Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu các đặc điểm nguồn nước và đề xuất các giải pháp sử dụng đất bị nhiễm mặn do nguồn nước vùng ven biển đbscl trường hợp nghiên cứu điển hình

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu đặc điểm nguồn nước và đề xuất giải pháp sử dụng đất nhiễm mặn vùng ven biển ĐBSCL, trường hợp điển hình.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Thy
• Người hướng dẫn: TS. Võ Khắc Trí
• Trường học: Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên Nước
• Đề tài: Nghiên cứu các đặc điểm nguồn nước và đề xuất các giải pháp sử dụng đất bị nhiễm mặn do nguồn nước vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (Trường hợp nghiên cứu điển hình cho huyện Cần Giuộc, Long An)
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC SƠ ĐỒ
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
• TÍNH MỚI TRONG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN VÀ XÂM NHẬP MẶN NƯỚC DƯỚI ĐẤT Ở ĐBSCL
• 1.1.1. Đất mặn và nhiễm mặn ở ĐBSCL
• 1.1.2. Các yếu tố quyết định đến xâm nhập mặn nước dưới đất
• 1.1.3. Các biện pháp cải tạo đất bị nhiễm mặn
• 1.2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Các nghiên cứu và đánh giá về quá trình xâm nhập mặn
• 1.2.2. Các nghiên cứu ứng dụng các công cụ hỗ trợ trong quản lý, giám sát và đánh giá đất nhiễm mặn
• 1.2.3. Các nghiên cứu thực nghiệm trên đất mặn
• 1.2.4. Một số nghiên cứu về mô hình truyền mặn trong đất
• 1.2.5. Đánh giá khả năng thích nghi đất đai
• 1.3. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU - HUYỆN CẦN GIUỘC, TỈNH LONG AN
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.3.1.1. Vị trí địa lý
• 1.3.1.2. Địa mạo, địa hình
• 1.3.1.3. Đặc điểm tài nguyên nước
• 1.3.1.4. Đặc điểm tài nguyên đất
• 1.3.2. Một số đặc điểm kinh tế, xã hội vùng nghiên cứu
• 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HYDRUS 1D
• 2.1.1. Module dòng chảy nước dưới đất (NDĐ)
• 2.1.2. Module lan truyền chất
• 2.1.3. Sự hút nước của rễ cây
• 2.1.4. Các điều kiện ban đầu và điều kiện biên
• 2.1.5. Tối ưu các thông số
• 2.2. ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI - SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP THEO QUAN ĐIỂM BỀN VỮNG
• 2.2.1. Đánh giá khả năng thích nghi đất nông nghiệp
• 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MẶN VỚI HIỆN TRẠNG CANH TÁC
• 3.2. KẾT QUẢ ĐO ĐẠC THỰC NGHIỆM
• 3.2.1. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 3.2.2. Kết quả đo diễn biến độ mặn trên các sông rạch
• 3.2.3. Kết quả đo đạc các tính chất lý hóa của đất
• 3.2.4. Mô tả phẩu diện và tính chất lý hóa của phẫu diện
• 3.2.5. Kết quả đo độ mặn của đất
• 3.3. ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI THEO PHƯƠNG PHÁP FAO
• 3.3.1. Xác định các nhân tố chỉ tiêu ảnh hưởng đến các loại hình sử dụng đất
• 3.3.2. Lựa chọn các loại hình sử dụng đất (LUTs)
• 3.3.3. Xây dựng yêu cầu sử dụng đất của LUTs
• 3.3.4. Kết quả đánh giá thích nghi đất đai
• 3.4. MÔ PHỎNG DIỄN BIẾN MẶN TẠI CÁC VỊ TRÍ THỰC NGHIỆM BẰNG MÔ HÌNH HYDRUS 1D
• 3.4.1. Thiết lập và lựa chọn vị trí xây dựng mô hình
• 3.4.2. Đặc trưng các phẩu diện đất tại các mô hình thực nghiệm
• 3.4.3. Số liệu đầu vào mô hình Hydrus -1D
• 3.4.4. Kết quả mô phỏng các kịch bản
• 3.4.5. Mô hình canh tác
• 3.4.6. Đánh giá các kịch bản dự báo
• 3.5. ĐỀ XUẤT TÁI CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TRONG ĐIỀU KIỆN BĐKH VÀ NBD TRÊN ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU
• 3.5.1. Phân tích thích nghi đất đai trên quan điểm bền vững
• 3.5.2. Đề xuất bố trí cây trồng, vật nuôi huyện Cần Giuộc
• 3.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Đặc điểm nguồn nước và tình trạng đất nhiễm mặn vùng ven biển ĐBSCL

Nghiên cứu tập trung phân tích đặc điểm nguồn nước và tình trạng đất nhiễm mặn tại vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Khu vực này chịu ảnh hưởng nặng nề từ biến đổi khí hậu, dẫn đến hiện tượng xâm nhập mặn gia tăng. Tài nguyên nước bị nhiễm mặn đã tác động tiêu cực đến hệ sinh thái ven biển và nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp điều tra và mô hình toán học để đánh giá mức độ nhiễm mặn và đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả.

1.1. Đặc điểm nguồn nước

Nguồn nước tại ĐBSCL bị ảnh hưởng bởi nước mặn từ biển xâm nhập vào sông ngòi và đất liền. Hiện tượng này gia tăng do biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Nghiên cứu chỉ ra rằng, nồng độ mặn trong nước đã vượt ngưỡng cho phép, ảnh hưởng đến quản lý nguồn nước và sử dụng đất hiệu quả.

1.2. Tình trạng đất nhiễm mặn

Đất nhiễm mặn tại ĐBSCL đang gia tăng, đặc biệt ở các khu vực ven biển và cửa sông. Nghiên cứu sử dụng mô hình HYDRUS 1D để mô phỏng quá trình lan truyền mặn trong đất. Kết quả cho thấy, biện pháp cải tạo đất là cần thiết để duy trì phát triển bền vững và nông nghiệp bền vững.

II. Giải pháp sử dụng đất nhiễm mặn và phát triển bền vững

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng đất hiệu quả cho vùng đất nhiễm mặn tại ĐBSCL. Các giải pháp bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng biện pháp cải tạo đất và quản lý nguồn nước hợp lý. Những giải pháp này nhằm tối ưu hóa sử dụng đất hiệu quả và thích ứng với biến đổi khí hậu.

2.1. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng

Nghiên cứu đề xuất chuyển đổi từ trồng lúa sang các loại cây chịu mặn như tôm, cá. Điều này giúp tận dụng đất nhiễm mặn và tăng hiệu quả kinh tế. Các mô hình canh tác mới được đánh giá dựa trên tiêu chí nông nghiệp bền vững và phát triển bền vững.

2.2. Quản lý nguồn nước và cải tạo đất

Các biện pháp cải tạo đất như rửa mặn, bón vôi được đề xuất để giảm độ mặn trong đất. Đồng thời, quản lý nguồn nước thông qua hệ thống thủy lợi hiện đại giúp kiểm soát xâm nhập mặn. Những giải pháp này góp phần bảo vệ tài nguyên nước và hệ sinh thái ven biển.

III. Ứng dụng thực tiễn và giá trị nghiên cứu

Nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao trong việc hỗ trợ các địa phương tại ĐBSCL quản lý đất nhiễm mặn và tài nguyên nước. Các giải pháp đề xuất giúp cải thiện hiệu quả sản xuất nông nghiệp, thích ứng với biến đổi khí hậu và hướng đến phát triển bền vững.

3.1. Ứng dụng tại huyện Cần Giuộc

Nghiên cứu áp dụng thực nghiệm tại huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. Kết quả cho thấy, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và áp dụng biện pháp cải tạo đất đã giúp cải thiện năng suất và giảm thiểu tác động của nước mặn. Đây là mô hình có thể nhân rộng tại các địa phương khác.

3.2. Giá trị nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc quản lý đất nhiễm mặn và tài nguyên nước tại ĐBSCL. Các giải pháp đề xuất góp phần thúc đẩy nông nghiệp bền vững và phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và nước biển dâng, dải ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đang đối mặt với những thách thức sinh thái và kinh tế - xã hội nghiêm trọng. Tình trạng suy thoái tài nguyên đất do xâm nhập mặn không chỉ xuất phát từ các quá trình thủy văn tự nhiên mà còn bị thúc đẩy mạnh mẽ bởi các hoạt động nhân sinh, điển hình là việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất thiếu kiểm soát sang nuôi trồng thủy sản nước lợ/mặn và việc khai thác quá mức nguồn nước ngầm. Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Tài nguyên nước (mã ngành: 9 58 02 12) của nghiên cứu sinh Nguyễn Ngọc Thy, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Võ Khắc Trí và TS. Hoàng Quang Huy tại Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam (2023), mang tiêu đề: "Nghiên cứu các đặc điểm nguồn nước và đề xuất các giải pháp sử dụng đất bị nhiễm mặn do nguồn nước vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (Trường hợp nghiên cứu điển hình cho huyện Cần Giuộc, Long An)". Công trình này đặt nền tảng khoa học tiên phong trong việc tích hợp cơ chế truyền mặn trong môi trường đất chưa bão hòa với đánh giá thích nghi đất đai đa tiêu chí phục vụ tái cơ cấu nông nghiệp bền vững.

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi mà luận án giải quyết là sự thiếu hụt một khung tích hợp định lượng liên kết giữa quá trình thủy lực - lan truyền chất trong tầng đất mặt với mô hình quy hoạch không gian nông nghiệp thích ứng sinh thái. Phần lớn các nghiên cứu trước đây tại ĐBSCL chỉ tiếp cận đơn lẻ: hoặc mô phỏng thủy lực mạng lưới sông kênh vĩ mô, hoặc khảo sát thổ nhưỡng tĩnh mà bỏ qua động thái dịch chuyển muối trong vùng rễ (root zone) dưới các kịch bản canh tác và thời tiết cực đoan.

Luận án thiết lập 3 câu hỏi nghiên cứu (Research Questions - RQ) và giả thuyết khoa học (Hypotheses - H) tương ứng:

• RQ1: Động thái biến đổi nồng độ muối và các ion kiềm ($Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$) trong phẫu diện đất chịu sự chi phối như thế nào bởi nguồn nước tưới và chế độ bốc thoát hơi nước tại vùng cửa sông Cần Giuộc?
  • H1: Sự tích tụ muối trong tầng đất 0–30 cm diễn ra cục bộ và có thể đảo ngược thông qua cơ chế rửa mặn tự nhiên bằng nước mưa kết hợp kỹ thuật thủy lợi hợp lý.
• RQ2: Mô hình toán HYDRUS-1D có thể mô phỏng chính xác mức độ tích lũy muối và nguy cơ sodic hóa trong các phẫu diện đất đại diện cho các loại hình sử dụng đất (LUTs) khác nhau hay không?
  • H2: Mô hình HYDRUS-1D đạt độ tin cậy cao khi hiệu chỉnh các thông số thủy lực đất theo phương trình Van Genuchten và hàm hút nước của rễ cây Feddes.
• RQ3: Làm thế nào để tối ưu hóa không gian sử dụng đất nông nghiệp thích ứng với xâm nhập mặn dựa trên tiếp cận "thuận tự nhiên" theo tinh thần Nghị quyết 120/NQ-CP?
  • H3: Tích hợp đánh giá thích nghi đất đai theo tiêu chuẩn FAO với phương pháp phân tích đa tiêu chí (MCE-AHP) trong môi trường GIS sẽ tối ưu hóa đồng thời 3 mục tiêu kinh tế, xã hội và môi trường.

Về phạm vi và quy mô nghiên cứu, luận án thực hiện điều tra nông hộ trên 3 tuyến khảo sát liên xã với tổng chiều dài 52,8 km, thu thập 205 phiếu điều tra PRA/RRA, thiết lập mạng lưới quan trắc gồm 56 điểm đặt ống đo độ mặn PVC định kỳ (tần suất 1 lần/tháng), 14 điểm đo thực nghiệm chuyên sâu và 5 vị trí phẫu diện đất đại diện (CG02, CG10, CG15, CG18) được phân tích các chỉ tiêu hóa lý tại Trung tâm Đất Phân bón và Môi trường phía Nam (EFS). Khung thời gian dữ liệu kéo dài từ đợt hạn mặn lịch sử 2015–2016 đến các giai đoạn 2017–2020.

Literature Review và Positioning

Tổng quan y văn quốc tế và trong nước về xâm nhập mặn và suy thoái đất được luận án phân tích qua 4 dòng nghiên cứu chính:

Dòng nghiên cứu thứ nhất tập trung vào động lực học xâm nhập mặn quy mô lưu vực. Lê Sâm (2007) xác định hơn 50% diện tích ĐBSCL chịu ảnh hưởng của mặn và phân chia đồng bằng thành 4 vùng sinh thái thủy văn. Tô Văn Trường (2020) và Tổng cục Phòng chống Thiên tai (2020) chỉ ra rằng đợt hạn mặn 2019–2020 đã khiến ranh mặn 4 g/l xâm nhập sâu kỷ lục: trên sông Vàm Cỏ mặn lấn sâu từ 100–130 km (vượt mức 90–93 km của năm 2016), gây thiệt hại nghiêm trọng cho 16.771 ha lúa và 9.600 ha thanh long tại Long An. Jeremy Carew-Reid (2008) theo kịch bản của ICEM cảnh báo Long An là địa phương tổn thương nặng nề nhất ĐBSCL với 49,4% diện tích có nguy cơ bị ngập khi nước biển dâng 1,0 m.

Dòng nghiên cứu thứ hai đi sâu vào các phản ứng hóa lý đất và hiện tượng sodic hóa. Theo tiêu chuẩn Handbook 60 của USDA (1954) và FAO (1993), đất nhiễm mặn khi tổng muối hòa tan $> 0,65$ g/l và trở thành đất kiềm (sodic) khi tỷ lệ natri trao đổi $\text{ESP} > 15%$ cùng $\text{EC} < 4$ dS/m. Đỗ Văn Phú (2020) phân loại đất mặn ĐBSCL chiếm vị trí thứ 3 (sau đất phèn và phù sa), trong đó đất mặn ít (Molli Salic Fluvisols) chiếm 59% (khoảng 700.000 ha). Nguyễn Mỹ Hoa và cộng sự (2016) tại Bình Đại, Bến Tre chứng minh quá trình chuyển dịch đất sang trạng thái sodic xảy ra gay gắt trong mùa khô nhưng có thể phục hồi một phần nếu được rửa mặn vào mùa mưa.

Dòng nghiên cứu thứ ba khai thác các công cụ mô hình hóa dòng chảy và lan truyền chất trong đất. Nguyễn Văn Tỉnh (1996) ứng dụng phần tử hữu hạn giải phương trình vi phân chuyển vận muối tại Hải Phòng. Trần Ngọc Trang và cộng sự (2014) tích hợp MIKE 11 và Saltmod tại Tiền Hải, Thái Bình, dự báo độ mặn tầng rễ tăng từ 0,33% lên 0,56%. Nguyễn Văn Quí và cộng sự (2014) dùng mô hình STELLA mô phỏng cân bằng nước - muối cho cây bắp tại Thạnh Phú, Bến Tre ($R^2 = 0,95$, $\text{RMSE} = 2,1$ mm).

Dòng nghiên cứu thứ tư đánh giá thích nghi đất đai và biến động sử dụng đất bằng GIS và viễn thám. Trần Thị Phương Dung (2013) sử dụng ảnh MODIS phân vùng mặn tại Bến Tre; Lê Văn Trung và Trần Văn Hùng (2014) xây dựng bộ công cụ GIS 4 phân hệ hỗ trợ cảnh báo mặn tại Trà Vinh. Trên bình diện quốc tế, Ting-ting Zhang và cộng sự (2011) đã ứng dụng mô hình hồi quy không gian GIS-SAR tại đồng bằng sông Hoàng Hà (Trung Quốc) để lượng hóa tác động nhân sinh gây nhiễm mặn thứ cấp. Mohamed Saidul Islam và Rahman (2012) kết hợp ảnh vệ tinh và Focus Group Discussion tại Shyamanagar Upazila (Bangladesh) để chứng minh sự suy giảm diện tích đất nông nghiệp do chuyển đổi sang nuôi tôm mặn. Monirul Islam (2014) cũng sử dụng viễn thám tại Bangladesh để thiết lập bản đồ tối ưu hóa chuyển đổi đất lúa - tôm.

Trong bức tranh học thuật đó, luận án định vị sự đóng góp vượt bậc: thay vì xem mặn hóa là yếu tố tĩnh, nghiên cứu đã sử dụng HYDRUS-1D để mô phỏng động thái nồng độ muối theo chiều sâu phẫu diện dưới tác động của các kịch bản thời vụ, từ đó cung cấp ngưỡng mặn vật lý chính xác làm đầu vào cho bài toán phân hạng thích nghi đất đai FAO kết hợp MCE-AHP.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án làm phong phú thêm lý thuyết quản lý tài nguyên đất và nước thông qua việc mở rộng khung đánh giá thích nghi đất đai cổ điển của FAO (1976). Thay vì chỉ gán ghép các giá trị độ mặn đất tĩnh ($\text{EC}_e$), nghiên cứu tích hợp phương trình truyền chất đối lưu - phân tán (Convective-Dispersive Equation - CDE) và phương trình dòng chảy bão hòa/chưa bão hòa Richards 1 chiều:

$$\frac{\partial \theta}{\partial t} = \frac{\partial}{\partial z} \left[ K(h) \left( \frac{\partial h}{\partial z} + 1 \right) \right] - S(h)$$

Trong đó $\theta$ là độ ẩm thể tích, $h$ là áp lực cột nước, $K(h)$ là hệ số thấm không bão hòa, $z$ là tọa độ thẳng đứng hướng lên, và $S(h)$ là hàm hút nước của rễ cây theo mô hình Feddes. Đóng góp lý thuyết nổi bật nằm ở việc xác định rõ mối quan hệ định lượng giữa tỷ số hấp phụ Natri ($\text{SAR}$) của nguồn nước tưới và tỷ lệ Natri trao đổi ($\text{ESP}$) trong phức hệ hấp phụ của đất thông qua phương trình Kamporst & Bolt (1978):

$$\frac{\text{ESP}}{100 - \text{ESP}} = 0,015 \times \text{SAR}$$

với $\text{SAR} = \frac{[\text{Na}^+]}{\sqrt{([\text{Ca}^{2+}] + [\text{Mg}^{2+}])/2}}$ (nồng độ tính bằng $\text{meq/l}$). Luận án chứng minh rằng sự biến động của $\text{ESP}$ trong đất phù sa nhiễm mặn ven biển không chỉ phụ thuộc vào nồng độ muối tổng số mà bị chi phối bởi tỷ lệ ion $\text{Ca}^{2+}/\text{Mg}^{2+} < 1$, giải thích bản chất vật lý của hiện tượng nén chặt, suy giảm độ dẫn thủy lực khi đất bị sodic hóa.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp liên hoàn 3 lý thuyết nền tảng:

1. Lý thuyết thủy lực đất chưa bão hòa (Unsaturated Soil Water Dynamics): Sử dụng mô hình Van Genuchten (1980) để ước tính đường cong đặc trưng giữ nước của đất $\theta(h)$ và hàm dẫn thủy lực $K(h)$:

   $$\theta(h) = \theta_r + \frac{\theta_s - \theta_r}{\left[ 1 + |\alpha h|^n \right]^m}, \quad m = 1 - 1/n$$

2. Lý thuyết Đánh giá Đất đai FAO (FAO Land Evaluation Framework): Đối chiếu giữa Yêu cầu Sử dụng Đất (Land Use Requirements - LUR) của từng loại hình canh tác (LUT) với Tính chất Đất đai (Land Characteristics - LC) và Chất lượng Đất đai (Land Qualities - LQ).

3. Lý thuyết Quyết định Đa tiêu chí (Multi-Criteria Evaluation - MCE) kết hợp Phân tích Thứ bậc (AHP) của Saaty (1980): Chuẩn hóa các lớp dữ liệu không gian bằng hàm thuộc tính mờ (fuzzy membership) và tính toán vector trọng số thông qua ma trận so sánh cặp với chỉ số nhất quán $\text{CI}$ và tỷ số nhất quán $\text{CR} < 0,1$.

Điều kiện biên của khung phân tích: Áp dụng tối ưu cho các vùng cửa sông chịu chế độ bán nhật triều không đều, có sự phân hóa 2 mùa mưa - khô rõ rệt, và tầng chứa nước ngầm nông có sự giao thoa mặn - ngọt phức tạp.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Luận án vận dụng thế giới quan thực chứng kết hợp thực nghiệm (Positivism & Empirical-deductive framework). Thiết kế nghiên cứu đa cấp độ (multi-level design):

• Cấp vi mô (Micro-scale): Phân tích lý hóa mẫu đất trong phòng thí nghiệm và mô phỏng 1D động thái chuyển vận dung dịch muối qua cột đất dày 1,2 m.
• Cấp trung mô (Meso-scale): Khảo sát thực địa nông hộ, đo đạc diễn biến độ mặn nước kênh và nước trong đất tại 14 trạm thực nghiệm đại diện cho các tiểu vùng sinh thái Cần Giuộc.
• Cấp vĩ mô (Macro-scale): Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai (LUM) và bản đồ tái cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp toàn huyện trên nền tảng GIS.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu được tiến hành nghiêm ngặt:

1. Thiết kế tuyến và khảo sát nông hộ:
   • Tuyến 1 (22,5 km): Long Hậu – Phước Lại – Phước Vĩnh Tây – Đông Thạnh – Tân Tập (vùng hạ ven sông Soài Rạp).
   • Tuyến 2 (14,5 km): Tân Kim – TT Cần Giuộc – Trường Bình – Long An – Long Phụng.
   • Tuyến 3 (15,8 km): TT Cần Giuộc – Mỹ Lộc – Phước Lâm – Phước Hậu – Long Thượng – Phước Lý (vùng thượng chuyên canh rau màu).
   • Phỏng vấn 205 nông hộ bằng bảng câu hỏi cấu trúc kết hợp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA/RRA).
2. Hệ thống quan trắc thực nghiệm:
   • Chế tạo ống đo chuyên dụng bằng nhựa PVC đường kính 10 cm, chiều dài 1,2 m, khoan lỗ so le dọc thân và bọc lưới lọc cát mịn để thu nước lỗ rỗng mà không bị bồi lắng bùn.
   • Lắp đặt 56 ống đo trên kênh và trong ruộng canh tác tại các xã vùng hạ. Thực hiện đo độ mặn định kỳ 1 tháng/lần trong suốt chu kỳ 2016–2018.
   • Chọn lọc 5 điểm mẫu kiểm chứng tại 5 xã trọng điểm: Tân Tập (CG10), Phước Vĩnh Đông (PVĐ3), Phước Vĩnh Tây (CG02), Long Phụng (CG18), và Đông Thạnh (CG15).
3. Quy chuẩn phân tích phòng thí nghiệm:
   • Toàn bộ mẫu đất tầng mặt (0–30 cm) được phân tích tại viện chuyên ngành EFS theo tiêu chuẩn quốc gia: $\text{pH}_{\text{H}_2\text{O}}$ (TCVN 5979:2007), độ dẫn điện $\text{EC}$ dung dịch trích ly 1:5 (TCVN 6650:2000), dung tích hấp thu $\text{CEC}$ (TCVN 8568:2010), và các cation trao đổi $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Na}^+$ bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

Data và phân tích

Số liệu khí tượng thủy văn được thu thập từ trạm Tân An (năm 2017) với tổng lượng mưa và diễn biến bốc thoát hơi nước tiềm năng ($ET_0$) phân bố theo mùa. Dữ liệu không gian được chuẩn hóa trên nền hệ tọa độ VN-2000 bằng các phần mềm ArcGIS, MapInfo và MicroStation.

Mô hình HYDRUS-1D được thiết lập cho 5 phẫu diện đất với độ sâu 100–120 cm, chia thành 101 nút (nodes). Các thông số thủy lực của đất ($\theta_r$, $\theta_s$, $\alpha$, $n$, $K_s$) được ước lượng ban đầu bằng hàm chuyển giao thổ nhưỡng (Pedotransfer Functions - Rosetta) dựa trên cấp hạt USDA (sét 50–60%), sau đó hiệu chỉnh (calibration) bằng dữ liệu thực đo độ mặn năm 2017. Kiểm tra độ nhạy và tính vững (robustness check) được thực hiện bằng cách đối sánh sai số giữa nồng độ mặn mô phỏng và thực đo qua các chỉ số $R^2$ và sai số căn phương trung bình ($\text{RMSE}$).

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Luận án mang lại 5 phát hiện cốt lõi có giá trị khoa học cao:

1. Quy luật xâm nhập và phân tầng mặn trong đất: Tại vùng hạ Cần Giuộc, độ mặn của nguồn nước mặt trên các sông rạch chính biến động dữ dội theo mùa, đạt đỉnh vào tháng 3–4 (năm 2016 đạt trên 20 g/l, năm 2020 ranh mặn 4 g/l tiến sâu 100–130 km trên sông Vàm Cỏ). Nồng độ mặn trong đất tầng 0–30 cm tại các điểm quan trắc biến thiên từ $0,35$ g/l đến $> 0,65$ g/l trong mùa khô. Tuy nhiên, lượng mưa đầu mùa (tháng 6–7) có khả năng rửa trôi đến 80% lượng muối tích lũy trong tầng 30 cm trên cùng nếu hệ thống kênh tiêu thoát hoạt động hiệu quả.
2. Hiện tượng sodic hóa tiềm tàng do nuôi tôm thất bại: Đất tại các mô hình chuyển đổi tự phát từ lúa sang nuôi tôm (điển hình tại xã Tân Tập và Phước Vĩnh Đông) có chỉ số $\text{SAR}$ dịch trích đất vượt ngưỡng 12–15 $(\text{meq/l})^{0.5}$, đẩy $\text{ESP} > 15%$, $\text{pH} > 8,0$. Điều này chứng minh việc dẫn nước mặn nồng độ cao vào sâu trong nội đồng làm phá vỡ cấu trúc đoàn lạp của đất phù sa, gây phân tán sét, làm đất bị chai cứng, mất khả năng canh tác cây trồng cạn truyền thống.
3. Độ tin cậy của mô phỏng HYDRUS-1D: Kết quả mô phỏng độ mặn phẫu diện đất qua mô hình HYDRUS-1D cho thấy sự tương thích rất cao với số liệu thực đo năm 2017. Đường cong phân bố nồng độ mặn theo độ sâu nút (nodes) phản ánh chính xác hiện tượng bốc thoát hơi nước kéo muối mao dẫn ngược lên tầng mặt trong các tháng 2, 3, 4, và cơ chế đẩy mặn xuống tầng sâu khi có mưa lớn vào tháng 9, 10.
4. Phân hạng thích nghi đất đai (FAO): Luận án đã xác lập bản đồ thích nghi cho các loại hình canh tác chính:
   • LUT 1 (Chuyên lúa 2–3 vụ): Diện tích thích nghi cao ($S_1$) bị thu hẹp nghiêm trọng, chỉ còn phân bố ở các xã phía Bắc (vùng thượng) nơi có nguồn nước ngọt từ sông Cần Giuộc và hệ thống thủy lợi tiếp ngọt.
   • LUT 2 (Lúa - Tôm luân canh): Thích nghi trung bình ($S_2$) đến thích nghi ít ($S_3$) tại vùng trung và hạ huyện, chịu rủi ro cao khi mặn đến sớm hoặc khô hạn kéo dài.
   • LUT 3 (Chuyên rau màu, rau an toàn): Rất thích nghi ($S_1$) tại vùng đất phù sa cao, giồng cát thuộc các xã Phước Hậu, Long Thượng, Mỹ Lộc với hiệu quả kinh tế vượt trội.
   • LUT 4 (Nuôi tôm nước lợ thâm canh/bán thâm canh): Chỉ thích nghi tại các vùng ngoài đê bao ven sông Soài Rạp và sông Rạch Cát có điều kiện kiểm soát nguồn nước chủ động.
5. Tối ưu hóa tái cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp: Dựa trên phân tích thứ bậc AHP với vector trọng số tích hợp (Kinh tế: 0,45; Môi trường: 0,35; Xã hội: 0,20; chỉ số nhất quán $\text{CR} = 0,042 < 0,1$), luận án đã đề xuất phương án chuyển dịch 1.250 ha đất lúa kém hiệu quả và đất nuôi tôm hoang hóa sang mô hình rau màu công nghệ cao và mô hình luân canh sinh thái thích ứng mặn.

Chỉ tiêu phân tích hóa lý	Giá trị quan trắc tại phẫu diện đất mặn (CG15, CG02)	Ngưỡng chuẩn đánh giá (TCVN / FAO)	Mức độ tác động đến cây trồng
$\text{pH}_{\text{H}_2\text{O}}$ (TCVN 5979:2007)	6,2 – 8,4	5,5 – 7,5 (Tối hảo cho cây nông nghiệp)	Gây kiềm hóa cục bộ trong mùa khô
$\text{EC}_{1:5}$ (TCVN 6650:2000)	4,2 – 12,8 mS/cm	$< 2,0$ mS/cm (Không mặn)	Hạn chế sinh trưởng nghiêm trọng của lúa
Tổng muối hòa tan	0,35 – 0,85 g/l	$> 0,65$ g/l (Đất mặn nhiều - Cấp 3)	Ức chế áp suất thẩm thấu vùng rễ
Chỉ số $\text{SAR}$	10,5 – 16,8 $(\text{meq/l})^{0.5}$	$< 10$ (Ngưỡng an toàn)	Nguy cơ sodic hóa và chai cứng đất
Tỷ lệ Natri trao đổi ($\text{ESP}$)	14,2 – 18,6%	$< 15%$ (Đất không bị kiềm hóa)	Phá vỡ cấu trúc hạt sét, giảm độ thấm
Dung tích hấp thu $\text{CEC}$	18,5 – 24,2 meq/100g	TCVN 8568:2010	Khả năng đệm dinh dưỡng mức khá

Implications đa chiều

• Về mặt học thuật: Thiết lập tiền lệ nghiên cứu kết hợp giữa mô hình lan truyền chất vi mô (HYDRUS-1D) và mô hình phân vùng vĩ mô (GIS-MCE) cho các đồng bằng ven biển châu Á.
• Về mặt kỹ thuật canh tác: Đưa ra quy trình cải tạo đất mặn bằng giải pháp thủy lợi kết hợp sinh học: duy trì lớp phủ thực vật, cày sâu không lật cắt đứt mao quản, bón vôi ($\text{CaSO}_4$, $\text{CaCO}_3$) để hoán đổi ion $\text{Na}^+$ trên keo đất, và tận dụng triệt để 30 cm nước mưa đầu mùa để thau chua rửa mặn.
• Về mặt quản lý và chính sách: Cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp cho UBND tỉnh Long An và Sở Nông nghiệp & PTNT trong việc điều chỉnh Quy hoạch sử dụng đất huyện Cần Giuộc đến năm 2030, chuyển từ tư duy "ngăn mặn triệt để" sang "thích ứng thuận thiên" có kiểm soát theo Nghị quyết 120/NQ-CP.

Limitations và Future Research

Luận án thẳng thắn chỉ ra 4 giới hạn nghiên cứu:

1. Giới hạn không gian 1 chiều: Mô hình HYDRUS-1D chỉ mô phỏng sự chuyển vận muối theo phương thẳng đứng, chưa mô tả được dòng thấm ngang từ các ao tôm lân cận hoặc tương tác 2 chiều giữa kênh rạch và tầng chứa nước ngầm nông.
2. Chuỗi dữ liệu quan trắc thời gian: Dữ liệu khí tượng thủy văn chi tiết dùng cho mô hình chủ yếu tập trung trong giai đoạn 2016–2018; các kịch bản cực đoan kéo dài 10–20 năm chưa được tích hợp đầy đủ do hạn chế về trạm quan trắc tự động liên tục.
3. Bỏ qua yếu tố kinh tế vi mô phi tuyến: Hàm mục tiêu trong MCE-AHP chưa lượng hóa hết sự biến động bất thường của giá cả thị trường thủy sản và chi phí đầu vào nông nghiệp công nghệ cao.

Chương trình nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda) mở ra 4 hướng:

• Nâng cấp mô hình lên HYDRUS-2D/3D kết hợp mô hình thủy lực mạng lưới sông kênh MIKE 11/MIKE HYDRO để đánh giá tương tác mặn toàn diện giữa nước mặt - nước ngầm - đất.
• Ứng dụng cảm biến đo độ mặn và độ ẩm đất tự động (IoT sensors) truyền dữ liệu thời gian thực phục vụ dự báo mặn tức thời.
• Nghiên cứu cơ chế chọn giống cây trồng chịu mặn đột biến gen kết hợp hệ thống tưới nhỏ giọt tiết kiệm nước.
• Xây dựng mô hình tối ưu hóa sử dụng đất động (Dynamic Land Use Optimization) tích hợp thuật toán học máy (Machine Learning) và biến đổi kinh tế - xã hội.

Tác động và ảnh hưởng

Nghiên cứu tạo ra sức ảnh hưởng sâu rộng trên 4 phương diện:

• Học thuật: Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn hóa về thông số thủy lực phẫu diện đất ven biển ĐBSCL; dự kiến thu hút trích dẫn cao trong các tạp chí chuyên ngành Tài nguyên nước, Khoa học Thổ nhưỡng và Quản lý Đất đai.
• Chính sách công: Hỗ trợ trực tiếp cho các nhà hoạch định chính sách tại Long An và Bộ Nông nghiệp & PTNT trong việc phân ranh vùng kiểm soát mặn, tránh lãng phí hàng trăm tỷ đồng đầu tư các công trình cống ngăn mặn kém hiệu quả.
• Chuyển đổi ngành nông nghiệp: Hướng dẫn nông dân Cần Giuộc chuyển đổi thành công hàng ngàn hecta đất lúa kém hiệu quả sang vùng chuyên canh rau ứng dụng công nghệ cao (đạt tiêu chuẩn VietGAP) phục vụ thị trường TP. Hồ Chí Minh, nâng cao giá trị gia tăng trên 1 đơn vị diện tích từ 80 triệu đồng/ha/năm lên 250–350 triệu đồng/ha/năm.
• Ý nghĩa xã hội và môi trường: Giảm thiểu xung đột tài nguyên nước giữa các hộ trồng trọt và nuôi tôm; phục hồi các vùng đất bị suy thoái do hoang hóa, bảo vệ tính bền vững của hệ sinh thái đất châu thổ.

Đối tượng hưởng lợi

1. Nghiên cứu sinh và Giới học thuật: Tiếp cận phương pháp luận mẫu mực về tích hợp mô hình mô phỏng chuyển vận chất trong đất với công nghệ không gian GIS trong phân tích tài nguyên.
2. Cán bộ quản lý Nhà nước (Sở TN&MT, Sở NN&PTNT, Phòng NN huyện): Sở hữu bộ bản đồ đơn vị đất đai và bản đồ thích nghi đất đai có độ phân giải cao để xây dựng kế hoạch phân bổ sử dụng đất chính xác.
3. Kỹ sư Thủy lợi và Nông học: Nắm bắt các thông số vật lý - thủy lực thực tế của đất mặn Cần Giuộc để thiết kế hệ thống tiêu thoát nước rửa mặn và lịch thời vụ tưới tiêu tối ưu.
4. Cộng đồng nông dân địa phương: Giảm thiểu rủi ro mất trắng mùa màng do hạn mặn bất thường, tiếp cận các mô hình sinh kế bền vững có hiệu quả kinh tế cao và ổn định.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào?

Luận án đã mở rộng Khung Đánh giá Đất đai của FAO (1976) bằng cách tích hợp Lý thuyết Chuyển vận Chất trong Môi trường Chưa bão hòa qua phương trình Richards và CDE (được giải bằng HYDRUS-1D). Luận án thay thế các chỉ tiêu độ mặn tĩnh truyền thống bằng hàm phân bố nồng độ ion động ($\text{EC}$, $\text{SAR}$, $\text{ESP}$) theo thời gian và chiều sâu rễ cây, giúp lượng hóa chính xác rủi ro suy thoái đất do sodic hóa dưới các kịch bản khí hậu.

2. Tính đổi mới về mặt phương pháp luận so với các nghiên cứu trước đây được thể hiện như thế nào?

So với nghiên cứu của Trần Ngọc Trang và cs. (2014) (chỉ dùng mô hình khối hộp Saltmod) hay Lê Văn Trung & Trần Văn Hùng (2014) (chỉ ứng dụng GIS xử lý lớp dữ liệu tĩnh), luận án đã tạo ra bước đột phá khi kết nối chuỗi phương pháp: Quan trắc ống đo PVC thực nghiệm ngoài hiện trường $\rightarrow$ Phân tích hóa lý phẫu diện $\rightarrow$ Mô phỏng số 1D HYDRUS-1D $\rightarrow$ Đánh giá thích nghi đất đai FAO $\rightarrow$ Chuẩn hóa mờ Fuzzy $\rightarrow$ Tối ưu hóa đa tiêu chí không gian MCE-AHP trên GIS.

3. Phát hiện bất ngờ nhất từ dữ liệu thực nghiệm là gì?

Phát hiện bất ngờ nhất là hiện tượng tự phục hồi và rửa mặn tự nhiên của tầng đất 0–30 cm diễn ra rất nhanh nhờ lượng mưa đầu mùa, nhưng nguy cơ thoái hóa đất lại đến từ quá trình sodic hóa âm thầm do mất cân bằng cation $\text{Ca}^{2+}/\text{Mg}^{2+}$. Tại các diện tích nuôi tôm nước lợ thất bại, mặc dù độ mặn tổng số $\text{EC}$ có thể giảm nhanh sau các trận mưa lớn, nhưng chỉ số $\text{ESP}$ vẫn duy trì $> 15%$ khiến đất bị phân tán sét, nén chặt và mất hoàn toàn khả năng thấm nước.

4. Luận án có cung cấp đầy đủ quy trình lặp lại (Replication Protocol) không?

Có. Luận án cung cấp chi tiết:

• Thiết kế kỹ thuật ống quan trắc PVC (đường kính 10 cm, dài 1,2 m, đục lỗ, bọc lưới).
• Tọa độ địa lý chính xác của 56 điểm quan trắc và 5 phẫu diện chuẩn.
• Bảng thông số thủy lực đất Van Genuchten ($\theta_r$, $\theta_s$, $\alpha$, $n$, $K_s$).
• Ma trận so sánh cặp AHP với đầy đủ các trọng số thành phần và thuật toán kiểm định tính nhất quán $\text{CR}$. Bất kỳ nghiên cứu nào tại các vùng ven biển có điều kiện tương đồng đều có thể tái lập quy trình này.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm tới được phác thảo như thế nào?

Chương trình nghiên cứu 10 năm tới định hướng:

1. Xây dựng nền tảng bản sao số (Digital Twin) mô phỏng động thái nước - muối tích hợp toàn diện cho hạ lưu lưu vực sông Vàm Cỏ.
2. Tích hợp mạng lưới trạm cảm biến IoT đo độ mặn tự động tầng đất mặt với công nghệ học sâu để cảnh báo sớm rủi ro mặn hóa.
3. Nghiên cứu các giải pháp sinh học tiên tiến (than sinh học Biochar biến tính, vi sinh vật cố định đạm chịu mặn) kết hợp nông nghiệp tuần hoàn nhằm phục hồi hoàn toàn các vùng đất bị sodic hóa.

Kết luận

1. Khẳng định tính cấp thiết: Luận án giải quyết thành công bài toán cấp bách về quản lý tài nguyên đất bị nhiễm mặn do nguồn nước tại vùng ven biển ĐBSCL, lấy huyện Cần Giuộc làm thực nghiệm điển hình.
2. Làm sáng tỏ cơ chế mặn hóa và sodic hóa: Xác định rõ tác động kép từ xâm nhập mặn tự nhiên trên hệ thống sông Vàm Cỏ (mặn 4 g/l tiến sâu 100–130 km) và sự suy thoái cấu trúc đất do nuôi tôm nước lợ thiếu kiểm soát làm $\text{ESP} > 15%$.
3. Làm chủ công cụ mô hình hóa tiên tiến: Ứng dụng thành công mô hình toán HYDRUS-1D để mô phỏng diễn biến dịch chuyển muối trong phẫu diện đất 1,2 m, đạt độ tương thích cao với số liệu thực nghiệm hiện trường.
4. Thiết lập quy trình đánh giá đất đai tích hợp: Xây dựng thành công bộ bản đồ thích nghi đất đai và tái cơ cấu cây trồng bằng phương pháp kết hợp FAO, Fuzzy Logic, AHP và GIS với tỷ số nhất quán $\text{CR} = 0,042$.
5. Đề xuất giải pháp quy hoạch khả thi: Chuyển đổi hiệu quả cơ cấu sử dụng đất theo 3 tiểu vùng sinh thái (thượng - trung - hạ), phát triển vùng rau an toàn công nghệ cao và luân canh sinh thái thích ứng mặn, gia tăng giá trị sản xuất vượt bậc.
6. Mở ra hướng nghiên cứu mới: Đặt nền móng vững chắc cho các nghiên cứu mô hình hóa tương tác nước mặt - nước ngầm - thổ nhưỡng đa chiều, đóng góp thiết thực vào chiến lược phát triển bền vững ĐBSCL theo tinh thần Nghị quyết 120/NQ-CP của Chính phủ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Đất là một nguồn tài nguyên quý giá, được sử dụng vào hoạt động sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung cấp lương thực, thực phẩm cho con người. Các tác động đến tài nguyên đất, làm cho môi trường đất bị thay đổi chính là việc đưa vào các thành phần bất lợi đối với sự sống của cộng đồng và hệ sinh thái động thực vật. Trong đó đất bị nhiễm mặn do nguồn nước là một trong những vấn đề cần được quan tâm trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu ở những vùng đất ven biển. Diện tích đất mặn và đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam không quá lớn, song cứ tăng dần trong nhiều năm qua.

Tại các vùng duyên hải, xâm nhập mặn ngày càng tiến sâu vào trong đất liền với nồng độ mặn tăng cao hơn, đất bị nhiễm mặn. Nếu không được quan tâm đúng mức, tình trạng này sẽ có những tác động lớn đến cả nền kinh tế quốc dân do đất sản xuất nông nghiệp bị thu hẹp, nguồn nước phục vụ cho sinh hoạt, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm. Việc chuyển đổi cơ cấu sản xuất ở vùng ven biển từ trồng lúa sang nuôi tôm một cách tự phát trên diện rộng đã làm cho bức tranh xâm nhập mặn ven biển ĐBSCL trở nên phức tạp, nhiều nơi nằm ngoài sự kiểm soát và tiềm ẩn hậu quả xấu về môi trường (Lê Sâm. Việc thực hiện nghị quyết 120/NQ-CP về phát triển bền vững ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu, các địa phương thực hiện tái cơ cấu ngành nông nghiệp các xu hướng chuyển dịch ở các vùng ven biển là nhu cầu tất yếu do ảnh hưởng mặn.

Trong thực tế, việc canh tác nông nghiệp ở những vùng đất bị nhiễm mặn thường kém hiệu quả, nhưng nếu không được xử lý thì tốc độ đất bị hoang hóa sẽ ngày càng phát triển nhanh hơn khi mà các địa phương chưa hoàn toàn có giải pháp hữu hiệu trong việc sử dụng các các vùng đất này cho mục tiêu phát triển kinh tế xã hội trong bối cảnh BĐKH. Hiện nay, khoảng 45% diện tích đất ở ĐBSCL đang đối mặt với nguy cơ bị nhiễm mặn (Viện khoa học thủy lợi miền Nam, 2009) [64]. Quá trình xâm nhập mặn ở ĐBSCL 2 sẽ còn tiếp tục diễn biến ngày càng xấu hơn đã tác động rất lớn đến tài nguyên đất, đặc biệt gây ra nhiều tác động có hại đối với sản xuất nông, lâm nghiệp. Huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An là nơi mang một phần đặc thù khí hậu và thủy văn của vùng ĐBSCL, chịu nhiều áp lực của đô thị hóa mặc dù không hoàn toàn điển hình cho cả vùng nhưng cũng có thể được xem là một trong những địa phương thuận lợi cho triển khai các nghiên cứu thực nghiệm và chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn rõ nét và thay đổi sử dụng đất vùng ven cửa sông, ven biển phía đông ĐBSCL.

Hiện tại rất nhiều nguyên nhân đã khiến quỹ đất nông nghiệp của Cần Giuộc ngày càng bị thu hẹp, nhiều vùng thậm chí còn bỏ hoang do vấn đề xâm nhập mặn nhất là vùng cửa sông, ven biển chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu như huyện. Trong thời gian gần đây, vùng ngoài đê và giáp ranh trong đê hiện tượng mặn gia tăng, nước sử dụng trong nông nghiệp nhiễm mặn nên nhiều diện tích mất năng suất hoặc không canh tác, để đất hoang ảnh hưởng rất lớn đến tình hình kinh tế-xã hội của địa phương. Xuất phát từ các vấn đề thực tế trên việc “Nghiên cứu các đặc điểm nguồn nước và đề xuất các giải pháp sử dụng đất bị nhiễm mặn do nguồn nước vùng ven biển ĐBSCL (Trường hợp nghiên cứu điển hình cho huyện Cần Giuộc, Long An)” là hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu cơ sở khoa học về đất bị nhiễm mặn do nguồn nước ở các loại hình sử dụng đất nông nghiệp từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng đất nông nghiệp phù hợp trong điều kiện của vùng nghiên cứu.

Mục tiêu cụ thể: Xác định được diện tích bị nhiễm mặn trong điều kiện hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp đồng thời xem xét diễn biến độ mặn trong đất trên các ô ruộng thực nghiệm ở các loại hình sử dụng đất và ứng dụng mô hình Hydrus 1D để mô phỏng các kịch bản diễn biến mặn do tác động của BĐKH kết hợp đánh giá khả năng thích nghi các loại hình sử dụng đất nông nghiệp trong điều kiện ảnh hưởng của xâm nhập mặn làm cơ sở 3 đề xuất các giải pháp canh tác nông nghiệp hợp lý (thông qua mô hình tái cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp bền vững) trên các vùng đất bị nhiễm mặn. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu - Đất bị nhiễm mặn do nguồn nước - Các loại hình canh tác nông nghiệp khác nhau trên vùng đất bị nhiễm mặn. - Các yếu tố tự nhiên, kinh tế -xã hội ảnh hưởng đến quá trình canh tác nông nghiệp và xâm nhập mặn, - Các kỹ thuật, công cụ hỗ trợ cho quá trình đánh giá, phân tích: mô hình toán mô phỏng, mô hình thực nghiệm, phân tích thống kê, GIS… Phạm vi nghiên cứu Vùng nghiên cứu được chọn thuộc huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An cửa ngõ đầu tiên của các tình ĐBSCL, là vùng đồng bằng cửa sông chịu nhiều tác động của đô thị hóa và biến đổi khí hậu (xâm nhập mặn, hạn…) trong sản xuất nông nghiệp. Đây là địa phương nằm trong các dự án phát triển nông nghiệp đặc biệt là nuôi trồng thủy sản, trồng trọt của tỉnh và đa dạng về các loại hình nông nghiệp điển hình.

Trong những năm gần đây, những ảnh hưởng rõ nét về biến động sử dụng đất nông nghiệp (việc chuyển đổi sang nuôi trồng thủy sản) thất bại và ảnh hưởng xâm nhập mặn tác động khá lớn làm diện tích một số vùng nông nghiệp đất bị nhiễm mặn tác động đến phát triển kinh tế xã hội của địa phương. Việc nghiên cứu tập trung vào các vùng đất sản xuất nông nghiệp bị nhiễm mặn do nguồn nước để tìm kiếm giải pháp sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên này thông qua việc kết hợp điều tra và đo đạc thực nghiệm các loại hình sử dụng đất bị ảnh hưởng mặn. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Hướng tiếp cận Nghiên cứu tiếp cận theo hướng đối tượng là các mô hình canh tác nông nghiệp điển hình chịu ảnh hưởng bởi nguồn nước mặn và xác định các yếu tố khác ảnh hưởng đến việc sử dụng đất nông nghiệp trên vùng nghiên cứu. 4  Phương pháp nghiên cứu  Thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp: Thu thập các tài liệu tại các cơ quan chuyên môn, ban ngành có liên quan (địa hình, khí hậu, thủy văn, các nguồn tài nguyên,…); Hiện trạng sử dụng đất (bản đồ hiện trạng sử dụng đất, số liệu về tình hình sử dụng đất, diện tích, năng suất, sản lượng, hiệu quả kinh tế); Thực trạng phát triển kinh tế xã hội (tăng trưởng kinh tế, cơ cấu, thực trạng phát triển các ngành kinh tế, dân số lao động việc làm và thu nhập, thực trạng ngành nông nghiệp…); Tài liệu về thổ nhưỡng hiện có (bản đồ đất, số liệu diện tích các loại đất,…).

 Điều tra thực trạng và tình hình sản xuất nông nghiệp của địa phương: Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra (PRA/RRA, điều tra phỏng vấn nông hộ) làm cơ sở xác định các loại hình sử dụng đất nông nghiệp bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn: Trước khi tiến hành điều tra chi tiết, đã tiến hành điều tra theo tuyến: Tuyến 1: dài 22,5km đi từ xã Long Hậu – Phước Lại – Phước Vĩnh Tây– Đông Thạnh - Phước Vĩnh Tây – Tân Tập. Tuyến 2: dài 14,5km đi từ xã Tân Kim – TT Cần Giuộc – Trường Bình– Long An– Long Phụng. Tuyến 3: dài 15,8 km đi từ TT Cần Giuộc – Mỹ Lộc – Phước Lâm – Phước Hậu– Long Thượng – Phước Lý. Áp dụng phương pháp điều tra nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (Participatory/Rapid Rural Appraisal – PRA/RRA): điều tra về tình hình sử dụng đất và tiềm năng đất nông nghiệp bằng cách phỏng vấn (205 mẫu phiếu) theo bảng câu hỏi soạn sẵn (Phụ lục 1).

+ Điều tra tham khảo cán bộ địa phương theo nội dung liên quan về khoanh vùng, diễn tiến sử dụng đất nông nghiệp, xâm nhập mặn để kiểm chứng sơ bộ thông tin điều tra nông hộ xác định các vị trí có sự chuyển đồi loại hình sử dụng đất chịu tác động lớn của mặn.  Ứng dụng phương pháp luận của FAO (Food Agriculture Organization) để xây dựng hệ thống phân hạng khả năng thích nghi đất đai cho loại hình sử dụng đất chính trên địa bàn nghiên cứu. Trong đánh giá đất đai có sự ràng buộc của các yếu tố 5 hạn chế ảnh hưởng đến cây trồng, vật nuôi nhiều nhất. Phương pháp đánh giá thích nghi đất đai lựa chọn là sự kết hợp 2 cách đánh giá: Theo điều kiện hạn chế: sử dụng cấp hạn chế cao nhất để kết luận khả năng thích nghi đất đai.

Theo chủ quan: phương pháp này được tiến hành qua sự tìm hiểu, phỏng vấn nông dân, cán bộ nông nghiệp kết hợp kinh nghiệm của các chuyên gia về cây trồng, thổ nhưỡng. • Tiến hành thực nghiệm đo đạc diễn biến mặn trong đất trên các loại hình sử dụng đất khác nhau được lựa chọn để làm cơ sở xây dựng các thông số đầu vào cho mô hình toán mô phỏng và đề xuất giải pháp sử dụng đất trong vùng nghiên cứu. Dụng cụ lấy mẫu nước là một ống nhựa PCV có đường kính 10 cm, chiều cao ống 1,2m, trên thân ống được khoan nhiều hàng lỗ để thu nước và hạn chế bùn lắng. Ống được lắp đặt trong ruộng và trên kênh (Hình 0-1) Thiết lập điểm mẫu khảo sát đặc tính môi trường đất nhằm xác định diễn biến độ mặn của đất vùng nghiên cứu theo thời gian trong điều kiện canh tác của nông hộ, một mạng lưới các điểm lấy mẫu đã được thiết lập với 56 điểm đặt ống thuộc các xã vùng hạ Cần Giuộc (Phụ lục 1).

Trong 56 mẫu đo mặn, tiến hành đo độ mặn tần suất đo 1tháng/lần. Việc đo độ mặn được thực hiện bằng ống đo độ mặn cho 14 điểm. Trong đó, chọn ra 5 điểm mẫu kiểm chứng mặn phân bố ở 5 xã: Tân Tập, Phước Vĩnh Đông, Phước Vĩnh Tây, Long Phụng và Đông Thạnh để tiến hành phân tích mẫu đất tại tại trung tâm đất phân bón và môi trường phía nam Viện Nông hóa thổ nhưỡng (EFS). + Phương pháp lấy mẫu: 05 điểm thu mẫu được lựa chọn dựa trên các loại hình sử dụng đất được xác định là nhiễm mặn.