới  CO2 trong nhiên liệu hóa thạch lớn lớn 10 lần so với CO2 trong khí quyển. Do đó khi chúng ta đốt cháy nó thì sẽ gia tăng lượng CO2 vào khí quyển.  Thực vật trên cạn, chất hữu cơ trong đất, trong đại dương đều là những bể chứa cacbon. 10 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới Sự quang hợp Chu trình cacbon trong tự nhiên 11 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới Lượng cacbon hòa tan trong đại dương dưới dạng vô cơ (chủ yếu là HCO 3 ) là khổng lồ chỉ cần một thay đổi nhỏ cũng có thể ảnh hưởng lớn đến bể chứa CO2 trong khí quyển. 12 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới 13 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới   Ảnh hưởng của sinh vật đến sự thay đổi nồng độ CO 2. Không chỉ có thực vật mà chúng ta cần xem xét cả toàn bộ hệ sinh thái. Chết và bị phân hủy CO2 Hô hấp Sự gia tăng CO2 phụ thuộc vào sinh khối của động thực vật. Nếu rừng bị chặt đi và thay thế bởi các loài thực vật có sinh khối nhỏ hơn  gia tăng CO2 trong khí quyển thông qua đốt hoặc phân hủy cây rừng. 14 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Hơi nước CO2 Được dự đoán là đóng góp 2/3 góp phần gia tăng hiệu ứng nhà kính từ năm 1800. CH4 O3 N 2O Halocacbon 15 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Mực nước biển sẽ dâng lên? Theo kịch bản này, thì mực nước biển sẽ có thể tăng từ 20-90cm, dự báo đến năm 2100. Mức có khả năng nhất là dâng khoảng 50cm. 16 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Tác động kép Để giảm CO2    Giảm tỉ lệ chăt phá rừng hàng năm. Trồng cây để tăng khả năng hấp thụ CO2. Sử dụng nhiên liệu sinh học thay cho nhiên liệu hóa thạch. 17 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Các nguồn năng lượng sạch 18 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu  Nhiên liệu sản xuất từ sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng và khí.  CH4 sản xuất từ chất thải (phân gia súc, bùn, rác sinh hoạt hoặc từ chất thải chứa xenlulo.  Sản xuất ethanol từ mía được sử dụng như xăng. 19 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 20 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 2 Để hấp thụ 6 tỉ tấn C mỗi năm, sẽ cần 15 triệu km rừng để tạo ra bể hấp thụ C.  Khó thực hiện vì nhu cầu muốn khai thác của người dân (với diện tích rừng để tạo thành bể hấp thụ C là quá lớn).  Chọn địa điểm để hình thành bể hấp thụ C là khó khăn. Do đó, cần dựa vào lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và hiểu được tầm quan trọng của bể hấp thụ C từ rừng 21 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 22 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 23 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 24 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Sinh vật có thể tiếp tục sống ở khu Có thể di cư đến nơi ở mới có điểu Nếu không thể thích ứng có thể vực đó bởi vì nếu thay đổi khí hậu kiện khí hậu phù hợp. dẫn đến tuyệt chủng. nằm trong giới hạn chịu đựng của nó thì nó có thể dần dần thích nghi (như thay đổi gen,…) 25 Kết luận 1. Hệ thống sản xuất lương thực thực phẩm ở quá khứ và hiện tại là khác nhau trong việc sản xuất năng lượng trên 1 ha. Nếu không có hệ thống sản xuất với đầu vào cao hiện đại thì sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu lương thực của dân số thế giới. 2. Phần lớn CO2 được tạo ra do đốt nhiên liệu hóa thạch. Vận chuyển theo chu trình cacbon và được chứa một nửa trong đất, đại dương và một nửa trong khí quyển. 3. 4. CO2, CH4, NOx đang gia tăng trong thế kỷ 21. Các khí này đang gây nên hiện tượng ấm lên toàn toàn và nhiệt độ tăng lên có thể o dao động từ 1-3 C. Một số giải pháp như sử dụng nhiên liệu từ sinh khối thay cho nhiên liệu hóa thạch hoặc hình thành các bể hấp thụ cacbon từ rừng, … Tuy nhiên, các giải pháp này chưa được triển khai mạnh mẽ. 5. o Sự gia tăng nồng độ CO2 sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng của động thực vật. Nhưng tăng từ 1-3 C có thể kìm hãm sự phát triển của chúng. 6. o Có thể nhiều loài động vật hoang dã sẽ không thích ứng kịp khi nhiệt độ trái đất tăng lên 2 C. 26 Tài liệu tham khảo 1. 2. EDWARD I.NEWMAN (2000) Applied Ecology and Environmental Management. Second edition, p.7-p.48. Bách khoa toàn thư mở. Website: https://vi.wikipedia.org/wiki/ Trang Ch%C3%ADnh (truy cập ngày: 27/03/2015) 27 Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe! 28 [...]... thạch và cân bằng cacbon trên thế giới Sự quang hợp Chu trình cacbon trong tự nhiên 11 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới Lượng cacbon hòa tan trong đại dương dưới dạng vô cơ (chủ yếu là HCO 3 ) là khổng lồ chỉ cần một thay đổi nhỏ cũng có thể ảnh hưởng lớn đến bể chứa CO2 trong khí quyển 12 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon trên thế giới 13 Nhiên liệu hóa thạch và cân bằng cacbon. .. Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Các nguồn năng lượng sạch 18 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu  Nhiên liệu sản xuất từ sinh khối có thể ở dạng rắn, lỏng và khí  CH4 sản xuất từ chất thải (phân gia súc, bùn, rác sinh hoạt hoặc từ chất thải chứa xenlulo  Sản xuất ethanol từ mía được sử dụng như xăng 19 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 20 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 2 Để hấp thụ... nhu cầu muốn khai thác của người dân (với diện tích rừng để tạo thành bể hấp thụ C là quá lớn)  Chọn địa điểm để hình thành bể hấp thụ C là khó khăn Do đó, cần dựa vào lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và hiểu được tầm quan trọng của bể hấp thụ C từ rừng 21 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 22 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 23 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu 24 Hiệu ứng nhà kính và. .. nhà kính từ năm 1800 CH4 O3 N 2O Halocacbon 15 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Mực nước biển sẽ dâng lên? Theo kịch bản này, thì mực nước biển sẽ có thể tăng từ 20-90cm, dự báo đến năm 2100 Mức có khả năng nhất là dâng khoảng 50cm 16 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Tác động kép Để giảm CO2    Giảm tỉ lệ chăt phá rừng hàng năm Trồng cây để tăng khả năng hấp thụ CO2 Sử dụng nhiên liệu sinh... và biến đổi khí hậu Sinh vật có thể tiếp tục sống ở khu Có thể di cư đến nơi ở mới có điểu Nếu không thể thích ứng có thể vực đó bởi vì nếu thay đổi khí hậu kiện khí hậu phù hợp dẫn đến tuyệt chủng nằm trong giới hạn chịu đựng của nó thì nó có thể dần dần thích nghi (như thay đổi gen,…) 25 Kết luận 1 Hệ thống sản xuất lương thực thực phẩm ở quá khứ và hiện tại là khác nhau trong việc sản xuất năng lượng... của sinh vật đến sự thay đổi nồng độ CO 2 Không chỉ có thực vật mà chúng ta cần xem xét cả toàn bộ hệ sinh thái Chết và bị phân hủy CO2 Hô hấp Sự gia tăng CO2 phụ thuộc vào sinh khối của động thực vật Nếu rừng bị chặt đi và thay thế bởi các loài thực vật có sinh khối nhỏ hơn  gia tăng CO2 trong khí quyển thông qua đốt hoặc phân hủy cây rừng 14 Hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Hơi nước CO2 Được dự... không có hệ thống sản xuất với đầu vào cao hiện đại thì sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu lương thực của dân số thế giới 2 Phần lớn CO2 được tạo ra do đốt nhiên liệu hóa thạch Vận chuyển theo chu trình cacbon và được chứa một nửa trong đất, đại dương và một nửa trong khí quyển 3 4 CO2, CH4, NOx đang gia tăng trong thế kỷ 21 Các khí này đang gây nên hiện tượng ấm lên toàn toàn và nhiệt độ tăng lên có thể o dao... đất tăng lên 2 C 26 Tài liệu tham khảo 1 2 EDWARD I.NEWMAN (2000) Applied Ecology and Environmental Management Second edition, p.7-p.48 Bách khoa toàn thư mở Website: https://vi.wikipedia.org/wiki/ Trang Ch%C3%ADnh (truy cập ngày: 27/03/2015) 27 Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe! 28 ... đang gây nên hiện tượng ấm lên toàn toàn và nhiệt độ tăng lên có thể o dao động từ 1-3 C Một số giải pháp như sử dụng nhiên liệu từ sinh khối thay cho nhiên liệu hóa thạch hoặc hình thành các bể hấp thụ cacbon từ rừng, … Tuy nhiên, các giải pháp này chưa được triển khai mạnh mẽ 5 o Sự gia tăng nồng độ CO2 sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng của động thực vật Nhưng tăng từ 1-3 C có thể kìm hãm sự phát triển của ... dựa vào lượng tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch hiểu tầm quan trọng bể hấp thụ C từ rừng 21 Hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hậu 22 Hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hậu 23 Hiệu ứng nhà kính biến đổi khí. .. ứng nhà kính biến đổi khí hậu 24 Hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hậu Sinh vật tiếp tục sống khu Có thể di cư đến nơi có điểu Nếu thích ứng vực thay đổi khí hậu kiện khí hậu phù hợp dẫn đến tuyệt... hóa thạch? Hoặc trồng nhiều hơn? Hoặc tăng khả hấp thụ từ biển? Gia tăng khí CO2 khí khác ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu? Sự gia tăng khí CO2 nhiệt độ ảnh hưởng đến mùa vụ động thực vật hoang