Đánh giá tài nguyên đất phục vụ sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh thái bình và nam định

Nghiên cứu đánh giá tài nguyên đất là yếu tố then chốt để phát triển nông nghiệp bền vững, đặc biệt trong… 177 trang · Học viện Khoa học và Công nghệ · 2024.

• Tác giả: Hoàng Quốc Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Lại Vĩnh Cẩm
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Địa lý Tài nguyên & Môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Tài Nguyên Đất Phục Vụ Sản Xuất Nông Nghiệp Bền Vững Trong Biến Đổi Khí Hậu Tỉnh Thái Bình Và Nam Định
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của luận án
• Mục tiêu nghiên cứu
• Nội dung nghiên cứu
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Các luận điểm bảo vệ
• Điểm mới của luận án
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• Cơ sở dữ liệu của luận án
• Cấu trúc của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI CHO SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài luận án
• 1.1.1. Tổng quan nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu trên thế giới
• 1.1.1.1. Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trên thế giới
• 1.1.1.2. Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu trên thế giới
• 1.1.2. Tổng quan nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu ở Việt Nam
• 1.1.2.1. Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam
• 1.1.2.2. Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu ở Việt Nam
• 1.1.2.3. Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu ở tỉnh Thái Bình và Nam Định
• 1.2. Cơ sở lý luận nghiên cứu, đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu
• 1.2.1. Những vấn đề lý luận cơ bản liên quan đến đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp
• 1.2.1.1. Đánh giá đất đai sản xuất nông nghiệp
• 1.2.1.2. Biến đổi khí hậu và thích ứng với biến đổi khí hậu
• 1.2.2. Hướng nghiên cứu, đánh giá đất đai cho quy hoạch và sử dụng đất sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu
• 1.2.3. Luận cứ khoa học về nghiên cứu, đánh giá đất đai cho quy hoạch và sử dụng đất sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tại khu vực Thái Bình - Nam Định
• 1.2.4. Trình tự đánh giá đất
• 1.3. Quan điểm, phương pháp nghiên cứu
• 1.3.1. Các quan điểm nghiên cứu
• 1.3.1.1. Quan điểm hệ thống và tổng hợp
• 1.3.1.2. Quan điểm sử dụng đất bền vững
• 1.3.1.3. Quan điểm lịch sử kế thừa
• 1.3.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 1.3.2.1. Phương pháp kế thừa và tổng hợp
• 1.3.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
• 1.3.2.3. Phương pháp chuyên gia
• 1.3.2.4. Phương pháp bản đồ và GIS
• 1.3.2.5. Phương pháp đánh giá, phân hạng đất đai
• 1.3.2.6. Phương pháp phân vùng địa lý tự nhiên
• 1.3.3. Quy trình nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM TÀI NGUYÊN ĐẤT TỈNH THÁI BÌNH VÀ NAM ĐỊNH
• 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Bình và Nam Định
• 2.1.1. Vị trí địa lý
• 2.1.2. Đặc điểm địa hình và địa mạo
• 2.1.3. Đặc điểm khí hậu
• 2.1.4. Đặc điểm thủy văn
• 2.1.4.1. Hệ thống sông ngòi
• 2.1.5. Thảm thực vật
• 2.2. Các hoạt động của con người trong sử dụng đất sản xuất nông nghiệp khu vực Thái Bình - Nam Định giai đoạn 2010-2020
• 2.2.1. Hiện trạng và biến động sử dụng đất khu vực Thái Bình - Nam Định giai đoạn 2010-2020
• 2.2.2. Tác động của các hoạt động kinh tế - xã hội
• 2.3. Tác động của biến đổi khí hậu đến sử dụng đất
• 2.3.1. Xâm nhập mặn
• 2.3.2. Tình trạng ngập úng
• 2.4. Đặc điểm tài nguyên đất tỉnh Thái Bình và Nam Định
• 2.4.1. Nhóm đất mặn
• 2.4.2. Nhóm đất phèn
• 2.4.3. Nhóm đất phù sa
• 2.4.4. Nhóm đất mòn trơ sỏi đá
• 2.5. TIỂU KẾT CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI CHO SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỈNH THÁI BÌNH VÀ NAM ĐỊNH
• 3.1. Lựa chọn các loại sử dụng đất
• 3.2. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai
• 3.2.1. Lựa chọn và phân cấp các chỉ tiêu
• 3.2.2. Kết quả xây dựng bản đồ đơn vị đất đai
• 3.3. Xác định yêu cầu sinh thái của các loại sử dụng đất
• 3.4. Kết quả đánh giá, phân hạng thích hợp đất đai
• 3.5. TIỂU KẾT CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TỈNH THÁI BÌNH VÀ NAM ĐỊNH
• 4.1. Định hướng không gian sử dụng đất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định
• 4.1.1. Căn cứ và nguyên tắc
• 4.1.2. Định hướng không gian sử dụng đất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định theo các đơn vị đất đai
• 4.1.3. Định hướng không gian sử dụng đất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định theo các vùng và tiểu vùng
• 4.1.3.1. Đặc điểm phân vùng địa lý tự nhiên vùng Thái Bình - Nam Định
• 4.1.3.2. Định hướng không gian sử dụng đất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định theo các vùng và tiểu vùng
• 4.2. Đề xuất các giải pháp sử dụng đất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định
• 4.2.1. Tổng hợp giải pháp sử dụng đất theo vùng địa lý tự nhiên, loại sử dụng và tiềm năng đất đai
• 4.2.2. Các giải pháp ứng phó với ngập úng và xâm nhập mặn
• 4.2.2.1. Giải pháp quản lý và bảo vệ đất rừng phòng hộ
• 4.2.2.2. Giải pháp thủy lợi
• 4.2.2.3. Giải pháp kỹ thuật trong cải tạo và sử dụng đất mặn, phèn
• 4.2.2.4. Giải pháp tăng cường quản lý và dự báo phù hợp
• 4.2.3. Các giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý trong điều kiện biến đổi khí hậu
• 4.2.3.1. Chuyển đổi đất trồng lúa kém hiệu quả sang cây trồng khác
• 4.2.3.2. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý để hình thành vùng chuyên canh hàng hóa tập trung
• 4.2.3.3. Chuyển đổi vùng trồng lúa trên đất mặn phèn ven biển sang nuôi trồng thủy sản
• 4.2.4. Các giải pháp về chính sách sử dụng đất
• 4.2.4.1. Nâng cao chất lượng và tính khả thi của Quy hoạch sử dụng đất
• 4.2.4.2. Quản lý và sử dụng hiệu quả diện tích đất trồng lúa nước
• 4.2.4.3. Đẩy mạnh chính sách tích tụ đất nông nghiệp
• 4.2.5. Biện pháp sử dụng đất phát triển trồng trọt
• 4.2.6. Giải pháp tăng cường nghiên cứu, chuyển giao khoa học, công nghệ, tiến bộ kỹ thuật phục vụ phát triển nông nghiệp
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đánh Giá Tài Nguyên Đất Cho Nông Nghiệp Bền Vững 55 ký tự

Nghiên cứu đánh giá tài nguyên đất là yếu tố then chốt để phát triển nông nghiệp bền vững, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp. Đất đai, nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn, cần được quản lý và sử dụng hợp lý để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế xã hội. Việc đánh giá đất đai giúp xác định tiềm năng, hạn chế của đất, từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng hiệu quả và bền vững. FAO định nghĩa đánh giá đất đai là “sự phù hợp của một thửa đất nhất định cho các mục đích sử dụng cụ thể”.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Đánh Giá Đất Trong Nông Nghiệp

Đánh giá tài nguyên đất đóng vai trò then chốt trong quy hoạch và quản lý sử dụng đất nông nghiệp, giúp đưa ra quyết định dựa trên cơ sở khoa học. Nó cung cấp thông tin chi tiết về độ phì nhiêu đất, khả năng sử dụng đất, và các yếu tố hạn chế, cho phép lựa chọn cây trồng và phương thức canh tác phù hợp. Việc này góp phần nâng cao năng suất, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và đảm bảo an ninh lương thực.

1.2. Biến Đổi Khí Hậu Ảnh Hưởng Đến Tài Nguyên Đất Như Thế Nào

Biến đổi khí hậu gây ra nhiều tác động tiêu cực đến tài nguyên đất, bao gồm tăng nhiệt độ, thay đổi lượng mưa, và gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, lũ lụt, và xâm nhập mặn. Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì nhiêu đất, cấu trúc đất, và khả năng giữ nước của đất. Đặc biệt, xâm nhập mặn đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng ở các vùng ven biển, làm giảm diện tích đất canh tác và gây thiệt hại lớn cho nông nghiệp.

II. Thách Thức Biến Đổi Khí Hậu Với Nông Nghiệp Thái Bình Nam Định 58 ký tự

Thái Bình và Nam Định, hai tỉnh ven biển thuộc Đồng bằng sông Hồng, đang đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu. Với đường bờ biển dài, cả hai tỉnh đều chịu ảnh hưởng nặng nề của xâm nhập mặn và ngập úng, đe dọa đến sản xuất nông nghiệp. Theo thống kê, nhiều xã ven biển có nguy cơ bị xâm nhập mặn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đất nông nghiệp Thái Bình và đất nông nghiệp Nam Định. Diễn biến biến đổi tài nguyên đất do biến đổi khí hậu đòi hỏi các giải pháp thích ứng kịp thời.

2.1. Xâm Nhập Mặn Nguy Cơ Tiềm Ẩn Tại Vùng Ven Biển

Xâm nhập mặn là một trong những thách thức lớn nhất đối với nông nghiệp ở Thái Bình và Nam Định. Nước mặn xâm nhập vào đất làm tăng độ mặn của đất, gây ảnh hưởng tiêu cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Theo số liệu thống kê, nhiều diện tích đất nông nghiệp ở các huyện ven biển của hai tỉnh đang bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn, gây thiệt hại lớn cho sản xuất. Quá trình xâm nhập mặn theo hệ thống sông suối chính đã vào sâu trong đất liền, đe dọa đến nguồn nước ngọt và đất canh tác.

2.2. Ngập Úng Tác Động Đến Sản Xuất Nông Nghiệp

Ngoài xâm nhập mặn, ngập úng cũng là một vấn đề nghiêm trọng ở Thái Bình và Nam Định. Mưa lớn kéo dài và hệ thống thoát nước kém gây ra tình trạng ngập úng trên diện rộng, làm hư hại cây trồng và ảnh hưởng đến năng suất. Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các trận mưa lớn, khiến tình trạng ngập úng trở nên nghiêm trọng hơn. Diện tích ngập úng có nguy cơ tăng mạnh vào cuối thế kỷ 21. Cần có các giải pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến đất.

III. Phương Pháp Đánh Giá Đất Nông Nghiệp Bền Vững Thái Bình Nam Định 57 ký tự

Để đánh giá tài nguyên đất một cách hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và kỹ thuật phù hợp. Luận án sử dụng kết hợp nhiều phương pháp, bao gồm phương pháp điều tra khảo sát thực địa, phương pháp bản đồ GIS, phương pháp đánh giá phân hạng đất đai, và phương pháp phân vùng địa lý tự nhiên. Các phương pháp này giúp thu thập và phân tích thông tin chi tiết về tài nguyên đất, từ đó đưa ra đánh giá chính xác và khách quan. Quá trình đánh giá chất lượng đất cần xem xét các yếu tố như tính chất vật lý, hóa học, và sinh học của đất.

3.1. Sử Dụng GIS Trong Đánh Giá Tài Nguyên Đất

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò quan trọng trong đánh giá tài nguyên đất. GIS cho phép tích hợp, phân tích, và hiển thị thông tin về đất đai trên bản đồ, giúp dễ dàng nhận biết các khu vực có tiềm năng và hạn chế khác nhau. GIS cũng hỗ trợ trong việc xây dựng các mô hình dự báo, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến đất và lập kế hoạch sử dụng đất bền vững. Sơ đồ mô hình tích hợp GIS-ALES trong đánh giá thích hợp đất đai.

3.2. Điều Tra Khảo Sát Thực Địa Thu Thập Dữ Liệu

Điều tra, khảo sát thực địa là một bước quan trọng trong quá trình đánh giá tài nguyên đất. Việc này bao gồm thu thập mẫu đất, đo đạc các thông số về đất đai, và ghi nhận các thông tin về hiện trạng sử dụng đất. Dữ liệu thu thập được từ thực địa là cơ sở để phân tích, đánh giá chất lượng đất và xây dựng các bản đồ đất. Việc khảo sát giúp thu thập các thông tin về tính chất vật lý và hóa học đất, hiện trạng sử dụng đất (HTSDĐ), bản đồ đất, phẫu diện và các mẫu đất tỉnh Thái Bình và Nam Định.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Phân Hạng Thích Hợp Đất Đai Năm 2020 2050 59 ký tự

Nghiên cứu đã phân hạng mức độ thích hợp đất đai cho các loại hình sản xuất nông nghiệp chính ở Thái Bình và Nam Định trong điều kiện biến đổi khí hậu. Kết quả cho thấy có sự thay đổi về diện tích và phân bố các loại đất thích hợp cho từng loại cây trồng giữa năm 2020 và 2050 do tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt là xâm nhập mặn và ngập úng. Cần có các giải pháp nông nghiệp thích ứng để ứng phó với những thay đổi này. Bảng 3. Kết quả phân hạng thích hợp đất đai cho các loại sử dụng đất chính tỉnh Thái Bình và Nam Định năm 2020, 2050.

4.1. Bản Đồ Phân Hạng Thích Hợp Đất Trồng Lúa Năm 2020 2050

Bản đồ phân hạng thích hợp đất trồng lúa năm 2020 và 2050 cho thấy diện tích đất thích hợp cho trồng lúa có xu hướng giảm do tác động của xâm nhập mặn và ngập úng. Các khu vực ven biển chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, trong khi các khu vực nội địa ít bị ảnh hưởng hơn. Việc này đặt ra yêu cầu cần có các giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hoặc cải tạo đất để duy trì sản xuất lúa gạo. Hình 3. Bản đồ phân hạng thích hợp đất trồng cây lúa năm 2020, 2050.

4.2. Bản Đồ Phân Hạng Thích Hợp Đất NTTS Năm 2020 2050

Bản đồ phân hạng thích hợp đất nuôi trồng thủy sản (NTTS) năm 2020 và 2050 cho thấy diện tích đất thích hợp cho NTTS có thể tăng lên ở một số khu vực ven biển do xâm nhập mặn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc phát triển NTTS cần được thực hiện một cách bền vững, tránh gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến các hệ sinh thái khác. Hình 3. Bản đồ phân hạng thích hợp đất NTTS năm 2020, 2050.

V. Định Hướng Sử Dụng Đất Nông Nghiệp Bền Vững Đến Năm 2050 58 ký tự

Dựa trên kết quả đánh giá đất đai và phân tích tác động của biến đổi khí hậu, luận án đề xuất các định hướng sử dụng đất nông nghiệp bền vững cho Thái Bình và Nam Định đến năm 2050. Các định hướng này bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cải tạo đất, và áp dụng các biện pháp canh tác bền vững. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý, nhà khoa học, và người dân để thực hiện các định hướng này một cách hiệu quả.

5.1. Chuyển Đổi Cơ Cấu Cây Trồng Thích Ứng Với Biến Đổi Khí Hậu

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng là một giải pháp quan trọng để thích ứng với biến đổi khí hậu. Các loại cây trồng chịu mặn tốt, chịu hạn tốt, và có khả năng chống chịu với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt cần được ưu tiên. Việc này giúp duy trì sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu. Cần có các chính sách hỗ trợ để khuyến khích người dân chuyển đổi cơ cấu cây trồng.

5.2. Cải Tạo Đất Giải Pháp Khôi Phục Tài Nguyên Đất

Cải tạo đất là một biện pháp quan trọng để khôi phục và nâng cao độ phì nhiêu đất. Các biện pháp cải tạo đất có thể bao gồm bón phân hữu cơ, sử dụng các loại cây che phủ đất, và áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến. Việc cải tạo đất giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước, và giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn và ngập úng.

5.3. Giải Pháp Quản Lý Và Bảo Vệ Đất Rừng Phòng Hộ

Việc quản lý và bảo vệ đất rừng phòng hộ có vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt là xâm nhập mặn và ngập lụt. Rừng phòng hộ giúp chắn sóng, giảm thiểu xói mòn đất và bảo vệ bờ biển. Cần tăng cường công tác quản lý, bảo vệ và phát triển đất rừng phòng hộ để đảm bảo an toàn cho các khu vực ven biển. Tăng cường quản lý và dự báo phù hợp

VI. Chính Sách Phát Triển Nông Nghiệp Bền Vững Tại Thái Bình Nam Định 59 ký tự

Để đạt được mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững, cần có các chính sách nông nghiệp phù hợp và hiệu quả. Các chính sách này cần tập trung vào việc khuyến khích sử dụng đất hợp lý, hỗ trợ chuyển đổi cơ cấu cây trồng, và thúc đẩy áp dụng các biện pháp canh tác bền vững. Cần có sự tham gia của tất cả các bên liên quan, bao gồm cơ quan quản lý, nhà khoa học, doanh nghiệp, và người dân, trong quá trình xây dựng và thực hiện các chính sách.

6.1. Nâng Cao Chất Lượng Quy Hoạch Sử Dụng Đất

Nâng cao chất lượng và tính khả thi của Quy hoạch sử dụng đất là một yếu tố quan trọng để đảm bảo sử dụng đất một cách hiệu quả và bền vững. Quy hoạch sử dụng đất cần dựa trên các kết quả đánh giá đất đai và phân tích tác động của biến đổi khí hậu. Cần có sự tham gia của cộng đồng trong quá trình lập quy hoạch sử dụng đất để đảm bảo tính khả thi và phù hợp với thực tế.

6.2. Chính Sách Tích Tụ Đất Nông Nghiệp

Đẩy mạnh chính sách tích tụ đất nông nghiệp có thể giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và tăng cường khả năng cạnh tranh của nông nghiệp. Tích tụ đất cho phép hình thành các vùng sản xuất tập trung, áp dụng các công nghệ tiên tiến, và giảm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, cần có các biện pháp để đảm bảo quyền lợi của người dân trong quá trình tích tụ đất.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ chuyên ngành Địa lý Tài nguyên và Môi trường (mã số 9440220) của nghiên cứu sinh Hoàng Quốc Nam, thực hiện tại Học viện Khoa học và Công nghệ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lại Vĩnh Cẩm và PGS. Lưu Thế Anh (năm 2024), tập trung giải quyết bài toán quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên đất nông nghiệp tại vùng dải đồng bằng ven biển trước sức ép của quá trình nhân tác và biến đổi khí hậu (BĐKH).

Theo luận cứ của tác giả, đất đai là tài nguyên thiên nhiên hữu hạn và là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp (SXNN). Trên phạm vi toàn cầu cũng như tại Việt Nam, quá trình thoái hóa đất, hoang mạc hóa và ô nhiễm đang làm suy giảm nghiêm trọng quỹ đất canh tác. Hai tỉnh Thái Bình và Nam Định nằm ở hạ lưu đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) với tổng diện tích tự nhiên là 325.344 ha (chiếm 15,2% diện tích ĐBSH và 0,97% diện tích cả nước), sở hữu đường bờ biển chung dài khoảng 128 km. Đây là vùng trọng điểm sản xuất lương thực, thực phẩm nhưng đang chứng kiến sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng diễn ra mạnh mẽ, tự phát và chứa đựng nhiều rủi ro sinh thái. Đồng thời, khu vực chịu tác động bất lợi trực tiếp từ BĐKH, điển hình là hiện tượng ngập úng và xâm nhập mặn (XNM). Dữ liệu thực tế cho thấy quá trình XNM nồng độ trên 4‰ theo các nhánh sông chính đã lấn sâu tới 50 km vào đất liền (tiêu biểu trên sông Ninh Cơ), đặt 87% số xã thuộc 5 huyện ven biển Nam Định (đặc biệt là Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy) và 26% số xã thuộc 3 huyện ven biển Thái Bình (Tiền Hải, Thái Thụy, Kiến Xương) vào tình trạng hiểm họa mặn cao. Kịch bản nước biển dâng cũng dự báo diện tích ngập tại hai tỉnh tăng thêm 1,6% vào năm 2050 theo kịch bản RCP4.5, trong đó diện tích chịu độ sâu ngập 0,5 m tăng tới 197%.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: các nghiên cứu đánh giá đất đai (ĐGĐĐ) trước đây đa phần tiếp cận trên bình diện toàn vùng ĐBSH ở tỷ lệ nhỏ mang tính khái quát, hoặc chỉ thực hiện cục bộ tại một số đơn vị hành chính cấp huyện/tỉnh mà chưa đi sâu vào tính chất đặc thù của dải đồng bằng châu thổ ven biển có sự tương tác phức tạp giữa mạng lưới đê sông, đê biển và các kịch bản khí hậu dự báo trong tương lai.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định rõ ràng gồm hai nội dung:

1. Đánh giá được hiện trạng tài nguyên đất và mức độ thích hợp đất đai cho SXNN trong điều kiện BĐKH tỉnh Thái Bình và Nam Định.
2. Định hướng không gian và đề xuất được giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên đất cho SXNN bền vững trong điều kiện BĐKH tỉnh Thái Bình và Nam Định.

Đối tượng nghiên cứu: Tài nguyên đất nông nghiệp tỉnh Thái Bình và Nam Định, trọng tâm là 4 loại hình sử dụng đất (LUT) chính: đất trồng lúa, đất trồng cây hàng năm khác, đất trồng cây lâu năm và đất nuôi trồng thủy sản.

Phạm vi nghiên cứu:

• Phạm vi không gian: Phần lãnh thổ đất liền tỉnh Thái Bình và tỉnh Nam Định với tổng diện tích tự nhiên là 325.344 ha.
• Phạm vi thời gian: Giai đoạn đánh giá hiện trạng và dự báo thích ứng từ năm 2020 đến năm 2050.
• Phạm vi khoa học: Đánh giá biến động số lượng, chất lượng tài nguyên đất; phân hạng mức độ thích hợp đất đai và định hướng không gian 4 loại hình sử dụng đất nông nghiệp chính có tích hợp hai chỉ tiêu tác động điển hình của BĐKH là ngập úng và xâm nhập mặn theo kịch bản RCP4.5.

Hệ thống luận điểm bảo vệ của luận án bao gồm:

• Luận điểm 1: Tác động của BĐKH, trong đó ngập úng và xâm nhập mặn là 2 tác nhân điển hình đã và đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến thay đổi cơ cấu sử dụng đất sản xuất nông nghiệp thông qua biến động đặc tính các đơn vị đất đai khu vực nghiên cứu giai đoạn 2020-2050.
• Luận điểm 2: Kết quả đánh giá thích hợp đất đai trong điều kiện BĐKH tỉnh Thái Bình và Nam Định đã cung cấp cơ sở khoa học cho định hướng không gian và giải pháp sử dụng đất nông nghiệp bền vững, chủ động thích ứng với BĐKH đến năm 2050 cho tỉnh Thái Bình và Nam Định.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa khối lượng lớn tài liệu khoa học trong nước và quốc tế liên quan đến đánh giá đất đai và tác động của BĐKH:

Trên thế giới:

• Hướng tiếp cận đánh giá đất đai truyền thống và hiện đại: Tác giả điểm lại hệ thống phân hạng khả năng đất có tưới (1951) và phân loại khả năng đất đai của Cơ quan Bảo vệ Đất thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (1961); trường phái phát sinh học đất Dokuchaev (1879) ứng dụng tại Liên Xô cũ, Trung Quốc, Đông Âu với quy trình 3 bước; phương pháp thống kê khả năng sản xuất tiềm tàng và thực tế tại Anh; hệ thống 7 nhóm đất nông nghiệp dựa trên thuộc tính tại Canada; phương pháp tham số toán học tại Ấn Độ và châu Phi. Đặc biệt, Khung đánh giá đất đai của FAO (1976, 1986, 1996) được phân tích như nền tảng chuẩn hóa quốc tế kết hợp thuộc tính tự nhiên và hiệu quả kinh tế - xã hội.
• Đánh giá đất đai gắn với biến đổi khí hậu: Các nghiên cứu tích hợp mô hình khí hậu và đất đai như hệ thống HLES và mô hình SWAP của Bonfante và cộng sự (2015), Bonfante và Bouma (2015) đối với ngô lai tại Ý; mô hình phân bố cây đậu tương toàn cầu theo kịch bản RCP của Feng và cộng sự; đánh giá đất phục vụ tưới tiêu của Worqlul và cộng sự (2019); đánh giá tác động BĐKH đến cây ngũ cốc tại châu Âu của Kenny và cộng sự (1993); mô hình hóa tính phù hợp cho cây trồng tại Victoria (Úc) của Hood và cộng sự (2006); hệ thống hỗ trợ quyết định MicroLEIS đánh giá lúa mỳ và hướng dương tại Tây Ban Nha của Abd-Elmabod và cộng sự (2020).
• Mô hình hóa xói mòn và suy thoái đất do BĐKH: Phương trình mất đất phổ dụng USLE/RUSLE của Wischmeier và Smith (1958, 1978), Segura và cộng sự tại Mỹ, Suresh Kumar và John Sweeney (2009) tại Ireland; mô hình CLIGEN và WEPP của Pilling và Jones tại Anh; mô hình SWAT tính toán rửa trôi dinh dưỡng (N, P) tại Đức của Mehdi, Ludwig và Lehner (2015); nghiên cứu rửa trôi nitơ tại Bắc Âu - Baltic của Lillian Oygarden và cộng sự (2014); mô hình SOILOSS tại New South Wales (2011); cảnh báo thoái hóa đất của Suraj Pandey và cộng sự (2007) tại Nam Phi và Beverley Henry và cộng sự (2012) tại Úc; khái niệm sử dụng đất bền vững của Young (1989).

Tại Việt Nam:

• Giai đoạn trước thập niên 1990: Ứng dụng phương pháp Liên Xô để định thuế và phân vùng của Bùi Quang Toản, Vũ Cao Thái, Nguyễn Văn Thân (1976); phân hạng đất toàn quốc tỷ lệ 1:500.000 với 7 nhóm đất của Tôn Thất Chiểu (1984).
• Giai đoạn ứng dụng khung FAO và công nghệ không gian: Các công trình của Lê Duy Thước (1993), Lê Văn Khoa (1993), Lê Thái Bạt (1995) tại miền núi phía Bắc; nghiên cứu 33 đơn vị đất đai vùng ĐBSH của Nguyễn Công Pho (1995), Cao Liêm, Vũ Thị Bình, Quyền Đình Hà (1992, 1993), Phạm Văn Lăng (1992); tích hợp GIS, viễn thám và ALES của Lê Cảnh Định và Trần Trọng Đức (2011), Hoàng Thị Huyền Ngọc và cộng sự (2013), Nguyễn Hữu Kiệt (2014), Nguyễn Thanh Sơn và cộng sự (2006), Nguyễn Thanh Tuấn và cộng sự (2015), Nguyễn Mạnh Hà và cộng sự (2020).
• Nghiên cứu BĐKH và thoái hóa đất: Nghiên cứu thích ứng đất đai ĐBSCL của Phạm Thanh Vũ và cộng sự (2016); hoang mạc hóa tại Nam Trung Bộ của Nguyễn Văn Cư (1996 - 2000), Nguyễn Trọng Hiệu (Quảng Ngãi, Bình Định), Hà Lương Thuần (Ninh Thuận, Bình Thuận), Nguyễn Lập Dân (2008 - 2010), Viện Địa lý (2010 - 2011); Chương trình Tây Nguyên 3 (2011 - 2014); các kịch bản BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012, 2016, 2020); nghiên cứu đất đai tại Nghĩa Hưng (Nam Định, 2018).

Khoảng trống và vị trí của luận án: Các nghiên cứu trước đây tại ĐBSH chủ yếu tiếp cận theo điều kiện tự nhiên tĩnh, chưa lồng ghép biến động không gian của các yếu tố cực đoan (ngập úng, mặn hóa) theo các kịch bản BĐKH vào bản đồ đơn vị đất đai ở tỷ lệ trung bình (1:50.000). Luận án của Hoàng Quốc Nam định vị là công trình địa lý ứng dụng chuyên sâu cho khu vực ven biển Nam Định - Thái Bình, kết hợp đồng bộ giữa khảo sát thổ nhưỡng thực địa, phân tích phòng thí nghiệm, công nghệ GIS-ALES và kịch bản BĐKH RCP4.5 để định hướng chuyển đổi không gian nông nghiệp đến năm 2050.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án được xây dựng trên nền tảng lý luận địa lý thổ nhưỡng học và sinh thái học cảnh quan:

• Cơ sở lý luận phát sinh đất của Dokuchaev (1879): Đất là thể tổng hợp tự nhiên được hình thành bởi 5 yếu tố tự nhiên (đá mẹ, địa hình, khí hậu, thủy văn, sinh vật) và chịu sự tác động sâu sắc của con người theo thời gian.
• Khung đánh giá đất đai FAO (1976): Tiến hành đối sánh thuộc tính, chất lượng của đơn vị đất đai (ĐVĐĐ) với yêu cầu sinh thái của loại sử dụng đất (LUT), phân hạng thành 2 cấp chính: Thích hợp (S) gồm S1 (Rất thích hợp), S2 (Thích hợp), S3 (Ít thích hợp) và Không thích hợp (N).
• Quan điểm sử dụng đất bền vững theo Young (1989): Thể hiện qua công thức "SDĐ bền vững = Duy trì năng suất + Bảo tồn đất", gắn kết 5 nguyên tắc quốc tế (khả năng sản xuất, an toàn, bảo vệ, khả năng thực hiện, khả năng chấp nhận) và 3 trụ cột bền vững (kinh tế, xã hội, môi trường) theo định hướng của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
• Khung lý thuyết thích ứng BĐKH của IPCC, Burton (2001, 2007) và Thomas (2007): Nhấn mạnh sự chủ động điều chỉnh hệ thống canh tác để giảm thiểu tổn thương và tận dụng cơ hội sinh thái mới.

Quan điểm nghiên cứu chỉ đạo xuyên suốt gồm: Quan điểm hệ thống và tổng hợp; Quan điểm sử dụng đất bền vững; Quan điểm lịch sử kế thừa.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể:

• Phương pháp kế thừa và tổng hợp số liệu: Thu thập và chuẩn hóa dữ liệu địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng, quy hoạch kinh tế - xã hội.
• Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Tiến hành khảo sát theo tuyến và điểm, mô tả phẫu diện đất ngoài thực địa.
• Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên gia trong xác định trọng số, phân cấp chỉ tiêu và xây dựng bảng yêu cầu sinh thái cây trồng.
• Phương pháp bản đồ và Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Sử dụng phần mềm GIS để chồng xếp các lớp dữ liệu không gian, biên tập và chiết xuất bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1:50.000.
• Phương pháp đánh giá, phân hạng đất đai (kết hợp GIS - ALES): Đưa các luật so sánh sinh thái vào phần mềm ALES (Automated Land Evaluation System) để tự động hóa tính toán mức độ thích hợp đất đai.
• Phương pháp phân vùng địa lý tự nhiên: Phân chia không gian lãnh thổ thành các vùng và tiểu vùng đồng nhất phục vụ định hướng bố trí sản xuất.

Nguồn tư liệu và cơ sở dữ liệu thực nghiệm của luận án được tổng hợp chi tiết trong bảng sau:

Nhóm dữ liệu	Nguồn gốc và quy mô dữ liệu	Chỉ tiêu / Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng
Bản đồ nền	Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 khu vực Thái Bình và Nam Định	Hệ tọa độ VN-2000
Mẫu đất khảo sát thực địa	Tổng cộng 157 mẫu đất: - Thái Bình: 81 mẫu (41 mẫu từ 10 phẫu diện, 40 mẫu nông hóa) - Nam Định: 76 mẫu (26 mẫu từ 6 phẫu diện, 50 mẫu nông hóa)	- pHKCl: Đo máy pH meter (tỷ lệ đất:KCl = 1:5) - TPCG: Ống hút Robinson (TCVN 8567:2010) - OM: Walkley - Black (TCVN 4050:1985) - CEC: Amoni axetat pH = 7 (TCVN 8568:2010)
Số liệu khí tượng	Chuỗi số liệu 61 năm (1960 - 2020) tại 3 trạm: Thái Bình, Nam Định, Văn Lý	Nhiệt độ, lượng mưa, độ dài mùa khô (giai đoạn 1985 - 2015)
Kịch bản BĐKH & Thủy văn	- Kịch bản RCP4.5 của Bộ TN&MT (2020) - Bản đồ ngập úng và xâm nhập mặn (2019 và dự báo 2050) - Dữ liệu chế độ tưới năm 2015	Đánh giá diện tích ngập và ranh giới mặn nồng độ S > 4‰
Bản đồ kiểm kê đất đai	Bộ Tài nguyên và Môi trường (năm 2010 và 2020)	Tỷ lệ 1:50.000
Bản đồ thổ nhưỡng	Phân Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp (năm 2005)	Tỷ lệ 1:50.000, phân loại theo hệ thống phát sinh Việt Nam
Điều tra xã hội học	Khảo sát thực tế hệ thống sử dụng đất giai đoạn 2017 - 2018	96 phiếu điều tra hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp
Văn bản quy hoạch	Báo cáo, nghị quyết của HĐND và UBND hai tỉnh Thái Bình, Nam Định; Niên giám thống kê năm 2019	Kế hoạch chuyển đổi cây trồng, đề án tái cơ cấu nông nghiệp, kế hoạch ứng phó BĐKH

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu, đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu

Chương 1 thiết lập khung lý thuyết hoàn chỉnh cho đề tài. Tác giả phân tích tiến trình phát triển của các phương pháp đánh giá đất đai từ định tính, bán định lượng đến định lượng bằng mô hình toán học và công nghệ GIS. Trọng tâm của chương là làm rõ mối quan hệ tương tác giữa các yếu tố khí hậu với quá trình hình thành đất và năng suất cây trồng tại vùng nhiệt đới gió mùa. BĐKH tác động trực tiếp lên tài nguyên đất thông qua biến đổi nhiệt ẩm, gia tăng cường độ mưa gây rửa trôi dinh dưỡng (N, P), suy giảm chất hữu cơ (OM), đồng thời nước biển dâng làm gia tăng ngập úng và đẩy mặn vào sâu trong nội đồng.

Tác giả phân tích đặc thù tự nhiên - nhân sinh vùng đồng bằng ven biển Thái Bình - Nam Định: địa hình bằng phẳng độ cao 1,5 - 2,0 m, mạng lưới sông phân nhánh dày đặc (sông Hồng, sông Đáy, sông Ninh Cơ, sông Thái Bình, sông Trà Lý, sông Luộc), lịch sử đắp đê ngăn lũ sông Hồng triệt tiêu nguồn bồi đắp phù sa tự nhiên hàng năm tạo nên các ô trũng nội đồng, trong khi quá trình quai đê lấn biển liên tục qua nhiều thế kỷ mở rộng dải bãi bồi ngoài đê.

Quy trình đánh giá đất đai của luận án được chuẩn hóa theo hướng dẫn FAO gồm 5 bước logic:

1. Lựa chọn các LUT nông nghiệp phù hợp với điều kiện tự nhiên, hiệu quả kinh tế và yêu cầu bảo vệ môi trường;
2. Xác định các yêu cầu sinh thái của từng LUT làm thang tiêu chuẩn đánh giá;
3. Thành lập bản đồ đơn vị đất đai (ĐVĐĐ) thông qua tích hợp các lớp thuộc tính tự nhiên và yếu tố BĐKH;
4. So sánh yêu cầu sinh thái của LUT với thuộc tính của từng ĐVĐĐ;
5. Phân hạng thích hợp đất đai thành các cấp S1, S2, S3 và N theo hướng định lượng trên môi trường ALES - GIS.

Chương 2: Đặc điểm tài nguyên đất tỉnh Thái Bình và Nam Định

Chương 2 trình bày chi tiết kết quả phân tích hiện trạng tài nguyên đất và bối cảnh tự nhiên, kinh tế - xã hội của hai tỉnh. Về điều kiện tự nhiên, khu vực mang đặc trưng đồng bằng châu thổ sông Hồng với khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh, lượng bức xạ dồi dào và lượng mưa lớn tập trung theo mùa. Giai đoạn 2010 - 2020 ghi nhận sự chuyển dịch mạnh mẽ trong hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp: diện tích đất trồng lúa có xu hướng giảm do chuyển sang đất phi nông nghiệp (đô thị hóa, hạ tầng công nghiệp) và chuyển đổi nội bộ sang cây hàng năm khác hoặc nuôi trồng thủy sản.

Dưới góc độ BĐKH, hiện tượng xâm nhập mặn và ngập úng được định lượng chi tiết:

• Xâm nhập mặn: Ranh giới độ mặn 4‰ ăn sâu vào mạng lưới sông ngòi tự nhiên và sông đào. Tại Nam Định, mặn tiến sâu 50 km trên sông Ninh Cơ; 87% số xã thuộc 5 huyện ven biển có nguy cơ hiểm họa mặn S > 4‰. Tại Thái Bình, 26% số xã thuộc 3 huyện ven biển (Tiền Hải, Thái Thụy, Kiến Xương) chịu hiểm họa mặn tương tự.
• Ngập úng: Dưới kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng trung bình RCP4.5 đến năm 2050 (Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2020), diện tích đất ngập tại Thái Bình và Nam Định tăng thêm 1,6%, trong đó diện tích có mức ngập sâu 0,5 m tăng đột biến tới 197%.

Về phân loại thổ nhưỡng, dựa trên phân tích 157 mẫu đất đại diện (81 mẫu tại Thái Bình, 76 mẫu tại Nam Định), tài nguyên đất hai tỉnh được chia thành 4 nhóm đất chính:

1. Nhóm đất mặn: Phân bố chủ yếu ở dải ven biển ngoài đê và bãi triều (Tiền Hải, Thái Thụy, Giao Thủy, Hải Hậu, Nghĩa Hưng), chịu ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều.
2. Nhóm đất phèn: Phân bố tại các ô trũng, vùng cửa sông chịu ảnh hưởng của vật liệu sinh phèn.
3. Nhóm đất phù sa: Chiếm diện tích lớn nhất, phân bố chủ yếu trong vùng nội đồng được đê sông bao bọc, có độ phì tự nhiên từ trung bình đến khá nhưng không còn được bồi phù sa hàng năm.
4. Nhóm đất mòn trơ sỏi đá: Chiếm diện tích không đáng kể, xuất hiện cục bộ.

Các chỉ tiêu hóa học đất phân tích gồm pHKCl, thành phần cơ giới (TPCG), hàm lượng mùn (OM) và dung tích hấp thu (CEC) cung cấp bộ thông số chuẩn xác cho từng loại đất phục vụ bước xây dựng bản đồ ĐVĐĐ.

Chương 3: Đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định

Chương 3 là phần thực nghiệm trọng tâm của luận án. Tác giả lựa chọn 4 loại sử dụng đất (LUT) chính đại diện cho nền nông nghiệp khu vực: Đất chuyên trồng lúa nước; Đất trồng cây hàng năm khác; Đất trồng cây lâu năm; Đất nuôi trồng thủy sản.

Quá trình xây dựng bản đồ đơn vị đất đai (ĐVĐĐ) tỷ lệ 1:50.000 được thực hiện cho hai mốc thời gian: hiện trạng năm 2020 và dự báo năm 2050 theo kịch bản BĐKH RCP4.5. Các chỉ tiêu phân cấp bao gồm: loại đất, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, chế độ tưới, mức độ ngập úng và mức độ xâm nhập mặn. Việc lồng ghép hai chỉ tiêu động (ngập úng và xâm nhập mặn dự báo năm 2050) đã làm thay đổi cơ bản thuộc tính và số lượng các ĐVĐĐ giữa hai thời kỳ.

Trên cơ sở bảng phân cấp yêu cầu sinh thái của từng LUT đối với các đặc tính đất đai và khí hậu, mô hình tích hợp GIS - ALES tiến hành so sánh đối chiếu và phân hạng thích hợp đất đai thành các mức: S1 (Rất thích hợp), S2 (Thích hợp), S3 (Ít thích hợp) và N (Không thích hợp). Kết quả phân hạng năm 2020 và dự báo năm 2050 (được thể hiện qua hệ thống bản đồ chuyên đề và các bảng số liệu tổng hợp trong văn bản) phản ánh rõ nét xu hướng biến động:

• Đất trồng lúa và cây hàng năm khác: Diện tích rất thích hợp (S1) có xu hướng sụt giảm mạnh vào năm 2050 do tác động của xâm nhập mặn sâu hơn vào nội đồng và diện tích ngập úng mở rộng. Một phần diện tích đất lúa chuyển từ hạng S1 xuống S2, S3 hoặc chuyển hẳn sang N (không thích hợp).
• Đất nuôi trồng thủy sản: Ngược lại với cây trồng cạn, diện tích thích hợp (S1, S2) cho nuôi trồng thủy sản nước lợ và mặn có xu hướng mở rộng tại các vùng đất trũng ngập và vùng nhiễm mặn ven biển.

Chương 4: Định hướng sử dụng nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định

Chương 4 hiện thực hóa các kết quả đánh giá thích hợp đất đai thành phương án tổ chức không gian và các giải pháp kỹ thuật, chính sách cụ thể đến năm 2050:

• Phân vùng địa lý tự nhiên: Luận án phân chia lãnh thổ Thái Bình - Nam Định thành các vùng và tiểu vùng địa lý tự nhiên dựa trên sự phân hóa về địa mạo, nguồn gốc trầm tích và mức độ tác động của biển. Đây là cơ sở địa lý tổng hợp để định hướng cơ cấu sử dụng đất.
• Định hướng không gian sử dụng đất nông nghiệp đến năm 2050: Tác giả xây dựng phương án điều chuyển diện tích giữa các LUT cho từng đơn vị đất đai và từng tiểu vùng tự nhiên thích ứng với kịch bản RCP4.5. Định hướng không gian nhấn mạnh việc giữ ổn định vùng chuyên canh lúa chất lượng cao tại các vùng phù sa ngọt nội đồng ít nguy cơ ngập mặn; chuyển đổi linh hoạt đất trồng lúa năng suất thấp bị nhiễm mặn hoặc ngập úng sang cây hàng năm chịu hạn/mặn hoặc mô hình kết hợp lúa - cá; mở rộng không gian nuôi trồng thủy sản quy mô tập trung tại các tiểu vùng ven biển ngoài đê và vùng cửa sông.
• Hệ thống giải pháp đề xuất bao gồm 4 nhóm chính:
  1. Giải pháp ứng phó với ngập úng và xâm nhập mặn: Bảo vệ, phục hồi và phát triển diện tích rừng ngập mặn phòng hộ ven biển; củng cố hệ thống đê sông, đê biển; hiện đại hóa công trình thủy lợi điều tiết ngọt - mặn chủ động; áp dụng quy trình kỹ thuật rửa mặn, thau chua và cải tạo độ phì cho đất mặn, phèn.
  2. Giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng: Rà soát chuyển đổi đất lúa kém hiệu quả sang cây trồng có giá trị kinh tế cao; xây dựng các vùng chuyên canh hàng hóa tập trung gắn với chuỗi liên kết; chuyển đổi triệt để các diện tích trũng ven biển thường xuyên nhiễm mặn sang nuôi trồng thủy sản chuyên canh hoặc luân canh.
  3. Giải pháp về chính sách sử dụng đất: Nâng cao chất lượng lập quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất cấp tỉnh, huyện; quản lý nghiêm ngặt quỹ đất chuyên trồng lúa nước để bảo đảm an ninh lương thực; thực hiện chính sách dồn điền đổi thửa, tích tụ và tập trung đất đai nông nghiệp tạo điều kiện cơ giới hóa.
  4. Giải pháp khoa học - công nghệ: Đẩy mạnh nghiên cứu, tuyển chọn và chuyển giao các bộ giống cây trồng, vật nuôi có khả năng chống chịu sâu bệnh, chịu hạn, chịu mặn và ngập úng; áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm và quy trình canh tác nông nghiệp thông minh thích ứng khí hậu.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học cụ thể và đóng góp mới được khẳng định trong văn bản:

Đóng góp mới về mặt khoa học:

• Góp phần bổ sung cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu về sử dụng bền vững tài nguyên đất theo tiếp cận địa lý học tổng hợp.
• Làm phong phú thêm hướng nghiên cứu địa lý thổ nhưỡng ứng dụng trong công tác quy hoạch, khai thác hợp lý và bảo vệ tài nguyên đất trong điều kiện BĐKH thông qua việc chuẩn hóa quy trình tích hợp các chỉ tiêu dự báo động (ngập úng, xâm nhập mặn theo kịch bản RCP4.5) vào mô hình đánh giá thích hợp đất đai đa chỉ tiêu (GIS - ALES).

Đóng góp mới về mặt thực tiễn:

• Làm sáng tỏ biến động đặc tính và quy mô diện tích các đơn vị đất đai đến năm 2050 theo kịch bản BĐKH RCP4.5 tại hai tỉnh Thái Bình và Nam Định.
• Phân hạng chi tiết mức độ thích hợp đất đai cho 4 loại hình sử dụng đất nông nghiệp chính (lúa, cây hàng năm khác, cây lâu năm, thủy sản) trên hệ thống bản đồ kết quả tỷ lệ 1:50.000 cho hai thời điểm năm 2020 và năm 2050.
• Xây dựng bản đồ định hướng không gian và đề xuất hệ thống giải pháp sử dụng đất nông nghiệp bền vững, thích ứng BĐKH đến năm 2050 chi tiết theo các đơn vị đất đai và các tiểu vùng địa lý tự nhiên.
• Cung cấp nguồn cơ sở dữ liệu số và tài liệu khoa học trực tiếp hỗ trợ các cơ quan quản lý tại Thái Bình và Nam Định trong việc lập, điều chỉnh quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và xây dựng đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp thích ứng BĐKH.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

• Phạm vi khoa học của luận án chủ yếu tập trung đánh giá tác động của hai chỉ tiêu BĐKH điển hình là ngập úng và xâm nhập mặn theo một kịch bản chuẩn là RCP4.5 đến năm 2050. Các yếu tố khí hậu cực đoan khác như biến động nhiệt độ cục bộ, bão mạnh kết hợp triều cường đột biến chưa được mô hình hóa chi tiết trong cấu trúc của đơn vị đất đai.
• Do chu kỳ hình thành và thoái hóa đất tự nhiên diễn ra trong thời gian rất dài, các phương pháp hiện tại trên thế giới và trong nước chưa tách biệt hoàn toàn giữa tác động của biến đổi khí hậu dài hạn với tác động của nền nhiệt ẩm thông thường lên các tính chất vật lý, hóa học tầng sâu của phẫu diện đất.
• Dữ liệu đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội chủ yếu kế thừa từ các cuộc điều tra nông hộ (96 phiếu khảo sát), chưa bao quát toàn diện sự biến động phức tạp của giá cả thị trường và chuỗi giá trị nông sản trong dài hạn.

Hướng nghiên cứu tiếp:

• Cập nhật các kịch bản BĐKH mới nhất do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành, mở rộng mô phỏng theo kịch bản phát thải cao (RCP8.5) để dự báo giới hạn chịu tải cực đoan của tài nguyên đất.
• Thiết lập các điểm quan trắc thực địa cố định nhằm theo dõi dài hạn động thái biến đổi các chỉ tiêu hóa sinh đất (sự suy giảm các-bon hữu cơ, tốc độ tích lũy muối và phèn) dưới tác động của các biện pháp canh tác chuyển đổi.
• Đi sâu đánh giá thích hợp đất đai ở mức độ chi tiết hơn cho từng giống cây trồng đặc sản địa phương tại quy mô cấp xã và HTX nông nghiệp.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho nhiều nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên và giảng viên các chuyên ngành: Địa lý Tài nguyên, Địa lý Thổ nhưỡng, Quản lý đất đai, Khoa học Môi trường và Nông nghiệp sinh thái. Phần đáng tham khảo nhất là khung phương pháp tích hợp công nghệ GIS - ALES trong việc lồng ghép các chỉ tiêu khí hậu động vào xây dựng bản đồ đơn vị đất đai.
• Cán bộ kỹ thuật và quản lý tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hai tỉnh Thái Bình, Nam Định: Có thể khai thác trực tiếp bộ bản đồ phân hạng thích hợp đất đai tỷ lệ 1:50.000 và bảng điều chuyển không gian sử dụng đất đến năm 2050 để làm căn cứ lập Quy hoạch sử dụng đất cấp tỉnh thời kỳ mới.
• Các nhà hoạch định chính sách phát triển nông nghiệp vùng ĐBSH: Tham khảo các luận cứ khoa học về phân vùng địa lý tự nhiên và các giải pháp kỹ thuật cải tạo đất mặn, đất phèn nhằm định hình các chương trình tái cơ cấu cây trồng thích ứng BĐKH.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu nào để dự báo thích ứng đất đai đến năm 2050 và số liệu dự báo ngập úng ra sao?
Luận án sử dụng kịch bản BĐKH và nước biển dâng trung bình (RCP4.5) do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2020. Theo kịch bản này đến năm 2050, diện tích ngập úng tại Thái Bình và Nam Định tăng thêm 1,6%, đặc biệt diện tích có độ sâu ngập 0,5 m tăng mạnh tới 197%.

2. Bộ cơ sở dữ liệu mẫu đất thực tế phục vụ phân tích hóa lý trong luận án được thu thập với quy mô như thế nào?
Tác giả đã thu thập và phân tích tổng cộng 157 mẫu đất đại diện cho các loại đất điển hình của khu vực, bao gồm 81 mẫu tại Thái Bình (41 mẫu tầng phát sinh của 10 phẫu diện và 40 mẫu nông hóa tầng mặt) và 76 mẫu tại Nam Định (26 mẫu tầng phát sinh của 6 phẫu diện và 50 mẫu nông hóa tầng mặt).

3. Hai tác nhân biến đổi khí hậu nào được luận án xác định là ảnh hưởng điển hình nhất đến tài nguyên đất nông nghiệp khu vực nghiên cứu?
Luận án xác định ngập úng và xâm nhập mặn là 2 tác nhân điển hình nhất. Xâm nhập mặn với ranh giới nồng độ muối S > 4‰ đã lấn sâu tới 50 km trên sông Ninh Cơ, đe dọa 87% số xã ven biển Nam Định và 26% số xã ven biển Thái Bình; trong khi ngập úng do nước biển dâng đe dọa mở rộng diện tích đất ngập sâu nội đồng.

4. Bốn loại hình sử dụng đất (LUT) chính được lựa chọn để phân hạng thích hợp đất đai trong luận án gồm những loại nào?
Bốn LUT chính được lựa chọn đánh giá gồm: Đất chuyên trồng lúa nước; Đất trồng cây hàng năm khác; Đất trồng cây lâu năm; và Đất nuôi trồng thủy sản.

5. Luận án áp dụng hệ thống phân hạng thích hợp đất đai theo tiêu chuẩn nào và chia thành các cấp hạng ra sao?
Luận án áp dụng khung phân loại của Tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc (FAO) với 2 nhóm chính: Thích hợp (S) và Không thích hợp (N). Nhóm Thích hợp (S) được phân chia chi tiết thành 3 cấp: S1 (Rất thích hợp), S2 (Thích hợp), S3 (Ít thích hợp).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Hoàng Quốc Nam là công trình nghiên cứu hoàn chỉnh, thể hiện sự kết hợp chặt chẽ giữa lý luận địa lý thổ nhưỡng học và công nghệ không gian hiện đại trong đánh giá tài nguyên đất. Bằng việc phân tích thực nghiệm 157 mẫu đất và mô hình hóa tác động của kịch bản BĐKH RCP4.5 qua hệ thống GIS - ALES, luận án đã làm sáng tỏ biến động các đơn vị đất đai và mức độ thích hợp của 4 loại hình sử dụng đất chính tại Thái Bình và Nam Định đến năm 2050. Các bản đồ kết quả tỷ lệ 1:50.000 cùng hệ thống giải pháp định hướng không gian theo vùng địa lý tự nhiên cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu nông nghiệp bền vững tại dải đồng bằng ven biển Bắc Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu, đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu. Đặc điểm tài nguyên đất tỉnh Thái Bình và Nam Định. Đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định.

Đề xuất định hướng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp bền vững trong điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh Thái Bình và Nam Định. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI CHO SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1. Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài luận án 1. Tổng quan nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến đổi khí hậu trên thế giới 1.

Nghiên cứu đánh giá đất đai cho sản xuất nông nghiệp trên thế giới Trong sản xuất nông nghiệp (SXNN), đất đai là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế, mặc dù ngày nay nhờ tiến bộ của kỹ thuật, con người có thể canh tác trên các loại giá thể khác nhau. Nhu cầu về đánh giá đất đai (ĐGĐĐ) xuất phát từ nhu cầu ngày càng cao và áp lực lớn đối với tài nguyên đất vốn hữu hạn bằng nhiều loại SDĐ và cũng bởi vì dân số ngày càng tăng là mối đe dọa đến phương thức quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên một cách tối ưu. Vì vậy, ĐGĐĐ là hợp phần cốt lõi của công tác hoạch định không gian phát triển SXNN và được các nước hết sức coi trọng. Khoảng những năm 1950, sau quá trình điều tra, nghiên cứu cơ bản về đặc điểm tài nguyên đất, hướng tiếp cận tiếp theo là việc đánh giá khả năng khai thác của tài nguyên này phục vụ phát triển kinh tế - xã hội (KT-XH).

Điều quan trọng là tính bền vững trong sử dụng đất (SDĐ) có thể được thực hiện nếu đất đai được phân loại và sử dụng dựa trên khả năng của nó [7], do đó ĐGĐĐ là cơ sở hết sức quan trọng cho việc quản lý, sử dụng bền vững tài nguyên đất, nhất là trong điều kiện tác động của BĐKH hiện nay. Nhiều nước trên thế giới đã xây dựng được chương trình và phương pháp ĐGĐĐ riêng, xuất phát từ mục đích sử dụng và điều kiện đặc thù của lãnh thổ. Trong đó, có thể tổng hợp thành hai xu hướng cơ bản như sau: - Đánh giá mức độ thích hợp về tự nhiên của điều kiện đất đai: Xác định tiềm năng và mức độ thích hợp của các đơn vị đất đai cho những mục đích SDĐ cụ thể. - Đánh giá hiệu quả kinh tế của các loại sử dụng đất: Đánh giá về hiệu quả của từng loại sử dụng nhất định thông qua năng suất, chi phí lợi ích,… Theo đó, phương pháp sử dụng, hướng đánh giá mức độ phù hợp hay dự đoán tiềm năng sử dụng đất đai đã được phát triển theo ba hướng chính: - ĐGĐĐ định tính dựa trên việc mô tả và dự đoán các tính chất đất.

8 - ĐGĐĐ bán định lượng dựa trên các tham số để xác định đặc điểm, tính chất của đất đai. - ĐGĐĐ định lượng dựa trên cơ sở dữ liệu đầy đủ của các đơn vị đất đai với sự hỗ trợ đắc lực của các mô hình toán.