CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA THAY ĐỔI THẢM PHỦ VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DÒNG CHẢY TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẢ Để đánh giá tác động của sự thay đổi thảm phủ đến dòng chảy trong điều kiện biến đổi khí hậu, Luận án cần giải quyết được hai mục tiêu chính: (1) Mô phỏng được sự thay đổi thảm phủ trong quá khứ và dự tính được thảm phủ trong tương lai; (2) Kết hợp cả hai kịch bản thảm phủ và kịch bản biến đổi khí hậu để đánh giá tác động đến tài nguyên nước, cụ thể trong nghiên cứu này sẽ đánh giá tác động đến dòng chảy bề mặt của lưu vực sông Cả. Do đó, mỗi chương trong Luận án cũng chia làm hai mục chính để trình bày rõ ràng cơ sở khoa học, phương pháp luận và kết quả giải quyết của từng mục tiêu. Chương 1 sẽ đưa ra một số khái niệm được sử dụng trong Luận án; tổng hợp các nghiên cứu đã có trong và ngoài nước về mô phỏng biến động thảm phủ, đánh giá tác động của sự thay đổi thảm phủ đến dòng chảy trong điều kiện biến đổi khí hậu, trong đó đi sâu vào dòng chảy bề mặt. Từ đó bước đầu đưa ra các đánh giá tổng quan hướng tới một phương pháp hiệu quả và khả thi có thể áp dụng được trong điều kiện các lưu vực khu vực Bắc Trung Bộ.
Một số khái niệm chung 1. Khái niệm về thảm phủ và sự thay đổi thảm phủ Có nhiều định nghĩa về thảm phủ (land cover): Thảm phủ là lớp thực bì của Trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó [106]. Thảm phủ là các quần thể thực vật phủ trên bề mặt Trái đất như một tấm thảm xanh [26]. Định nghĩa của tổ chức Nông Lương Liên Hợp quốc (United Nations Food and Agricultural Organization - FAO): thảm phủ là lớp vỏ vật lý sinh học quan sát được trên bề mặt Trái đất (“the observed biophysical cover on the Earth’s surface”) [68].
Định nghĩa này bao gồm tất cả những gì tồn tại trên bề mặt đất, như: thực vật, 10 nước, băng, thậm chí cả đá và đất trống, thêm vào đó là cả các lớp được tạo ra do hoạt động của con người như nông nghiệp và đô thị. Ngoài ra, thảm phủ (land cover) khác với sử dụng đất (land use), nhưng có một mối liên hệ chặt chẽ giữa thảm phủ và sử dụng đất. Hai thuật ngữ này trùng lặp ở một mức nhất định, nhưng có sự khác biệt quan trọng: Sử dụng đất là việc con người sử dụng bề mặt Trái đất. FAO định nghĩa sử dụng đất như sau: “sử dụng đất được đặc trưng bởi các sắp xếp, hoạt động và đầu vào mà con người thực hiện trong một loại thảm phủ nhất định để sản xuất, thay đổi hoặc duy trì nó”.
Ví dụ, trong thảm phủ mặt hồ được coi là nước tự nhiên, nhưng đối với sử dụng đất khi mặt hồ này được sử dụng làm thuỷ lợi thì lại được coi là nước dùng cho mục đích thủy lợi. Như vậy, sử dụng đất và thảm phủ sẽ cung cấp một cái nhìn toàn cảnh về một khu vực cụ thể cả về tự nhiên và sử dụng của lớp phủ bề mặt. Dữ liệu về độ che phủ đất ghi lại mức độ bao phủ của một khu vực được bao phủ bởi rừng, đất ngập nước, bề mặt không thấm nước, nông nghiệp cũng như các loại đất và nước khác. Sử dụng đất cho biết cách con người sử dụng cảnh quan - để phát triển, bảo tồn hay sử dụng hỗn hợp.
Điều quan trọng là phải phân biệt sự khác biệt này giữa thảm phủ và sử dụng đất, và thông tin có thể được xác định từ mỗi loại. Thay đổi thảm phủ đất biểu thị sự thay đổi các đặc điểm liên tục nhất định của đất như kiểu thực vật, tính chất của đất, v., trong khi thay đổi sử dụng đất bao gồm sự thay đổi cách thức sử dụng hoặc quản lý diện tích đất nhất định của con người. Các thay đổi này thường do tác động chủ yếu bởi phát triển kinh tế - xã hội. Các nguyên nhân tự nhiên cũng có thể dẫn đến thay đổi thảm phủ, nhưng sự can thiệp của con người sẽ chịu trách nhiệm chính tới việc thay đổi sử dụng đất.
Do đó, khi nói đến sự thay đổi thảm phủ một cách đầy đủ phải nhắc đến thay đổi thảm phủ và thay đổi sử dụng đất. Trong Luận án, khi nói đến sự thay đổi thảm phủ (land use/land cover change - LULC) sẽ bao gồm cả sự thay đổi thảm phủ (land cover change) và thay đổi sử dụng đất (land use change). Khái niệm về biến đổi khí hậu 11 Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của khí hậu trong một khoảng thời gian dài do tác động của các điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người. Biến đổi khí hậu hiện nay biểu hiện bởi sự nóng lên toàn cầu, mực nước biển dâng và gia tăng các hiện tượng khí tượng thủy văn cực đoan [5].
Biến đổi khí hậu vẫn luôn diễn ra trong một khoảng thời gian dài dưới tác động của các điều kiện tự nhiên, tuy nhiên thời gian gần đây, do tác động của các hoạt động của con người như việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong giao thông vận tải và sản xuất công nghiệp, phát thải khí nhà kính ra môi trường, khiến cho hệ thống khí hậu ấm hơn và xảy ra những thay đổi trên diện rộng và nhanh chóng hơn. Theo Báo cáo của Nhóm công tác I đóng góp cho Đánh giá lần thứ 6 của IPCC AR6 WGI, Trái đất sẽ ấm lên 1,5°C trong tất cả các kịch bản. Trong lộ trình phát thải tham vọng nhất, Trái đất sẽ nóng lên 1,5°C vào những năm 2030, và vượt quá mức 1,6°C, và nhiệt độ giảm trở lại xuống 1,4°C vào cuối thế kỷ này. Đối với Việt Nam, theo kịch bản RCP4.5, nhiệt độ trung bình năm tăng 1,9- 2,4oC ở phía Bắc và 1,5-1,9oC ở phía Nam, lượng mưa năm tăng phổ biến từ 10- 20%.
Nhiệt độ cực trị và lượng mưa cực trị cũng có xu thế tăng rõ rệt ở cả 2 kịch bản và càng về cuối thế kỷ càng tăng nhiều hơn. Rõ ràng, hệ thống khí hậu ấm lên và thay đổi sẽ dẫn tới các hiện tượng thời tiết cực đoan ngày càng gia tăng về tần suất và thường khó dự đoán. Thêm vào đó, hiện tượng băng tan và nước biển dâng cũng gây ra rất nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng đối với Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Tuy nhiên, hiện tại chưa có báo cáo nào có thể hoàn toàn đánh giá được toàn bộ các tác động của tất cả các yếu tố biến đổi khí hậu.
Do đó, trong khuôn khổ Luận án chỉ đánh giá tác động của hai yếu tố biến đổi khí hậu có ảnh hưởng lớn và dễ nhận thấy nhất đối với tài nguyên nước lưu vực sông Cả là: nhiệt độ và lượng mưa. Khái niệm về đánh giá tác động Trước hết, tác động được định nghĩa là: - Theo Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (Organization for Economic Cooperation and Development - OECD), tác động là các ảnh hưởng tiêu cực và tích 12 cực, chính và phụ, lâu dài do sự can thiệp phát triển tạo ra, trực tiếp hoặc gián tiếp, cố tình hoặc vô tình [89]. - Theo Roche, tác động là sự thay đổi lâu dài hoặc đáng kể - tích cực hay tiêu cực, dự định hay không - trong cuộc sống của con người do một hành động hoặc một chuỗi hành động mang lại [99]. Từ đó có thể định nghĩa đánh giá tác động là: - Đánh giá tác động đánh giá những thay đổi có thể do một can thiệp cụ thể, chẳng hạn như một dự án, chương trình hoặc chính sách, cả những dự định và lý tưởng là những thay đổi ngoài ý muốn [59].
- Đánh giá tác động bao gồm việc đánh giá những thay đổi dài hạn và/hoặc những thay đổi đáng kể mang lại thông qua một can thiệp hoặc một loạt các can thiệp [101]. Các loại đánh giá tác động chính bao gồm đánh giá toàn cầu (cấp độ toàn cầu), đánh giá tác động chính sách (cấp độ chính sách), đánh giá môi trường chiến lược (cấp độ chương trình và kế hoạch) và đánh giá tác động môi trường (cấp độ dự án). Đánh giá tác động cũng có thể tập trung vào các chủ đề cụ thể, chẳng hạn như đánh giá tác động xã hội và đánh giá tác động giới. Đánh giá tác động không phải là một công cụ hay phương pháp luận.
Thay vào đó, nó có thể được thực hiện thông qua nhiều công cụ, phương pháp luận và cách tiếp cận khác nhau - Xác định phạm vi (ví dụ: lập danh sách kiểm tra) - Phân tích định tính (ví dụ: chia nhóm trọng điểm) - Phân tích định lượng (ví dụ: đánh giá vòng đời, lập biểu dòng nguyên vật liệu, mô hình hóa) - Tổng hợp và so sánh các lựa chọn (ví dụ: phân tích chi phí - lợi ích) - Phân tích tính liên kết (ví dụ: đánh giá tác động về giới) - Tham gia và đóng góp ý kiến - Biểu diễn dữ liệu (ví dụ: GIS) - Giám sát và đánh giá (ví dụ: lập các chỉ số) 13 Trong Luận án, phương pháp đánh giá tác động là phân tích định lượng bằng cách kết hợp các phương pháp mô hình hoá, viễn thám, điều tra thực địa và đưa ra kết quả là dòng chảy mặt trong tương lai dưới các tác động của sự thay đổi thảm phủ và biến đổi khí hậu. Tổng quan lưu vực sông Cả Hệ thống sông Cả là hệ thống sông liên quốc gia bắt nguồn từ vùng núi cao hơn 2000m của tỉnh Xiêng Khoảng, Lào, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đổ ra biển tại cửa Hội, Việt Nam. Lưu vực sông Cả trải dài từ 18o15’50” đến 20o10’30” vĩ độ Bắc, và 103o45'20'' đến 105o15'20'' kinh độ Đông. Cửa ra của lưu vực tại vị trí 18o45'27" vĩ độ Bắc và 105o46'40" kinh độ Đông.
Điểm bắt đầu của lưu vực trong lãnh thổ Việt Nam tại 19o24'59'' vĩ độ Bắc và 104o04'12'' kinh độ Đông [30]. Hệ thống Lưu vực sông Cả Dòng chính của hệ thống sông Cả có chiều dài xấp xỉ 513 km, trong đó có 361 km nằm trong lãnh thổ Việt Nam. Dòng chính sông Cả chảy qua hầu hết các 14 khu vực phía Tây của tỉnh Nghệ An và được gọi là sông Cả. Tại huyện Anh Sơn, sông Cả nhận thêm dòng phụ là sông Hiếu.
Hạ lưu sông Cả là nơi hợp lưu với sông La chảy từ tỉnh Hà Tĩnh và từ đó đổ ra biển được gọi là sông Lam (Hình 1). Lưu vực sông Cả là một trong những lưu vực sông lớn của Việt Nam, có diện tích 27.
