Tổng quan luận án

Biến đổi khí hậu và thiên tai được xác định là những thách thức đối với nhân loại trong thế kỷ 21, gây tổn thất về người, làm suy giảm tăng trưởng kinh tế, tác động tiêu cực đến môi trường, các lĩnh vực sản xuất và sinh kế cộng đồng, đặc biệt tại các quốc gia kém phát triển. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu. Trong đó, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) – khu vực hạ lưu châu thổ sông Mê Kông giữ vị trí quan trọng trong phát triển kinh tế cả nước – được đánh giá là một trong ba vùng dễ bị tổn thương nhất trên thế giới trước tác động của các hiện tượng thời tiết cực đoan và biến đổi khí hậu. Hiện tượng El Niño năm 2016 xảy ra tại ĐBSCL đã gây hạn hán và xâm nhập mặn nghiêm trọng, làm tổn thất lớn đến nông nghiệp, thủy sản và sinh kế của người dân.

Trước bối cảnh trên, Nhà nước đã ban hành các văn bản định hướng như Quyết định số 2139/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, Nghị quyết Trung ương số 24-NQ/TW, Kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, cùng Quyết định số 79/QĐ-TTg ngày 18/01/2018 về Kế hoạch hành động quốc gia phát triển ngành tôm Việt Nam với mục tiêu kim ngạch xuất khẩu đạt 10 tỷ USD vào năm 2025 (năm 2017 đạt 3,8 tỷ USD). Vùng ĐBSCL có đặc điểm tự nhiên với khoảng 1,9 triệu ha (khoảng 50% diện tích) bị ngập lũ kéo dài từ 3 đến 5 tháng hàng năm và khoảng 40% diện tích bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn mùa khô. Khu vực này đóng góp khoảng 80% tổng giá trị xuất khẩu sản phẩm nuôi trồng thủy sản (NTTS) của cả nước. Biến đổi khí hậu làm gia tăng ngập lũ và mở rộng diện tích xâm nhập mặn; điều này gây khó khăn cho nông nghiệp nhưng tạo dư địa phát triển cho NTTS nếu xác lập được các mô hình sản xuất phù hợp với đặc tính sinh thái nguồn nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu phân vùng trước đây chưa chú trọng đến chức năng và tính biến động theo mùa của các vùng sinh thái, đặc biệt là tại vùng chuyển tiếp mặn – lợ. Luận án "Nghiên cứu phân vùng sinh thái nuôi trồng thủy sản Đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện biến đổi khí hậu" được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm ba nội dung:

  • 2.1. Xác lập cơ sở lý luận và thực tiễn phân vùng sinh thái phục vụ phát triển NTTS vùng ĐBSCL.
  • 2.2. Thực hiện phân vùng sinh thái trong điều kiện biến đổi khí hậu vùng ĐBSCL phục vụ phát triển NTTS.
  • 2.3. Đề xuất một số giải pháp phục vụ quản lý NTTS theo không gian trong điều kiện biến đổi khí hậu ở vùng ĐBSCL.

Câu hỏi nghiên cứu của luận án:

  • (i) Cơ sở khoa học phân vùng sinh thái NTTS trong điều kiện tác động của biến đổi khí hậu gồm những vấn đề gì? Làm thế nào để xác định phân bố không gian và biến động các vùng sinh thái?
  • (ii) Biến đổi khí hậu tác động như thế nào đến các vùng sinh thái NTTS vùng ĐBSCL?
  • (iii) Mô hình NTTS nào ở vùng ĐBSCL có thể thích ứng với biến đổi khí hậu?

Giả thuyết nghiên cứu:

  • (i) Lưu lượng dòng chảy vùng ĐBSCL không có sự đột biến (do tác nhân như thủy điện) ở khu vực thượng nguồn.
  • (ii) Kịch bản biến đổi khí hậu về lượng mưa của lưu vực sông Mê Kông có độ tin cậy cao.

Luận điểm bảo vệ:

  • Biến đổi khí hậu tạo cơ hội cho việc mở rộng sản xuất NTTS ở vùng lũ và vùng nhiễm mặn khu vực nội đồng ĐBSCL, góp phần chuyển dịch cơ cấu sản xuất trong điều kiện biến đổi khí hậu vào các năm 2030 và 2050.
  • Mô hình sản xuất NTTS luân/xen canh với nông nghiệp (ở các loại hình sử dụng đất: lúa 1 vụ, lúa 2 vụ, mương vườn và đất rừng) là những mô hình sản xuất thích ứng với biến đổi khí hậu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Sinh thái tự nhiên, nuôi trồng thủy sản và các yếu tố liên quan đến biến đổi khí hậu.
  • Phạm vi không gian: 13 tỉnh vùng ĐBSCL (bao gồm vùng biển, bãi triều và nội địa), tọa độ địa lý từ 8°17’ đến 10°30’ vĩ độ Bắc và từ 105°23’ đến 108°56’ kinh độ Đông (trong phạm vi tổng thể châu thổ từ 8°30’ đến 10°40’ Bắc, 104°26’ đến 106°40’ Đông, diện tích tự nhiên 3.912 ngàn ha).
  • Phạm vi nội dung: Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn phân vùng sinh thái NTTS; đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến vùng sinh thái NTTS; phân vùng sinh thái NTTS theo các mốc thời gian 2030 và 2050 dựa trên kịch bản biến đổi khí hậu quốc gia.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án tổng hợp hệ thống lý luận về phân vùng từ nhiều góc độ: Từ điển tiếng Việt (1994) và Lê Bá Thảo (1998) định nghĩa vùng là hệ thống lãnh thổ có mối quan hệ cấu tạo nội tại và quan hệ chọn lọc với không gian bên ngoài; Edward M. Bassett (1936) xem phân vùng là công cụ quản lý xung đột đất đai; David Owens (1998) coi phân vùng là phương tiện thực thi chính sách quản lý nhà nước; Đặng Văn Lợi (2009) nghiên cứu phân vùng chức năng môi trường. Về vùng sinh thái và ranh giới sinh thái, Fagan WF, Fortin MJ và Soykan C. (2003) khẳng định ranh giới sinh thái mang tính chất "động"; Cadenasso (2003), David L. Strayer (2003), Peters et al. (2006) đề xuất cách tiếp cận ranh giới sinh thái (ecological boundary approach) nhằm nghiên cứu cấu trúc không gian, chức năng và tính biến động theo thời gian của vùng chuyển tiếp; Strayer (2003) xác định 4 đặc tính cơ bản của vùng sinh thái gồm nguồn gốc/sự duy trì theo thời gian, cấu trúc không gian, chức năng, biến động theo thời gian; lý thuyết cấu trúc thứ bậc (hierarchy theory, 2008) được lồng ghép để phân chia hệ sinh thái thành các cấp độ. Về sinh thái NTTS, FAO (1987, 2008) phân chia sinh cảnh thành 3 loại nguồn nước: nước mặn (độ mặn ≥30‰), nước lợ (1-2‰ đến 30‰), nước ngọt (0-1 hoặc 2‰).

Về khung phương pháp quốc tế, luận án điểm lại:

  • Khung đánh giá đất đai của FAO (1976) với 6 nguyên tắc đánh giá khả năng thích hợp đất đai.
  • Phân vùng sinh thái nông nghiệp của FAO (1996) với 3 nhiệm vụ và 3 nguyên tắc quy hoạch sử dụng tài nguyên.
  • Tiếp cận hệ sinh thái trong NTTS (EAA) của FAO (2008) và Soto (2015) gồm 3 bước: phân vùng NTTS cấp lưu vực, lựa chọn địa điểm nuôi, quản lý vùng nuôi.
  • Badjeck (2010) thiết lập sơ đồ quan hệ tác động giữa các yếu tố ngoại vi của biến đổi khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, bão, lũ, nước biển dâng, xâm nhập mặn) và các yếu tố nội vi (hệ sinh thái, sản xuất NTTS, sinh kế, kinh tế - xã hội).
  • Nguyễn Xuân Trịnh (2015) lượng hóa tính dễ bị tổn thương qua chỉ số phơi nhiễm ngoại vi (E - Exposure), độ nhạy cảm nội vi (S - Sensitivity) và năng lực thích ứng (AC - Adaptive Capacity).

Các nghiên cứu thực nghiệm quốc tế được phân tích bao gồm:

  • Phân vùng NTTS đa loài tại Sri Lanka sử dụng phân tích đa tiêu chí (MCA) với hệ thang điểm 0-3 cho các lớp địa hình, pH đất, kết cấu bề mặt, thực vật, sử dụng đất, xung đột, hạ tầng, độ mặn và chất lượng nước.
  • Xác định vùng thích hợp cho tôm sú tại Palghar Taluk, Thane, bang Maharashtra (Ấn Độ) sử dụng ảnh viễn thám IRS-1D LISS III và GIS tích hợp 34 lớp thông tin thuộc 4 nhóm (thông số kỹ thuật, hạ tầng, khí tượng thủy văn, chất lượng nước). Luận án chỉ ra nghiên cứu này dùng quá nhiều chỉ tiêu biến động theo giờ dẫn đến thiếu ổn định.
  • Xác định vùng nuôi hàu rừng ngập mặn Crassostrea rhizophorae tại Venezuela sử dụng 20 tiêu chí (6 nội vi môi trường, 7 ngoại lai, 3 kinh tế - xã hội, 4 hậu cần) qua phỏng vấn 35 chuyên gia. Luận án nhận xét các tiêu chí như tảo nở hoa biến động liên tục trong ngày làm giảm độ tin cậy.
  • Đánh giá tiềm năng nuôi cá hồi tại Velebit Channel và nuôi hàu tại vịnh Mali Ston (Croatia) ứng dụng MCA và mô hình loại trừ 0-1.

Các nghiên cứu trong nước được tổng thuật gồm:

  • Vũ Tự Lập (1976) và Phạm Hoàng Hải (1997) về phân vùng địa lý cảnh quan dựa trên 4 nguyên tắc (khách quan, phát sinh/nhân tố trội, đồng nhất tương đối, cùng chung lãnh thổ) và hệ thống 4 cấp phân vị (đới, phụ đới, miền, vùng địa lý).
  • Đặng Văn Lợi (2009) với 5 nguyên tắc phân vùng chức năng môi trường.
  • Võ Tòng Xuân (1998) phân chia ĐBSCL thành 6 vùng sinh thái nông nghiệp (Bán đảo Cà Mau, Ven biển, Phù sa nước ngọt, Tứ giác Long Xuyên, Đồng Tháp Mười, Trũng sông Hậu).
  • Nhóm nghiên cứu Trường Đại học Cần Thơ phân chia ĐBSCL thành 9 tiểu vùng sinh thái nông nghiệp dựa trên 5 lớp dữ liệu (địa mạo, thổ nhưỡng, xâm nhập mặn, độ sâu ngập lũ, hiện trạng sử dụng đất năm 2006).
  • Lê Cảnh Định và Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp Miền Nam sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu B2 (2012) tính toán lũ và xâm nhập mặn năm 2030 cho 6 vùng sinh thái của Võ Tòng Xuân.
  • Đề tài phân vùng NTTS 8 tỉnh ĐBSCL chồng ghép 7 lớp bản đồ xác định 9 vùng sinh thái NTTS nhưng chưa gắn với mô hình canh tác cụ thể, chưa tính toán dòng chảy, thủy triều và biến đổi khí hậu.
  • Nguyễn Xuân Trịnh ứng dụng AHP tích hợp 18 lớp thông tin cho 6 tỉnh nội đồng ĐBSCL; đề tài cấp Nhà nước BĐKH-44 sử dụng kịch bản dòng chảy trung bình năm 2004 để phân vùng sinh thái thích nghi.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung cho nông nghiệp, thiếu cơ sở khoa học gắn kết giữa đặc tính sinh thái nguồn nước với mùa vụ canh tác NTTS; sử dụng nhiều chỉ tiêu vi mô biến động không ổn định; áp dụng phương pháp đánh giá đất đai truyền thống dẫn đến tình trạng hợp thức hóa việc xâm mặn tự phát vào nội đồng; chưa lồng ghép đầy đủ các kịch bản biến đổi khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa lưu vực, nước biển dâng) và các kịch bản cực đoan hạn/lũ vào quy hoạch không gian NTTS ĐBSCL theo các mốc 2030 và 2050.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng khung phân tích tiếp cận hệ thống, phân tách các yếu tố tác động thành hai nhóm:

  • Yếu tố ngoại vi: Lượng mưa toàn lưu vực sông Mê Kông, lượng mưa nội vùng, chế độ thủy triều (Biển Đông và Biển Tây), nước biển dâng.
  • Yếu tố nội vi: Địa hình, thổ nhưỡng, mạng lưới thủy văn sông ngòi, hiện trạng sử dụng đất.

Khung phân vùng sinh thái NTTS nội đồng được tổ chức theo cấu trúc thứ bậc 3 cấp:

  • Cấp 1 (Cấp cơ bản): Phân định các vùng sinh thái cơ bản theo nguồn nước (mặn, lợ, ngọt).
  • Cấp 2 (Cấp định hướng mục tiêu): Chi tiết hóa cấp 1 dựa trên biến động nguồn nước theo không gian và thời gian nhằm định hướng bố trí các mô hình NTTS thích ứng với biến đổi khí hậu.
  • Cấp 3 (Cấp chi tiết): Tích hợp các tiêu chí về nguồn cấp nước, địa hình, thổ nhưỡng, an ninh, hiện trạng sử dụng đất để xác định các tiểu vùng thích hợp cho từng mô hình canh tác cụ thể.

Phương pháp mô hình hóa thủy văn:

  • Luận án sử dụng phần mềm VRSAP để tính toán dòng chảy một chiều và nồng độ chất hòa tan (độ mặn, độ ngập sâu) trên mạng lưới sông kênh và ô đồng ruộng.
  • Quy mô mô phỏng: 5.802 đoạn sông kênh, 3.501 nút, 2.639 ô đồng ruộng, bao phủ 6,2 triệu ha châu thổ từ trạm Kratie (Campuchia) qua Biển Hồ, Tonle Sap đến các cửa sông đổ ra Biển Đông và Biển Tây; tổng chiều dài mạng lưới trên 11.000 km.
  • Nguồn dữ liệu thủy văn: Dữ liệu quan trắc tại 3.923 nút cho các năm đại diện: năm 1998 (dòng chảy kiệt nhất / hạn cực đoan), năm 2000 (dòng chảy lớn nhất / lũ cực đoan), năm 2004 (dòng chảy trung bình / kịch bản nền).
  • Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh mô hình tại 23 trạm đo nước thực tế tại ĐBSCL.
  • Kịch bản lồng ghép: Kịch bản quốc gia B2 (phát thải trung bình) cho lượng mưa nội vùng và nước biển dâng; kịch bản IPCC phát thải trung bình cho lượng mưa toàn lưu vực sông Mê Kông.

Quy trình chuẩn hóa dữ liệu không gian trên ArcGIS:

  • Chuẩn hóa hệ quy chiếu: Chuyển đổi từ WGS84 sang VN2000 theo Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT với bộ 7 tham số:
Tham số Giá trị
Dịch chuyển gốc tọa độ $x_0$ $-191{,}90441429\text{ m}$
Dịch chuyển gốc tọa độ $y_0$ $-39{,}30318279\text{ m}$
Dịch chuyển gốc tọa độ $z_0$ $-111{,}45032835\text{ m}$
Góc xoay trục tọa độ $\omega_x$ $-0{,}00928836''$
Góc xoay trục tọa độ $\omega_y$ $0{,}01975479''$
Góc xoay trục tọa độ $\omega_z$ $-0{,}00427372''$
Hệ số tỷ lệ chiều dài $k$ $1{,}000000252906278$
  • Chuẩn hóa kinh tuyến trục: Thống nhất kinh tuyến trục $106^\circ00'00''$, múi chiếu $6^\circ$ theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
  • Chuẩn hóa độ phân giải: Quy đổi đồng nhất về kích thước ô lưới raster 90m $\times$ 90m.
  • Chuẩn hóa hình học: Lấy bản đồ nền địa hình quốc gia làm chuẩn để hiệu chỉnh ranh giới và tọa độ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 1 tổng hợp các khái niệm về vùng, vùng sinh thái, sinh thái NTTS, phân vùng; phân tích tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước; phân tích các đặc trưng cơ bản của vùng ĐBSCL và đánh giá các khoảng trống nghiên cứu.

Về đặc điểm tự nhiên vùng ĐBSCL:

  • Địa hình: Diện tích tự nhiên 3.912 ngàn ha (chiếm 12% diện tích cả nước), bằng phẳng, cao độ phổ biến 0,5 - 1,5m; khu vực cao đạt 0,75 - 1,81m (giồng cát cửa sông), khu vực thấp bán đảo Cà Mau và ven Vịnh Thái Lan đạt 0,25 - 0,5m.
  • Khí hậu: Nhiệt độ trung bình tháng từ 25 - 28°C, tháng XII và tháng I có nhiệt độ thấp nhất nhưng không dưới 25°C; biên độ nhiệt năm 2 - 3°C; biên độ nhiệt ngày mùa khô khoảng 10°C/ngày, mùa mưa (tháng IX, X) khoảng 6 - 7°C/ngày. Lượng mưa trung bình năm đạt 1.700 mm (nơi cao nhất 2.400 mm), trên 90% lượng mưa tập trung vào mùa mưa (tháng 5-11), tháng 8, 9, 10 mưa trung bình 250 - 350 mm/tháng; mùa khô lượng mưa dưới 10% (tháng 1, 2, 3 và đầu tháng 4 hầu như không mưa). Giông xuất hiện từ tháng 4-11 với 100 - 140 ngày/năm; trong 100 năm qua chỉ có 3 cơn bão (năm 1904, 1997, 2006).
  • Thủy văn: Sông Mê Kông có tổng lưu lượng 500 - 550 tỷ m³/năm. Mùa lũ (tháng 7-11) chiếm 75 - 80% tổng dòng chảy năm, mùa kiệt (tháng 12 đến tháng 6 năm sau) chiếm 15 - 30%. Điểm Tân Châu (sông Tiền) chiếm 76 - 85% lưu lượng, Châu Đốc (sông Hậu) chiếm 24 - 25%. Đỉnh lũ trung bình đạt 38.000 m³/s (Tân Châu 4,40m; Châu Đốc 3,88m), năm lũ lớn đạt 40.000 m³/s (dòng chính 32.000 m³/s, tràn biên giới 8.000 m³/s; tràn Tứ giác Long Xuyên 2.000 m³/s, tràn Đồng Tháp Mười 6.000 m³/s). Phân phối lưu lượng trước Vàm Nao: sông Tiền 80%, sông Hậu 20%; sau Vàm Nao xấp xỉ 50% cho mỗi sông. Lũ rút từ tháng 11 với cường suất 2 - 4 cm/ngày.
  • Thủy triều và xói lở: Biển Đông có chế độ bán nhật triều không đều, biên độ 3,5 - 4,0m; Biển Tây có chế độ nhật triều không đều, biên độ 0,8 - 1,0m. Xói lở ghi nhận tại An Giang (chiều dài gần 170 km), Đồng Tháp (94 điểm sạt lở dài 162 km), Vĩnh Long (53 điểm dài gần 38.000m); bãi bồi mở rộng trung bình 80 - 100 m/năm.

Về sản xuất NTTS và chính sách: Giai đoạn 1995-2005 đã chuyển đổi 297.187 ha đất trồng lúa kém hiệu quả sang NTTS (ĐBSCL chiếm 82,4% diện tích chuyển đổi của cả nước, Cà Mau chuyển đổi 147.000 ha). Các mô hình NTTS được thống kê chi tiết theo bảng sau:

Mô hình NTTS Quy mô, diện tích Mật độ thả Năng suất Lợi nhuận Mùa vụ / Thời gian nuôi
Cá tra thâm canh Ao cồn $3.000 - 6.000\text{ m}^2$, sâu $3-5\text{ m}$ $30 - 50\text{ con/m}^2$ $200 - 400\text{ tấn/ha/vụ}$ (TB $226\text{ tấn}$) Phụ thuộc thị trường $8 - 11\text{ tháng/vụ}$ (1 vụ/năm), thu cỡ $0{,}7-0{,}9\text{ kg}$
Cá ao, mương vườn Tận dụng mặt nước có sẵn Đa loài bản địa $3 - 5\text{ tấn/ha/vụ}$ (cá khác $14\text{ tấn}$) $2 - 8\text{ tr đ/ha/vụ}$ ($40 - 90\text{ tr đ}$) Quanh năm
Cá luân canh ruộng lúa Ruộng $0{,}5 - 2\text{ ha}$ (TB $1-5\text{ ha}$), sâu $1-1{,}2\text{ m}$ $5 - 10\text{ con/m}^2$ (cỡ $3-10\text{ cm}$) $1 - 3\text{ tấn/ha/vụ}$ $4 - 6\text{ tr đ/ha/vụ}$ Nuôi cá T5,6 đến T10; trồng 2 vụ lúa từ T10 đến T5 năm sau
Tôm càng xanh - lúa Ruộng $0{,}5 - 2{,}5\text{ ha}$, mương sâu $0{,}8\text{ m}$ $5 - 8\text{ con/m}^2$ (tôm bột) $0{,}28\text{ tấn/ha/vụ}$ (năm 2005 đạt $0{,}9\text{ tấn}$) $10 - 30\text{ tr đ/ha/vụ}$ Thả tôm T2,3 thu hoạch T8,9; lúa đông xuân từ T10
Tôm sú thâm canh / bán thâm canh Ao $0{,}3 - 0{,}9\text{ ha}$, hoàn chỉnh cấp tiêu $25 - 32\text{ con/m}^2$ $4 - 6\text{ tấn/ha/vụ}$ Cao, đầu tư lớn 2 vụ/năm: Vụ chính T1,2 đến T5,6; vụ phụ T7,8 đến T11,12
Tôm sú quảng canh cải tiến Ruộng lúa 1 vụ kém hiệu quả $4 - 6\text{ con/m}^2$ (hoặc $5-8\text{ con/m}^2$) $0{,}2 - 0{,}35\text{ tấn/ha/vụ}$ ($300-700\text{ kg}$) $30 - 40\text{ tr đ/ha/vụ}$ Mùa nắng từ T12,1 đến T5,6 (1-2 vụ/năm)
Tôm sú - lúa Mương bao chiếm $25 - 30%$ diện tích $4 - 6\text{ con/m}^2$ (cỡ $2-3\text{ cm}$) $200 - 300\text{ kg/ha/vụ}$ $25 - 30\text{ tr đ/ha/vụ}$ Nuôi tôm 4 tháng/vụ trong mùa mặn
Tôm - rừng / tôm quảng canh Ao đầm rừng ngập mặn diện tích lớn $1 - 2\text{ con/m}^2$ (cỡ $1{,}5-2\text{ cm}$) $0{,}1 - 0{,}15\text{ tấn/ha/năm}$ $30 - 40\text{ tr đ/ha/năm}$ Quanh năm, thu tỉa thả bù
Nuôi hàu cửa sông Bãi triều cửa sông ven biển Giống tự nhiên/nhân tạo Phụ thuộc vùng Tùy thời điểm bán Thả giống T11-12 âm lịch, thu hoạch sau $14-16\text{ tháng}$

Về tác động của biến đổi khí hậu: Nước biển dâng dự báo làm ngập 15.000 km² đất thấp ven biển; đỉnh triều tại Cà Mau giai đoạn 2007-2010 đo được lần lượt là +1,5m, +1,6m, +1,8m, +1,85m; đỉnh triều tại TP.HCM tăng từ 1,22m lên 1,55m. Sạt lở bờ biển nghiêm trọng tại đê biển Tây Cà Mau (6,5 km), cửa biển Ghành Hào (2,4 km), mũi Cà Mau (2,7 km), Khai Long (4 km), đoạn Kinh Tư - Tiểu Dừa (25 km). Xâm nhập mặn trên sông Tiền, Hàm Luông, Cổ Chiên vào sâu 60 - 80 km; sông Hậu vào sâu 60 - 70 km; sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây xâm nhập sâu 120 - 140 km; sông Ông Đốc và Cái Lớn xâm nhập sâu 65 km. Về ngưỡng sinh học: Tôm phát triển thuận lợi ở độ mặn 25 ppt (giới hạn 15 - 30 ppt; nuôi mặn lợ thích hợp 12 - 18‰; bị ảnh hưởng khi ngoài ngưỡng 10 - 35 ppt), nhiệt độ đầm sáng 28,51°C, trung bình 29,04°C; cá tra chịu nhiệt thuận lợi 28 - 30°C (sống tốt ở 30°C) và tồn tại được ở độ mặn thấp.

Chương 2: Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết:

  • Quan điểm tiếp cận hệ thống phân tách yếu tố ngoại vi và nội vi để đánh giá biến động nguồn nước theo không gian và thời gian.
  • Quy trình chuẩn hóa dữ liệu không gian (chuyển đổi hệ quy chiếu VN2000, 7 tham số, kinh tuyến trục 106°00', độ phân giải 90m).
  • Thiết lập mô hình thủy văn VRSAP trên mạng lưới 5.802 đoạn kênh, 3.501 nút cho các kịch bản dòng chảy trung bình (2004), kịch bản biến đổi khí hậu (2030, 2050 theo kịch bản B2 và IPCC) và các kịch bản cực đoan hạn (1998), lũ (2000).
  • Phương pháp phân vùng sinh thái 3 cấp thứ bậc cho vùng nội đồng và quy trình xây dựng bản đồ chuyên đề.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả nghiên cứu chính:

  • Xác lập cơ sở khoa học và các nguyên tắc phân vùng sinh thái NTTS trong điều kiện biến đổi khí hậu.
  • Kết quả phân vùng sinh thái tự nhiên NTTS dưới tác động của biến đổi khí hậu theo kịch bản nền hiện tại (2004) và các mốc thời gian 2030, 2050.
  • Kết quả phân vùng sinh thái tự nhiên NTTS dưới tác động của các hiện tượng cực đoan (kịch bản lũ năm 2000 và kịch bản hạn năm 1998) kết hợp biến đổi khí hậu 2030, 2050.
  • Lồng ghép phân vùng sinh thái NTTS vào quy hoạch không gian, đề xuất bố trí các mô hình nuôi chuyên canh, luân canh (tôm - lúa, lúa - cá) và xen canh (tôm - rừng, mương vườn) thích ứng theo từng tiểu vùng.
  • Thảo luận về tính mới của phương pháp tiếp cận, đánh giá tính tương thích của mô hình hóa thủy văn và chỉ ra các mặt hạn chế của nghiên cứu.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận:

  • Luận án đã xác lập cơ sở khoa học phân vùng sinh thái NTTS vùng ĐBSCL trong điều kiện tác động của biến đổi khí hậu, bổ sung cách tiếp cận ranh giới sinh thái "động" và cấu trúc thứ bậc 3 cấp gắn kết giữa đặc tính sinh thái nguồn nước với đặc thù mùa vụ canh tác thủy sản.
  • Nhận diện và làm rõ cơ chế tương tác giữa các yếu tố ngoại vi (lượng mưa toàn lưu vực, nước biển dâng, triều cường) và yếu tố nội vi (địa hình, mạng lưới sông ngòi, sử dụng đất) để mô hình hóa sự phân bố không gian các vùng sinh thái NTTS theo kịch bản biến đổi khí hậu.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn:

  • Xây dựng bản đồ phân vùng sinh thái NTTS ĐBSCL cho các giai đoạn hiện tại, năm 2030 và năm 2050, cùng các kịch bản cực đoan hạn (1998) và lũ (2000).
  • Lồng ghép phân vùng sinh thái NTTS vào quy hoạch không gian phát triển vùng ĐBSCL, cung cấp cơ sở khoa học để chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông - thủy sản (mở rộng NTTS tại các vùng ngập lũ và vùng nhiễm mặn mùa khô).
  • Đề xuất các mô hình sản xuất NTTS thích ứng với biến đổi khí hậu (luân canh tôm - lúa, lúa - cá, tôm càng xanh - lúa, tôm - rừng, cá mương vườn) và các giải pháp quản lý không gian sản xuất phục vụ cơ quan quản lý nhà nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Kết quả nghiên cứu dựa trên giả thuyết lưu lượng dòng chảy vùng ĐBSCL không có đột biến lớn do tác nhân thủy điện ở thượng nguồn sông Mê Kông và kịch bản mưa lưu vực của IPCC có độ tin cậy cao; do đó kết quả phân vùng có thể chịu ảnh hưởng nếu chế độ vận hành thủy điện thượng nguồn thay đổi bất thường.
  • Dữ liệu không gian tổng hợp từ nhiều nguồn có tỷ lệ ban đầu khác nhau, khi chuẩn hóa về độ phân giải ô lưới 90m chủ yếu phục vụ quy hoạch cấp vùng, chưa phản ánh đầy đủ các biến động vi mô ở quy mô cấp đầm/ao nuôi riêng lẻ.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Tiếp tục cập nhật chuỗi số liệu vận hành thực tế của các công trình thủy điện thượng nguồn lưu vực sông Mê Kông để hiệu chỉnh mô hình dòng chảy.
  • Nâng cao độ phân giải không gian của dữ liệu cho các vùng chuyển tiếp sinh thái nhạy cảm và tích hợp hệ thống quan trắc chất lượng nước theo thời gian thực.

Giá trị tham khảo

Giá trị đối với cơ quan quản lý và hoạch định chính sách:

  • Cung cấp cơ sở khoa học phục vụ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng Ủy ban nhân dân 13 tỉnh ĐBSCL trong công tác quy hoạch không gian NTTS, triển khai Kế hoạch hành động quốc gia phát triển ngành tôm Việt Nam đến năm 2025 theo Quyết định số 79/QĐ-TTg, và thực hiện Nghị quyết số 24-NQ/TW về ứng phó biến đổi khí hậu.

Giá trị đối với giới nghiên cứu và đào tạo:

  • Là tài liệu tham khảo cho giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học các ngành Thủy sản, Địa lý tài nguyên, Quản lý đất đai và Môi trường.
  • Phần đáng tham khảo nhất: Quy trình chuẩn hóa dữ liệu không gian VN2000 (Chương 2), phương pháp ứng dụng mô hình thủy văn VRSAP mô phỏng xâm nhập mặn và ngập lũ trên 5.802 đoạn kênh, cùng hệ thống dữ liệu kinh tế - kỹ thuật của các mô hình NTTS ĐBSCL (Chương 1).

Câu hỏi thường gặp

  1. Luận án sử dụng mô hình thủy văn nào để mô phỏng dòng chảy, ngập lũ và xâm nhập mặn ở ĐBSCL và quy mô mạng lưới tính toán ra sao?
  • Luận án sử dụng phần mềm VRSAP do Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam phối hợp với Trung tâm Nghề cá Thế giới (WorldFish Center) triển khai, đã được kiểm nghiệm tại 23 trạm đo nước. Mạng lưới thủy văn gồm 5.802 đoạn sông kênh, 3.501 nút, 2.639 ô đồng ruộng, mô phỏng diện tích 6,2 triệu ha từ trạm Kratie ra biển với tổng chiều dài mạng lưới trên 11.000 km, sử dụng dữ liệu quan trắc tại 3.923 nút cho các năm 1998, 2000, 2004.
  1. Dữ liệu không gian trong luận án được chuẩn hóa theo hệ tọa độ và các tham số kỹ thuật cụ thể nào?
  • Dữ liệu được chuẩn hóa từ WGS84 sang hệ quy chiếu VN2000 theo Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT với 7 tham số ($x_0 = -191{,}90441429\text{ m}$; $y_0 = -39{,}30318279\text{ m}$; $z_0 = -111{,}45032835\text{ m}$; $\omega_x = -0{,}00928836''$; $\omega_y = 0{,}01975479''$; $\omega_z = -0{,}00427372''$; $k = 1{,}000000252906278$), kinh tuyến trục $106^\circ00'00''$, múi chiếu $6^\circ$ theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT, độ phân giải ô lưới raster 90m $\times$ 90m trên nền phần mềm ArcGIS.
  1. Cấu trúc phân vùng sinh thái NTTS nội đồng trong luận án được chia làm mấy cấp?
  • Được phân chia thành 3 cấp thứ bậc: Cấp 1 phân định các vùng sinh thái cơ bản (mặn, lợ, ngọt) theo nguồn nước; Cấp 2 chi tiết hóa cấp 1 theo biến động nguồn nước không gian và thời gian nhằm định hướng bố trí các mô hình NTTS thích ứng biến đổi khí hậu; Cấp 3 xác định các tiểu vùng thích hợp cho từng mô hình canh tác cụ thể dựa trên nguồn cấp nước, địa hình, thổ nhưỡng, an ninh và hiện trạng sử dụng đất.
  1. Năng suất và hiệu quả kinh tế của các mô hình luân canh tôm - lúa và tôm càng xanh - lúa được ghi nhận như thế nào trong văn bản?
  • Mô hình tôm sú - lúa đạt năng suất tôm từ 200 - 300 kg/ha/vụ, lợi nhuận từ 25 - 30 triệu đồng/ha/vụ (mương bao chiếm 25-30% diện tích ruộng, thời gian nuôi 4 tháng/vụ). Mô hình lúa - tôm càng xanh có năng suất giảm từ 0,9 tấn/ha/vụ (năm 2005) xuống 0,28 tấn/ha/vụ (năm 2013), thả giống 5-8 con/m², lợi nhuận đạt từ 10 - 30 triệu đồng/ha.
  1. Tình trạng xâm nhập mặn sâu vào các hệ thống sông chính tại ĐBSCL được ghi nhận ở mức độ nào?
  • Sông Tiền, sông Hàm Luông, sông Cổ Chiên xâm nhập mặn sâu 60 - 80 km; tuyến sông Hậu sâu 60 - 70 km; tuyến sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây xâm nhập sâu mức kỷ lục 120 - 140 km; sông Ông Đốc và sông Cái Lớn xâm nhập mặn sâu 65 km (vào đến thị xã Vị Thanh, Hậu Giang).

Kết luận

Luận án đã xác lập cơ sở khoa học và phương pháp phân vùng sinh thái nuôi trồng thủy sản vùng Đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện biến đổi khí hậu dựa trên cấu trúc thứ bậc 3 cấp và mô hình hóa thủy văn VRSAP. Nghiên cứu cung cấp hệ thống bản đồ phân vùng sinh thái cho các mốc thời gian hiện tại, năm 2030, năm 2050 và các kịch bản cực đoan hạn/lũ, làm rõ tiềm năng mở rộng NTTS tại các vùng ngập lũ và xâm nhập mặn. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho công tác quy hoạch không gian, tái cơ cấu sản xuất nông - thủy sản và quản lý tài nguyên thích ứng với biến đổi khí hậu tại vùng ĐBSCL.