Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với an ninh lương thực và sản xuất nông nghiệp trên phạm vi toàn cầu cũng như tại Việt Nam. Tại xã Xuân Canh, huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội, tổng diện tích đất nông nghiệp chiếm tới 353,68 ha (tương đương 57,7% tổng diện tích đất tự nhiên 612,76 ha), trong đó đất canh tác lúa chiếm 37,7%. Mặc dù nằm ở vị trí cửa ngõ ven đô tiếp giáp trung tâm Hà Nội, hoạt động sản xuất nông nghiệp tại địa phương vẫn mang quy mô nông hộ nhỏ lẻ và phụ thuộc chặt chẽ vào các yếu tố thời tiết như nhiệt độ, lượng mưa và nguồn nước tưới.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực tiễn các hiện tượng thời tiết cực đoan gia tăng về tần suất lẫn mức độ khốc liệt, trong khi hiểu biết và các biện pháp ứng phó của người dân vẫn còn mang tính kinh nghiệm, bị động và thiếu định hướng khoa học. Mục tiêu cụ thể của đề tài là: đánh giá nhận thức của nông dân về biến đổi khí hậu; xác định các hiện tượng thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến sản xuất lúa; phân tích các biện pháp thích ứng đang áp dụng; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp nâng cao năng lực ứng phó tại chỗ.

Phạm vi nghiên cứu bao quát chuỗi dữ liệu khí tượng giai đoạn 1961 - 2014 và số liệu thực địa nông hộ từ năm 2015 đến năm 2016 trên địa bàn 7 thôn thuộc xã Xuân Canh. Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống bằng chứng định lượng về biến đổi khí hậu cấp vi mô, hỗ trợ chính quyền địa phương hoàn thiện quy hoạch sản xuất và bảo vệ mức năng suất lúa bình quân 96 tạ/ha/năm trước các rủi ro thiên tai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng khung lý thuyết toàn diện về thích ứng khí hậu theo định nghĩa của Ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC, 2007) và Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), xác định thích ứng là quá trình điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc xã hội nhằm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương và tận dụng các cơ hội do khí hậu thay đổi mang lại. Nghiên cứu tích hợp hệ thống 8 nhóm giải pháp thích ứng kinh điển của IPCC, bao gồm: chấp nhận tổn thất, chia sẻ rủi ro, làm thay đổi nguy cơ, ngăn ngừa tác động, thay đổi cách sử dụng đất, thay đổi địa điểm, nghiên cứu chuyển giao công nghệ và giáo dục truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng.

Bên cạnh đó, đề tài ứng dụng mô hình hành vi thích ứng trong nông nghiệp của Maddison (2006) và Apata (2009). Mô hình này khẳng định nhận thức là điều kiện tiên quyết kích hoạt hành vi thích ứng thông qua 3 cơ chế học tập: vừa làm vừa học, học tập qua sao chép thực hành và học tập thông qua hướng dẫn kỹ thuật. Các khái niệm học thuật then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Biến đổi khí hậu (sự biến đổi trạng thái khí hậu kéo dài qua nhiều thập kỷ), Thời tiết cực đoan (hiện tượng thời tiết hiếm gặp với tần suất thống kê dưới 10%), Khả năng thích ứng (Adaptive Capacity) và Hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI) nhằm giảm thiểu stress môi trường.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thứ cấp được thu thập từ chuỗi quan trắc khí tượng 54 năm (1961 - 2014) tại Trạm khí tượng Láng - Hà Nội về nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp và lượng mưa; kết hợp các báo cáo phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch sử dụng đất và đề án xây dựng nông thôn mới của UBND xã Xuân Canh giai đoạn 2005 - 2015.

Đối với dữ liệu sơ cấp, nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân lớp theo địa bàn 7 thôn (Xuân Canh, Xuân Trạch, Vạn Lộc, Văn Thượng, Lực Canh và các cụm dân cư liên quan) với quy mô mẫu là 105 hộ sản xuất nông nghiệp (mỗi thôn chọn ngẫu nhiên 15 hộ). Phương pháp chọn mẫu phân lớp được lựa chọn nhằm đảm bảo tính đại diện cao, phản ánh chính xác sự phân hóa về địa hình cốt đất từ +4m đến +5m và điều kiện tiếp cận nguồn nước giữa các khu vực. Ngoài ra, tác giả tổ chức 1 buổi thảo luận nhóm tập trung (FGD) gồm 20 nông dân giàu kinh nghiệm sản xuất sinh trong giai đoạn 1959 - 1970 kết hợp đại diện cán bộ thôn để xây dựng lịch sử thiên tai và ma trận SWOT.

Về phương pháp phân tích, kiểm định t-Test hai mẫu giả định phương sai không bằng nhau (Two-Sample Assuming Unequal Variances) được lựa chọn để so sánh sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về nhiệt độ giữa hai giai đoạn 1961 - 1990 và 1991 - 2014. Phân tích tương quan tuyến tính (Pearson) được áp dụng để xác định tốc độ biến thiên các yếu tố khí tượng theo tháng, mùa vụ và năm. Ma trận SWOT được dùng để đánh giá điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức của các mô hình thích ứng. Quá trình điều tra thực địa diễn ra từ tháng 7/2015 đến tháng 11/2015 và toàn bộ luận văn được hoàn thành trong khung thời gian từ tháng 5/2015 đến tháng 5/2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích chuỗi số liệu khí tượng 54 năm cho thấy nền nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu gia tăng rõ rệt và có ý nghĩa thống kê cao (p < 0,001). Nhiệt độ tối cao trung bình năm tăng 0,36°C/thập kỷ và nhiệt độ tối thấp trung bình năm tăng 0,27°C/thập kỷ. Mức tăng nhiệt mạnh nhất ghi nhận vào tháng 2 với nhiệt độ tối cao tăng 0,56°C/thập kỷ và nhiệt độ tối thấp tăng 0,45°C/thập kỷ. Tần suất các đợt nắng nóng cực đoan trên 35°C có xu hướng tăng nhanh với tốc độ 6,6 ngày/thập kỷ.

Thứ hai, chế độ lượng mưa diễn biến phức tạp và có sự phân hóa trái ngược giữa các mùa vụ. Tổng lượng mưa cả năm có xu thế giảm nhẹ 3,54 mm/thập kỷ. Trong khi lượng mưa tháng 9 giảm sâu 17,30 mm/thập kỷ thì lượng mưa tháng 7 lại tăng mạnh 25,98 mm/thập kỷ (p < 0,01). Xét theo mùa vụ, lượng mưa vụ xuân tăng 11,22 mm/thập kỷ nhưng lượng mưa vụ mùa lại giảm 4,11 mm/thập kỷ, gây khó khăn cho công tác dự báo lịch gieo cấy.

Thứ ba, khảo sát 105 nông hộ cho thấy nhận thức của người dân có sự phân hóa: 50,5% hộ đã nghe và hiểu cơ bản về biến đổi khí hậu, 46,6% chưa hiểu rõ bản chất và 2,9% hoàn toàn không có thông tin. Có 81,6% người dân nhận thấy nhiệt độ có xu hướng ấm dần lên; 72,4% nhận định số ngày nắng nóng gia tăng; 75,2% đánh giá mức độ nắng nóng gay gắt hơn; 78,1% nhận thấy các đợt rét đậm có cường độ khắc nghiệt hơn. Về bão, 74,3% người dân nhận thấy số lượng cơn bão giảm đi nhưng 79,1% khẳng định cường độ bão có xu hướng mạnh và phức tạp hơn.

Thứ tư, năng suất cây trồng vẫn được bảo toàn nhờ các biện pháp điều chỉnh kỹ thuật kịp thời. Tổng diện tích gieo trồng năm 2014 đạt 617,48 ha, trong đó lúa đạt 423,96 ha với năng suất duy trì ở mức cao 96 tạ/ha/năm. Đa số người dân (51,4%) cho biết diện tích đất nông nghiệp có xu hướng giảm nhẹ, song nguyên nhân chủ yếu do chuyển đổi mục đích sang đất dịch vụ và xây dựng hạ tầng đô thị chứ chưa chịu tác động suy thoái trực tiếp từ khí hậu.

Thảo luận kết quả

Các phát hiện thực nghiệm chứng minh rằng người dân xã Xuân Canh đã bước đầu hình thành các phản xạ thích ứng nông học hiệu quả để giảm thiểu thiệt hại từ thời tiết cực đoan. Việc năng suất lúa giữ vững ở mức 96 tạ/ha/năm, bất chấp nền nhiệt vụ xuân tăng 0,44°C/thập kỷ và vụ mùa tăng 0,26°C/thập kỷ, là nhờ địa phương đã thay thế các giống lúa cũ dài ngày bằng các giống thuần ngắn ngày có khả năng chống chịu sâu bệnh và chịu nhiệt tốt hơn.

Các kết quả thống kê có thể được trình bày rõ nét qua hệ thống đồ thị xu thế nhiệt độ dạng đường (Line Chart) biểu diễn bước nhảy nhiệt độ giữa giai đoạn 1961 - 1990 và 1991 - 2014 với độ dốc dương rõ rệt. Đồng thời, bảng ma trận phân tích SWOT làm rõ điểm mạnh của việc chuyển đổi cơ cấu giống là chi phí thấp và dễ áp dụng, nhưng điểm yếu là nông dân vẫn bị động trước các đợt rét đậm bất thường dưới 10°C đầu vụ xuân.

Nghịch lý giữa việc 62,9% nông dân nhận thấy lượng mưa suy giảm nhưng 60% đánh giá tình trạng hạn hán không tăng được giải thích bởi yếu tố hạ tầng thủy văn. Xã Xuân Canh nằm kẹp giữa sông Đuống (chiều dài chảy qua xã 3,2 km, lưu lượng dòng chảy trung bình 880 m³/s) và sông Hoàng Giang (chiều dài 2,5 km), kết hợp hệ thống kênh mương đã kiên cố hóa 5,96 km giúp chủ động tưới tiêu cho hơn 230 ha ruộng trũng. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu thích ứng tại khu vực Đồng bằng sông Hồng, khẳng định vai trò sống còn của thủy lợi trong việc triệt tiêu áp lực do suy giảm lượng mưa cục bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao năng lực thích ứng chủ động và phát triển nông nghiệp bền vững tại xã Xuân Canh, hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược được đề xuất như sau:

Thứ nhất, chuyển đổi và cơ cấu lại bộ giống lúa thích ứng với biến đổi khí hậu. Trạm Khuyến nông huyện Đông Anh phối hợp với Hợp tác xã Nông nghiệp Xuân Canh triển khai khảo nghiệm và đưa vào sản xuất đại trà các giống lúa ngắn ngày chất lượng cao, chịu hạn và kháng rầy nâu. Mục tiêu cụ thể là nâng tỷ lệ phủ sóng giống lúa tiến bộ kỹ thuật lên 85% tổng diện tích gieo cấy vụ xuân, hoàn thành trong giai đoạn 2016 - 2018.

Thứ hai, hiện đại hóa và nâng cấp hệ thống hạ tầng thủy lợi nội đồng. UBND xã Xuân Canh cùng Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Đông Anh cần ưu tiên bố trí nguồn vốn để kiên cố hóa 100% đối với 6,07 km kênh mương đất còn lại (trên tổng số 12,03 km toàn xã), giải tỏa các điểm nghẽn dòng chảy và nâng công suất các trạm bơm cục bộ, đảm bảo năng lực tưới tiêu chủ động 100% cho 353,68 ha đất nông nghiệp trong khung thời gian 2016 - 2020.

Thứ ba, nhân rộng quy trình canh tác lúa cải tiến (SRI) và nông nghiệp sinh thái tuần hoàn. Hội Nông dân xã chủ trì hướng dẫn hội viên áp dụng kỹ thuật cấy mạ non, rút nước xen kẽ và quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Mục tiêu đặt ra là áp dụng SRI trên 60% diện tích lúa nước vào năm 2020, giúp giảm 30% đến 40% lượng nước tưới tiêu và tiết kiệm 25% lượng phân bón hóa học đầu vào.

Thứ tư, xây dựng mạng lưới truyền thông cảnh báo sớm và đào tạo nâng cao nhận thức khí hậu. Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn xã phối hợp với Đài Truyền thanh địa phương tổ chức 100% các lớp tập huấn ngắn hạn đầu vụ cho đại diện 7 thôn, cung cấp bản tin dự báo nông vụ định kỳ. Mục tiêu là nâng tỷ lệ người dân hiểu biết đầy đủ về biến đổi khí hậu từ 50,5% lên trên 90% trong giai đoạn 2016 - 2019.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, lãnh đạo UBND xã, cán bộ quản lý nông nghiệp và khuyến nông cấp xã, huyện: Công trình cung cấp cơ sở thực chứng định lượng từ chuỗi dữ liệu 54 năm và hiện trạng 353,68 ha đất canh tác để xây dựng kế hoạch chuyển đổi mùa vụ, bố trí cơ cấu cây trồng và lập dự toán đầu tư hạ tầng thủy lợi phù hợp với Đề án xây dựng Nông thôn mới.

Thứ hai, các nhà khoa học, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Nông nghiệp và Quản lý Tài nguyên: Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về quy trình tích hợp phương pháp phân tích chuỗi thời gian khí tượng (t-Test, tương quan tuyến tính) với kỹ thuật điều tra nông hộ phân lớp 105 mẫu và ma trận SWOT trong nghiên cứu thích ứng cấp vi mô.

Thứ ba, ban quản trị các Hợp tác xã Nông nghiệp và cán bộ kỹ thuật cơ sở: Tài liệu cung cấp các phân tích chi tiết về hiệu quả thích ứng của biện pháp thay đổi giống, kỹ thuật SRI và điều chỉnh khung lịch thời vụ vụ xuân - vụ mùa, giúp HTX xây dựng kế hoạch dịch vụ mạ khay, cấy máy và điều tiết nước tối ưu.

Thứ tư, các tổ chức phi chính phủ và đơn vị quản lý dự án phát triển nông thôn bền vững: Luận văn mang lại góc nhìn thực tiễn sâu sắc về mô hình thích ứng dựa vào cộng đồng (CBA) tại vùng đồng bằng ven đô, hỗ trợ việc thiết kế và nhân rộng các can thiệp sinh kế thích ứng với biến đổi khí hậu tại lưu vực sông Hồng.

Câu hỏi thường gặp

Xu thế biến đổi nhiệt độ tại xã Xuân Canh giai đoạn 1961 - 2014 diễn biến như thế nào? Theo dữ liệu phân tích từ Trạm khí tượng Láng, nhiệt độ tối cao trung bình tăng 0,36°C/thập kỷ và nhiệt độ tối thấp trung bình tăng 0,27°C/thập kỷ với mức ý nghĩa 0,1%. Tháng 2 ghi nhận mức tăng nhiệt cao nhất lần lượt là 0,56°C/thập kỷ và 0,45°C/thập kỷ. Đồng thời, số ngày nắng nóng trên 35°C tăng 6,6 ngày/thập kỷ.

Tại sao lượng mưa có xu hướng giảm nhưng nông dân địa phương ít gặp tình trạng hạn hán? Mặc dù lượng mưa năm giảm 3,54 mm/thập kỷ, địa phương vẫn đảm bảo nguồn nước nhờ vị trí tiếp giáp sông Đuống (lưu lượng 880 m³/s) và sông Hoàng Giang. Cùng với đó, hệ thống thủy lợi đã bê tông hóa 5,96 km kênh mương nội đồng giúp điều tiết tưới tiêu chủ động cho hơn 230 ha đất lúa.

Nhận thức của người dân địa phương về biến đổi khí hậu có tương đồng với số liệu khí tượng quan trắc không? Nhận thức của người dân phản ánh sát thực tế quan trắc với 81,6% nhận thấy nhiệt độ ấm lên, 72,4% thấy số ngày nắng nóng gia tăng và 79,1% nhận thấy bão mạnh hơn. Tuy nhiên, vẫn còn 46,6% hộ chưa hiểu sâu bản chất khoa học của biến đổi khí hậu, dẫn đến các biện pháp thích ứng còn mang tính đối phó.

Luận văn đã sử dụng cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu nào để đảm bảo tính đại diện khoa học? Đề tài thực hiện khảo sát điều tra trên 105 hộ sản xuất nông nghiệp thông qua phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân lớp theo 7 thôn (mỗi thôn 15 hộ). Ngoài ra, nghiên cứu tổ chức thảo luận nhóm tập trung (FGD) với 20 nông dân giàu kinh nghiệm sinh năm 1959 - 1970 để kiểm chứng chéo thông tin.

Biện pháp kỹ thuật nào giúp ổn định năng suất lúa tại địa phương trước các tác động bất lợi của thời tiết? Người dân đã chủ động thay đổi cơ cấu mùa vụ và chuyển đổi sang các giống lúa thuần ngắn ngày năng suất cao, kết hợp điều chỉnh thời điểm gieo cấy vụ xuân và vụ mùa. Nhờ đó, năng suất lúa bình quân toàn xã năm 2014 vẫn duy trì ổn định ở mức 96 tạ/ha trên diện tích 423,96 ha gieo trồng.

Kết luận

  • Nền nhiệt độ tại khu vực nghiên cứu gia tăng liên tục trong 54 năm qua, thể hiện qua mức tăng nhiệt độ tối cao 0,36°C/thập kỷ và số ngày nắng nóng tăng 6,6 ngày/thập kỷ.
  • Chế độ lượng mưa diễn biến bất thường theo mùa vụ, lượng mưa tháng 9 giảm sâu 17,30 mm/thập kỷ trong khi tháng 7 tăng 25,98 mm/thập kỷ, làm gia tăng nguy cơ ngập úng và khô hạn cục bộ.
  • Nhận thức của cộng đồng đã có chuyển biến với 50,5% hộ hiểu biết cơ bản, song 46,6% vẫn cần được trang bị thêm kiến thức để chuyển đổi từ thích ứng bị động sang chủ động.
  • Năng suất lúa được duy trì ổn định 96 tạ/ha/năm nhờ chuyển dịch linh hoạt bộ giống ngắn ngày, điều chỉnh thời vụ và tận dụng hiệu quả hệ thống thủy lợi sông Đuống.
  • Đề tài đóng góp cơ sở dữ liệu định lượng và bộ công cụ SWOT thực tiễn, định hướng triển khai đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, hạ tầng, canh tác SRI và truyền thông cảnh báo sớm giai đoạn 2016 - 2020.

Chính quyền địa phương và các cơ quan chuyên môn cần nhanh chóng thể chế hóa các khuyến nghị của luận văn vào kế hoạch phát triển nông nghiệp hàng năm, nhằm củng cố năng lực thích ứng và đảm bảo sinh kế bền vững cho người nông dân trước diễn biến phức tạp của biến đổi khí hậu.