Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang là một trong những thách thức môi trường lớn nhất toàn cầu, đe dọa trực tiếp đến tính bền vững của các hệ sinh thái ven biển. Việt Nam được đánh giá là quốc gia đứng thứ 4 thế giới về mức độ rủi ro thu hẹp lãnh thổ do nước biển dâng. Trong bức tranh chung đó, thành phố Hải Phòng với 125 km bờ biển và hệ thống cửa sông dày đặc là một trong 10 đô thị chịu nguy cơ ngập lụt nghiêm trọng nhất cả nước. Số liệu quan trắc tại đảo Hòn Dấu xác nhận mực nước biển tại đây đã dâng cao hơn 20 cm trong vòng một thập kỷ, kéo theo tình trạng xâm thực bờ biển gay gắt tại các khu vực trọng điểm như Phù Long, Cát Hải và Đình Vũ.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là làm rõ tác động đa chiều của các biểu hiện khí hậu cực đoan đến ngành nuôi trồng thủy sản tại Hải Phòng. Mục tiêu cụ thể là phân tích xu thế biến đổi dài hạn của nhiệt độ, lượng mưa, bão và mực nước biển; đánh giá mức độ tổn thương của diện tích đất nuôi trồng, hệ sinh thái rừng ngập mặn, nguồn lợi giống loài và nguy cơ dịch bệnh; từ đó xây dựng hệ thống giải pháp thích ứng có tính khả thi cao.

Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát toàn bộ vùng ven biển và hải đảo Hải Phòng, tập trung tại các huyện Tiên Lãng, Kiến Thụy và huyện đảo Cát Hải. Phạm vi thời gian xử lý chuỗi số liệu khí tượng thủy văn kéo dài hơn 50 năm kết hợp số liệu kinh tế thủy sản giai đoạn 1986–2014. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc bảo vệ hơn 13.983,4 ha diện tích nuôi trồng thủy sản với tổng giá trị sản lượng đạt 596,73 tỷ đồng mỗi năm, giảm thiểu rủi ro sinh kế cho hàng chục nghìn hộ ngư dân trước biến động môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết biến đổi khí hậu toàn cầu của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) và khung phân tích tính dễ bị tổn thương của Công ước khung Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC). Mô hình lý thuyết xác định mối quan hệ tương tác giữa các yếu tố phát thải khí nhà kính (làm tăng lượng bức xạ cưỡng bức 2,43 W/m²) với sự nóng lên của bề mặt khí quyển và đại dương.

Luận văn vận dụng ba khái niệm cốt lõi: Khí hậu và thời tiết cực đoan (tập hợp các dị thường vượt ngưỡng thống kê dài hạn), Kịch bản biến đổi khí hậu (giả định khoa học về mối liên hệ giữa phát triển kinh tế xã hội và tốc độ gia tăng mực nước biển), và Năng lực thích ứng (khả năng điều chỉnh hệ sinh thái và hoạt động kinh tế nhằm hạn chế thiệt hại, tận dụng các cơ hội do biến đổi môi trường mang lại). Ngoài ra, nghiên cứu tích hợp lý thuyết sinh thái học vùng triều để đánh giá sức tải môi trường nước và ngưỡng chịu đựng sinh thái của các loài thủy sản trước hiện tượng suy thoái chất lượng nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp đồng bộ từ dữ liệu thứ cấp và sơ cấp. Nguồn thứ cấp bao gồm chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn tại 3 trạm khí tượng đại diện (Phù Liễn giai đoạn 1958–2014, Hòn Dấu giai đoạn 1958–2014, Bạch Long Vĩ giai đoạn 1962–2014) cùng 7 trạm thủy văn nội đồng (Kiến An, Tiên Tiến, Cửa Cấm, Đông Xuyên, Quang Phục, Cao Kênh, Do Nghi) và báo cáo thống kê ngành nông nghiệp Hải Phòng.

Cỡ mẫu nghiên cứu thực địa bao gồm 5 địa bàn trọng điểm thuộc các xã Quang Minh, Đông Hưng, Tây Hưng (huyện Tiên Lãng), xã Đại Hợp (huyện Kiến Thụy) và huyện đảo Cát Hải. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu có chủ đích kết hợp khảo sát ngẫu nhiên các hộ nuôi trồng đại diện cho các mô hình nuôi nước ngọt, nước lợ và lồng bè biển.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính (Linear Regression) trên phần mềm chuyên dụng là nhằm xác định chính xác xu thế tăng giảm và hệ số góc biến thiên của chuỗi số liệu thời gian hơn 50 năm. Phương pháp bản đồ GIS được ứng dụng nhằm trực quan hóa không gian vùng trũng ngập và chồng xếp bản đồ hiện trạng nuôi trồng với bản đồ quy hoạch. Nghiên cứu thực hiện quy trình đánh giá rủi ro theo phương pháp tiếp cận hai chiều: từ trên xuống (Top-down) qua các kịch bản biến đổi khí hậu vĩ mô và từ dưới lên (Bottom-up) thông qua tham vấn cộng đồng cư dân địa phương.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, số liệu quan trắc khẳng định xu thế ấm lên rõ rệt tại Hải Phòng. Nhiệt độ không khí trung bình năm tại cả 3 trạm Phù Liễn, Hòn Dấu và Bạch Long Vĩ đều tăng liên tục theo thời gian, trong đó trạm Bạch Long Vĩ có tốc độ tăng và biên độ dao động giữa các năm lớn nhất. Tại trạm hải văn Hòn Dấu, nhiệt độ nước biển tăng với hệ số hồi quy 0,007, song hành cùng mức tăng nhiệt độ không khí có hệ số hồi quy 0,0148. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất lên tới xấp xỉ 13°C.

Thứ hai, nước biển dâng và hiện tượng xâm nhập mặn đã trực tiếp thu hẹp diện tích đất nuôi trồng an toàn. Khu vực bãi triều cao 9.000 ha có tiềm năng nuôi trồng thủy sản bị đe dọa nghiêm trọng do xói lở bờ biển. Diện tích nuôi trồng thủy sản toàn thành phố năm 2010 đạt 13.983,4 ha, trong đó diện tích nuôi thâm canh tăng đột biến từ 4 ha năm 2000 lên 757,4 ha năm 2010 (tốc độ tăng bình quân 6,1%/năm), tạo ra áp lực rất lớn lên môi trường tiếp nhận khi nước biển dâng cao.

Thứ ba, sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan gây suy thoái hệ sinh thái và bùng phát dịch bệnh thủy sản. Điển hình là đợt không khí lạnh kỷ lục kéo dài 38 ngày vào đầu năm 2008 làm hàng loạt loài thủy sản nhiệt đới bị chết rét; hiện tượng tảo nở hoa gây thủy triều đỏ tại Cát Bà vào tháng 4/2012 làm hủy hoại môi trường sống tầng mặt và đáy.

Thứ tư, nguồn lợi thủy sản tự nhiên bị suy giảm và dịch chuyển phân bố. Trữ lượng cá vùng biển Hải Phòng ước tính 157.500 tấn (chiếm 20% trữ lượng Vịnh Bắc Bộ) và trữ lượng tôm 3.000 tấn đang có xu hướng phân tán ra xa bờ, làm giảm sản lượng khai thác ven bờ và biến động nguồn thức ăn tự nhiên của nghề nuôi thủy sản.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của các tác động trên bắt nguồn từ sự mất cân bằng nhiệt và chu trình thủy văn. Nhiệt độ nước biển tăng làm tăng tốc độ phân hủy hữu cơ đáy ao nuôi, giảm lượng oxy hòa tan và kích hoạt các chủng vi khuẩn gây bệnh phát triển. Khi cường độ mưa cực đoan gia tăng, độ mặn tại các vùng đầm bãi cửa sông giảm đột ngột, dẫn đến tình trạng các loài nhuyễn thể hai vỏ như nghêu, ngao, sò huyết bị chết hàng loạt do không kịp thích nghi thẩm thấu.

Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu của Viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường (IMHEN), khẳng định miền Bắc chịu mức tăng nhiệt độ mùa đông 1,3–1,5°C/50 năm.

Để tối ưu hóa việc phân tích, dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn thông qua các đồ thị xu thế tuyến tính đa biến kết hợp bảng ma trận đối sánh giữa tần suất bão (trung bình 5–7 cơn/năm) với sản lượng nuôi trồng. Bản đồ hiện trạng không gian năm 2012 và bản đồ quy hoạch kinh tế thủy sản giai đoạn 2020–2030 cho thấy rõ nét sự dịch chuyển của các vùng nuôi nước lợ 8.000 ha sang các khu vực có hệ thống đê biển kiên cố hơn nhằm thích ứng với biến đổi dòng chảy.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, hoàn thiện chính sách và điều chỉnh quy hoạch không gian nuôi trồng thủy sản. UBND thành phố Hải Phòng và Sở Nông nghiệp & PTNT cần tiến hành rà soát, tái cấu trúc lại 13.983,4 ha đất nuôi trồng theo kịch bản ngập lụt cập nhật. Cần di dời các vùng đầm bãi nằm ngoài đê xung yếu tại Cát Hải, Đình Vũ, hoàn thành quy hoạch chi tiết phân khu chức năng trước năm 2020 nhằm bảo vệ an toàn cho các cơ sở sản xuất.

Thứ hai, nâng cấp hạ tầng thủy lợi và công trình đê kè ứng phó thiên tai. Sở Nông nghiệp & PTNT cần chủ trì xây dựng hệ thống thủy lợi chuyên dùng độc lập cấp và tiêu thoát nước cho 8.000 ha diện tích nuôi nước lợ giai đoạn 2016–2025. Giải pháp này giúp cắt giảm 50% nguy cơ ô nhiễm nguồn nước cấp và ngăn chặn triệt để hiện tượng sốc độ mặn khi có mưa bão lớn.

Thứ ba, chuyển giao công nghệ sinh học và chuyển đổi cơ cấu đối tượng giống nuôi. Trung tâm Khuyến nông Khuyến ngư phối hợp với các hợp tác xã đẩy mạnh nhân rộng các giống thủy sản có khả năng chịu biên độ nhiệt và độ mặn rộng như tôm chân trắng (đạt năng suất bình quân 11,6 tấn/ha), cá vược, cá song. Khuyến khích ứng dụng quy trình nuôi vi sinh khép kín nhằm hạ thấp 30% tỷ lệ dịch bệnh trên tôm cá trước năm 2022.

Thứ tư, tái sắp xếp mật độ lồng bè và thiết lập hệ thống quan trắc cảnh báo sớm. Ban quản lý vịnh Cát Bà và Chi cục Thủy sản cần tiến hành quy hoạch lại số lượng ô lồng tại khu vực Bến Bèo, Tùng Gấu, khống chế năng suất ở mức an toàn 250–300 kg/ô lồng. Đồng thời, lắp đặt các trạm quan trắc tự động liên tục đo đạc oxy hòa tan, pH, độ mặn để đưa ra cảnh báo sớm về thủy triều đỏ và xâm nhập mặn trước năm 2018.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách, bao gồm Sở Nông nghiệp & PTNT, Chi cục Bảo vệ Môi trường, Sở Tài nguyên & Môi trường thành phố Hải Phòng. Luận văn cung cấp bộ cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy để tham mưu xây dựng Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu ngành thủy sản giai đoạn đến năm 2030.

Nhóm các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên, Hải dương học và Nuôi trồng thủy sản. Tài liệu là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp tích hợp chuỗi số liệu khí tượng hải văn với kỹ thuật đánh giá rủi ro sinh kế cộng đồng.

Nhóm chủ trang trại, giám đốc hợp tác xã và doanh nghiệp chế biến xuất khẩu thủy sản tại khu vực ven biển miền Bắc. Người nuôi có thể áp dụng các giải pháp kỹ thuật nuôi thâm canh an toàn sinh học và quy trình phòng chống sốc nhiệt, bảo toàn giá trị kinh tế hàng trăm tỷ đồng mỗi vụ thu hoạch.

Nhóm các tổ chức phi chính phủ, tổ chức phát triển quốc tế hoạt động trong lĩnh vực bảo tồn tài nguyên biển và sinh kế bền vững. Dữ liệu luận văn hỗ trợ thiết kế các mô hình đồng quản lý rừng ngập mặn kết hợp nuôi thủy sản sinh thái tại 22 xã ven biển Hải Phòng.

Câu hỏi thường gặp

Biến đổi khí hậu biểu hiện rõ nét nhất qua những yếu tố nào tại Hải Phòng?
Nhiệt độ không khí trung bình năm tăng đều tại cả 3 trạm Phù Liễn, Hòn Dấu và Bạch Long Vĩ. Đi kèm với đó là hiện tượng mực nước biển dâng hơn 20 cm trong vòng một thập kỷ tại Hòn Dấu, cùng sự xuất hiện dày đặc của các hiện tượng thời tiết dị thường với mức chênh lệch nhiệt độ mùa đông và hè lên tới 13°C.

Nước biển dâng tác động tiêu cực như thế nào đến diện tích nuôi trồng ven bờ?
Nước biển dâng làm gia tăng cường độ xâm thực bờ biển tại các khu vực xung yếu như Phù Long, Cát Hải, đê biển 1 và đê biển 2. Hiện tượng này làm mất đi các vùng đầm bãi ngập triều, gây mặn hóa nguồn nước nội đồng và thu hẹp không gian của hơn 9.000 ha bãi triều cao vốn có tiềm năng nuôi trồng thủy sản.

Các hiện tượng thời tiết cực đoan gây thiệt hại thực tế ra sao cho ngành thủy sản?
Điển hình là đợt rét hại kéo dài 38 ngày vào năm 2008 làm chết hàng loạt cá tôm nuôi, gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng. Bên cạnh đó, các trận mưa bão lớn làm giảm độ mặn đột ngột khiến các bãi nghêu, ngao chết hàng loạt, đồng thời bão biển tàn phá cơ sở hạ tầng bờ đầm và lồng bè nuôi.

Vì sao vùng nuôi lồng bè tại Cát Bà thường xuyên đối mặt nguy cơ ô nhiễm và dịch bệnh?
Mật độ ô lồng tại các khu vực vịnh Bến Bèo, Tùng Gấu phát triển vượt quá sức tải sinh thái của thủy vực. Sự kết hợp giữa nhiệt độ nước biển tăng, chất thải du lịch và quá trình chế biến sứa đã kích thích hiện tượng phú dưỡng, dẫn tới đợt bùng phát thủy triều đỏ tháng 4/2012 làm suy thoái nghiêm trọng môi trường sống.

Giải pháp kỹ thuật nào giúp nâng cao năng lực thích ứng cho hộ nuôi trồng?
Luận văn khuyến nghị đẩy mạnh ứng dụng mô hình nuôi tôm chân trắng thâm canh đạt năng suất 11,6 tấn/ha, áp dụng hệ thống ao lắng lọc sinh học xử lý nước cấp, sử dụng chế phẩm vi sinh định kỳ để kiểm soát đáy ao và chủ động theo dõi bản tin khí tượng hải văn để điều tiết mực nước đầm nuôi.

Kết luận

  • Xác lập chuỗi bằng chứng khoa học toàn diện về xu thế gia tăng nhiệt độ và nước biển dâng hơn 20 cm tại Hải Phòng qua chuỗi số liệu 1958–2014.
  • Lượng hóa mức độ tổn thương của 13.983,4 ha đất nuôi trồng thủy sản và hệ sinh thái rừng ngập mặn trước các tác động xói lở, xâm nhập mặn.
  • Nhận diện các điểm nghẽn môi trường và dịch bệnh nguy hiểm tại các vùng nuôi nước lợ và lồng bè Cát Bà do biến động nhiệt độ và độ mặn.
  • Đề xuất 4 nhóm giải pháp thích ứng mang tính đồng bộ cao từ quy hoạch thể chế, công trình thủy lợi đến chuyển dịch cơ cấu giống nuôi an toàn sinh học.
  • Định hình lộ trình hành động ưu tiên giai đoạn 2016–2020 và tầm nhìn 2030 giúp ngành kinh tế thủy sản phát triển bền vững.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp phương pháp luận tích hợp giữa khoa học môi trường và kinh tế thủy sản thực tiễn. Bước đi tiếp theo cần tập trung vào việc số hóa bản đồ cảnh báo rủi ro ngập lụt chi tiết đến từng xã ven biển. Độc giả và các nhà quản lý quan tâm nên khai thác sâu kết quả nghiên cứu này để triển khai các mô hình nuôi thích ứng hiệu quả trong thực tế.