Tích hợp đánh giá tác động hệ sinh thái vào đánh giá vòng đời: Sử dụng dữ liệu lớn để đánh giá địa điểm cụ thể

Tác giả: Tobias Schultz

Đây là phần thứ hai trong loạt bài tập trung vào nghiên cứu Đánh giá Vòng đời (LCA) đột phá được hoàn thành bởi SCS Global Services thay mặt Stella McCartney vào tháng 10/2017. Đọc bài đăng đầu tiên của tôi ở đây, tải xuống báo cáo đầy đủ hoặc xem hội thảo trên web của chúng tôi về nghiên cứu.

Các khu rừng trên thế giới - pháo đài độc đáo về đa dạng sinh học và lưu trữ carbon - phải đối mặt với nhiều mối đe dọa: biến đổi khí hậu, chuyển đổi nông nghiệp, lấn chiếm đô thị và tăng cường khai thác gỗ được sử dụng trong xây dựng và nhiều loại sản phẩm tiêu dùng. Phá rừng, xảy ra với tốc độ đáng báo động 7,3 triệu ha mỗi năm (điều này theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc), đã chịu trách nhiệm cho một phần ba lượng khí thải carbon dioxide do con người gây ra kể từ khi bắt đầu Cách mạng Công nghiệp. Ở các khu vực như Indonesia và Amazon, các khu rừng tự nhiên thúc đẩy một số đa dạng sinh học phong phú nhất thế giới có thể bị loại bỏ hoàn toàn chỉ trong vòng 20 năm.

May mắn thay, nhiều khu rừng, ngay cả khi bị ảnh hưởng nghiêm trọng, có thể phục hồi kịp thời, được quản lý có trách nhiệm. Bước đầu tiên quan trọng là tìm hiểu nguyên nhân của nạn phá rừng và mức độ nghiêm trọng của xáo trộn hệ sinh thái liên quan và tổn thất loài bị đe dọa. Bài viết này đề cập đến một nguyên nhân như vậy đã thu hút sự chú ý của quốc tế - khai thác gỗ được sử dụng để sản xuất sợi viscose, được sử dụng trong may mặc và một số hàng dệt không dệt.

Viscose, còn được gọi là Rayon, là một loại sợi cellulose nhân tạo (MMCF) có nguồn gốc từ gỗ. Gỗ được khai thác, chế biến thành bột giấy hòa tan tại một nhà máy chuyên dụng, sau đó được vận chuyển đến các nhà máy sản xuất sợi để sản xuất MMCF. Sợi viscose đã nhúng các tác động hệ sinh thái liên quan đến việc khai thác gỗ được sử dụng để sản xuất bột giấy hòa tan. Những tác động này có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào hệ thống quản lý rừng tại chỗ.

Đánh giá vòng đời (LCA) mà chúng tôi đã hoàn thành thay mặt cho Stella McCartney, một thương hiệu may mặc được quốc tế công nhận, đã so sánh hiệu suất môi trường của mười nguồn nguyên liệu thô khác nhau của MMCF. Trong nghiên cứu này, viscose thông thường được sản xuất từ gỗ được so sánh với viscose được phát triển bằng cách sử dụng các công nghệ mới sáng tạo, chẳng hạn như chất thay thế sợi lanh. Nghiên cứu đã phá vỡ nền tảng mới quan trọng bằng cách bao gồm trong phạm vi của nó một đánh giá về tác động đối với hệ sinh thái nước ngọt và trên cạn trong các khu rừng và trang trại mà từ đó các sợi có nguồn gốc.

Chúng tôi đã áp dụng phương pháp đánh giá được mô tả trong dự thảo tiêu chuẩn quốc gia cho LCA (LEO-SCS-002) đang được phát triển theo quy trình ANSI và trong Quy tắc danh mục sản phẩm gỗ tròn (PCR) mà chúng tôi đã phát triển thay mặt cho Mạng lưới giấy môi trường. Nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu và phương pháp tiên tiến để đánh giá tác động của hệ sinh thái và tính toán kết quả trong hai loại tác động quan trọng liên quan đến sợi viscose có nguồn gốc từ gỗ hoặc các nguồn nông nghiệp: 1) xáo trộn rừng, bao gồm đánh giá các điều kiện của rừng được khai thác để sản xuất MMCF; và 2) đe dọa mất loài, ghi lại các loài cụ thể bị ảnh hưởng bởi thu hoạch. Hai loại tác động này được đánh giá song song, sử dụng các nguồn dữ liệu tương tự.

Hình 1. Các bước liên quan đến phân tích xáo trộn rừng và tổn thất loài bị đe dọa.

 

Việc đánh giá hai loại tác động này cung cấp các kết quả khác biệt, phản ánh các tác động tiêu cực đến chính rừng, cũng như tác động đến các loài bị đe dọa trong khu vực. Khi kết hợp với nhau, hai phép đo này cung cấp một phép đo trực tiếp về tác động đến hệ sinh thái địa phương và đa dạng sinh học.

Hình 2. Nghiên cứu LCA phân biệt giữa lâm nghiệp tác động cao (trái) và lâm nghiệp tác động thấp (phải).

 

Sử dụng dữ liệu sơ cấp để đánh giá xáo trộn rừng cụ thể theo địa điểm

Chúng tôi đã sử dụng dữ liệu cụ thể theo địa điểm cung cấp đủ chi tiết để phân biệt lâm nghiệp có tác động cao với các hoạt động có tác động thấp, liên quan đến một số trường hợp với phục hồi rừng ròng. Tác động hệ sinh thái được đánh giá một cách có hệ thống theo quy trình năm bước thực tế để đảm bảo tính nhất quán trên tất cả các kịch bản sản xuất viscose được xem xét.

1. Đầu tiên, chúng tôi xác định "giỏ sợi" - nghĩa là các khu vực mà gỗ và các vật liệu sợi khác được sử dụng để sản xuất MMCF được thu hoạch. Điều này được hoàn thành bằng cách xác định vị trí của các nhà máy sản xuất bột giấy hòa tan, sau đó xem xét dữ liệu có sẵn để vạch ra nơi gỗ được sử dụng trong các nhà máy này có nguồn gốc. Trong gần như tất cả các trường hợp, gỗ tiêu thụ trong các nhà máy này đã được khai thác từ trong vòng khoảng 150 dặm của nhà máy bột giấy hòa tan liên quan.
2. Tiếp theo, chúng tôi xác định vị trí Vùng sinh thái trên cạn (hoặc Vùng sinh thái) bị ảnh hưởng bởi lâm nghiệp trong các giỏ sợi này. Với mục đích này, chúng tôi đã tham khảo bản đồ toàn cầu của Quỹ Động vật hoang dã Thế giới (WWF) về các vùng sinh thái địa lý riêng biệt, trong đó có thông tin chi tiết về các hệ sinh thái và đa dạng sinh học hiện có, bao gồm các loại thảm thực vật chính, các mối đe dọa chính và các loài bị đe dọa.
3. Với mục đích so sánh, sau đó chúng tôi đã xác định "rừng không bị xáo trộn" trong cùng một khu vực để đóng vai trò là "đường cơ sở tham chiếu" mà dựa vào đó các tác động có thể được đo lường. Rừng không bị xáo trộn đại diện cho rừng ở trạng thái chưa khai thác và khỏe mạnh. Những khu vực này thường được bảo vệ bởi chính quyền địa phương, nằm trong các công viên quốc gia hoặc nơi khác. Các khu rừng cụ thể trong giỏ sợi đang thu hoạch cũng được xác định cho mục đích phân tích.


Hình 3. Ảnh chụp màn hình từ Cơ sở dữ liệu WWF Wildfinder

 
4. Chúng tôi đã kiểm tra và phân tích dữ liệu từ cơ sở dữ liệu địa phương để đo lường các điều kiện sinh thái cụ thể trong các khu vực thu hoạch và không bị xáo trộn. Các đặc điểm rừng như loài cây, lưu trữ carbon trên mỗi ha và các lớp tuổi, đã được so sánh. Ví dụ, ở Thụy Điển, dữ liệu từ Cục Lâm nghiệp Thụy Điển đã được truy xuất, trong khi dữ liệu từ cơ sở dữ liệu "Eyes on the Forest" được sử dụng để đo lường tác động ở Indonesia.
5. Trong bước cuối cùng, chúng tôi đã tính toán sự xáo trộn trên mặt đất. Mức độ xáo trộn được xác định bằng cách so sánh các điều kiện hiện tại trong các khu rừng này, và sau đó dự đoán dựa trên xu hướng rừng để mô hình hóa tác động của việc khai thác đối với điều kiện rừng trong 20 năm tới.

Như bước cuối cùng cho thấy, hiểu được tác động của hệ sinh thái đòi hỏi phải xem xét không chỉ các điều kiện hiện tại trong hệ sinh thái, mà còn cả thời gian xáo trộn và xu hướng trong điều kiện. Sau sự xáo trộn đáng kể và dai dẳng, các hệ sinh thái trên cạn và nước ngọt có thể mất nhiều thập kỷ hoặc thậm chí lâu hơn để phục hồi hoàn toàn, và một số loại hệ sinh thái có thể không bao giờ phục hồi hoàn toàn. Tương tự, việc chuyển đổi rừng nguyên vẹn sang rừng bị xáo trộn cao có thể diễn ra dần dần trong thời gian dài. Vì những lý do này, bắt buộc phải hiểu liệu một hệ sinh thái đang trong quá trình cải thiện hay bị suy thoái hơn nữa. Khi việc sử dụng đất thâm canh đang diễn ra có thể ngăn chặn sự phục hồi rừng, người ta cũng phải hiểu những gì phục hồi tiềm năng có thể được thực hiện nếu việc khai thác bị chậm lại hoặc dừng lại. Đây là "chi phí cơ hội" của việc đàn áp phục hồi rừng, cần thiết để phân tích ảnh hưởng của quản lý rừng hiện tại đối với mức độ xáo trộn trong tương lai.

Đánh giá tác động đối với các loài bị đe dọa

Loại tác động thứ hai, Mất loài bị đe dọa, yêu cầu xác định các loài bị đe dọa ở mỗi khu vực bị ảnh hưởng tiêu cực bởi thu hoạch. Một lần nữa, chúng tôi dựa vào dữ liệu chính.

1. Đầu tiên, chúng tôi xác định các vùng sinh thái trên cạn đã được phân tích về các tác động xáo trộn trên mặt đất.
2. Tiếp theo, chúng tôi xác định các loài bị đe dọa có mặt ở mỗi Vùng sinh thái trong cơ sở dữ liệu Wildfinder của WWF. Các danh sách khác của chính phủ cũng được tham khảo, chẳng hạn như danh sách COSEWIC ở Canada.
3. Xem xét nhu cầu môi trường sống của các loài này và các mối đe dọa chính mà chúng phải đối mặt, chúng tôi xác định liệu thu hoạch có ảnh hưởng tiêu cực đến các loài trong khu vực này hay không.
4. Bất kỳ loài bị đe dọa nào được tìm thấy trong giỏ sợi và bị ảnh hưởng tiêu cực bởi thu hoạch đều được đưa vào kết quả tác động của loài bị đe dọa.

Tóm tắt

Thông qua cách tiếp cận này, chúng tôi đã có thể khai thác dữ liệu có sẵn rộng rãi để đánh giá sợi từ các khu vực tìm nguồn cung ứng khác nhau trên thế giới. Điều này cung cấp một phân tích mạnh mẽ về các tác động của hệ sinh thái và làm nổi bật sự khác biệt về tác động liên quan đến các "điểm nóng" tác động rừng lớn như Indonesia.

Ngoài ra, cách tiếp cận này cho phép chúng tôi xem xét các tác động đối với carbon sinh học, một đóng góp đáng kể cho kết quả tác động của biến đổi khí hậu cũng được báo cáo trong nghiên cứu. Trong bài viết tiếp theo của tôi, tôi sẽ thảo luận về cách các tác động của biến đổi khí hậu từ carbon sinh học đã được xử lý - cũng như tầm quan trọng của việc bao gồm các tác động từ các chất ô nhiễm khí hậu ngắn hạn như carbon đen và ozone tầng đối lưu, mà trước đây chưa bao giờ được đưa vào nghiên cứu LCA sợi may mặc.

Nhấp vào đây để xem hội thảo trên web của chúng tôi về nghiên cứu.

Tobias Schultz là Giám đốc Nghiên cứu &; Phát triển tại SCS Global Services, và một học viên LCA giàu kinh nghiệm. Ông Schultz đứng đầu nhóm chứng nhận cho nghiên cứu LCA này. Có thể liên hệ với anh ấy tại [email được bảo vệ] hoặc bằng cách gọi + 1.510.452.6389.