Luận văn thạc sĩ hus đánh giá ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp và đề xuất chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích hợp ở huyện thạch hà tỉnh hà tĩnh

Luận văn thạc sĩ đánh giá tác động của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp và đề xuất chuyển đổi cây trồng tại huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh.

• Tác giả: Lê Thị Kim Dung
• Người hướng dẫn: PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Hạn Hán Đến Sản Xuất Nông Nghiệp Và Đề Xuất Chuyển Đổi Cơ Cấu Cây Trồng Thích Hợp Ở Huyện Thạch Hà, Tỉnh Hà Tĩnh
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Khái niệm chung
• 1.2. Phân loại hạn hán
• 1.3. Một số công thức tính toán các chỉ số hạn hán trên Thế giới và ở Việt Nam
• 1.4. Tổng quan về tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán
• 1.4.1. Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới
• 1.4.2. Khái quát tình hình hạn hán tại Việt Nam
• 1.5. Tổng quan về đất và sản xuất nông nghiệp
• 1.5.1. Đặc trưng đất tỉnh Hà Tĩnh
• 1.5.2. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
• 1.5.2.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.5.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp tính chỉ số MI
• 2.3.3. Phương pháp điều tra phiếu nông hộ
• 2.3.4. Phương pháp đánh giá đất
• 2.3.5. Phương pháp xây dựng bản đồ
• 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tài nguyên đất và thực trạng sử dụng tài nguyên đất huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh
• 3.1.1. Tài nguyên đất huyện Thạch Hà
• 3.1.2. Hiện trạng sử dụng đất huyện Thạch Hà
• 3.2. Thực trạng hạn hán của huyện Thạch Hà
• 3.3. Ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp huyện Thạch Hà
• 3.3.1. Hoạt động sản xuất nông nghiệp huyện Thạch Hà
• 3.3.2. Ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp huyện Thạch Hà
• 3.4. Đề xuất giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng trong sản xuất nông nghiệp của huyện Thạch Hà
• 3.4.1. Đánh giá sự thích hợp đất với các loại hình sử dụng cây trồng
• 3.4.2. Đề xuất sử dụng đất huyện Thạch Hà
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Của Hạn Hán Đến Sản Xuất Nông Nghiệp

Hạn hán là một trong những hiện tượng khí hậu nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là tại huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh. Huyện này có điều kiện tự nhiên không thuận lợi, dẫn đến việc sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn. Hạn hán không chỉ làm giảm năng suất cây trồng mà còn ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân, gây ra tình trạng đói nghèo và di cư. Việc đánh giá ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp là cần thiết để tìm ra các giải pháp ứng phó hiệu quả.

1.1. Khái Niệm Về Hạn Hán Và Tác Động Đến Nông Nghiệp

Hạn hán được định nghĩa là hiện tượng thiếu hụt lượng mưa kéo dài, dẫn đến tình trạng khô hạn trong đất. Tác động của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp rất nghiêm trọng, bao gồm giảm năng suất cây trồng, tăng chi phí sản xuất và giảm thu nhập của nông dân. Theo nghiên cứu, hạn hán có thể làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến an ninh lương thực của khu vực.

1.2. Tình Hình Hạn Hán Tại Huyện Thạch Hà

Huyện Thạch Hà là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề của hạn hán tại tỉnh Hà Tĩnh. Tình hình hạn hán diễn ra thường xuyên, gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp. Nhiều nông dân phải đối mặt với tình trạng mất mùa, dẫn đến thu nhập giảm sút và đời sống khó khăn. Việc theo dõi và đánh giá tình hình hạn hán là rất quan trọng để có biện pháp ứng phó kịp thời.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Sản Xuất Nông Nghiệp Do Hạn Hán

Hạn hán gây ra nhiều thách thức cho sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạch Hà. Các vấn đề như thiếu nước tưới, giảm năng suất cây trồng và tăng chi phí sản xuất là những thách thức lớn. Nông dân phải đối mặt với tình trạng khô hạn kéo dài, ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của cây trồng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất mà còn đến đời sống của người dân.

2.1. Thiếu Nước Tưới Và Ảnh Hưởng Đến Năng Suất

Thiếu nước tưới là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất do hạn hán gây ra. Nhiều diện tích đất canh tác không đủ nước để tưới tiêu, dẫn đến năng suất cây trồng giảm sút. Nông dân phải tìm kiếm các nguồn nước khác để tưới cho cây trồng, điều này làm tăng chi phí sản xuất và giảm lợi nhuận.

2.2. Tăng Chi Phí Sản Xuất Và Giảm Thu Nhập

Hạn hán không chỉ làm giảm năng suất mà còn làm tăng chi phí sản xuất. Nông dân phải đầu tư nhiều hơn vào các biện pháp tưới tiêu, phân bón và thuốc trừ sâu để cứu vãn mùa màng. Điều này dẫn đến giảm thu nhập và gia tăng tình trạng nghèo đói trong cộng đồng nông dân.

III. Phương Pháp Ứng Phó Với Hạn Hán Trong Sản Xuất Nông Nghiệp

Để giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp, cần áp dụng các phương pháp ứng phó hiệu quả. Việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng công nghệ tưới tiêu tiết kiệm nước và cải thiện quản lý tài nguyên nước là những giải pháp quan trọng. Các biện pháp này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn bảo vệ môi trường.

3.1. Chuyển Đổi Cơ Cấu Cây Trồng Thích Hợp

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng là một trong những giải pháp quan trọng để ứng phó với hạn hán. Việc lựa chọn các loại cây trồng chịu hạn, có khả năng sinh trưởng tốt trong điều kiện khô hạn sẽ giúp tăng năng suất và giảm thiểu rủi ro. Nông dân cần được hướng dẫn và hỗ trợ trong việc chuyển đổi này.

3.2. Áp Dụng Công Nghệ Tưới Tiêu Tiết Kiệm Nước

Công nghệ tưới tiêu tiết kiệm nước như tưới nhỏ giọt, tưới phun sương là những giải pháp hiệu quả giúp giảm thiểu lượng nước sử dụng trong sản xuất nông nghiệp. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm nước mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất, bảo vệ môi trường.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Và Kết Quả Nghiên Cứu Về Hạn Hán

Nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạch Hà đã chỉ ra nhiều kết quả quan trọng. Các ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này giúp nông dân có cái nhìn rõ hơn về tình hình hạn hán và cách ứng phó hiệu quả. Việc áp dụng các biện pháp khoa học và công nghệ trong sản xuất nông nghiệp là cần thiết để nâng cao khả năng chống chịu với hạn hán.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về Ảnh Hưởng Của Hạn Hán

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạn hán có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạch Hà. Năng suất cây trồng giảm sút, nhiều diện tích đất canh tác bị bỏ hoang do không đủ nước tưới. Kết quả này cho thấy cần có các biện pháp ứng phó kịp thời để bảo vệ sản xuất nông nghiệp.

4.2. Ứng Dụng Các Giải Pháp Khoa Học Vào Sản Xuất

Việc ứng dụng các giải pháp khoa học vào sản xuất nông nghiệp giúp nông dân nâng cao năng suất và giảm thiểu rủi ro do hạn hán. Các giải pháp như cải tạo đất, sử dụng giống cây trồng chịu hạn và áp dụng công nghệ tưới tiêu hiện đại đã được thực hiện và mang lại hiệu quả tích cực.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Sản Xuất Nông Nghiệp Tại Thạch Hà

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy hạn hán là một thách thức lớn đối với sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạch Hà. Tuy nhiên, với các biện pháp ứng phó hiệu quả, nông dân có thể giảm thiểu ảnh hưởng của hạn hán. Tương lai của sản xuất nông nghiệp tại đây phụ thuộc vào khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu và hạn hán.

5.1. Tương Lai Của Sản Xuất Nông Nghiệp Trong Điều Kiện Hạn Hán

Tương lai của sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạch Hà sẽ phụ thuộc vào khả năng thích ứng với hạn hán. Việc áp dụng các biện pháp khoa học và công nghệ sẽ giúp nông dân nâng cao năng suất và giảm thiểu rủi ro. Cần có sự hỗ trợ từ chính quyền và các tổ chức để phát triển bền vững.

5.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Bền Vững Để Ứng Phó Với Hạn Hán

Đề xuất các giải pháp bền vững như cải thiện quản lý tài nguyên nước, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và áp dụng công nghệ mới là cần thiết để ứng phó với hạn hán. Các giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ sản xuất nông nghiệp mà còn đảm bảo an sinh xã hội cho người dân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh sở hữu tổng diện tích tự nhiên 35.391,47 ha với quy mô dân số năm 2017 đạt 133.944 người. Mặc dù diện tích đất nông nghiệp chiếm tới 35.579 ha bao gồm cả các phân vùng phụ trợ, khu vực này thường xuyên đối mặt với các đợt hạn hán khốc liệt do tác động của gió phơn Tây Nam và sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Lượng mưa trung bình năm đạt khoảng 2.000 mm nhưng phân bố bất đối xứng nghiêm trọng khi 5 tháng mùa khô chỉ chiếm 26% tổng lượng mưa, trong khi nhiệt độ mùa hè thường xuyên vượt ngưỡng 40°C.

Thực trạng khô hạn kéo dài làm suy thoái tài nguyên đất, hạ thấp mực nước ngầm và gây tổn thất nặng nề cho ngành trồng trọt. Điển hình trong vụ xuân năm 2017, dịch bệnh kết hợp hạn hán đã khiến sản lượng lúa toàn huyện chỉ đạt 27.051,6 tấn, tương đương 63,06% kế hoạch đề ra; tỷ lệ hộ nghèo tại một số thời kỳ khó khăn từng chạm mức xấp xỉ 50%.

Đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường của tác giả Lê Thị Kim Dung, thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải và TS. Nguyễn Ngân Hà tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, tập trung giải quyết bài toán cấp bách này. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá diễn biến hạn hán thông qua chuỗi số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2006–2016, phân tích mức độ tổn thương của sản xuất nông nghiệp từ năm 2010 đến 2017, từ đó xây dựng phương án chuyển đổi cơ cấu cây trồng tối ưu theo chuẩn nông nghiệp bền vững. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc gia tăng 20% đến 30% hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích và bảo vệ hơn 11.654 ha đất cát ven biển khỏi nguy cơ hoang mạc hóa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng khung lý thuyết toàn diện về phân loại hạn hán của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO, 1975), chia hạn hán thành 4 cấp độ tương hỗ: hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, hạn thủy văn và hạn kinh tế - xã hội. Trong đó, hạn khí tượng đóng vai trò khởi phát khi cán cân giữa lượng mưa và lượng bốc hơi bị thâm hụt kéo dài. Hạn nông nghiệp xảy ra khi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu sinh lý của thực vật, trực tiếp làm gián đoạn quá trình trao đổi chất và làm suy giảm năng suất sinh học.

Khung đánh giá đất đai theo tiêu chuẩn của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO, 1976) và Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8409:2012 được áp dụng làm nền tảng phân hạng mức độ thích hợp đất đai. Ba khái niệm chuyên ngành then chốt được vận hành xuyên suốt gồm:

• Chỉ số ẩm MI (Moisture Index), biểu thị tỷ số giữa lượng mưa thực tế và lượng bốc thoát hơi tiềm năng (MI = X/ET0), với ngưỡng MI dưới 0,8 phản ánh trạng thái khô hạn.
• Đơn vị bản đồ đất (Land Mapping Unit - LMU), được xác định dựa trên sự đồng nhất về loại đất, độ dốc, thành phần cơ giới và chế độ tưới tiêu.
• Khả năng thích hợp đất đai (Land Suitability), phân cấp mức độ tương thích từ rất thích hợp (S1), thích hợp trung bình (S2), ít thích hợp (S3) đến không thích hợp (N) đối với từng loại hình sử dụng đất cụ thể.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thứ cấp được thu thập đồng bộ từ chuỗi quan trắc 10 năm (2006–2016) tại 4 trạm khí tượng thủy văn đại diện gồm Hà Tĩnh, Hương Sơn, Hương Khê, Kỳ Anh kết hợp cùng niên giám thống kê nông nghiệp huyện Thạch Hà giai đoạn 2010–2017.

Về dữ liệu sơ cấp, nghiên cứu áp dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA) với quy mô mẫu khảo sát gồm 180 hộ nông dân tại 6 xã đại diện sinh thái: Thạch Văn, Thạch Hội, Thạch Sơn, Thạch Đỉnh, Phù Việt và Thạch Trị (30 hộ/xã). Phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo các nhóm thu nhập và địa hình canh tác được lựa chọn nhằm đảm bảo tính đại diện khách quan, loại bỏ sai số hệ thống khi đo lường mức độ thiệt hại kinh tế.

Quy trình phân tích tích hợp phần mềm ET0 của FAO để tính toán lượng bốc thoát hơi tiềm năng theo phương trình chuẩn Penman-Monteith, đảm bảo độ chính xác vật lý cao hơn các công thức thực nghiệm đơn thuần. Hệ thống thông tin địa lý (ArcGIS 10.2) với công cụ Spatial Analyst được sử dụng để nội suy không gian chỉ số MI và chồng xếp các lớp bản đồ thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất. Toàn bộ quy trình phân tích và xử lý bảng biểu được thực hiện nghiêm ngặt từ tháng 3 năm 2017 đến tháng 11 năm 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích thổ nhưỡng xác định huyện Thạch Hà có 8 nhóm đất chính với 15 loại đất, trong đó nhóm đất cát chiếm diện tích lớn nhất với 11.654,53 ha (tương đương 32,93% diện tích tự nhiên), tiếp theo là nhóm đất phù sa chiếm 9.100,40 ha (25,71%), đất xói mòn trơ sỏi đá chiếm 4.635,47 ha (13,10%), đất đỏ vàng đạt 4.415,90 ha (12,48%) và đất phèn mặn chiếm 3.027,33 ha (8,55%). Đất cát biển và cồn cát có đặc tính chua (pHKCl từ 4,16 đến 5,12), dung tích hấp thu CEC cực thấp dưới 5 meq/100g đất và tỷ lệ hạt cát thô vượt trên 90%, dẫn đến khả năng giữ nước và phân bón rất kém.

Kết quả tính toán chỉ số ẩm MI chỉ ra các tháng 5, 6, 7 và 8 là thời kỳ khô hạn cực đoan với giá trị MI giảm sâu xuống dưới mức 0,8. Hạn hán nghiêm trọng kết hợp cùng nhiệt độ cao đã làm suy giảm nghiêm trọng diện tích và năng suất cây trồng. Trong cơ cấu cây màu năm 2017, diện tích gieo trồng lạc đạt 1.336 ha với năng suất 22 tạ/ha, sản lượng thu hoạch 2.939 tấn, chỉ đạt 75,35% chỉ tiêu kế hoạch năm. Khảo sát 180 hộ nông dân cho thấy hơn 50% số hộ khẳng định hạn hán là nguyên nhân trực tiếp dẫn tới hiện tượng mất mùa cục bộ trong 5 năm liên tiếp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản gây ra hạn hán trầm trọng tại Thạch Hà bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa hoàn lưu khí quyển khắc nghiệt và đặc tính nền địa chất. Hiệu ứng phơn làm gia tăng bốc hơi nước bề mặt lên mức 120–150 mm/tháng trong mùa hè, trong khi cấu trúc đất cát thô khiến nước mưa và nước ngầm bị thấm thoát nhanh chóng, không tích lũy được trong tầng rễ cây. Khi so sánh với các nghiên cứu tương tự tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, mức độ thâm hụt ẩm tại Thạch Hà diễn ra cục bộ nhưng tập trung với cường độ cao vào đúng các giai đoạn sinh trưởng nhạy cảm của lúa vụ hè thu.

Dữ liệu nghiên cứu được trực quan hóa sinh động thông qua hệ thống bản đồ đơn vị đất đai, bản đồ phân vùng hạn hán chỉ số MI và các biểu đồ so sánh biến động sản lượng cây trồng giai đoạn 2013–2017. Bảng tổng hợp mức độ thích hợp đất đai đã chỉ ra rằng việc duy trì diện tích lúa nước 2 vụ trên các vùng đất cát pha khô hạn là hoàn toàn không đem lại hiệu quả sinh kế, mở ra cơ sở vững chắc cho việc tái cơ cấu nông nghiệp thích ứng khí hậu.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu rủi ro thiên tai và nâng cao hiệu quả kinh tế trên diện tích đất hạn, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Chuyển đổi linh hoạt cơ cấu cây trồng chịu hạn: Ủy ban nhân dân huyện Thạch Hà cùng Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cần chỉ đạo chuyển đổi khoảng 1.500 đến 2.000 ha đất trồng lúa kém hiệu quả sang canh tác cây công nghiệp ngắn ngày (lạc, vừng) và các loại rau màu ăn củ chịu hạn cao. Mục tiêu đạt giá trị sản xuất trên 100 triệu đồng/ha/năm, thực hiện theo lộ trình từng bước trong giai đoạn 2019–2023.
2. Nâng cấp và hiện đại hóa công trình thủy lợi: Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng huyện phối hợp với Công ty Quản lý Khai thác Công trình Thủy lợi Hà Tĩnh tiến hành kiên cố hóa 45 km kênh mương nội đồng, nạo vét lòng dẫn sông Nghèn, sông Rào Cái và nâng cấp các trạm bơm đầu mối. Mục tiêu đảm bảo cấp nước tưới chủ động cho trên 85% diện tích đất nông nghiệp trước năm 2025.
3. Áp dụng công nghệ canh tác tiết kiệm nước và cải tạo lý hóa tính đất: Trung tâm Ứng dụng Khoa học Kỹ thuật và Khuyến nông huyện đẩy mạnh hướng dẫn kỹ thuật tưới nhỏ giọt kết hợp phủ bạt sinh học cho 100% diện tích chuyên canh rau màu vùng cát; vận động nông dân tăng cường bón phân hữu cơ vi sinh nhằm nâng cao hàm lượng mùn trong đất từ mức dưới 1% lên trên 1,5% trong giai đoạn 2019–2022.
4. Xây dựng hệ thống giám sát cảnh báo sớm hạn hán: Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh Hà Tĩnh phối hợp cùng chính quyền 30 xã, thị trấn thiết lập mạng lưới quan trắc vi khí hậu tự động, tích hợp bản đồ số hóa chỉ số MI để phát bản tin dự báo hạn định kỳ 10 ngày/lần, hoàn thiện thể chế vận hành từ năm 2020.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và dữ liệu thực chứng trong công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cho nhiều nhóm độc giả chuyên ngành:

• Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Ủy ban nhân dân cấp huyện, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn sử dụng số liệu phân hạng đất đai và bản đồ hạn hán làm căn cứ khoa học lập quy hoạch sử dụng đất cấp huyện tầm nhìn 2030.
• Cán bộ khuyến nông và kỹ sư nông nghiệp địa phương: Vận dụng các hướng dẫn kỹ thuật chuyển đổi mùa vụ, danh mục giống cây trồng chịu hạn (lạc, khoai lang, rau củ) để xây dựng các mô hình trình diễn nông nghiệp công nghệ cao tại các xã bãi ngang ven biển.
• Học viên, nghiên cứu sinh và giảng viên học thuật: Các nhà nghiên cứu thuộc khối ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai, Biến đổi Khí hậu có thể kế thừa phương pháp tích hợp mô hình Penman ET0 với GIS trong việc lượng hóa tác động hạn hán sinh thái.
• Các tổ chức phi chính phủ và quản lý dự án phát triển: Các tổ chức phát triển nông thôn bền vững sử dụng kết quả khảo sát 180 hộ nông dân làm tư liệu đầu vào để thiết kế các can thiệp sinh kế, hỗ trợ bảo hiểm rủi ro nông nghiệp và tăng cường khả năng chống chịu thiên tai cho cộng đồng địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Chỉ số ẩm MI được tính toán và phân cấp mức độ hạn như thế nào trong luận văn?
Chỉ số ẩm MI được tính bằng tỷ số giữa lượng mưa thực tế (X) và lượng bốc thoát hơi tiềm năng (ET0) xác định qua phần mềm ET0 của FAO theo công thức Penman-Monteith. Vùng nghiên cứu được phân thành các cấp độ: MI dưới 0,8 là hạn nhẹ, từ 0,4 đến 0,8 là hạn vừa, từ 0,2 đến 0,4 là hạn nặng và dưới 0,2 là hạn đặc biệt nghiêm trọng.

Tại sao nhóm đất cát tại huyện Thạch Hà lại dễ bị tổn thương nhất trước hạn hán?
Nhóm đất cát chiếm 11.654,53 ha (32,93% diện tích tự nhiên), có tỷ lệ hạt cát thô vượt trên 90% và dung tích hấp thu cation CEC rất thấp dưới 5 meq/100g đất. Cấu trúc này làm giảm tối đa khả năng giữ nước mao dẫn, khiến đất bị khô kiệt tầng mặt rất nhanh dưới tác động của nhiệt độ cao trên 40°C và gió phơn Tây Nam.

Việc chuyển đổi từ lúa nước sang cây trồng cạn đem lại lợi ích kinh tế cụ thể ra sao?
Năng suất lúa vụ hè thu trên đất hạn thường bấp bênh, chỉ đạt khoảng 34 tạ/ha và chi phí bơm tưới chống hạn rất cao. Khi chuyển đổi sang trồng lạc hoặc rau củ chuyên canh, nhu cầu nước tưới giảm từ 40% đến 60%, trong khi giá trị kinh tế thu về có thể đạt 80 đến 120 triệu đồng/ha, cao gấp 1,5 đến 2 lần so với độc canh cây lúa.

Cơ sở khoa học nào được sử dụng để phân vùng thích hợp đất đai trong nghiên cứu?
Luận văn kết hợp khung đánh giá đất của FAO (1976) và Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8409:2012. Quá trình đối chiếu dựa trên việc so sánh yêu cầu sinh thái của từng loại cây trồng (độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, chế độ ngập/hạn, độ phì) với đặc tính của từng đơn vị bản đồ đất LMU được xây dựng trên nền tảng phần mềm ArcGIS 10.2.

Mô hình nghiên cứu và giải pháp của đề tài có thể nhân rộng sang địa phương khác không?
Phương pháp tích hợp chỉ số MI, điều tra nông hộ PRA và công nghệ GIS có tính chuẩn hóa rất cao, hoàn toàn có thể áp dụng hiệu quả cho các dải đồng bằng cát ven biển miền Trung từ Thanh Hóa đến Bình Thuận, nơi có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa khô hạn và chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió Tây Nam khô nóng.

Kết luận

• Luận văn đã thiết lập bức tranh toàn diện về tài nguyên đất huyện Thạch Hà với 8 nhóm đất chính, chỉ rõ nhóm đất cát chiếm tỷ trọng lớn nhất 32,93% là đối tượng dễ bị tổn thương sinh thái nhất.
• Đã lượng hóa chính xác chu kỳ hạn hán thông qua chỉ số ẩm MI giai đoạn 2006–2016, xác định các tháng mùa hè là thời điểm thâm hụt ẩm nghiêm trọng nhất, làm suy giảm năng suất cây trồng từ 20% đến 37%.
• Đã phân tích thực trạng sinh kế của 180 hộ nông dân, cung cấp minh chứng thực tiễn về mối quan hệ giữa khô hạn, suy giảm sản lượng nông sản và áp lực nghèo đói tại địa phương.
• Đã ứng dụng thành công tiêu chuẩn TCVN 8409:2012 và ArcGIS 10.2 để xây dựng bản đồ mức độ thích hợp đất đai, làm cơ sở khoa học đề xuất chuyển đổi 1.500–2.000 ha đất trồng trọt kém hiệu quả.
• Kế hoạch hành động giai đoạn 2019–2025 xác định rõ lộ trình đồng bộ từ hoàn thiện hạ tầng thủy lợi, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm đến xây dựng hệ thống cảnh báo sớm thiên tai.

Công trình là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị cao, đóng góp thiết thực vào chiến lược tái cơ cấu ngành nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu tại tỉnh Hà Tĩnh. Các nhà quản lý, chuyên gia môi trường và cán bộ kỹ thuật nông nghiệp được khuyến khích khai thác, tham khảo và ứng dụng các kết quả nghiên cứu này vào thực tiễn quy hoạch phát triển bền vững tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm chung 1.1 Định nghĩa hán hán HH là một hiện tượng khí hậu bình thường, mang tính quy luật. Nhưng nhiều khi HH được hiểu lầm là sự kiện hiếm thấy và ngẫu nhiên. HH xuất hiện ở tất cả các vùng khí hậu với các đặc trưng hạn rất khác nhau. HH là một dị thường tạm thời, khác với sự khô cằn ở vùng có lượng mưa thấp và là đặc tính thường xuyên của khí hậu khô và sự khan hiếm nước (D.

HH rất khác với các hiện tượng khác, bởi nó diễn ra từ từ song có thể kéo dài vài tháng đến vài năm và HH xảy ra ảnh hưởng đáng kể đến nhiều lĩnh vực. Hơn nữa, HH lại mang tính đặc trưng theo vùng, các đặc trưng của nó biến đổi đáng kể từ vùng này sang vùng khác. Chính sự phức tạp của hiện tượng này mà cho đến nay vẫn chưa có một sự thống nhất về định nghĩa hạn và phương pháp xác định HH. Từ thập kỷ 80 của thế kỷ XX đã có hơn 150 định nghĩa khác nhau về hạn [32].

Gần đây, một số tác giả cũng đưa ra các định nghĩa hạn như sau: Theo Kramer P. HH là khoảng thời gian kéo dài của lượng mưa thiếu hụt dẫn đến thiệt hại về cây trồng và mất năng suất. HH là một đặc trưng thường xuyên của khí hậu, liên quan đến sự thiếu hụt lượng mưa trong một thời kỳ dài, dẫn đến giảm nguồn nước trong các hoạt động, các cộng đồng hoặc các hệ sinh thái dưới nước [30]. Nhìn chung, các định nghĩa đều chỉ ra nhân tố ảnh hưởng chính đến HH là lượng mưa.

Do vậy, HH thường liên quan đến thời điểm mưa (sự bắt đầu đầu muộn hoặc kết thúc sớm của mùa mưa, sự xuất hiện mưa trong mối liên hệ với các giai đoạn phát triển chính của mùa màng) và hiệu quả của mưa (bao gồm cường độ mưa, 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] số lần mưa). Bên cạnh đó, các nhân tố khí hậu khác như nhiệt độ cao, gió mạnh và độ ẩm tương đối thấp cũng là nguyên nhân gây ra HH ở nhiều khu vực trên thế giới, làm tăng tính khốc liệt của HH một cách đáng kể.2 Phân loại hạn hán Theo tác giả Nguyễn Đức Ngữ (2002), Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO, 1975) đã phân định HH gồm các loại sau [11, 33]: • Hạn khí tượng là sự thiếu hụt nước trong cán cân lượng mưa - lượng bốc hơi. Lượng mưa đặc trưng cho phần thu và lượng bốc hơi đặc trưng cho phần chi của cán cân nước. Do lượng bốc hơi đồng biến với cường độ bức xạ, nhiệt độ, tốc độ gió và nghịch biến với độ ẩm nên HH gia tăng khi nắng nhiều, nhiệt độ cao, gió mạnh, thời tiết khô ráo.

• Hạn nông nghiệp là sự thiếu hụt mưa dẫn tới mất cân bằng giữa hàm lượng nước thực tế trong đất và nhu cầu nước của cây trồng. Hạn nông nghiệp thực chất là hạn sinh lý được xác định bởi điều kiện nước thích hợp hoặc không thích hợp của cây trồng, hệ canh tác nông nghiệp, thảm thực vật tự nhiên,… Ngoài lượng mưa, hạn nông nghiệp chịu ảnh hưởng bởi ĐKTN và điều kiện xã hội (ĐKXH). • Hạn thuỷ văn là sự thiếu hụt dòng chảy sông suối so với trung bình nhiều năm và sự hạ thấp mực nước ở các tầng chứa nước dưới đất. Ngoài lượng mưa, hạn thủy văn chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như dòng chảy mặt, nước ngầm tầng nông, nước ngầm tầng sâu… • Hạn kinh tế xã hội là nước không đủ cung cấp cho nhu cầu của các hoạt động KT-XH.

Về mối quan hệ giữa các loại hạn [31], hạn khí tượng xảy ra trước tiên do không mưa hoặc mưa không đáng kể trong thời gian đủ dài, kết hợp với sự thay đổi của các đặc trưng khí hậu như số giờ nắng nhiều, nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn, độ ẩm tương đối thấp,… dẫn đến bốc thoát hơi nước gia tăng. Sự thiếu hụt mưa và gia tăng bốc hơi sẽ dẫn đến sự suy giảm độ ẩm đất, xảy ra hạn nông nghiệp. Sự suy kiệt độ ẩm đất cũng đồng thời dẫn đến sự suy giảm nước ngầm làm giảm lưu lượng và hạ 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thấp mực nước ngầm. Sự suy giảm đồng thời cả dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm dẫn đến hạn thủy văn (Hình 1.1 Sơ đồ mô tả mối quan hệ giữa các loại hạn (Nguồn: WMO)[31] HH có tác động to lớn đến môi trường, kinh tế, chính trị, xã hội và sức khỏe con người.

HH làm giảm năng suất cây trồng, giảm diện tích gieo trồng, giảm sản lượng cây trồng, tăng chi phí sản suất nông nghiệp, giảm thu nhập của lao động nông nghiệp, tăng giá thành và giá cả lương thực, các nhà máy thủy điện gặp nhiều khó khăn trong quá trình vận hành. Chính vì vậy, công tác nghiên cứu dự báo, cảnh báo HH luôn luôn được quan tâm và đầu tư tại nhiều quốc gia trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Dự báo, cảnh báo HH giúp các cơ quan quản lý cũng như người sản xuất chủ động điều chỉnh kế hoạch sản xuất, nhằm tăng khả năng chống chịu của hệ thống trong điều kiện HH, điều chỉnh hợp lý việc dùng nước và tăng cường tiết kiệm nước. Một số công thức tính toán các chỉ số hạn hán trên Thế giới và ở Việt Nam Dưới đây là một vài chỉ số hạn thường dùng trên Thế giới, đã áp dụng ở Việt Nam và khu vực Nam Trung Bộ.

5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Các chỉ số hạn thường dùng trên thế giới [9] STT Tên chỉ tiêu tính toán Công thức tính/Điều kiện khí hậu SI = ∑(R- Rtb)/ ∑R 1 SI (Severity Index) R : Lượng mưa thời đoạn tính; Rtb: Lượng mưa trung bình thời đoạn tính 0,75 – 1,0 Hạn nặng 0,50 – 0,74 Hạn vừa Ngưỡng của chỉ tiêu 0,25 – 0,49 Hạn nhẹ 0,0 – 0,24 Không hạn SPI = (R - Rtb)/ Chỉ số chuẩn hóa lượng mưa R: Lượng mưa thời đoạn tính 2 SPI (Standardized Rtb : Lượng mưa trung bình thời đoạn tính Precipitation Index) : Độ lệch chuẩn lượng mưa thời đoạn tính >2 Quá ẩm ướt 1,5 – 1,99 Rất ẩm 1,0 – 1,49 Ẩm vừa phải Ngưỡng của chỉ tiêu (-0,99) – 0,99 Gần trung bình (-0,1) – (-1,49) Hơi khô hạn (-1,5) – (-1,99) Hạn nặng ≤ (-2) Hạn cực nặng H = PET/R 3 Chỉ số khô Penman PET: Bốc thoát hơi tiềm năng thời đoạn tính R: Lượng mưa thời đoạn tính < 0,5 Rất ẩm ướt 0,5 - 1,0 Ẩm ướt Ngưỡng của chỉ tiêu 1,0 - 3,0 Ẩm 3,0 - 7,0 Khô hạn > 7,0 Hạn 4 Chỉ số Sazonov (SA.Ii = (Ti/Ti) - (Ri/Ri) 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] STT Tên chỉ tiêu tính toán Công thức tính/Điều kiện khí hậu T: Chuẩn sai nhiệt độ thời kỳ i T: Độ lệch chuẩn nhiệt độ thời kỳ i R: Chuẩn sai lượng mưa thời kỳ i R: Độ lệch chuẩn lượng mưa thời kỳ i < -2 Úng ngập < -1 Dư thừa nước Ngưỡng của chỉ tiêu < 1,0 Không khô hạn ≥ 1,0 Khô hạn ≥ 2,0 Hạn nặng Chỉ số cấp nước mặt SWSI SWSI = (aPtuyết + bPmưa + cPdòng chảy + 5 (Surface Water Supply Index) dPdung tích hồ chứa – 50)/12 ≤ (- 4,0) Hạn cực nặng (-4) – (-3) Hạn rất nặng (-2,9) – (-2) Hạn vừa (-1,9) – (-1,0) Hơi khô Ngưỡng của chỉ tiêu (-0,99) – 0,99 Gần như bình thường 1,0 – 1,9 Hơi ẩm 2,0 – 2,9 Ẩm vừa 3-4 Rất ẩm > 4,0 Cực ẩm Chỉ số khô hạn cán cân nước K Ki = Ei/Ri (Tỉ số giữa phần thu chủ yếu và 6 Ei: Lượng bốc hơi Piche thời đoạn tính phần chi chủ yếu của cán cân Ri: Lượng mưa thời đoạn tính nước) < 0,5 Rất ẩm Ngưỡng các chỉ tiêu 0,5 - 1,0 Ẩm 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] STT Tên chỉ tiêu tính toán Công thức tính/Điều kiện khí hậu 1,0 - 2,0 Hơi khô 2,0 - 4,0 Khô > 4,0 Rất khô MI = X/PET 7 Chỉ số ẩm MI X: Lượng mưa PET: Lượng bốc thoát hơi tiềm năng MI < 0.8 Nhẹ Ngưỡng các chỉ tiêu 0. Tổng quan về tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán 1.1 Tình hình hạn hán và các nghiên cứu về hạn hán trên thế giới - Tình hình HH trên thế giới Trong những thập kỷ gần đây HH đã xảy ra nhiều nơi trên thế giới, gây nhiều thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng tới đời sống con người và môi trường sinh thái. Hàng năm có khoảng 21 triệu ha đất biến thành đất không có năng suất kinh tế do HH. Trong gần 1/4 thế kỉ vừa qua, số dân gặp rủi ro vì HH trên những vùng đất khô cằn đã tăng hơn 80%.

Hơn 1/3 đất đai thế giới đã bị khô cằn mà trên đó có 17,7% dân số thế giới sinh sống. Đồng hành với HH, hoang mạc hóa (HMH) và sa mạc hóa (SMH) trên thế giới cũng ngày càng lan rộng từ các vùng đất khô hạn, bán khô hạn đến cả một số vùng bán ẩm ướt. Diện tích HMH đã lên đến 39,4 triệu km2, chiếm 26,3% đất tự nhiên thế giới và có trên 100 quốc gia đang chịu ảnh hưởng. Nguy cơ đói khát do HH uy hiếp 250 triệu con người trên trái đất, kèm theo đó nó còn ảnh hưởng tới môi trường khí hậu chung toàn cầu.

Theo số liệu của Trung tâm giảm nhẹ HH quốc gia Mỹ, hàng năm HH gây thiệt hại cho nền kinh tế Mỹ khoảng 6-8 tỷ USD (so với 2,41 tỷ USD do lũ và 1,2 - 4,8 tỷ USD do bão). Đợt HH lịch sử ở Mỹ xảy ra vào năm 1988 - 1989 gây thiệt hại 39 - 40 tỷ USD, lớn hơn nhiều so với thiệt 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hại kỷ lục của lũ (15 - 27,6 tỷ USD, 1993) và bão (25 - 33,1 tỷ USD, 1992). Hạn cũng gây những tổn thất lớn về kinh tế và môi sinh ở nhiều quốc gia khác như Ấn Độ, Pakistan, Australia. Hạn dưới tác động của El Nino vào năm 1997 - 1998 đã gây cháy rừng trên diện rộng ở Indonesia, không chỉ làm thiệt hại rất lớn về kinh tế của nước này mà còn là một thảm họa môi sinh cho nhiều nước thuộc khu vực Đông Nam Á [26].

Theo tính toán của Liên Hiệp Quốc, đến năm 2025 sẽ có 2/3 diện tích đất canh tác ở châu Phi, 1/3 diện tích đất canh tác ở châu Á và 1/5 diện tích đất canh tác ở Nam Mỹ không còn sử dụng được. Khoảng 135 triệu người có nguy cơ phải rời bỏ nhà cửa đi kiếm sống ở nơi khác [26].