Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang gia tăng áp lực nặng nề lên các hệ sinh thái và phương thức sinh kế nông nghiệp truyền thống, đặc biệt tại các quốc gia ven biển có tính dễ bị tổn thương cao như Việt Nam. Theo các báo cáo đánh giá rủi ro thảm họa của Liên Hợp Quốc, trong giai đoạn 2005 - 2014, trung bình mỗi năm Việt Nam hứng chịu khoảng 649 đợt thiên tai, trong đó thiệt hại do lũ lụt chiếm tỷ trọng lớn nhất với 58% tổng thiệt hại kinh tế ước tính 5,2 tỷ USD mỗi năm. Các kịch bản biến đổi khí hậu chỉ ra rằng đến năm 2100, nhiệt độ trung bình tại Việt Nam có thể tăng từ 2 đến 3 độ C, kéo theo sự gia tăng của các hiện tượng thời tiết cực đoan như mưa lớn cục bộ, ngập úng và khô hạn cục bộ.

Thị trấn Hòa Mạc thuộc huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam có tổng diện tích tự nhiên 184,26 ha, giữ vị trí trung tâm hành chính - kinh tế nhưng vẫn duy trì hoạt động sản xuất nông nghiệp với sản lượng lương thực đạt khoảng 850 tấn mỗi năm. Mặc dù sở hữu hệ thống đê sông Châu Giang vững chắc giúp ngăn ngừa lũ tràn từ thượng nguồn, địa phương này lại đối mặt với nguy cơ ngập úng cục bộ ngày càng phức tạp do các đợt mưa lớn có cường độ vượt quá năng lực tiêu thoát nội đồng. Thực trạng này đe dọa trực tiếp đến mục tiêu duy trì giá trị canh tác đạt từ 50 đến 70 triệu đồng/ha/năm và nguồn thu nhập của hàng trăm hộ nông dân.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường của tác giả Đặng Minh Quang tập trung đánh giá chuỗi dữ liệu khí tượng giai đoạn 1970 - 2017, phân tích nhận thức cộng đồng và khảo sát các phương thức thích ứng trong canh tác lúa và hoa màu tại địa phương. Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác lập cơ sở khoa học thực chứng để đề xuất các giải pháp nâng cao tính chủ động, giảm thiểu rủi ro kinh tế cho người dân trước diễn biến bất thường của thời tiết.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên khung lý thuyết đánh giá khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) và các định hướng chiến lược của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường (IMHEN). Khả năng thích ứng được định nghĩa là sự điều chỉnh của hệ thống tự nhiên hoặc xã hội nhằm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương, hạn chế thiệt hại hoặc tận dụng các cơ hội từ hoàn cảnh mới. Báo cáo đánh giá của IPCC phân loại 228 biện pháp thích ứng thành 8 nhóm hành động cốt lõi, trong đó luận văn tập trung vào 4 nhóm hành vi chủ đạo gồm: thay đổi nguy cơ bằng công trình, ngăn ngừa tác động bằng kỹ thuật canh tác, giáo dục thay đổi nhận thức cộng đồng và điều chỉnh cơ cấu mùa vụ.

Mô hình nghiên cứu lồng ghép 4 trụ cột chiến lược thích ứng nông nghiệp theo hướng dẫn của IMHEN, bao gồm: điều chỉnh cơ cấu giống và thời vụ, cải thiện hiệu quả hệ thống tưới tiêu nội đồng, tổ chức dự báo cảnh báo sớm rủi ro thiên tai và áp dụng các kỹ thuật canh tác tiên tiến. Ba khái niệm nền tảng được chuẩn hóa gồm: "Hiểm họa thiên tai mưa lụt" (xác định qua lượng mưa ngày vượt ngưỡng), "Tính dễ bị tổn thương" (mức độ nhạy cảm của các trà lúa và rau màu trước úng ngập) và "Thích ứng dựa vào cộng đồng" (sử dụng tri thức địa phương kết hợp hỗ trợ kỹ thuật để quản lý rủi ro).

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn kết hợp chặt chẽ giữa phân tích dữ liệu thứ cấp và điều tra thực địa sơ cấp. Nguồn dữ liệu thứ cấp bao gồm chuỗi số liệu khí tượng 48 năm (1970 - 2017) về nhiệt độ, số giờ nắng, lượng mưa tại trạm khí tượng Hà Nam, cùng các báo cáo kinh tế - xã hội giai đoạn 2010 - 2017 từ Ủy ban nhân dân thị trấn Hòa Mạc.

Về dữ liệu sơ cấp, tác giả triển khai điều tra bảng hỏi cấu trúc trên cỡ mẫu N = 30 hộ nông nghiệp, áp dụng phương pháp chọn mẫu khối ngẫu nhiên phân bổ đều tại 3 tiểu vùng đại diện (10 hộ/khu vực):

  • Khu A (xóm Yên Hòa và Bắc Hòa): Vùng đất ven sông Châu Giang, địa hình bằng phẳng, chuyên canh lúa hai vụ.
  • Khu B (phố Phú Hòa và phố Thịnh Hòa): Khu vực tiếp giáp trung tâm đô thị hóa, chịu áp lực tiêu thoát nước mặt.
  • Khu C (xóm Thái Hòa): Vùng trũng thấp, chuyên canh mô hình lúa - rau màu luân canh.

Đồng thời, nghiên cứu tổ chức 3 cuộc thảo luận nhóm tập trung (FGD) vào các ngày 8, 17 và 23 tháng 5 năm 2018 với sự tham gia của 4 - 5 đại diện mỗi nhóm có độ tuổi và kinh nghiệm sản xuất đa dạng. Các công cụ đánh giá có sự tham gia của cộng đồng (PRA) theo chuẩn ICRAF được áp dụng gồm: lập bảng dòng lịch sử thiên tai, xây dựng sơ đồ phân vùng ngập úng, thiết lập lịch thời vụ gắn với rủi ro thời tiết, sơ đồ Venn phân tích vai trò thể chế và phân tích ma trận điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội, thách thức (SWOT).

Toàn bộ dữ liệu được xử lý bằng phần mềm thống kê chuyên dụng. Phương pháp phân tích phương sai một chiều (One-way ANOVA) được lựa chọn nhằm kiểm định mức độ biến động có ý nghĩa thống kê của các yếu tố nhiệt độ và lượng mưa trong gần nửa thế kỷ, bảo đảm độ tin cậy khoa học cao cho các nhận định xu thế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích chuỗi số liệu khí tượng 1970 - 2017 cho thấy những chuyển dịch rõ rệt về khí hậu tại địa bàn nghiên cứu:

  • Nhiệt độ trung bình năm có xu hướng gia tăng đều đặn (trung bình đạt 23 - 24 độ C, mùa hè nhiệt độ tối cao vượt ngưỡng 35 - 40 độ C), trong khi tổng số giờ nắng có xu thế giảm nhẹ.
  • Lượng mưa bình quân hàng năm dao động quanh mức 1.500 mm nhưng phân bố cực kỳ bất đối xứng, với 70% đến 75% tổng lượng mưa tập trung trong các tháng từ tháng 7 đến tháng 11; các tháng cao điểm xuất hiện lượng mưa vượt trên 600 mm/tháng.
  • Nhận thức của người dân về biến đổi khí hậu ở mức khá cao: trên 80% số hộ được phỏng vấn nhận biết chính xác xu hướng gia tăng của các đợt mưa cực đoan và nhiệt độ bất thường.
  • 100% hộ dân tại Khu C (vùng trũng) ghi nhận tình trạng ngập úng cục bộ ảnh hưởng tiêu cực đến rau màu vụ đông và trà lúa mùa, trong khi Khu A ít chịu thiệt hại hơn nhờ địa hình cao ráo.
  • Nhờ người dân chủ động thay thế giống và bố trí lại lịch gieo cấy, năng suất lúa bình quân vẫn giữ ổn định ở mức 115 - 120 tạ/ha/năm, ngô đạt 200 - 250 kg/sào/vụ, nâng hệ số sử dụng đất nông nghiệp lên 2,8 lần.

Thảo luận kết quả

Diễn biến thiên tai tại Hòa Mạc mang tính đặc thù của vùng trũng đồng bằng sông Hồng. Ngập úng tại địa phương không xuất phát từ việc tràn đê sông Châu Giang mà bắt nguồn từ các trận mưa lớn tập trung (lượng mưa ngày R > 100 mm/ngày hoặc mưa vừa kéo dài liên tục trên 3 ngày với R > 20 mm/ngày) kết hợp với quá trình đô thị hóa làm thu hẹp không gian thấm nước tự nhiên (diện tích đất ở đạt 36,75 ha năm 2017).

Khi so sánh với các nghiên cứu khí hậu diện rộng của Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) và Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu (IMHEN), các phát hiện tại Hòa Mạc hoàn toàn trùng khớp với xu thế gia tăng lượng mưa ngày cực đoan tại đồng bằng Bắc Bộ (dự báo tăng tới 50% vào cuối thế kỷ 21).

Trên phương diện trình bày trực quan, các chuỗi số liệu 48 năm về nhiệt độ tối cao, tối thấp và số giờ nắng được thể hiện rõ ràng qua biểu đồ đường xu thế đa thời gian (XY Charts). Ma trận so sánh thiệt hại giữa 3 tiểu vùng A, B, C được mô hình hóa qua bảng tổng hợp tỷ lệ hao hụt năng suất, cho thấy rõ vùng canh tác chuyên màu chịu tổn thương cao hơn vùng chuyên lúa khoảng 15% đến 25% khi xảy ra mưa kéo dài trên 3 ngày. Sơ đồ Venn và bản đồ phân vùng ngập úng giúp trực quan hóa sự bất cập trong hệ thống kênh tiêu nội đồng và vai trò điều phối của Hợp tác xã Nông nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao năng lực ứng phó và bảo vệ sản xuất nông nghiệp bền vững tại thị trấn Hòa Mạc, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

  1. Nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống thủy lợi tiêu úng nội đồng: Ủy ban nhân dân thị trấn Hòa Mạc phối hợp cùng Hợp tác xã Nông nghiệp triển khai nạo vét, kiên cố hóa 100% hệ thống kênh mương chính; đầu tư bổ sung các trạm bơm dã chiến tại khu vực trũng xóm Thái Hòa (Khu C); mục tiêu rút ngắn thời gian tiêu thoát nước úng xuống dưới 24 giờ sau các trận mưa lớn trên 100 mm/ngày; lộ trình thực hiện từ năm 2019 đến năm 2022.
  2. Chuyển đổi cơ cấu giống cây trồng chịu ngập và rét: Trạm Khuyến nông huyện Duy Tiên chủ trì chuyển giao các giống lúa thuần chất lượng cao có thời gian sinh trưởng ngắn (100 - 115 ngày) và khả năng chịu ngập úng từ 5 đến 7 ngày; mở rộng cơ cấu cây rau màu ưa lạnh, chịu ẩm trong vụ đông; mục tiêu duy trì năng suất lúa trên 120 tạ/ha/năm và nâng tỷ lệ gieo cấy vụ đông trên đất hai lúa đạt 90% diện tích; giai đoạn thực hiện 2019 - 2021.
  3. Áp dụng đồng bộ các quy trình canh tác nông nghiệp tiên tiến: Hội Nông dân thị trấn hướng dẫn bà con kỹ thuật lên luống cao, vun gốc thoát nước, sử dụng bạt nilon hoặc rơm rạ che phủ mặt đất chống xói mòn và rửa trôi dinh dưỡng; ứng dụng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) sau ngập úng; mục tiêu giảm 20% đến 30% chi phí phân bón và thuốc bảo vệ thực vật bị thất thoát do mưa lũ; triển khai liên tục từ năm 2020 đến 2023.
  4. Xây dựng mạng lưới thông tin cảnh báo sớm dựa vào cộng đồng: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai địa phương thiết lập kênh dự báo thời tiết ngắn hạn qua hệ thống loa truyền thanh và tin nhắn di động trước các đợt mưa lớn từ 2 đến 3 ngày; tổ chức các lớp tập huấn kỹ năng quản lý rủi ro thiên tai cho 100% hộ dân nông nghiệp; thực hiện thường niên từ năm 2019.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật đa dạng cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Cán bộ quản lý nông nghiệp và môi trường cấp cơ sở: Các chuyên viên Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Duy Tiên, cán bộ địa chính - nông nghiệp thị trấn Hòa Mạc có thể sử dụng số liệu phân vùng ngập úng để lập quy hoạch sử dụng đất và kế hoạch phòng chống thiên tai giai đoạn trung hạn.
  2. Nhà nghiên cứu và học viên cao học ngành Khoa học Môi trường: Cung cấp bộ khung phương pháp luận kết hợp phân tích chuỗi thời gian khí tượng ANOVA với các công cụ điều tra xã hội học nông thôn (PRA, ICRAF) để tham khảo cho các đề tài biến đổi khí hậu tại vùng đồng bằng châu thổ.
  3. Ban quản trị Hợp tác xã và cán bộ khuyến nông: Sử dụng các dữ liệu về lịch thời vụ nông nghiệp gắn với rủi ro thiên tai để chỉ đạo khung lịch gieo cấy lúa xuân, lúa mùa và bố trí cây trồng vụ đông đạt giá trị kinh tế trên 50 triệu đồng/ha.
  4. Các tổ chức phi chính phủ và dự án phát triển nông thôn: Cung cấp bằng chứng thực địa về mô hình thích ứng dựa vào cộng đồng, phục vụ thiết kế các gói tài trợ kỹ thuật và nâng cao năng lực ứng phó biến đổi khí hậu cho nông dân nghèo.

Câu hỏi thường gặp

Biến đổi khí hậu tại thị trấn Hòa Mạc biểu hiện rõ nét nhất qua những chỉ số nào?

Chuỗi dữ liệu 48 năm (1970 - 2017) tại trạm khí tượng Hà Nam chứng minh nhiệt độ trung bình năm tăng đều, biên độ nhiệt mùa hè có ngày chạm ngưỡng 40 độ C, số giờ nắng suy giảm và lượng mưa phân bố lệch hẳn về các tháng từ tháng 7 đến tháng 11 (chiếm 70 - 75% lượng mưa cả năm).

Thiên tai mưa lớn ảnh hưởng như thế nào đến năng suất cây trồng tại Hòa Mạc?

Mưa lớn cục bộ trên 100 mm/ngày gây ngập úng rễ, phát sinh bệnh nghẹt rễ lúa và nấm hại rau màu. Tuy nhiên, nhờ người dân chủ động né tránh thời vụ bất lợi và thay đổi giống, năng suất lúa địa phương vẫn được bảo toàn ở mức 115 - 120 tạ/ha/năm.

Phương pháp chọn mẫu và phân tích dữ liệu trong luận văn được thực hiện ra sao?

Nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu khối ngẫu nhiên trên 30 hộ nông dân phân đều tại 3 tiểu vùng sinh thái canh tác khác nhau. Dữ liệu khí tượng 1970 - 2017 được kiểm định xu hướng bằng mô hình phân tích phương sai ANOVA một chiều trên phần mềm chuyên dụng để đảm bảo ý nghĩa thống kê.

Người dân Hòa Mạc đã áp dụng các biện pháp thích ứng phi công trình nào?

Bà con nông dân đã chủ động điều chỉnh lịch gieo cấy trà lúa sớm để thu hoạch trước mùa lũ, vun luống cao cho hoa màu, sử dụng rơm rạ che phủ bề mặt đất giữ ẩm và phòng trừ sâu bệnh kịp thời sau mỗi đợt mưa dài ngày.

Luận văn đưa ra những chỉ tiêu cụ thể nào để phân cấp nguy cơ mưa lụt?

Luận văn dựa trên quy chuẩn khí tượng để thiết lập 2 chỉ tiêu chính: lượng mưa ngày R > 100 mm/ngày (phân thành cấp nghiêm trọng, nguy cơ cao, trung bình) và đợt mưa vừa R > 20 mm/ngày kéo dài liên tục trên 3 ngày để đánh giá khả năng ngập úng nội đồng.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập bức tranh toàn diện về xu thế ấm lên toàn cầu và tính bất thường của lượng mưa tại thị trấn Hòa Mạc trong gần 5 thập kỷ (1970 - 2017).
  • Đánh giá chính xác mức độ nhạy cảm của 3 tiểu vùng nông nghiệp, chứng minh năng lực thích ứng của người dân giúp duy trì năng suất lúa 115 - 120 tạ/ha/năm và sản lượng 850 tấn lương thực/năm.
  • Đóng góp hệ thống cơ sở dữ liệu thực nghiệm kết hợp giữa phương pháp định lượng thống kê ANOVA và phương pháp định tính PRA trong phân tích thích ứng khí hậu cấp xã phường.
  • Xác định lộ trình hành động ưu tiên giai đoạn 2019 - 2023 tập trung vào hoàn thiện thủy lợi nội đồng, chuyển đổi bộ giống ngắn ngày chịu ngập và thiết lập mạng lưới cảnh báo sớm.
  • Kêu gọi sự chung tay đồng bộ giữa chính quyền cơ sở, Hợp tác xã và cộng đồng nông dân nhằm xây dựng nền nông nghiệp đô thị bền vững, sẵn sàng thích ứng chủ động trước các rủi ro thiên tai trong tương lai.