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 đột phá về Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) do thực hiện. SCS Global Services Thay mặt Stella McCartney vào tháng 10 năm 2017. Đọc bài đăng đầu tiên của tôi tại đây , tải xuống báo cáo đầy đủ hoặc xem hội thảo trực tuyến của chúng tôi về nghiên cứu này.

Rừng trên thế giới – những thành trì độc đáo về đa dạng sinh học và lưu trữ carbon – đang đối mặt với nhiều mối đe dọa: biến đổi khí hậu, chuyển đổi đất nông nghiệp, đô thị hóa và khai thác gỗ ngày càng gia tăng để phục vụ xây dựng và sản xuất nhiều loại hàng tiêu dùng. Nạn phá rừng, diễn ra với tốc độ đáng báo động là 7,3 triệu ha mỗi năm (theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc), là nguyên nhân gây ra một phần ba lượng khí thải carbon dioxide do con người tạo ra kể từ khi bắt đầu cuộc Cách mạng Công nghiệp. Tại các khu vực như Indonesia và Amazon, những khu rừng tự nhiên nuôi dưỡng một trong những hệ sinh thái đa dạng phong phú nhất thế giới có thể bị xóa sổ hoàn toàn chỉ trong vòng 20 năm.

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

Sợi viscose, hay còn 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 nhà máy chuyên dụng, sau đó vận chuyển đến các nhà máy sản xuất sợi để tạo ra MMCF. Sợi viscose có những tác động tiềm tàng đến hệ sinh thái liên quan đến việc khai thác gỗ dùng để sản xuất bột giấy hòa tan. Những tác động này có thể khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào hệ thống quản lý rừng hiện hành.

Đánh giá vòng đời (LCA) mà chúng tôi thực hiện thay mặt cho Stella McCartney, một thương hiệu thời trang nổi tiếng quốc tế, đã so sánh hiệu quả môi trường của mười nguồn nguyên liệu thô khác nhau của MMCF. Trong nghiên cứu này, sợi viscose thông thường được sản xuất từ ​​gỗ được so sánh với sợi viscose được phát triển bằng các công nghệ mới tiên tiến, chẳng hạn như chất thay thế sợi từ cây lanh. Nghiên cứu này đã mở ra một hướng đi mới quan trọng bằng cách đưa vào phạm vi của nó việc đánh giá tác động đến hệ sinh thái trên cạn và nước ngọt trong các khu rừng và trang trại nơi sản xuất sợi.

Chúng tôi đã áp dụng phương pháp đánh giá được mô tả trong dự thảo tiêu chuẩn quốc gia về LCA ( LEO-SCS-002 ) đang được phát triển theo quy trình ANSI, và trong Quy tắc Phân loại 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 đến hệ sinh thái, và tính toán kết quả trong hai hạng mục tác động quan trọng liên quan đến sợi viscose có nguồn gốc từ gỗ hoặc nông nghiệp: 1) sự xáo trộn rừng, bao gồm đánh giá tình trạng của các khu rừng được khai thác để sản xuất MMCF; và 2) sự mất mát các loài bị đe dọa, ghi lại các loài cụ thể bị ảnh hưởng bởi việc khai thác. Hai hạng mục tác động này được đánh giá song song, sử dụng các nguồn dữ liệu tương tự.

Hình 1. Các bước liên quan đến việc phân tích sự xáo trộn rừng và sự mất mát các loài bị đe dọa.

 

Việc đánh giá hai loại tác động này cho ra kết quả riêng biệt, phản ánh những ảnh hưởng tiêu cực đến chính khu rừng, cũng như tác động đến các loài bị đe dọa trong khu vực. Khi được xem xét cùng nhau, hai chỉ số này cung cấp một thước đo trực tiếp về tác động đến hệ sinh thái và đa dạng sinh học địa phương.

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

 

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

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

1. Đầu tiên, chúng tôi đã xác định “các vùng cung cấp nguyên liệu sợi” – tức là các khu vực thu hoạch gỗ và các nguyên liệu sợi khác được sử dụng để sản xuất MMCF. Việc 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 hiện có để lập bản đồ nguồn gốc của gỗ được sử dụng trong các nhà máy này. Trong hầu hết các trường hợp, gỗ được tiêu thụ trong các nhà máy này được thu hoạch từ phạm vi khoảng 150 dặm tính từ nhà máy sản xuất bột giấy hòa tan tương ứng.
2. Tiếp theo, chúng tôi xác định Vùng sinh thái trên cạn (hoặc các Vùng sinh thái) bị ảnh hưởng bởi hoạt động lâm nghiệp trong các giỏ sợi này. Để làm điều này, chúng tôi đã tham khảo bản đồ toàn cầu về các Vùng sinh thái địa lý khác nhau của Quỹ Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới (WWF), 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. Để phục vụ mục đích so sánh, chúng tôi đã xác định các “rừng nguyên sinh” trong cùng khu vực để làm “mức tham chiếu” nhằm đo lường tác động. Rừng nguyên sinh là những khu rừng chưa bị khai thác và vẫn khỏe mạnh. Những khu vực này thường được chính quyền địa phương bảo vệ, nằm trong các công viên quốc gia hoặc những nơi khác. Các khu rừng cụ thể trong vùng khai thác gỗ đang bị khai thác cũng được xác định để phục vụ 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 các cơ sở dữ liệu địa phương để đo lường các điều kiện sinh thái cụ thể ở các khu vực đã khai thác và khu vực chưa bị tác động. Các đặc điểm của rừng như loài cây, lượng carbon lưu trữ trên mỗi hecta và các nhóm tuổi đã được so sánh. Ví dụ, ở Thụy Điển, dữ liệu từ Cơ quan Lâm nghiệp Thụy Điển đã được thu thập, trong khi dữ liệu từ cơ sở dữ liệu “Eyes on the Forest” được sử dụng để đo lường tác động ở Indonesia.
5. Bước cuối cùng, chúng tôi tính toán mức độ xáo trộn trên cạn. Mức độ xáo trộn được xác định bằng cách so sánh điều kiện hiện tại trong các khu rừng này, sau đó dự báo dựa trên xu hướng của rừng để mô hình hóa tác động của việc khai thác lên điều kiện rừng trong 20 năm tới.

Như bước cuối cùng đã chỉ ra, để hiểu được tác động lên hệ sinh thái, cần phải xem xét không chỉ các điều kiện hiện tại trong hệ sinh thái mà còn cả thời gian gây xáo trộn và xu hướng thay đổi của các điều kiện đó. Sau những xáo trộn đáng kể và kéo dài, 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 từ rừng nguyên sinh sang rừng bị xáo trộn nghiêm trọng có thể diễn ra dần dần trong thời gian dài. Vì những lý do này, điều cần thiết là phải hiểu liệu một hệ sinh thái đang trong quá trình cải thiện hay đang bị suy thoái hơn nữa. Vì việc sử dụng đất thâm canh liên tục có thể kìm hãm sự phục hồi của rừng, người ta cũng phải hiểu được khả năng phục hồi tiềm năng nào có thể đạt được nếu việc khai thác được làm chậm lại hoặc dừng lại. Đây là “chi phí cơ hội” của việc kìm hãm sự phục hồi của rừng, cần thiết để phân tích tác động của việc 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

Hạng mục tác động thứ hai, Mất mát các loài bị đe dọa, yêu cầu xác định các loài bị đe dọa ở mỗi khu vực bị ảnh hưởng tiêu cực bởi việc khai thác. Một lần nữa, chúng tôi dựa vào dữ liệu sơ cấp.

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

Tóm lại

Thông qua phương pháp này, chúng tôi đã có thể tận dụng nguồn dữ liệu sẵn có để đánh giá chất lượng sợi từ các vùng khai thác đa dạng trên thế giới. Điều này cung cấp một phân tích mạnh mẽ về tác động đến hệ sinh thái, và làm nổi bật sự khác biệt về tác động liên quan đến các "điểm nóng" tác động đến rừng như Indonesia.

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

Hãy nhấp vào đây để xem hội thảo trực tuyến của chúng tôi về nghiên cứu này.

Tobias Schultz là Giám đốc Nghiên cứu & Phát triển tại SCS Global Services Ông Schultz là một chuyên gia giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực phân tích vòng đời sản phẩm (LCA). Ông đã dẫn đầu nhóm chứng nhận cho nghiên cứu LCA này. Có thể liên hệ với ông qua địa chỉ email [email protected] hoặc gọi điện đến số +1.510.452.6389.