Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những thách thức sâu sắc đối với hệ sinh thái và sự ổn định kinh tế - xã hội tại các vùng núi phía Bắc Việt Nam. Giai đoạn 1991 – 2012 chứng kiến nhiều biến động cực đoan tại huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang – khu vực vốn được định vị là vùng có lượng mưa hàng năm lớn với vũ lượng bình quân 4.665 mm/năm. Tuy nhiên, sự phân hóa thời tiết ngày càng phức tạp khi tổng lượng mưa năm dao động từ mức kỷ lục 6.184,7 mm (năm 1999) xuống mức thấp 2.158,2 mm (năm 2012), phản ánh biên độ biến động sâu sắc của khí hậu địa phương.

Vấn đề nghiên cứu then chốt xuất phát từ tính dễ bị tổn thương cao của huyện Bắc Quang – nơi có 84,39% dân số sinh sống tại khu vực nông thôn và 93% lực lượng lao động (tương đương 43.485 người) tham gia trực tiếp vào khối ngành nông - lâm nghiệp. Mức thu nhập bình quân đầu người năm 2012 mới đạt khoảng 10,4 triệu đồng/người/năm, khiến năng lực thích ứng tự thân của cộng đồng dân tộc thiểu số còn nhiều hạn chế trước các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ quét, lũ ống, trượt sạt lở đất và rét đậm kéo dài.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là thiết lập cơ sở khoa học vững chắc thông qua việc phân tích chuỗi số liệu khí tượng thực đo giai đoạn 1991 – 2012, đánh giá toàn diện các tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất, tài nguyên nước, sinh thái rừng và sinh kế cộng đồng; từ đó dự báo diễn biến và đề xuất hệ thống giải pháp ứng phó đồng bộ đến năm 2020.

Phạm vi nghiên cứu bao phủ toàn bộ địa giới hành chính gồm 23 xã, thị trấn của huyện Bắc Quang với tọa độ địa lý từ 104°43’ đến 105°07’ kinh độ Đông và 22°10’ đến 22°36’ vĩ độ Bắc. Công trình có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, trực tiếp đóng góp các căn cứ định lượng phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất, điều chỉnh cơ cấu cây trồng và nâng cao hiệu quả quản trị rủi ro thiên tai cho chính quyền địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng khung phân tích nguyên nhân - hệ quả DPSIR (Động lực - Áp lực - Hiện trạng - Tác động - Đáp ứng) do Cơ quan Môi trường Châu Âu (EEA) ban hành năm 1999. Khung DPSIR cho phép thiết lập ma trận tương tác đa chiều: Động lực phát triển kinh tế (tăng trưởng sản xuất bình quân 11,56%/năm, áp lực dân số 105.828 người) tạo ra Áp lực lên môi trường tự nhiên; kết hợp với Hiện trạng biến đổi nhiệt ẩm hình thành các Tác động tiêu cực đến tài nguyên và đời sống xã hội; từ đó định hình các Đáp ứng chính sách phù hợp.

Bên cạnh mô hình DPSIR, luận văn tích hợp lý thuyết đánh giá tính dễ bị tổn thương khí hậu của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) và Kịch bản biến đổi khí hậu phát thải trung bình B2 của Việt Nam.

Hệ thống khái niệm cốt lõi được vận hành trong nghiên cứu gồm:

  • Biến đổi khí hậu: Trạng thái biến đổi của khí hậu duy trì trong chu kỳ nhiều thập kỷ do tương tác tự nhiên và phát thải khí nhà kính từ hoạt động nhân sinh.
  • Kịch bản phát thải trung bình B2: Kịch bản phát triển nhấn mạnh vào các giải pháp bền vững về môi trường và kinh tế ở quy mô khu vực.
  • Chỉ số khô hạn ($K_t$): Tỷ số giữa lượng bốc hơi theo Piche ($P_t$) và lượng mưa ($R_t$) trong cùng một chu kỳ tính toán ($K_t = P_t / R_t$).
  • Khả năng thích ứng sinh kế: Năng lực điều chỉnh cơ cấu kinh tế, phương thức canh tác và tổ chức đời sống của cộng đồng nhằm giảm thiểu rủi ro khí hậu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu đa tầng bao gồm chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn 22 năm (1991 – 2012) từ Trạm Khí tượng Thủy văn Bắc Quang, các số liệu thống kê kinh tế - xã hội chính thức của Ủy ban nhân dân huyện Bắc Quang, và kết quả điều tra thuộc đề án biến đổi khí hậu tỉnh Hà Giang năm 2011.

Quá trình điều tra thực địa được triển khai thông qua phương pháp phỏng vấn sâu và khảo sát bằng bảng hỏi kết hợp câu hỏi đóng - mở. Cỡ mẫu khảo sát gồm 180 phiếu thu thập từ đại diện Ủy ban nhân dân các xã/thị trấn, trạm y tế cơ sở và các hộ gia đình nông thôn. Phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên được áp dụng, ưu tiên phân bổ mẫu tại các xã trọng điểm thường xuyên xảy ra thiên tai như Đồng Yên, Đức Xuân, Tân Thành, Vĩnh Hảo và Việt Vinh nhằm đảm bảo tính đại diện cho các dạng địa hình núi cao, núi thấp và thung lũng.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích chuỗi thời gian kết hợp mô hình DPSIR là nhằm lượng hóa chính xác xu thế biến đổi của nền nhiệt, vũ lượng ngày lớn nhất, đồng thời phân tích tường minh mối quan hệ nhân quả giữa biến động khí hậu và thiệt hại kinh tế. Quy trình đánh giá tác động tuân thủ nghiêm ngặt 7 bước theo hướng dẫn chuẩn của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Chuỗi số liệu thực nghiệm giai đoạn 1991 – 2012 ghi nhận nhiều phát hiện nổi bật về sự dịch chuyển các yếu tố khí hậu tại huyện Bắc Quang:

  • Biến động nền nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm duy trì ở mức 20,8°C – 24,0°C với tổng tích ôn đạt từ 8.280,5°C đến 8.730,8°C. Biên độ nhiệt cực trị mở rộng rõ rệt khi nhiệt độ thấp nhất từng ghi nhận xuống 2,9°C (ngày 25/12/1999) và nhiệt độ cao nhất đạt ngưỡng lịch sử 40,4°C (ngày 03/05/1994). Số giờ nắng trung bình năm đạt từ 1.400 đến 1.600 giờ, tập trung nhiều nhất vào các tháng 5 đến tháng 9 (190 – 240 giờ/tháng).
  • Xu thế suy giảm lượng mưa và tăng chỉ số khô hạn: Mặc dù lượng mưa năm đạt đỉnh 6.184,7 mm vào năm 1999, xu thế chung trong 20 năm cho thấy lượng mưa có chiều hướng giảm, chỉ còn 2.722,5 mm năm 2007 và 3.158,2 mm năm 2011. Số ngày mưa giảm từ 258 ngày (năm 1994) xuống 168 ngày (năm 2011). Tương ứng, chỉ số khô hạn $K_t$ tăng từ 0,09 (năm 1997) lên mức đỉnh 0,25 (năm 2007), làm gia tăng mức độ bốc hơi nước và áp lực thiếu hụt nước tưới vụ đông xuân.
  • Sự khốc liệt của các đợt mưa cực đoan: Lượng mưa ngày lớn nhất tập trung với cường độ rất cao, điển hình là các trận mưa ngày đạt 427,0 mm (năm 1999), 411,6 mm (năm 2006) và 404,5 mm (năm 1994), tạo xung lượng dòng chảy lớn gây sạt lở dữ dội.
  • Tần suất và quy mô thiên tai gia tăng: Thống kê giai đoạn 2004 – 2011 ghi nhận hàng chục trận lũ quét và hàng trăm điểm sạt lở. Điển hình năm 2008 xuất hiện tới 40 điểm trượt lở tại thôn Ngần Trung (xã Tân Thành) và 13 điểm tại thôn Xuân Minh (xã Đức Xuân). Trận lũ quét ngày 23/10/2008 tại xã Đồng Yên và Đông Thành đã cuốn trôi 2 ngôi nhà, 7 căn hộ tập thể, gây ngập 120 căn nhà, cuốn trôi 11 tấn thóc và phá hủy 56 ha lúa. Đợt rét đậm cuối năm 2010 – đầu năm 2011 đã làm chết 97% diện tích cây cao su trên toàn huyện.

Thảo luận kết quả

Diễn biến khí hậu tại Bắc Quang mang đặc thù của vùng thung lũng đón gió dưới chân khối núi cao, tạo ra vùng rốn mưa cục bộ nhưng lại phân bố mất cân đối nghiêm trọng: 85% – 90% tổng lượng mưa năm dồn dập vào mùa mưa (tháng 5 – tháng 11), trong khi mùa khô (tháng 11 – tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 10% – 15%. Sự chênh lệch này khiến lượng bốc hơi trong mùa khô cao gấp 2 – 4 lần lượng mưa thực tế, dẫn tới hiện tượng khô hạn đất cục bộ.

Khi thảo luận các kết quả này, dữ liệu thực nghiệm được hệ thống hóa qua các biểu đồ đường thể hiện xu thế biến thiên của chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng 1, tháng 7 và lượng mưa năm. Biểu đồ phân tán chỉ số khô hạn kết hợp bảng thống kê thiệt hại lũ lụt qua các năm làm nổi bật mối tương quan tỷ lệ thuận giữa các trận mưa ngày vượt 200 mm và số lượng điểm trượt lở sườn dốc.

So với các kịch bản khí hậu chung của vùng Đông Bắc, huyện Bắc Quang chịu tác động rửa trôi và xói mòn mạnh hơn do đặc thù 90,8% diện tích tự nhiên là nhóm đất xám (Acrisols) trên nền địa hình dốc trên 25°. Mưa lớn cục bộ làm trôi lớp đất mặt giàu dinh dưỡng, trong khi các đợt rét hại cực đoan dưới 5°C vượt quá ngưỡng thích nghi sinh lý của nhiều loại cây công nghiệp nhiệt đới, minh chứng cho tính cấp thiết của việc cơ cấu lại mô hình sinh kế.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phân tích khoa học và kịch bản B2, hệ thống giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu huyện Bắc Quang đến năm 2020 được đề xuất theo 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Chuyển đổi cơ cấu nông - lâm nghiệp thích ứng: Chuyển dịch lịch thời vụ vụ mùa và đông xuân nhằm tránh các đỉnh lũ lớn tháng 7 – 9 và rét đậm tháng 12 – 1; dừng mở rộng các giống cây nhạy cảm với sương muối; đẩy mạnh trồng và chăm sóc trên 9.000 ha rừng sản xuất, duy trì độ che phủ rừng đạt trên 60% đến năm 2015 – 2020. Ưu tiên bảo vệ nghiêm ngặt 79.104,93 ha diện tích đất có rừng bằng các loài bản địa như Pơ mu, Ngọc am nhằm giữ ổn định nguồn nước đầu nguồn.
  2. Nâng cấp và hiện đại hóa hạ tầng thủy lợi: Triển khai kiên cố hóa 300 công trình trung và tiểu thủy nông trên địa bàn; tiếp tục nâng cấp hệ thống đập dâng và mở rộng mạng lưới kênh mương kiên cố vượt mốc 47,97 km kênh bê tông; xây dựng bổ sung các hồ trữ nước dung tích vừa và nhỏ tại 4 xã vùng cao thường xuyên thiếu nước nhằm đảm bảo tỷ lệ 70% – 100% hộ dân được sử dụng nước hợp vệ sinh.
  3. Quy hoạch sắp xếp dân cư và kiểm soát trượt lở: Thực hiện dự án di dời khẩn cấp hơn 300 hộ dân sinh sống rải rác trên các triền dốc cao, khe suối có nguy cơ lũ ống, lũ quét tại các xã Tân Thành, Đức Xuân, Liên Hiệp về các cụm định cư an toàn; gia cố mái dốc taluy dọc 45 km Quốc lộ 2 và tuyến Quốc lộ 279 qua địa bàn huyện.
  4. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm và nâng cao năng lực cộng đồng: Lắp đặt các trạm đo mưa tự động tại các tiểu vùng khí hậu núi cao; tổ chức tập huấn kỹ năng quản lý rủi ro thiên tai dựa vào cộng đồng cho 100% cán bộ xã và người dân tộc thiểu số (Tày, Kinh, Dao, Mông, Nùng); lồng ghép kế hoạch hành động thích ứng biến đổi khí hậu vào Nghị quyết phát triển kinh tế - xã hội 5 năm của địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng cao cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương: Ủy ban nhân dân huyện Bắc Quang, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn có thể sử dụng các chỉ số khí hậu và bản đồ cảnh báo sạt lở để trực tiếp xây dựng kế hoạch ứng phó thiên tai và quy hoạch không gian phát triển kinh tế - xã hội.
  • Các nhà hoạch định chính sách cấp tỉnh: Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh Hà Giang có căn cứ khoa học để xây dựng kịch bản chi tiết cho các tiểu vùng khí hậu tương đồng tại các huyện lân cận như Vị Xuyên, Quang Bình, Hoàng Su Phì.
  • Các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên: Giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Khoa học môi trường, Quản lý tài nguyên, Biến đổi khí hậu khai thác mô hình DPSIR và phương pháp tiếp cận đánh giá tác động 7 bước làm tài liệu tham khảo học thuật.
  • Các tổ chức phi chính phủ và đơn vị phát triển: Các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực giảm nhẹ rủi ro thiên tai, hỗ trợ sinh kế bền vững cho đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao có cơ sở dữ liệu thực địa để thiết kế các dự án viện trợ kỹ thuật và xây dựng công trình nước sạch nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

Biểu hiện rõ rệt nhất của biến đổi khí hậu tại huyện Bắc Quang là gì?

Biểu hiện rõ rệt nhất là sự gia tăng biên độ nhiệt cực trị (từ 2,9°C năm 1999 lên 40,4°C năm 1994), tổng lượng mưa có xu thế giảm mạnh nhưng cường độ mưa ngày cực đoan gia tăng (đạt trên 400 mm/ngày), kéo theo sự xuất hiện dày đặc của lũ quét và các đợt rét hại phá hủy sinh kế.

Tại sao Bắc Quang là "rốn mưa" nhưng vẫn đối mặt với nguy cơ khô hạn?

Dù có lượng mưa bình quân 4.665 mm/năm, khoảng 85% – 90% lượng mưa lại tập trung vào mùa mưa. Trong mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa từ 2 – 4 lần, đẩy chỉ số khô hạn $K_t$ lên mức cao 0,25, gây thiếu hụt nguồn nước mặt nghiêm trọng.

Nhóm đối tượng nào chịu tổn thương nặng nề nhất bởi thiên tai trên địa bàn?

Hơn 84% dân số nông thôn thuộc các cộng đồng dân tộc thiểu số (Tày, Dao, Mông, Nùng) sống phụ thuộc vào 93% lao động nông lâm nghiệp là nhóm chịu tổn thương lớn nhất. Họ có mức thu nhập thấp (10,4 triệu đồng/người/năm) và canh tác trên địa hình dốc dễ sạt lở.

Khung DPSIR giúp giải quyết vấn đề ứng phó biến đổi khí hậu như thế nào?

Mô hình DPSIR xâu chuỗi mối quan hệ logic giữa tăng trưởng kinh tế, gia tăng dân số (Động lực), sự thay đổi các yếu tố khí tượng (Áp lực), sự thoái hóa đất và nước (Hiện trạng), tổn thất sinh kế (Tác động) để thiết kế các chính sách công trình và phi công trình (Đáp ứng) trúng mục tiêu.

Những thiệt hại kinh tế điển hình do thời tiết bất thường từng xảy ra tại huyện là gì?

Điển hình là trận lũ năm 2006 gây thiệt hại 32,1 ha lúa và hoa màu; lũ quét năm 2008 làm ngập 120 nhà và cuốn trôi 56 ha lúa; đợt rét hại cuối 2010 – đầu 2011 xóa sổ 97% diện tích cao su của huyện, gây thiệt hại hàng chục tỷ đồng.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập đầy đủ chuỗi số liệu khoa học 22 năm (1991 – 2012) về diễn biến nhiệt ẩm và các hiện tượng thời tiết cực đoan tại huyện Bắc Quang.
  • Vận dụng thành công mô hình DPSIR để làm rõ các tác động đa chiều của biến đổi khí hậu lên 79.104,93 ha đất lâm nghiệp, nguồn tài nguyên nước và đời sống của 105.828 người dân.
  • Cảnh báo nguy cơ suy thoái tài nguyên đất xám (Acrisols) chiếm 90,8% diện tích tự nhiên dưới tác động của mưa cực đoan và chỉ số khô hạn ngày càng tăng.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình toàn diện đến năm 2020, trọng tâm là kiên cố hóa 300 công trình thủy lợi, bảo vệ rừng đạt độ che phủ 60% và di dời trên 300 hộ dân vùng sạt lở.
  • Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy giúp chính quyền địa phương tích hợp thích ứng khí hậu vào quy hoạch phát triển bền vững; các nhà quản lý và nhà nghiên cứu cần tiếp tục số hóa bản đồ phân vùng rủi ro thiên tai và nhân rộng các mô hình sinh kế thích ứng thông minh trong giai đoạn tiếp theo.