Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những thách thức sâu sắc đối với sự phát triển bền vững trên phạm vi toàn cầu cũng như tại Việt Nam. Trong nửa thế kỷ qua, nhiệt độ trung bình tại nước ta đã tăng từ 0,5 đến 0,7°C, mực nước biển dâng khoảng 20 cm và theo các kịch bản khí hậu, nhiệt độ có thể tăng thêm tới 3°C vào cuối thế kỷ 21. Nằm ở vị trí trung du miền núi cửa ngõ phía Tây Bắc của Thủ đô Hà Nội với diện tích tự nhiên 3.534,6 km², tỉnh Phú Thọ đang chịu áp lực nặng nề từ các hiện tượng thời tiết cực đoan. Điển hình trong năm 2016, địa bàn tỉnh đã ghi nhận 13 đợt lốc xoáy kèm mưa lớn cục bộ, 2 cơn bão lớn đổ bộ cùng 4 đợt lũ lịch sử trên sông Thao, gây tổn thất nghiêm trọng về tính mạng, tài sản và hệ thống công trình hạ tầng.

Bên cạnh đó, quá trình đô thị hóa nhanh chóng với tỷ lệ dân số đô thị tăng từ 14,17% năm 2011 lên 20,1% năm 2015 đã tạo nên sự thay đổi lớn về cơ cấu sử dụng đất và phân bố dân cư. Thực trạng đó đặt hệ thống 13 đô thị và các khu dân cư nông thôn tại 13 đơn vị hành chính cấp huyện trước nguy cơ phơi nhiễm và tổn thương nghiêm trọng. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc thông qua việc đánh giá toàn diện tính dễ bị tổn thương của hệ thống điểm dân cư trên địa bàn tỉnh Phú Thọ. Mục tiêu trọng tâm là phân vùng không gian tổn thương theo từng cấp độ, làm căn cứ định lượng giúp các nhà quản lý xây dựng chiến lược quy hoạch không gian, phòng chống thiên tai và định hướng đầu tư phát triển kinh tế - xã hội thích ứng bền vững với biến đổi khí hậu giai đoạn đến năm 2020 và tầm nhìn 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng khung lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương do Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC 2007) ban hành, kết hợp mô hình chỉ số tổn thương xã hội (SoVI) của Susan Cutter (2003) và bộ chỉ số tổn thương môi trường (EVI) của SOPAC (2014) với hơn 40 thông số kinh tế - môi trường. Theo đó, mức độ tổn thương (Vulnerability - V) được xem là một hàm số tổng hợp phụ thuộc vào ba biến thành phần cốt lõi: Độ phơi nhiễm (Exposure - E), Độ nhạy cảm (Sensitivity - S) và Năng lực thích ứng (Adaptive Capacity - AC).

Công thức tổng hợp chuẩn hóa được xác lập theo quan hệ: V = (E + S + (1 - AC)) / 3. Trong đó, bốn khái niệm then chốt được định nghĩa chặt chẽ:

  • Độ phơi nhiễm phản ánh mức độ tiếp xúc của hệ thống trước các hiện tượng thời tiết cực đoan như biên độ nhiệt, hạn hán và tần suất lũ lụt.
  • Độ nhạy cảm biểu thị trạng thái dễ bị tác động tiêu cực của các yếu tố dân sinh, mật độ dân số, tỷ lệ hộ nghèo và thiệt hại tài sản.
  • Năng lực thích ứng thể hiện khả năng ứng phó, khắc phục và thích nghi của cộng đồng thông qua trình độ hạ tầng kỹ thuật, nguồn lực tài chính và chất lượng lao động.
  • Tính dễ bị tổn thương là thước đo tổng hợp về nguy cơ suy thoái hoặc mất khả năng phục hồi của hệ thống đô thị và nông thôn trước các cú sốc khí hậu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn cơ sở dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn hơn 40 năm (giai đoạn 1970 - 2010 và cập nhật đến 2016) tại 3 trạm quan trắc tiêu biểu là Minh Đài, Phú Hộ và Việt Trì. Nguồn dữ liệu thứ cấp gồm Niên giám thống kê tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2011 - 2015, báo cáo thiệt hại thiên tai năm 2016 cùng các đồ án quy hoạch xây dựng vùng tỉnh.

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu toàn thể trên phạm vi không gian toàn tỉnh, bao phủ 100% gồm 13 đơn vị hành chính cấp huyện (1 thành phố, 1 thị xã và 11 huyện với 248 xã, 29 phường và thị trấn). Việc lựa chọn mẫu toàn bộ các đơn vị hành chính cấp huyện đảm bảo tính bao quát, phản ánh đầy đủ sự đa dạng về địa hình từ miền núi cao đến đồng bằng thung lũng ven sông, tránh sai số chọn mẫu và cung cấp bức tranh đối sánh hoàn chỉnh cho công tác quản lý quy hoạch cấp tỉnh.

Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn:

  • Phương pháp chuẩn hóa z-score thông qua phần mềm IBM SPSS Statistics 20: Công thức v' = (v - μ) / σ được sử dụng nhằm đưa toàn bộ các chỉ tiêu có đơn vị đo lường khác nhau (nhiệt độ, số người, tỷ lệ phần trăm, lượng mưa) về cùng một thang đo chuẩn hóa không thứ nguyên.
  • Phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process) của Thomas Saaty (1980): Sử dụng phần mềm AHP Online Calculator của BPMSG để thiết lập ma trận so sánh cặp với thang đo 9 bậc. Phương pháp này được lựa chọn vì tính ưu việt trong việc lượng hóa ý kiến chuyên gia, đồng thời kiểm soát tính nhất quán thông qua chỉ số CR <= 0,10, đảm bảo độ tin cậy toán học cao nhất cho các trọng số.
  • Phương pháp hệ thông tin địa lý (GIS) và bản đồ: Sử dụng phần mềm MapInfo 15.0 trên nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 để chồng xếp dữ liệu không gian, số hóa và trực quan hóa các cấp độ tổn thương trên toàn bộ lãnh thổ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, có sự phân hóa không gian sâu sắc về năng lực thích ứng và mức độ nhạy cảm giữa các đô thị trung tâm và khu vực ngoại vi. Thành phố Việt Trì (đô thị loại II với 141.468 dân cư đô thị, chiếm 66,3% dân số thành phố) và Thị xã Phú Thọ (đô thị loại IV với 30.324 dân đô thị, chiếm 40,18%) có chỉ số năng lực thích ứng (AC) cao nhất tỉnh. Điều này bắt nguồn từ hạ tầng cấp điện, cấp nước sạch đồng bộ và tỷ lệ đường kiên cố hóa đạt trên 90%. Tuy nhiên, độ nhạy cảm (S) tại các khu vực này cũng ở mức cao do mật độ dân cư tập trung đông đúc và quy mô tài sản kinh tế lớn.

Thứ hai, nhóm các huyện miền núi có tính dễ bị tổn thương (V) ở mức cao nhất toàn tỉnh, tập trung tại các huyện Tân Sơn, Thanh Sơn, Yên Lập và Hạ Hòa. Huyện Thanh Sơn là khu vực có lượng mưa trung bình năm lớn nhất tỉnh, vượt 2.000 mm/năm (tháng cao điểm mùa mưa đạt tới 423 mm), thường xuyên chịu lũ quét trên lưu vực sông Bứa và trượt lở đất sườn đồi cốt cao 200 - 500 m. Trong khi đó, năng lực thích ứng của các huyện này rất thấp do tỷ lệ lao động phi nông nghiệp chỉ đạt 27,4%, đời sống người dân vùng sâu còn khó khăn và mạng lưới hạ tầng phòng ngừa thiên tai còn thiếu thốn nghiêm trọng.

Thứ ba, sự hình thành các đô thị mới chưa đồng bộ hạ tầng làm gia tăng nhanh chóng độ tổn thương trước biến đổi khí hậu. Các thị trấn huyện lỵ mới như Lâm Thao (dân số đô thị 8.500 người, quy mô 105 ha), Hùng Sơn (dân số 10.200 người) hay Hưng Hóa (dân số 5.040 người) đều thiếu hệ thống thoát nước mưa hoàn chỉnh. Khi gặp các trận mưa dông trên 200 mm, nguy cơ ngập úng cục bộ tại các đô thị này tăng hơn 30% so với giai đoạn trước năm 2011, đe dọa trực tiếp đến đời sống sinh hoạt và giao thông huyết mạch.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự khác biệt về mức độ tổn thương bắt nguồn từ sự tương tác phức tạp giữa địa hình tự nhiên và mức độ phát triển kinh tế. Phú Thọ có địa hình dốc nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, mạng lưới sông lớn gồm sông Hồng, sông Lô, sông Đà có biên độ dao động mực nước mùa lũ lên tới 12,25 m. Mặc dù nền kinh tế tăng trưởng khá cao trong giai đoạn 2010 - 2015 đạt 8,16%/năm (cao hơn mức trung bình cả nước 1,46%), đưa tỷ trọng công nghiệp - xây dựng lên 40,0% vào năm 2015, nhưng việc đầu tư hạ tầng bảo vệ môi trường và chống ngập úng chưa theo kịp tốc độ phát triển.

Khi so sánh với các nghiên cứu quốc tế của Chang và cộng sự (2015) tại Đài Loan hay nghiên cứu của Giáo sư Mai Trọng Nhuận tại đới ven biển Việt Nam, kết quả nghiên cứu tại Phú Thọ củng cố vững chắc luận điểm: vùng có độ phơi nhiễm thiên tai cao chưa chắc đã có mức độ tổn thương lớn nhất nếu năng lực thích ứng tại chỗ được củng cố. Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua biểu đồ hình cột so sánh tương quan 3 chỉ số E, S, AC của 13 huyện, kết hợp cùng hệ thống bảng trọng số AHP và 4 bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:50.000 (bản đồ phơi nhiễm, nhạy cảm, năng lực thích ứng và mức độ tổn thương tổng hợp). Cách trình bày này giúp các nhà quy hoạch dễ dàng nhận diện ngay các điểm nóng rủi ro phân theo 3 cấp: thấp, trung bình và cao.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu mức độ tổn thương và nâng cao năng lực thích ứng cho hệ thống đô thị cùng khu dân cư nông thôn tỉnh Phú Thọ, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược sau:

Thứ nhất, kiên cố hóa và hiện đại hóa hệ thống hạ tầng tiêu thoát nước đô thị. Mục tiêu cụ thể là đạt tỷ lệ 85 - 90% hệ thống thoát nước mưa tách rời nước thải được bê tông hóa tại Thành phố Việt Trì, Thị xã Phú Thọ và thị trấn Phong Châu; đảm bảo khả năng tiêu thoát an toàn trước các đợt mưa lớn cực đoan với cường suất trên 250 mm/ngày, giảm 60% diện tích ngập úng đô thị. Lộ trình thực hiện trong giai đoạn 2018 - 2023, do Sở Xây dựng chủ trì phối hợp với Ủy ban nhân dân các thành phố, thị xã và huyện.

Thứ hai, quy hoạch sắp xếp và di dời các điểm dân cư nông thôn nằm trong vành đai rủi ro cao. Thực hiện rà soát, xây dựng các khu tái định cư tập trung an toàn nhằm di dời 100% các hộ dân sinh sống tại các sườn đồi dốc có nguy cơ sạt lở và ven các khe suối hay xảy ra lũ quét tại 4 huyện trọng điểm: Tân Sơn, Thanh Sơn, Yên Lập và Hạ Hòa. Lộ trình hoàn thành cơ bản trước năm 2022, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì phối hợp với Ủy ban nhân dân cấp huyện.

Thứ ba, nâng cao năng lực thích ứng xã hội và chuyển đổi sinh kế bền vững. Đặt mục tiêu nâng tỷ lệ lao động nông thôn qua đào tạo nghề từ mức 45% lên trên 65% vào năm 2025; nâng tỷ lệ dân số nông thôn được sử dụng nước sạch hợp vệ sinh lên 95%; đẩy mạnh mô hình nông lâm kết hợp, trồng rừng phòng hộ đầu nguồn trên diện tích 59,76% đất đỏ vàng feralit để giữ đất, giữ nước. Lộ trình thực hiện giai đoạn 2019 - 2025, do Sở Lao động - Thương binh và Xã hội, Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp triển khai.

Thứ tư, thể chế hóa việc tích hợp bản đồ tổn thương khí hậu vào quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội. Ban hành quy định bắt buộc 100% các đồ án quy hoạch chung đô thị, quy hoạch xây dựng nông thôn mới cấp huyện phải cập nhật dữ liệu phân vùng rủi ro khí hậu theo kịch bản phát thải trung bình RCP4.5. Lộ trình áp dụng từ năm 2020, do Sở Kế hoạch và Đầu tư phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là các cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách địa phương, bao gồm Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Xây dựng, Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Phú Thọ. Nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học để xây dựng Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu giai đoạn mới và thẩm định các đồ án quy hoạch không gian lãnh thổ.

Nhóm thứ hai là Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn các cấp từ tỉnh đến 13 huyện. Bộ dữ liệu phân vùng tổn thương chi tiết giúp cơ quan này lập kịch bản ứng phó khẩn cấp, bố trí nguồn lực cứu hộ và xây dựng phương án di dân chính xác khi xảy ra bão lũ trên lưu vực sông Thao, sông Đà, sông Lô.

Nhóm thứ ba là các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học thuộc các chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường, Biến đổi khí hậu, Địa lý kinh tế và Quy hoạch đô thị. Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận tích hợp SPSS, AHP và GIS trong đánh giá định lượng tổn thương môi trường.

Nhóm thứ tư là các tổ chức phi chính phủ, các nhà tài trợ quốc tế và doanh nghiệp phát triển hạ tầng. Khung đánh giá giúp các đơn vị này định vị chính xác địa bàn ưu tiên để giải ngân nguồn vốn tài trợ sinh kế, xây dựng công trình thích ứng khí hậu tại các vùng miền núi khó khăn.

Câu hỏi thường gặp

Khung đánh giá tổn thương theo chuẩn IPCC 2007 gồm những biến số nào? Khung lý thuyết IPCC xác định tính dễ bị tổn thương là hàm số của ba biến thành phần: độ phơi nhiễm (E), độ nhạy cảm (S) và năng lực thích ứng (AC). Trong luận văn, các biến này được tính toán dựa trên bộ chỉ thị gồm điều kiện thời tiết cực đoan, mật độ dân số, tỷ lệ hộ nghèo và hạ tầng kỹ thuật của 13 đơn vị cấp huyện.

Tại sao phương pháp phân tích thứ bậc AHP lại được lựa chọn để xác định trọng số? Phương pháp AHP của Saaty cho phép chuyển đổi các đánh giá định tính phức tạp thành các giá trị định lượng thông qua ma trận so sánh cặp 9 bậc. Điểm ưu việt là thuật toán có cơ chế kiểm tra tỷ số nhất quán CR <= 0,10, giúp loại bỏ hoàn toàn các sai lệch chủ quan của chuyên gia khi gán trọng số cho từng chỉ tiêu.

Khu vực nào tại tỉnh Phú Thọ chịu mức độ tổn thương khí hậu nghiêm trọng nhất? Các huyện miền núi gồm Tân Sơn, Thanh Sơn, Yên Lập và Hạ Hòa chịu mức tổn thương cao nhất. Nguyên nhân do lượng mưa cực đoan lớn (Thanh Sơn đạt trên 2.000 mm/năm), địa hình dốc 200 - 500 m dễ sinh lũ quét, trong khi tỷ lệ hộ nghèo còn cao và hạ tầng giao thông, thoát nước chưa được đầu tư đồng bộ.

Có sự khác biệt gì về tính dễ bị tổn thương giữa hệ thống đô thị và nông thôn? Đô thị như Thành phố Việt Trì có năng lực thích ứng cao nhờ hạ tầng hoàn thiện nhưng độ nhạy cảm lớn do tập trung 141.468 dân cư. Ngược lại, khu dân cư nông thôn có độ phơi nhiễm thiên tai rất cao và năng lực thích ứng thấp, dẫn đến mức độ tổn thương tổng thể trước thiên tai lớn hơn nhiều so với đô thị.

Làm thế nào để ứng dụng kết quả nghiên cứu của luận văn vào thực tế địa phương? Kết quả phân vùng tổn thương trên bản đồ GIS tỷ lệ 1:50.000 được chuyển giao trực tiếp cho Sở Xây dựng và Ủy ban nhân dân các huyện. Dữ liệu này giúp định hướng cấp phép xây dựng, tránh các vùng trũng ngập lũ, đồng thời ưu tiên phân bổ ngân sách cho các dự án đê kè, thoát nước trọng điểm.

Kết luận

  • Luận văn đã chuẩn hóa thành công quy trình đánh giá định lượng tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu bằng cách tích hợp hài hòa khung lý thuyết IPCC 2007, công cụ xử lý thống kê z-score trên SPSS 20, phương pháp gán trọng số AHP và công nghệ bản đồ GIS MapInfo 15.0.
  • Nghiên cứu đã lượng hóa chi tiết mức độ tổn thương cho toàn bộ 13 đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Phú Thọ, chỉ ra sự tương phản rõ rệt giữa năng lực thích ứng cao của vùng đô thị đồng bằng và mức độ phơi nhiễm rủi ro lớn tại vùng nông thôn miền núi.
  • Phân loại rõ nét 3 cấp độ tổn thương (thấp, trung bình, cao) trên bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:50.000, tạo lập nguồn cơ sở dữ liệu số hóa tin cậy phản ánh hiện trạng khí hậu, hạ tầng và dân sinh.
  • Đề xuất hệ thống 4 giải pháp toàn diện bao gồm nâng cấp tiêu thoát nước đô thị, di dời dân cư vùng nguy cơ cao, nâng cao năng lực thích ứng sinh kế và lồng ghép kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 vào quy hoạch tổng thể.
  • Đóng góp luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc, phục vụ trực tiếp cho các nhà hoạch định chính sách tỉnh Phú Thọ trong công tác quản lý tài nguyên, quy hoạch không gian bền vững giai đoạn 2020 - 2030.

Công trình là bước tiến quan trọng trong việc cụ thể hóa các nghiên cứu biến đổi khí hậu cấp địa phương. Trong thời gian tới, các cơ quan ban ngành cần tiếp tục hoàn thiện hệ thống quan trắc vi khí hậu tự động và triển khai thử nghiệm các mô hình sinh kế thích ứng tại 4 huyện miền núi trọng điểm. Để khai thác toàn diện các bảng tính trọng số và bộ bản đồ phân vùng rủi ro chi tiết, các nhà quản lý và nhà nghiên cứu có thể tiếp cận trọn vẹn tài liệu luận văn phục vụ công tác chuyên môn.