Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NGÀNH NÔNG NGHIỆP Ở TỈNH LAI CHÂU 1. Khái niệm khí hậu và các yếu tố khí hậu Khí hậu là nhân tố tự nhiên có vai trò rất quan trọng đối với thế giới sinh vật, đời sống, sản xuất và các lĩnh vực khác của con người.Koppen: “Khí hậu là trạng thái thời tiết trung bình và quá trình thời tiết nói chung ở một nơi”. Béc-Gơ định nghĩa khí hậu: “Trạng thái trung bình của hiện tượng khí tượng có thể ảnh hưởng đến thực vật, động vật, con người và các loại hình thổ nhưỡng; nên khí hậu là trạng thái trung bình của hiện tượng khí tượng”. Khí hậu trên Trái Đất, bất kì ở đâu và trong khoảng thời gian nào cũng đều được tạo thành bời ba yếu tố là: bức xạ - nhiệt độ, khí áp - hoàn lưu và bề mặt đệm.
Để giải thích cho đặc điểm khí hậu của từng khu vực và so sánh sự khác nhau giữa các khu vực, chúng ta cần xem xét sự ảnh hưởng của từng nhân tố tới khí hậu khu vực ấy và phân tích mối quan hệ qua lại giữa các nhân tố cùng tác động tới việc hình thành khí hậu. Trong thực tế khí hậu giữa các nơi rất khác nhau, thậm chí giữa những khu vực cùng chung vĩ độ địa lí, hoặc cách nhau không xa, chỉ một sống núi của dãy núi cao, dài, hoặc giữa chân núi và đỉnh núi. Khí hậu cũng rất khác nhau giữa những vùng có thực vật bao phủ và những vùng đất trống, giữa những bề mặt lạnh và nóng, giữa mặt đất liền và mặt đại dương. Sự khác nhau đó được tạo ra bởi các nhân tố hình thành khí hậu mỗi nơi mỗi khác: Vĩ độ địa lí khác nhau dẫn đến bức xạ khác nhau, chế độ hoàn lưu khác nhau, mặt đệm khác nhau (địa hình bề mặt đất, lục địa, đại dương, dòng biển nóng hay lạnh, lớp phủ thực vật,…).
Đặc điểm của các nhân tố địa lí này ảnh hưởng rất lớn đến trị số của các yếu tố khí hậu như: nhiệt độ, độ ẩm, lượng mây, lượng mưa, gió, nắng. 9 Vậy khi xét đặc điểm khí hậu ở một khu vực nào đó trên Trái Đất, việc đầu tiên là phải xem xét về đặc điểm địa lí tự nhiên khu vực ấy, từ đó mới có thể tìm được chính xác nguyên nhân hình thành khí hậu, mới có thể dự báo đúng và khai thác tài nguyên khí hậu đó một cách hợp lí. Những kết quả nghiên cứu khí hậu đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn của đời sống sản xuất, các hoạt động kinh tế và du lịch. Trong những năm nửa cuối của thế kỷ XX, song song với hướng nghiên cứu khí hậu lý thuyết đã xuất hiện nhiều hướng nghiên cứu mới thuộc phạm trù của khí hậu ứng dụng.
Khí hậu ứng dụng là một ngành khoa học nghiên cứu khí hậu trong mối quan hệ với một đối tượng cụ thể, làm rõ tác động tích cực và tiêu cực của khí hậu lên đối tượng nhằm đưa ra những giải pháp đúng đắn, hợp lí để tận dụng và nâng cao tính tích cực của khí hậu. Khí hậu ứng dụng có thể được phân chia theo các hướng cơ bản như: khí hậu nông nghiệp, khí hậu lâm nghiệp, khí hậu y học, khí hậu du lịch, khí hậu xây dựng, khí hậu giao thông vận tải, khí hậu quân sự. Nghiên cứu khí hậu ứng dụng vừa có ý nghĩa khoa học vừa có ý nghĩa thực tiễn. Một mặt nó tạo ra bước tiến lớn cho sự phát triển của ngành khí tượng và khí hậu học, mặt khác các kết quả của khí hậu ứng dụng đồng thời cũng thúc đẩy sự phát triển của các ngành kinh tế, các lĩnh vực sản xuất phụ thuộc vào khí hậu thời tiết, làm cho các ngành này đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
Khí hậu nông nghiệp Khí hậu (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió,…) có mối quan hệ đặc biệt chặt chẽ với các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Nó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng, vật nuôi. Những kiến thức về mối quan hệ giữa khí tượng và khí hậu với cây trồng đã được nghiên cứu và phát triển thành một ngành khoa học. Đó là khí hậu nông nghiệp.
Khí hậu nông nghiệp là khoa học nghiên cứu các điều kiện khí tượng, khí hậu,… đối với sản xuất nông nghiệp dưới tác dụng qua lại các điều kiện đó với các yếu tố và các quá trình sản xuất nông nghiệp. Biến đổi khí hậu 1. Khái niệm biến đổi khí hậu Có nhiều khái niệm về BĐKH như: Theo Công ước chung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu: “BĐKH là những ảnh hưởng có hại của khí hậu, là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khoẻ và phúc lợi con người”. Theo Uỷ ban liên chính phủ về BĐKH của Liên hợp quốc (IPPC) thì BĐKH được định nghĩa là: “Bất kỳ sự thay đổi nào của khí hậu so với thời gian do đa dạng tự nhiên hay nguyên nhân từ con người”.
Theo Công ước khung về BĐKH của Liên hợp quốc (UNFCCC) định nghĩa như sau: “BĐKH là sự thay đổi trực tiếp hay gián tiếp từ hoạt động con người làm thay đổi cấu thành của khí quyển Trái Đất mà cùng với BĐKH tự nhiên đã quan sát trong một thời kỳ nhất định” [1],[17]. Dù có rất nhiều cách hiểu và những định nghĩa khác nhau về BĐKH được đưa ra nhưng có thể hiểu một cách đơn giản nhất, BĐKH chính là sự thay đổi hoặc biến đổi của khí hậu theo chiều hướng tiêu cực. Khái quát chung về hiện tượng BĐKH trên thế giới và Việt Nam * Hiệu ứng nhà kính Khái niệm Hiệu ứng nhà kính là kết quả của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa Trái Đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển Trái Đất. Hiệu ứng nhà kính Trái Đất được mô phỏng như là hiện tượng năng lượng bức xạ của tia sáng Mặt Trời xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải 11 chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
Hiệu ứng này đã được sử dụng trong các nhà kính trồng cây nên được gọi là hiệu ứng nhà kính. Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Do sự gia tăng quá mức các khí nhà kính trong thành phần khí quyển Trái Đất. Các nguồn phát sinh khí nhà kính bao gồm nguyên nhân tự nhiên như cháy rừng, hoạt động núi lửa,. Nguyên nhân nhân tạo là do quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch phục vụ các ngành sản xuất, hoạt động giao thông, do cháy rừng nguồn gốc con người, gia tăng dân số.
Tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính là khí CO2 (50%), CH4 (13%), N2O (5%), hơi nước (3%); ngoài ra còn có CFC’s (24%), CO, NOx và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Hậu quả của hiệu ứng nhà kính - Làm tăng nhiệt độ của Trái Đất. Sự tăng nhiệt độ diễn ra không đồng đều tại các khu vực trên Trái Đất: ở khu vực vĩ độ thấp (xích đạo, nhiệt đới) tốc độ tăng của nhiệt độ thấp hơn so với trị số tăng trung bình của Trái Đất và thấp hơn nhiều so với ở các khu vực vĩ độ cao (ôn đới, cực). - Sự dâng cao mực nước biển do nhiệt độ tăng làm băng tan nhanh và đại dương ấm dần sẽ làm nước nở ra, thể tích nước tăng lên.
Mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới: một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía đông của Nam Mĩ, khu vực ven biển Scandinavi, phía đông Thái Bình Dương; khu vực có mực nước biển dâng nhanh như ở phía tây Thái Bình Dương và phía đông Ấn Độ Dương. - Động vật bị thay đổi nhịp sinh học. Hiệu ứng nhà kính đã làm cho thực vật nở hoa sớm hơn nên mùa xuân bắt đầu sớm hơn. Một số loài động vật sẽ không kịp sinh con vào thời gian mà lượng thức ăn dồi dào.
Chỉ có những loài điều chỉnh được nhịp sinh học tương ứng với sự phát triển của thực vật mới có khả năng tồn tại và phát triển. - Thực vật bùng nổ ở Bắc cực. Dưới tác động của BĐKH băng tan chảy sớm hơn vào mùa xuân, dẫn đến các loài thực vật phát triển hơn. Cây cối ở Bắc 12 Cực thường bị vùi dưới băng quanh năm nhưng do tác động của BĐKH đã phát triển mạnh hơn.
- Nhiều công trình biến dạng do ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính (do lớp băng vĩnh cửu bên dưới bề mặt Trái Đất bị mất đi). Nhiều công trình xây dựng như: đường bộ, đường sắt, đường cao tốc, nhà cửa cùng nhiều công trình xây dựng khác bị biến dạng do hiện tượng co rút của mặt đất đã tạo ra nhiều vết nứt. Ngoài ra, sự tan chảy lớp băng trên đỉnh núi có thể làm làm chiều cao của các đỉnh núi bị giảm đi. - Cháy rừng xảy ra thường xuyên hơn do nhiệt độ Trái Đất ngày càng tăng lên.
Sự thất thường của khí hậu làm gia tăng số hiện tượng cháy rừng trên thế giới. - Tác động đến sức khoẻ con người: Việc gia tăng nhanh lượng CO2 trong khí quyển đã làm cho thực vật sớm nở hoa và tạo ra nhiều phấn hơn. Đây là một trong những tác nhân làm gia tăng các bệnh về hô hấp trong thời gian vài thập kỷ qua. Số người mắc các bệnh dị ứng theo mùa và hen suyễn ngày càng tăng lên.
- Sự ấm lên của Trái Đất đã làm gia tăng các thời tiết cực đoan, tác động đến năng suất của các hệ sinh thái, từ đó ảnh hưởng đến ngành nông nghiệp. * Mưa axít Khái niệm: Mưa axít là hiện tượng nồng độ pH trong nước mưa nhỏ hơn 5,6. Nguyên nhân Nguyên nhân của hiện tượng mưa axít là do sự gia tăng lượng oxít lưu huỳnh và nitơ ở trong khí quyển (chủ yếu có nguồn gốc nhân tạo). Hoạt động sản xuất công nghiệp (nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện kim, nhà máy lọc dầu và một số nhà máy sản xuất khác khi đốt nhiên liệu,.) và hoạt động giao thông đã thải khí SO2 vào khí quyển.