Nghiên cứu phát thải khí CH4 và N2O trong trồng trọt tại đồng bằng sông Hồng

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ LĨNH VỰC TRỒNG TRỌT

1.1. Tổng quan về phát thải khí nhà kính

1.2. Một số khái niệm

1.3. Nguyên nhân và các nguồn phát thải khí nhà kính

1.4. Hiện trạng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực trồng trọt

1.5. Cơ chế hình thành và giải phóng khí CH4 và N2O

1.6. Tổng quan về phương pháp quan trắc tính toán phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực trồng trọt

1.7. Phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa

1.8. Phát thải khí nhà kính từ canh tác cây trồng cạn hàng năm

1.9. Tổng quan về phương pháp mô hình hoá và phân tích không gian tính toán phát thải KNK trong lĩnh vực trồng trọt

1.10. Các mô hình tiềm năng có thể sử dụng tính toán phát thải khí nhà kính

1.11. Kết hợp sử dụng mô hình DNDC và phân tích không gian trong nghiên cứu phát thải khí nhà kính trên Thế giới

1.12. Kết hợp mô hình DNDC và phân tích không gian trong nghiên cứu phát thải khí nhà kính tại Việt Nam

1.13. Tổng quan hiện trạng các biện pháp canh tác giảm phát thải khí nhà kính tại vùng đồng bằng sông Hồng

1.14. Hiện trạng các biện pháp canh tác lúa giảm phát thải khí nhà kính

1.15. Hiện trạng các biện pháp canh tác cây trồng cạn hàng năm giảm phát thải khí nhà kính

1.16. Tổng quan vùng đồng bằng sông Hồng

1.17. Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên

1.18. Hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông Hồng

1.19. Tính chất đất vùng đồng bằng sông Hồng

1.20. TIỂU KẾT CHƯƠNG I

2. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC TRỒNG TRỌT TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

2.1. Trình tự các bước tiến hành nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.3. Phương pháp thu thập và tổng hợp số liệu

2.4. Phương pháp quan trắc, lấy mẫu và phân tích mẫu khí

2.5. Phương pháp lấy mẫu đất và phân tích mẫu đất

2.6. Phương pháp mô hình hóa sử dụng mô hình DNDC

2.7. Phương pháp phân tích không gian sử dụng hệ thống thông tin địa lý

2.8. Phương pháp xử lý số liệu

2.9. TIỂU KẾT CHƯƠNG II

3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ ĐẤT TRỒNG LÚA VÀ CÂY TRỒNG CẠN HÀNG NĂM TẠI VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

3.1. Đặc tính lý hóa của đất tại các điểm thí nghiệm

3.2. Phát thải CH4 và N2O từ đất trồng lúa và ngô tại các điểm thí nghiệm

3.3. Phát thải CH4 từ đất trồng lúa

3.4. Phát thải N2O từ đất trồng lúa

3.5. Diễn biến phát thải CH4 và N2O từ bốn loại đất chính trồng lúa

3.6. Phát thải N2O từ cây ngô trên đất phù sa sông Hồng

3.7. Đánh giá độ nhạy, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình DNDC phục vụ tính toán phát thải khí nhà kính

3.7.1. Độ nhạy của các thông số đối với phát thải CH4

3.7.2. Độ nhạy của các thông số đối với phát thải N2O

3.7.3. Hiệu chỉnh mô hình DNDC phục vụ tính toán phát thải KNK

3.7.4. Bộ thông số sau khi hiệu chỉnh mô hình DNDC

3.7.5. Kiểm định mô hình DNDC

3.8. Xây dựng bộ số liệu đầu vào cho mô hình

3.8.1. Số liệu khí tượng

3.8.2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất vùng Đồng bằng sông Hồng

3.8.3. Bản đồ đất vùng Đồng bằng sông Hồng

3.8.4. Bản đồ tổ hợp Khí tượng - Đất - Sử dụng đất

3.9. Phát thải khí nhà kính từ đất trồng lúa và cây trồng cạn hàng năm theo không gian

3.10. Phát thải khí nhà kính theo loại đất

3.11. Tiềm năng nóng lên toàn cầu

3.12. Bản đồ phát thải khí nhà kính từ đất trồng lúa và cây trồng cạn hàng năm vùng Đồng bằng sông Hồng

3.13. TIỂU KẾT CHƯƠNG III

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của luận án

Phát thải khí nhà kính (KNK) trong sản xuất nông nghiệp đã trở thành vấn đề toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam. Nông nghiệp là sinh kế chính của người dân, chiếm tỉ lệ lớn diện tích đất tự nhiên. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu tác động nặng nề của biến đổi khí hậu (BĐKH). Theo báo cáo năm 2014, phát thải từ ngành nông nghiệp chiếm 27,92% tổng lượng phát thải KNK quốc gia, trong đó CH4 từ canh tác lúa chiếm 49,4%. Mặc dù không nằm trong danh sách các quốc gia phải cắt giảm KNK, Việt Nam đã triển khai nhiều hoạt động ứng phó với BĐKH. Mô hình DNDC (DeNitrification-DeComposition) đã được ứng dụng để tính toán phát thải KNK từ các hệ sinh thái nông nghiệp. Luận án này nhằm xác định hiện trạng phát thải KNK trong lĩnh vực trồng trọt, từ đó đề xuất giải pháp giảm phát thải và xây dựng chiến lược phát triển xanh.

II. Mục tiêu của luận án

Luận án hướng đến các mục tiêu chính: xác định lượng phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa và cây trồng cạn hàng năm tại vùng đồng bằng sông Hồng; xây dựng bản đồ phát thải khí nhà kính cho các vùng trồng lúa và cây trồng cạn hàng năm theo điều kiện khí hậu và đất đai khác nhau. Việc xác định chính xác lượng phát thải KNK sẽ giúp quản lý nhà nước về giảm phát thải và ứng phó với BĐKH. Mục tiêu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn trong việc xây dựng các chính sách phát triển bền vững cho ngành nông nghiệp.

III. Đối tượng phạm vi và nội dung nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm cây lúa, cây ngô và các cây trồng cạn hàng năm, cùng với các loại đất chính như đất phù sa, đất xám, đất mặn, đất phèn tại vùng đồng bằng sông Hồng. Phạm vi nghiên cứu trải dài từ tháng 1/2016 đến tháng 10/2021, với các điểm quan trắc tại nhiều huyện thuộc Hà Nội và các tỉnh lân cận. Nội dung nghiên cứu bao gồm tổng quan các nghiên cứu về phát thải KNK, xây dựng phương pháp luận tính toán lượng khí CH4, N2O, và nghiên cứu thực trạng phát thải từ các điểm quan trắc. Các nội dung này sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho việc quản lý và giảm phát thải KNK trong nông nghiệp.

IV. Các luận điểm bảo vệ

Luận án bảo vệ ba luận điểm chính: (1) Phát thải khí nhà kính khác nhau theo không gian, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, loại đất, cây trồng và biện pháp canh tác; (2) Tốc độ phát thải khí nhà kính thay đổi theo thời gian và các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng; (3) Có thể tính toán chính xác phát thải khí nhà kính cho mọi điểm trong không gian khi có dữ liệu về khí hậu, thổ nhưỡng, cây trồng và các hoạt động canh tác. Những luận điểm này không chỉ khẳng định tính đa dạng của phát thải KNK mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thu thập dữ liệu thực địa.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận án có ý nghĩa khoa học lớn trong việc cung cấp dữ liệu và phương pháp nghiên cứu mới về phát thải KNK trong nông nghiệp. Việc áp dụng mô hình DNDC giúp tính toán chính xác phát thải KNK, từ đó hỗ trợ các nhà quản lý trong việc xây dựng chính sách giảm phát thải. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu nằm ở khả năng cung cấp thông tin cần thiết cho việc phát triển các biện pháp canh tác bền vững, góp phần vào chiến lược phát triển xanh của Việt Nam. Nghiên cứu này cũng có thể được áp dụng cho các vùng khác, mở rộng khả năng ứng dụng trong quản lý môi trường.

Nghiên cứu phát thải khí CH4 và N2O trong lĩnh vực trồng trọt vùng đồng bằng sông Hồng