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