Tổng quan nghiên cứu

Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới, thiệt hại kinh tế do biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu ước tính lên tới khoảng 7,3 nghìn tỷ USD. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu tổn thương nặng nề nhất, xếp thứ 7 thế giới về chỉ số rủi ro khí hậu dài hạn giai đoạn 1994-2013, gây thiệt hại trung bình hơn 1% GDP mỗi năm. Riêng năm 2015, hiện tượng nắng nóng kỷ lục và hạn hán kéo dài đã làm hơn 190.000 ha diện tích cây trồng bị khô hạn và hơn 44.000 gia súc, gia cầm bị chết.

Tại khu vực Bắc Trung Bộ, xã Kỳ Trung thuộc huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh là địa bàn miền núi đặc thù với khí hậu khắc nghiệt, thường xuyên chịu tác động trực tiếp của gió phơn Tây Nam khô nóng với nhiệt độ vượt quá 40°C vào mùa hè và mưa lũ kéo dài vào mùa đông. Các hình thái thời tiết cực đoan đang đe dọa nghiêm trọng tới sự ổn định của hệ thống canh tác nông lâm nghiệp địa phương.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là phân tích toàn diện hiện trạng cơ cấu cây trồng tại xã Kỳ Trung, đánh giá định lượng và định tính mức độ dễ bị tổn thương của các loại cây trồng chủ lực trước các hiểm họa khí hậu hiện tại cũng như trong tương lai theo kịch bản phát thải cao RCP8.5. Trên cơ sở đó, đề tài xây dựng các gói giải pháp nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu (CSA) nhằm nâng cao sức chống chịu cho hệ sinh thái nông nghiệp.

Nghiên cứu được triển khai trên tổng diện tích tự nhiên 3.384,7 ha của xã Kỳ Trung trong khung thời gian từ tháng 5/2015 đến tháng 6/2016, tập trung khảo sát chuyên sâu tại 3 thôn đại diện là Đất Đỏ, Đông Sơn và Trường Sơn cùng chuỗi số liệu khí tượng quan trắc 30 năm (1982-2011). Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở khoa học để tái cơ cấu ngành trồng trọt cho 551 hộ dân, giúp ổn định thu nhập bình quân 35 triệu đồng/người/năm và giảm thiểu rủi ro sinh kế trước biến đổi khí hậu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng khung lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), xác định tính dễ bị tổn thương là hàm số tương tác giữa ba thành tố: mức độ phơi bày trước hiểm họa, độ nhạy cảm sinh thái và năng lực thích ứng của hệ thống nông nghiệp.

Đồng thời, đề tài tích hợp khung mô hình Nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu (CSA) do Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) khởi xướng năm 2010. Khung mô hình này hướng tới ba mục tiêu chiến lược: tăng năng suất và thu nhập nông nghiệp bền vững, củng cố năng lực thích ứng với rủi ro khí hậu, và gia tăng khả năng hấp thụ hoặc giảm phát thải khí nhà kính.

Bên cạnh đó, nguyên lý phát triển nông nghiệp bền vững theo định hướng của Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới (WCED) được vận dụng để bảo đảm tính hài hòa giữa ba trụ cột: hiệu quả kinh tế, công bằng xã hội và bảo vệ môi trường. Năm khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: hệ thống cây trồng, canh tác xen canh, luân canh phục hồi độ phì, sự kiện thời tiết cực đoan và kịch bản nồng độ đại diện RCP8.5 với mức cưỡng bức bức xạ vượt 8,5 W/m2 vào cuối thế kỷ 21.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thứ cấp được thu thập đồng bộ từ chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 30 năm (1982-2011) của trạm Kỳ Anh, hệ thống bản đồ địa chính tỷ lệ 1:50.000, bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Hà Tĩnh và báo cáo thống kê kinh tế - xã hội giai đoạn 2010-2015 của Ủy ban nhân dân xã Kỳ Trung.

Về phương pháp chọn mẫu, nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu có chủ đích tại 3 thôn tiêu biểu đại diện cho các tiểu vùng địa hình và tập quán canh tác khác nhau: thôn Đất Đỏ (vùng đồi thấp chuyên canh màu và chè), thôn Đông Sơn (khu vực canh tác lúa và hoa màu xen kẽ) và thôn Trường Sơn (vùng đồi cao phát triển lâm nghiệp). Tại mỗi thôn, đề tài tổ chức các nhóm thảo luận đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA) với quy mô chuẩn hóa 7 người dân am hiểu điều kiện địa phương, bao gồm 1 cán bộ ban lãnh đạo thôn và 6 đại diện hộ nông dân điển hình thuộc các nhóm tuổi, giới tính và mô hình sản xuất khác nhau.

Lý do lựa chọn phương pháp PRA kết hợp điều tra lát cắt sinh thái và ma trận đánh giá đa tiêu chí là nhằm phát huy tối đa tri thức bản địa, giúp định lượng chính xác hiệu quả kinh tế (giá trị sản xuất, chi phí trung gian, giá trị gia tăng), hiệu quả xã hội (ngày công lao động, mức độ chấp nhận) và hiệu quả môi trường (độ che phủ, bảo vệ độ phì đất) của từng loại cây trồng trong điều kiện thực địa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích chuỗi số liệu khí tượng 30 năm (1982-2011) tại huyện Kỳ Anh cho thấy xu thế biến đổi khí hậu rõ nét. Nhiệt độ trung bình các tháng đầu năm tăng mạnh, trong đó tháng 1 tăng 1,6°C và tháng 2 tăng 3,2°C. Nhiệt độ trung bình giai đoạn 2002-2011 cao hơn giai đoạn 1982-1991 tới 2,9°C. Chỉ số ngày nắng nóng cực đoan (nhiệt độ trên 35°C) tăng với tốc độ 1,82 ngày/thập kỷ. Tổng lượng mưa trung bình năm của thập kỷ 2002-2011 giảm 531 mm so với thập kỷ 1982-1991, trong khi lượng mưa cực đại 1 ngày tăng 26,1 mm/thập kỷ, cho thấy nguy cơ hạn hán cục bộ xen lẫn xói mòn đất tăng cao.

Thứ hai, hiện trạng phân bố sử dụng đất nông nghiệp có sự mất cân đối lớn. Đất lâm nghiệp chiếm ưu thế tuyệt đối với 1.809,4 ha (tương đương 53,46% diện tích tự nhiên), đất trồng chè chiếm 152 ha (4,5%), trong khi diện tích đất trồng cây nông nghiệp ngắn ngày chỉ đạt 151 ha (chiếm 4,46% tổng diện tích), bao gồm lúa 68 ha, lạc 60,5 ha, sắn 40 ha và rau màu 15 ha. Toàn bộ 100% diện tích lúa và hoa màu phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nước mưa tự nhiên mà không có công trình thủy lợi chủ động.

Thứ ba, đánh giá hiệu quả tổng hợp cho thấy sự phân hóa rõ rệt: lúa hai vụ, chè công nghiệp và keo lâm nghiệp đạt hiệu quả sử dụng đất ở mức trung bình; trong khi sắn và lạc độc canh xếp ở mức hiệu quả thấp do chi phí phân bón cao và giá trị gia tăng bấp bênh. Năng suất lúa năm 2015 sụt giảm xuống 37,7 tạ/ha so với mức 45 tạ/ha của các năm 2013-2014 do ảnh hưởng thời tiết thất thường.

Thứ tư, ma trận đánh giá tính dễ bị tổn thương xác định lúa, lạc và chè là ba loại cây trồng chịu tổn thương nghiêm trọng nhất trước các đợt hạn hán, nắng nóng trên 40°C và bão lớn. Cây keo có mức độ tổn thương trung bình, còn cây sắn có mức độ tổn thương thấp nhất nhờ khả năng sinh trưởng tốt trên đất dốc nghèo dinh dưỡng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính khiến hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung dễ bị tổn thương bắt nguồn từ sự tương tác bất lợi giữa điều kiện tự nhiên và tập quán canh tác. Về thổ nhưỡng, địa bàn xã chủ yếu là đất đỏ vàng hình thành trên đá macma axit có tầng đất mỏng dưới 1,2m, nghèo mùn, khả năng giữ nước kém và rất dễ bị xói mòn khi gặp mưa lớn. Địa hình đồi núi dốc từ 12m đến 387m làm gia tăng tốc độ dòng chảy mặt. Thêm vào đó, tập quán canh tác độc canh cây keo hoặc độc canh cây chè không có tầng che phủ bảo vệ khiến đất nhanh chóng suy thoái sau các đợt nắng hạn và mưa bão cực đoan.

Khi so sánh với các nghiên cứu tương tự tại các điểm thử nghiệm của dự án Làng thích ứng thông minh với khí hậu (CCAFS) tại Mỹ Lợi (Hà Tĩnh) và Yên Bình (Yên Bái), các kết quả này hoàn toàn tương đồng: những hệ thống độc canh cây ngắn ngày trên đất dốc không có đai rừng chắn gió và cây che phủ thường sụt giảm từ 30% đến 50% năng suất khi xảy ra hiện tượng El Nino kéo dài.

Để trực quan hóa các phát hiện nghiên cứu phục vụ chuyển giao kỹ thuật, dữ liệu nên được cấu trúc thành ba nhóm biểu đồ và bản đồ chuyên đề: biểu đồ đường đa trục thể hiện biến động nhiệt độ và lượng mưa qua 3 thập kỷ; bản đồ phân bố thổ nhưỡng và hệ thống cây trồng theo đai cao sinh thái (vùng trũng dưới 40m trồng lúa, sườn đồi 40-50m trồng chè, đỉnh đồi trên 50m trồng keo); và biểu đồ mạng nhện (radar chart) so sánh điểm số hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường giữa các mô hình canh tác.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuyển đổi mô hình độc canh chè sang kỹ thuật xen canh chè với cây họ đậu (đậu xanh). Mục tiêu nhằm tăng độ che phủ mặt đất lên 85%, giảm thất thoát ẩm trong mùa khô nóng, bổ sung đạm sinh học cho đất và gia tăng thêm 15-20% thu nhập ròng trên mỗi hecta. Lộ trình triển khai thực hiện từ năm 2016 đến năm 2018, do Trạm Khuyến nông huyện Kỳ Anh phối hợp với Hợp tác xã Nông nghiệp xã Kỳ Trung chuyển giao kỹ thuật cho 152 ha chè hiện có.

Thứ hai, cơ cấu lại thời vụ và áp dụng các giống lúa ngắn ngày chịu hạn. Đưa các giống lúa thuần chất lượng cao có thời gian sinh trưởng 90-100 ngày vào sản xuất nhằm né tránh các đợt hạn hán đầu vụ và lũ tiểu mãn, duy trì năng suất lúa ổn định từ 42 đến 45 tạ/ha, tiết kiệm 25-30% lượng nước tưới. Thời gian hoàn thành trong giai đoạn 2016-2020, dưới sự điều phối trực tiếp của Ban Nông nghiệp xã Kỳ Trung và Hội Nông dân địa phương.

Thứ ba, phát triển mô hình nông lâm kết hợp xen keo với cây lấy gỗ bản địa giá trị cao. Tiến hành trồng xen các loài cây thân gỗ bản địa như lim xanh, trám, xà cừ vào 1.317,3 ha rừng keo để hình thành cấu trúc rừng đa tầng tán, hạn chế tối đa nguy cơ gãy đổ do bão lớn và nâng cao độ phì nhiêu của đất rừng thêm 20-30%. Kế hoạch thực hiện kéo dài từ năm 2016 đến năm 2022, do Ban Quản lý Rừng phòng hộ Nam Hà Tĩnh chủ trì hướng dẫn các chủ rừng hộ gia đình.

Thứ tư, cải tạo vườn tạp và thiết lập mô hình vườn đồi đa tầng kết hợp cây ăn quả với hoa hướng dương và cỏ chăn nuôi. Triển khai trồng thử nghiệm từ 50 đến 100 cây bưởi Phúc Trạch hoặc cam bù trên quy mô 5-7 sào mỗi hộ, kết hợp trồng băng cỏ Vetiver chống xói mòn và hoa hướng dương nhằm cải thiện vi khí hậu, hướng tới mục tiêu nâng thu nhập bình quân lên 45 triệu đồng/người/năm vào năm 2020. Cơ quan chịu trách nhiệm là Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật tỉnh Hà Tĩnh phối hợp cùng Ủy ban nhân dân xã Kỳ Trung.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là cán bộ quản lý nông nghiệp và các nhà hoạch định chính sách cấp huyện, tỉnh. Luận văn cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu thực chứng và bản đồ phân vùng rủi ro khí hậu, hỗ trợ đắc lực cho việc xây dựng kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cấp cơ sở và phê duyệt quy hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng giai đoạn 2020-2030.

Nhóm thứ hai là các nhà khoa học, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai và Nông học. Tài liệu này là nguồn tham khảo phương pháp luận chuẩn xác về tích hợp công cụ PRA, điều tra lát cắt sinh thái và ứng dụng kịch bản RCP8.5 trong đánh giá tính dễ bị tổn thương của hệ sinh thái nông nghiệp.

Nhóm thứ ba là các tổ chức phi chính phủ và cơ quan phát triển quốc tế (như ICRAF, FAO, CCAFS, UNDP). Các kết quả điều tra tại Kỳ Trung đóng vai trò như một nghiên cứu điển hình phục vụ việc thiết kế, thẩm định và nhân rộng mô hình Làng thông minh với khí hậu tại khu vực dải đất miền Trung Việt Nam.

Nhóm thứ tư là khuyến nông viên cơ sở, chủ trang trại và các hộ nông dân trực tiếp sản xuất. Luận văn mang lại các chỉ dẫn kỹ thuật cụ thể về phương thức xen canh, luân canh và lịch thời vụ né tránh thiên tai, giúp người sản xuất giảm thiểu rủi ro mất mùa và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất đồi dốc.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Tại sao cây lúa tại xã Kỳ Trung lại có mức độ tổn thương cao nhất trước biến đổi khí hậu?

Cây lúa tại Kỳ Trung có diện tích 68 ha nhưng 100% diện tích phụ thuộc hoàn toàn vào nước mưa tự nhiên. Khi hiện tượng nắng nóng kéo dài kết hợp gió phơn Tây Nam làm nhiệt độ vượt 40°C, các chân đất cát pha và phù sa bậc thang bị khô kiệt nguồn nước, khiến năng suất vụ hè thu sụt giảm mạnh từ 45 tạ/ha xuống 37,7 tạ/ha hoặc mất trắng.

Câu hỏi 2: Mô hình xen canh chè với cây họ đậu mang lại những lợi ích thiết thực nào?

Việc trồng xen đậu xanh vào 152 ha chè giúp tăng độ che phủ đất lên trên 85%, hạn chế bốc thoát hơi nước trong mùa khô và giảm xói mòn trên sườn đồi dốc 40-50m. Nốt sần rễ cây họ đậu giúp cố định đạm tự nhiên, cải thiện độ phì của đất đỏ vàng và tăng thêm 15-20% thu nhập ròng cho nông hộ.

Câu hỏi 3: Kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5 đưa ra những dự báo cực đoan nào đối với huyện Kỳ Anh?

Theo kịch bản phát thải cao RCP8.5, số ngày nắng nóng tại khu vực Bắc Trung Bộ đến giữa thế kỷ 21 sẽ gia tăng từ 20 đến 30 ngày so với thời kỳ 1980-1999. Số đợt nắng nóng kéo dài tăng thêm 2-6 đợt, lượng mưa cực đại 1 ngày tăng cao, làm gia tăng nguy cơ hạn hán nghiêm trọng xen kẽ sạt lở đất.

Câu hỏi 4: Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia (PRA) đóng vai trò gì trong nghiên cứu này?

Phương pháp PRA huy động 7 đại diện nông dân tại mỗi thôn tham gia vẽ bản đồ đất, lập lát cắt sinh thái và xây dựng ma trận thiên tai. Cách tiếp cận này giúp lồng ghép tri thức bản địa vào phân tích khoa học, bảo đảm tính xác thực của dữ liệu và nâng cao tính khả thi của các giải pháp CSA.

Câu hỏi 5: Vì sao cây keo và sắn lại có chỉ số tổn thương thấp hơn so với các cây trồng khác?

Cây keo có bộ rễ cọc ăn sâu và tán lá thích nghi tốt trên đất đồi đá dốc, trong khi cây sắn có khả năng chịu hạn sinh lý vượt trội. Cả hai loài này ít bị suy giảm sinh khối trước các đợt khô hạn kéo dài, giúp người dân duy trì năng suất sắn ổn định 170 tạ/ha.

Kết luận

  • Phân tích thực chứng chuỗi dữ liệu khí tượng 30 năm tại trạm Kỳ Anh khẳng định nhiệt độ trung bình đã tăng 2,9°C và lượng mưa năm giảm 531 mm, làm gia tăng tính khốc liệt của các hiện tượng thời tiết cực đoan.
  • Xác lập thành công bản đồ phân bố thổ nhưỡng và hiện trạng 4 hệ thống cây trồng chính trên 3.384,7 ha diện tích tự nhiên với sự tham gia trực tiếp của cộng đồng địa phương.
  • Định lượng rõ ràng thứ bậc tổn thương sinh thái: cây lúa, lạc và chè thuộc nhóm nguy cơ cao nhất; cây keo ở mức trung bình; cây sắn có khả năng thích ứng tốt nhất.
  • Đóng góp hệ thống 4 gói kỹ thuật nông nghiệp thông minh CSA có tính khả thi cao: xen canh chè với cây họ đậu, chọn giống lúa ngắn ngày, nông lâm kết hợp đa tầng và cải tạo vườn đồi cây ăn quả đặc sản.
  • Về lộ trình tiếp theo giai đoạn 2016-2025, chính quyền địa phương cần lồng ghép các mô hình CSA vào chương trình xây dựng nông thôn mới, đồng thời kêu gọi các nguồn vốn đầu tư công trình thủy lợi nhỏ để bảo đảm sinh kế bền vững và an ninh lương thực lâu dài cho nhân dân xã Kỳ Trung.