Luận văn assessment of drought change and its impact on salinity intrusion and agricultural activity over mekong river delta of vietnam

Tài liệu nghiên cứu Luận văn assessment of drought change and its impact on salinity intrusion and agricultural, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Doi Thi Loan
• Người hướng dẫn: Prof. Phan Van Tan
• Trường học: Vietnam National University, Hanoi
• Chuyên ngành: Climate Change and Development
• Đề tài: Đánh Giá Tác Động Của Biến Đổi Hạn Hán Đến Xâm Nhập Mặn Và Hoạt Động Nông Nghiệp Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
• Loại tài liệu: master's thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hanoi

Mục lục chi tiết

• PLEDGE
• 1. TABLE OF CONTENTS
• 1.1. LIST OF TABLES
• 1.2. LIST OF FIGURES
• 1.3. LIST OF ABBREVIATIONS
• 2. Drought and saline intrusion under Climate Change context in Viet Nam
• 2.1. Necessity of research
• 2.2. Research question and hypothesis
• 2.3. Objectives of the research
• 2.4. Matrix of learning outcomes for the master's thesis
• 2.5. Scope of research
• 2.6. Study area
• 3. DATA AND METHOD
• 3.1. Pearson’s Correlation Coefficient and linear regression
• 3.2. Drought risk assessment
• 4. RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Spatio-temporal variability of drought over MRD
• 4.2. Relationship between drought and saline intrusion and agricultural activity
• 4.2.1. Relationship between drought and saline intrusion
• 4.2.2. Relationship between drought and agricultural activity
• 4.3. Drought Risk assessment
• 4.3.1. Drought Hazard Index (DHI)
• 4.3.2. Drought Exposure Index (DEI) and Drought Vulnerability Index (DVI)
• 4.3.3. Drought Risk Index (DRI)
• 4.4. Limitations and outlooks
• APPENDIX
• A. Program learning outcomes (PLOS) of MCCD
• B. Pearson’s Correlation Coefficient Tests and linear regression
• C. Durbin Watson Test
• D. Result of Drought Hazard Index, Drought Exposure Index, Drought Vulnerability Index and Drought Risk Index in four stage over Soc Trang province

Tóm tắt

I. Tổng quan về tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp

Biến đổi khí hậu đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với nông nghiệp ở đồng bằng sông Cửu Long. Nhiệt độ tăng cao, mực nước biển dâng và các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán và xâm nhập mặn đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp. Theo báo cáo của MONRE (2021), đồng bằng sông Cửu Long là khu vực dễ bị tổn thương nhất trước biến đổi khí hậu, với nhiều vùng đất nông nghiệp bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn và hạn hán. Việc hiểu rõ về tác động của biến đổi khí hậu là cần thiết để phát triển các giải pháp thích ứng hiệu quả.

1.1. Định nghĩa và nguyên nhân của hạn hán

Hạn hán được định nghĩa là tình trạng thiếu nước kéo dài, gây ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Nguyên nhân chính của hạn hán bao gồm sự thay đổi khí hậu, lượng mưa giảm và sự gia tăng nhu cầu nước cho nông nghiệp.

1.2. Tác động của xâm nhập mặn đến nông nghiệp

Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn xâm nhập vào các vùng đất nông nghiệp, làm giảm chất lượng đất và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Theo nghiên cứu của FAO (2021), xâm nhập mặn đã làm giảm sản lượng lúa gạo ở nhiều tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long.

II. Vấn đề và thách thức từ biến đổi hạn hán ở đồng bằng sông Cửu Long

Đồng bằng sông Cửu Long đang phải đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi hạn hán. Tình trạng hạn hán kéo dài không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp mà còn tác động đến đời sống của người dân. Theo báo cáo của UNCT (2020), khoảng 40% diện tích đất canh tác ở đồng bằng sông Cửu Long bị ảnh hưởng bởi hạn hán và xâm nhập mặn. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc quản lý nước và phát triển các biện pháp thích ứng.

2.1. Tình hình hạn hán và xâm nhập mặn hiện nay

Hạn hán và xâm nhập mặn đang gia tăng về tần suất và mức độ nghiêm trọng. Nghiên cứu cho thấy, trong giai đoạn 2015-2016, đồng bằng sông Cửu Long đã trải qua đợt xâm nhập mặn nghiêm trọng nhất trong 90 năm qua.

2.2. Tác động đến đời sống và sinh kế của người dân

Hạn hán và xâm nhập mặn đã làm giảm thu nhập của nông dân, ảnh hưởng đến an ninh lương thực và sinh kế của hàng triệu người. Theo thống kê, khoảng 95% nông dân ở tỉnh Sóc Trăng đã trải qua thiệt hại do hạn hán và xâm nhập mặn.

III. Phương pháp đánh giá tác động của hạn hán đến nông nghiệp

Để đánh giá tác động của hạn hán đến nông nghiệp, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như phân tích hồi quy và chỉ số rủi ro hạn hán. Các phương pháp này giúp xác định mối quan hệ giữa hạn hán, xâm nhập mặn và hoạt động nông nghiệp. Nghiên cứu của Phan (2010) đã chỉ ra rằng, việc sử dụng chỉ số SPI là phù hợp để đánh giá tình hình hạn hán ở đồng bằng sông Cửu Long.

3.1. Sử dụng chỉ số SPI trong đánh giá hạn hán

Chỉ số SPI (Standardized Precipitation Index) được sử dụng để đo lường tình trạng hạn hán dựa trên lượng mưa. Nghiên cứu cho thấy, chỉ số này có thể phản ánh chính xác tình hình hạn hán ở đồng bằng sông Cửu Long trong giai đoạn 1980-2020.

3.2. Phân tích hồi quy để xác định mối quan hệ

Phân tích hồi quy giúp xác định mối quan hệ giữa hạn hán và xâm nhập mặn với sản xuất nông nghiệp. Kết quả cho thấy, hạn hán có tác động tiêu cực đến năng suất cây trồng, đặc biệt là lúa gạo.

IV. Kết quả nghiên cứu về tác động của hạn hán và xâm nhập mặn

Nghiên cứu cho thấy, hạn hán và xâm nhập mặn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và ảnh hưởng lớn đến hoạt động nông nghiệp. Kết quả từ các chỉ số rủi ro hạn hán cho thấy, tỉnh Sóc Trăng có mức độ rủi ro cao nhất. Theo FAO (2016), sản lượng lúa gạo đã giảm 1.1 triệu tấn do hạn hán và xâm nhập mặn trong giai đoạn 2015-2016.

4.1. Tác động đến sản xuất lúa gạo

Hạn hán và xâm nhập mặn đã làm giảm diện tích đất canh tác lúa gạo, dẫn đến giảm sản lượng. Nghiên cứu cho thấy, khoảng 477,113 ha đất nông nghiệp bị thiệt hại do hạn hán và xâm nhập mặn.

4.2. Tác động đến các loại cây trồng khác

Ngoài lúa gạo, các loại cây trồng khác như rau màu và cây ăn trái cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nhiều nông dân đã phải thay đổi cơ cấu cây trồng để thích ứng với tình hình hạn hán và xâm nhập mặn.

V. Giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu ở đồng bằng sông Cửu Long

Để giảm thiểu tác động của hạn hán và xâm nhập mặn, cần triển khai các giải pháp thích ứng hiệu quả. Các biện pháp như quản lý nước, cải thiện kỹ thuật canh tác và phát triển giống cây trồng chịu mặn là rất cần thiết. Theo nghiên cứu của IMHEN & UNDP (2015), việc áp dụng các biện pháp này có thể giúp tăng cường khả năng chống chịu của nông nghiệp.

5.1. Quản lý nước hiệu quả

Quản lý nước là yếu tố quan trọng trong việc ứng phó với hạn hán. Cần xây dựng các hệ thống tưới tiêu hiện đại và tiết kiệm nước để đảm bảo nguồn nước cho sản xuất nông nghiệp.

5.2. Phát triển giống cây trồng chịu mặn

Phát triển giống cây trồng chịu mặn là một trong những giải pháp quan trọng để thích ứng với xâm nhập mặn. Nghiên cứu cho thấy, giống lúa chịu mặn có thể giúp tăng năng suất trong điều kiện xâm nhập mặn.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai cho nông nghiệp

Kết luận, biến đổi khí hậu đang tạo ra nhiều thách thức cho nông nghiệp ở đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, với các giải pháp thích ứng hợp lý, có thể giảm thiểu tác động tiêu cực và bảo đảm an ninh lương thực. Tương lai của nông nghiệp ở đồng bằng sông Cửu Long phụ thuộc vào khả năng ứng phó với biến đổi khí hậu và quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

6.1. Tương lai của nông nghiệp bền vững

Nông nghiệp bền vững là mục tiêu quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Cần phát triển các mô hình nông nghiệp thân thiện với môi trường và tiết kiệm tài nguyên.

6.2. Nhu cầu nghiên cứu và phát triển

Cần tiếp tục nghiên cứu để hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp. Các nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng chính sách và chiến lược phát triển nông nghiệp bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIETNAM JAPAN UNIVERSITY DOI THI LOAN ASSESSMENT OF DROUGHT CHANGE AND ITS IMPACT ON SALINITY INTRUSION AND AGRICULTURAL ACTIVITY OVER MEKONG RIVER DELTA OF VIETNAM MASTER'S THESIS VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIETNAM JAPAN UNIVERSITY DOI THI LOAN ASSESSMENT OF DROUGHT CHANGE AND ITS IMPACT ON SALINITY INTRUSION AND AGRICULTURAL ACTIVITY OVER MEKONG RIVER DELTA OF VIETNAM MAJOR: CLIMATE CHANGE AND DEVELOPMENT CODE: 8900201.02QTD RESEARCH SUPERVISOR: Prof. Phan Van Tan Hanoi, 2022 PLEDGE I assure that this thesis is the results of my own research and has not been published. The use of other research’s result and other documents must comply with regulations. The citations and references to documents, books, research papers, and websites must be in the lists of references of the thesis.

I have read and understood the plagiarism violations. I pledge with personal honor that this research result is my own and does not violate the Regulation on prevention of plagiarism in academic and scientific research activities at VNU Vietnam Japan University (Issued together with Decision No 700/QD-ĐHVN dated 30/9/2021 by the Rector of Vietnam Japan University). AUTHOR OF THE THESIS Doi Thi Loan TABLE OF CONTENTS Page PLEDGE TABLE OF CONTENT LIST OF TABLES. I LIST OF FIGURES.

ii LIST OF ABBREVIATIONS. Drought and saline intrusion under Climate Change context in Viet Nam. Necessity of research. Research question and hypothesis.

Objectives of the research. Matrix of learning outcomes for the master's thesis. Scope of research. Structure of the thesis.

Definition of drought. Definition of drought. Causes of drought. Types of drought.

Association among drought, and saline intrusion and agricultural activity. Association among drought, and saline intrusion and agricultural activity on a global scale. Association among drought, and saline intrusion and agricultural activity in Viet Nam. Assessment of drought risk.

DATA AND METHOD. Pearson’s Correlation Coefficient and linear regression. Drought risk assessment. RESULTS AND DISCUSSION.1 Spatio-temporal variability of drought over MRD.

Relationship between drought and saline intrusion and agricultural activity. Relationship between drought and saline intrusion. Relationship between drought and agricultural activity. Drought Risk assessment.

Drought Hazard Index (DHI). Drought Exposure Index (DEI) and Drought Vulnerability Index (DVI). Drought Risk Index (DRI). Limitations and outlooks.

59 APPENDIX A: Program learning outcomes (PLOS) of MCCD.59 Appendix B: Pearson’s Correlation Coefficient Tests and linear regression.60 Appendix C: Durbin Watson Test. 65 Appendix D: Result of Drought Hazard Index, Drought Exposure Index, Drought Vulnerability Index and Drought Risk Index in four stage over Soc Trang province. 66 LIST OF TABLES Page Table 1. Questions and hypothesis.

Matrix of learning outcomes for the master’s thesis. List of rainfall monitoring stations in VMRD, Viet Nam…………………23 Table 3. Drought classification based on SPI values. Indicator and data souses of Components.

Number of drought events for decade (1980-2020).Drought frequency classify by months in VMRD (1980-2020). Statistic of drought severities for 4 decades in Soc Trang province. Drought intensities for 4 decades in Soc Trang province. Descriptive statistics of variables.

Result of Pearson's Correlation Coefficients and Linear regression between drought severity and area of land affected by saline intrusion. Result of Pearson's Correlation Coefficients and Linear regression between drought severity and rice production, agriculture land area. Drought Exposure Index (DEI) over Soc Trang Province. Drought Vulnerability Index (DVI) over Soc Trang Province.46 i LIST OF FIGURES Page Figure 1.Vietnamese Mekong River Delta base map.

Average temperature in VMRD………………………………………9 Figure 1. Average precipitation in VMRD. Logical frame work of the research.The general sequence for the occurrence of different drought types…14 Figure 4. Standardized Precipitation index (SPI-6 months) (1980-2020)………33 Figure 4.

Drought frequency in VMRD (1980-2020). Drought Severity, Duration and Intensity in VMRD (1980-2020). Correlation coefficients between drought severity and area of land affected by salinity a. Drought severity and rice production; b.

Drought severity and agriculture land area. Drought Hazard Index map over Soc Trang province. Drought Risk Index map over Soc Trang province.47 ii LIST OF ABBREVIATIONS CC Climate Change DRGP Gross Regional Domestic Product FAO Food and Agriculture Organization GHG Greenhouse Gas GIZ Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (English: German Corporation for International Cooperation GmbH) GSO General Statistics Office IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change MONRE Ministry of Natural Resources and Environment VMRD Vietnamese Mekong River Delta RCP Representative Concentration Pathways RRD Red River Delta SLR Sea Lever Rise SPI Standardized Precipitation Index SSP Shared Socio-Economic Pathways WB World Bank WMO World Meteorological Organization iii ACKNOWLEDGEMENT First, I would like to express my gratitude to my supervisor, Prof. Phan Van Tan, for giving me helpful guidance, support, encourage and suggestions and for welcoming all of my questions and concern all the time.

In addition, I would like to express my gratitude to Assoc. Nguyen Tien Giang, faculty of Meteorology, Hydrology and Oceanography (HMO), VNU University of Sciences (HUS), VNU for giving me suggestion, helpful guidance about expertise and academic. I would also like to thank Mr. Nguyen Manh Hong, Hydro-meteorological Center of the Southern Region, and Dr.

Dang Dinh Kha, HMO, HUS, VNU, who took the time to help me in the data collecting process. I am grateful to Assoc. Makoto Tamura, Dr. Nguyen Van Quang, MSc.

Bui Thi Hoa, MSc. Bui Thi Lan and other lecturers, staffs of Vietnam Japan University (VJU), and Ibaraki University for their contribution towards my exciting journey in VJU. Last but not least, I would like to thank my friends in VJU, and my family, those who treated me, encourages me so well. I appreciate your role in helping me.

Drought and saline intrusion under Climate Change context in Viet Nam Climate change (CC) is arguably the most challenging issue for all humanity at the present time. With rising temperatures, sea level rise (SLR), drought, flooding, saltwater intrusion…, CC poses as a major threat to the agriculture, major industries and socio-economic systems of many countries around the world (MONRE, 2011a). According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), by the end of st the 21 century, average temperature will increase by 2.5) on a global scale, while sea level will increase by 0.5) or as much as 0.01m under the very high GHG emissions scenario (SSP5-8. st In Vietnam, as shown by RCP 4.5 scenario (IPCC, 2021) by the end of the 21 century, the average temperature will increase between 1.4℃ in the North, between 1.9℃ in the South.

Sea level will rise 57cm - 73cm. Global warming has driven an increase in the intensity of natural disasters (storms, floods, drought, SLR). According to Nguyen and co-author (2021), drought is protected increase duration, severity and intensity in dry season and transition months between the dry and wet seasons in Red River Delta, North Central, South Central. In particular, drought risk could increase in sub-region, Red River Delta and South Central (Nguyen , et al.

Drought tends to increase, fluctuates strongly in space and differences between climate regions (Phan , et al. Phan (2010) used statistical methods to assess the variation of drought for 7 climatic sub-regions in Vietnam. The results showed that drought tends to increase, but with uneven severity across sub-regions. The frequency of drought is strongest in the North Central and South Central sub-regions, and weakest in the Northwest sub-region (Phan , 2010).

In particular, the North and South Central experienced greatest frequency, severity and intensity of drought (Phan , et al. Temperature increase, shortage water and sea level rise are cause increasing area of saline intrusion in the coastal area of Red River Delta (RRD), Mekong River Delta 1 (MRD) (Pham , et al., 2012; Tran , et al. The saltwater intrusion is spreading and it’s a major threat to agriculture sector and other sectors (Pham , et al., 2012; Hagenvoort, et al. Necessity of research CC is arguably the most challenging issue for all humanity at the present time.

With rising temperatures, SLR, drought, flooding, saltwater intrusion,… SLR is leading to increased saline intrusion all year round ( Hagenvoort, et al., 2013; Bricheno, et al. In particular, SLR, combine with drought is causing saline intrusion, which become more serious and affect to many sectors (i. agricultural activity) (Williams, et al., 2003; Rice, et al., 2012; Bhattachan, et al. Saline intrusion affected low-relief landforms such as the RRD and VMRD.

However, VMRD has more studies on saline intrusion than any other region. It’s can be explain that VMRD is the lowest area and is one of 3 deltas in the world at risk of being severely affected by CC in the next 30-50 year. According to the MONRE (2021), If SLR with 100 cm at the end of the century (extreme scenario of RCP8.29 % area of MRD would permanently flooded. Besides, drought tends to increase, fluctuates strongly in space and differences between climate regions (Phan , et al., 2013; Nguyen , et al.

Drought is one of extreme events and it's projected to be more frequent, pronounced and severe (IMHEN & UNDP, 2015). One of the causes of drought is the rainfall shortage in a given period compared to the long-term average in an area. Drought is a complicated phenomenon that does not occur immediately, but rather accumulates over a relatively long period of time with unclear manifestations. When drought has been observed, its impact was extremely serious.

Although CC has an impact on a global scale drought, the impact is not the same in each climate region (Phan , 2010). Drastic changes in temperature, precipitation, humidity, evaporation have led to changes in the duration, spatial extent, frequency and intensity of drought. Drought-induces saline intrusion under CC context and it’s causing the biggest economic losses among natural disasters (Sam, et al., 2008; Leng, et al. Prolonged drought often occurs, causing crop failure, even changing the structure of the agricultural ecosystem, and high-value crops may disappear.

In Viet Nam, drought 2 is the third most damaging natural disaster after storm and flood (DMC, 2011a). According to IPCC (IPCC, 2007), The VMRD have been substantially affected by CC in invidious ways (e. increased average temperatures, rising numbers of extreme weather events, SLR and saline intrusion, etc.) affected agricultural activity. The VMRD is especially facing severe risk of drought and saline intrusion, which can significantly affect people’s livelihoods, food security and water supply (UNCT, 2020).

For instance, in 1982, drought destroyed 180,000 hectares of crops. Drought and saline intrusion are occurred serious in Soc Trang province, which account for 95% of the farmers have experienced damage due to drought and saline intrusion (Truong , et al. As shown by the MONRE’s report in 2011, there were more than 650,000 hectares of rice planted in the coastal area of the VMRD, however, about 100,000 hectares (15.38%) are at high risk of saline intrusion in the dry season every year (MONRE, 2011). Drought and saline intrusion effect to 40% of arable land area in the VMRD (IMHEN & UNDP, 2015).

The 2015-2016 period was when the VMRD experienced the most extensive saline intrusion in 90 years (FAO, 2021): Saline water intruded up to 90 kilometers inland in some areas. The paddy production reduced by 1.1 million tons with 477,113 hectares (ha) of agricultural land damaged; more than 81,000 hectares of shrimp lost, and 247,711 ha agricultural land damaged in Soc Trang province, accounting for 51.79% total agricultural land damaged in VMRD (FAO, 2016, Nguyen, et al.5 hectares of rice in VMRD was suffered damage by drought and saline intrusion (VDMA, 2020). Currently, in the world, more than 100 drought indices have been formed and developed (Zargar et al. However, depending on the climate region, researchers use different drought indicators.

In Vietnam, literature on drought research has shown that the Standardized Precipitation Index (SPI) is suitable for the variability of drought in the VMRD in particular and the Southern region in general (Nguyen, 2005). For example, Nguyen (2016) and UNCT (2020) have studied the history of drought and salinity intrusion in the Mekong Delta (Nguyen, 2016; UNCT, 2020). Another example, Tue et al (2015) investigated drought over the Central Highland using the SPI for period 1990-2005.