phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, đƣợc bố cục thành các chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu. Mô tả số liệu và phƣơng pháp nghiên cứu. Một số kết quả nghiên cứu đạt đƣợc.
3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một vài khái niệm chung về biến đổi khí hậu (BĐKH) Khái niệm BĐKH: Theo định nghĩa của IPCC, BĐKH là sự biến đổi trạng thái cân bằng của hệ thống khí hậu, có thể nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và sự biến động của các thuộc tính của nó, đƣợc duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH xuất phát từ sự thay đổi cán cân năng lƣợng của trái đất do thay đổi nồng độ các khí nhà kính, nồng độ bụi trong khí quyển, thảm phủ và lƣợng bức xạ mặt trời.
Khái niệm về đánh giá tác động của BĐKH: Theo UNEP (2009), đánh giá tác động của BĐKH thƣờng đƣợc dựa trên các kịch bản của BĐKH trong tƣơng lai và biểu hiện nhƣ là thay đổi về nhiệt độ, lƣợng mƣa, mực nƣớc biển dâng và những thông tin khác. Chúng ta có thể phân tích những thay đổi và xu hƣớng trong các thông số khí hậu bằng cách sử dụng thông tin và dữ liệu sẵn có. Khi phân tích các tác động của BĐKH, điều quan trọng là phải đánh giá đƣợc những tác động trực tiếp và hậu quả của kinh tế xã hội của BĐKH và xem xét vai trò của các dịch vụ hệ sinh thái và quy mô xã hội của tác động BĐKH. Những tác động này có thể dẫn đến các tác động kinh tế (suy giảm cơ sở hạ tầng, thay đổi hoặc làm mất doanh thu trong sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp, sản xuất công nghiệp.), các tác động lên các dịch vụ hệ sinh thái (nhƣ là nguồn nƣớc ngọt, chất đốt và lƣơng thực; lụt, ngăn chặn bệnh dịch và các giá trị văn hóa) các tác động xã hội (bệnh tật, tử vong, giảm năng suất lao động, xung đột về tài nguyên, di dân và thay đổi trong các mạng xã hội.
Ứng phó với biến đổi khí hậu: là các hoạt động của con ngƣời nhằm thích ứng và giảm nhẹ các tác nhân gây ra BĐKH. Thích ứng với biến đổi khí hậu: là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc con ngƣời đối với hoàn cảnh hoặc môi trƣờng thay đổi, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thƣơng do BĐKH và tận dụng các cơ hội do nó mang lại. Giảm nhẹ biến đổi khí hậu: là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc cƣờng độ phát thải khí nhà kính. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Tổng quan tình hình nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng trong và ngoài nƣớc.1 Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng thế giới BĐKH gây ảnh hƣởng lớn đối với sản xuất nông nghiệp ở các vùng sinh thái trên thế giới (IPCC, 2007; Stern, 2005). Những nghiên cứu này đƣợc thể hiện ở các khía cạnh sau: - Khi nhiệt độ tăng sẽ ảnh hƣởng đến khả năng phát sinh, phát triển của cây trồng, vật nuôi làm cho năng suất và sản lƣợng thay đổi; - Khi nhiệt độ tăng làm suy giảm tài nguyên nƣớc, nhiều vùng không có nƣớc và không thể tiếp tục canh tác dẫn đến diện tích canh tác giảm; - Khi nhiệt độ tăng làm cho băng tan, dẫn đến nhiều vùng đất bị xâm lấn và ngập mặn và không tiếp tục canh tác các loại cây trồng hoặc làm giảm năng suất; - Thay đổi về các điều kiện khí hậu sẽ làm suy giảm đa dạng sinh học, làm mất cân bằng sinh thái, đặc biệt là thiên địch và ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển cây trồng và phát sinh dịch bệnh; - Các hiện tƣợng thời tiết cực đoan, không theo quy luật nhƣ bão sớm, muộn, mƣa không đúng mùa sẽ gây khó khăn cho bố trí cơ cấu mùa vụ và gây thiệt hại … Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã đƣa ra một số báo cáo đánh giá các tài liệu khoa học về biến đổi khí hậu. Báo cáo đánh giá thứ ba của IPCC, đƣợc công bố năm 2001, kết luận rằng các nƣớc nghèo nhất sẽ bị ảnh hƣởng nặng nề nhất, với việc giảm năng suất cây trồng ở hầu hết các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới do giảm lƣợng nƣớc và tỷ lệ dịch hại côn trùng mới hoặc thay đổi. Ở Châu Phi và Châu Mỹ Latinh, nhiều loại cây trồng trong mƣa gần mức chịu đựng nhiệt độ tối đa của chúng, do đó năng suất có thể giảm mạnh đối với những thay đổi khí hậu nhỏ; năng suất nông nghiệp giảm tới 30% trong thế kỷ 21 đƣợc dự kiến.
Theo đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ của biến đổi khí hậu (IPCC, 2007) và Tổ chức các nƣớc hợp tác kinh tế và phát triển (OECD, 2009) thì biến 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đổi khí hậu tác động đến tất cả các châu lục và vùng lãnh thổ Châu Phi, Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ La Tinh, Châu Bắc Mỹ, Châu Úc và Tân Tây Lan cùng nhƣ ở vùng Cực và các đảo nhỏ. Châu Phi - Sản xuất nông nghiệp, bao gồm tiếp cận tới lƣơng thực, sẽ bị ảnh hƣởng nghiêm trọng, thời gian gieo trồng và năng suất tiềm năng, đặc biệt ở vùng ven với những vùng khô hạn và bán khô hạn, sẽ bị giảm sút. - Vào năm 2020, năng suất cây trồng từ nông nghiệp mƣa trời có thể bị giảm sút đáng kể. - Vào năm 2050, sản suất của nhiều loại cây trồng ở Ai Cập sẽ bị giảm đi, tới 11% đối với lúa và 28% đối với cây đậu tƣơng.
- Nƣớc biển dâng sẽ tác động đáng kể lên vùng ven biển. Vào năm 2050, tại Guinea, khoảng 130 đến 235 km2 ruộng lúa (tƣơng đƣơng với 17 đến 30% diện tích trồng lúa hiện nay) có thể bị mất đi là hậu quả của tình trạng ngập nuớc thƣờng xuyên do nƣớc biển dâng. Châu Á - Sự khác biệt đáng kể theo vùng về năng suất lúa mỳ, ngô và gạo sẽ đƣợc dự báo. Năng suất cây trồng có thể tăng thêm 20% ở Đông và Đông Nam châu Á và giảm đi tới 30% tại Trung và Nam Á.
- Biến đổi khí hậu dƣờng nhƣ sẽ dẫn đến diện tích đất nông nghiệp cần đƣợc tƣới tiêu tăng lên, trong khi tài nguyên nƣớc sẵn có lại giảm đi. Nhiệt độ tăng lên 1oC sẽ dự báo làm tăng nhu cầu sử dụng nƣớc trong tƣới tiêu nông nghiệp lên 10% tại những vùng khô hạn và bán khô hạn của Đông Á. - Vào năm 2050, tại Bangladesh, sản xuất lúa và lúa mỳ có thể giảm đi tƣơng ứng là 8% và 32%. Châu Âu - Đến năm 2050, diện tích canh tác dự kiến sẽ mở rộng về phía bắc trong khu vực.
Sự gia tăng lớn nhất trong sản lƣợng cây trồng liên quan đến khí hậu dự kiến sẽ ở Bắc Âu (ví dụ, lúa mì: 2-9% vào năm 2020, 8-25% vào năm 2050, 10-30% vào năm 2080), trong khi suy giảm lớn nhất dự kiến xảy ra ở phía Nam 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nam Mỹ và vùng Carribê - Vào năm 2020, sự suy giảm trong năng suất lúa và gia tăng năng suất đậu tƣơng (với tác động của CO2 đƣợcc xem xét) đƣợc dự báo. - Căng thẳng do nắng nóng và khô hạn hơn có thể làm giảm năng suất cây trồng trong những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khi sản lƣợng đã đến giới hạn của sức chịu đựng. - Vào năm 2020, trong vùng ôn đới nhƣ ở vùng đồng cỏ của Argentina và Uruguya, năng suất đồng cỏ có thể tăng lên thêm trong khoảng từ 1 đến 9%.
- Vào năm 2050, sa mạc hóa và mặn hóa đƣợc dự báo tác động đến 50% đất nông nghiệp. - Đối với những nông dân quy mô nhỏ, năng xuất ngô dự báo sẽ suy giảm đi 10% vào năm 2055. Bắc Mỹ - Biến đổi khí hậu vừa phải trong những thập kỷ đầu của thế kỷ này có thể làm tăng tổng sản lƣợng nông nghiệp mƣa trời từ 5 đến 20%, nhƣng với khác biệt lớn giữa các vùng. Biến đổi khí hậu gây ra bởi việc tăng khí nhà kính có khả năng ảnh hƣởng đến cây trồng khác nhau giữa các vùng.
Ví dụ, năng suất cây trồng trung bình dự kiến sẽ giảm xuống 50% ở Pakistan theo kịch bản Met Office, trong khi sản lƣợng ngô ở châu Âu dự kiến sẽ tăng tới 25% trong điều kiện thủy văn tối ƣu. Các tác động thuận lợi hơn đối với năng suất có xu hƣớng phụ thuộc vào một mức độ lớn vào việc nhận ra các tác động có thể có lợi của carbon dioxide đối với sự tăng trƣởng của cây trồng và tăng hiệu quả sử dụng nƣớc. Giảm năng suất tiềm năng có thể đƣợc gây ra bởi sự rút ngắn thời gian tăng trƣởng, giảm lƣợng nƣớc khả năng phân chia kém. Mức CO2 cao hơn có thể ảnh hƣởng đến năng suất cây trồng.
Một số thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy nồng độ CO2 tăng có thể làm tăng sự phát triển của thực vật. Tuy nhiên, các yếu tố khác, chẳng hạn nhƣ thay đổi nhiệt độ, ozon, và các hạn chế về nƣớc và dinh 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dƣỡng, có thể chống lại sự gia tăng tiềm năng này trong năng suất. Ví dụ, nếu nhiệt độ vƣợt quá mức tối ƣu của cây trồng, nếu không có đủ nƣớc và chất dinh dƣỡng, tăng năng suất có thể bị giảm hoặc đảo ngƣợc. CO2 tăng cao có liên quan đến việc giảm hàm lƣợng protein và nitơ trong cỏ linh lăng và cây đậu tƣơng, dẫn đến giảm chất lƣợng.
Chất lƣợng hạt và thức ăn gia súc giảm có thể làm giảm khả năng của đồng cỏ và vùng đồng cỏ để hỗ trợ chăn thả gia súc.Nakicenovic 2007) Ngoài những tác động trên một số nghiên cứu sử dụng mô hình để dự đoán đƣợc năng suất cây trồng theo các kịch bản BĐKH nhƣ: “Đánh giá mô hình FAO AquaCrop để mô phỏng tăng trưởng và năng suất ngô trong điều kiện tưới tiêu thiếu hụt trong môi trường nhiệt đới”, Geneille E. Tóm tắt về nghiên cứu này, các mô hình mô phỏng cây trồng có vai trò then chốt trong việc đánh giá các chiến lƣợc quản lý tƣới tiêu để cải thiện việc sử dụng nƣớc nông nghiệp. Mục tiêu của nghiên cứu này là kiểm tra và xác nhận mô hình AquaCrop cho ngô dƣới sự quản lý tƣới thiếu hụt.