Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang tác động trực tiếp và gay gắt đến ngành nông nghiệp, đặc biệt là tại các vùng đồng bằng ven biển nhạy cảm sinh thái. Việt Nam nằm trong nhóm các quốc gia chịu tổn thương nặng nề nhất, với dự báo nếu mực nước biển dâng 100 cm thì khoảng 50,9% diện tích tỉnh Thái Bình và 58,0% diện tích tỉnh Nam Định thuộc đồng bằng sông Hồng có nguy cơ bị ngập úng. Tại huyện Tiền Hải, xã Nam Phú là địa bàn ven biển đặc thù với 7 km bờ biển tiếp giáp cửa sông Ba Lạt, nơi có 250 ha đất canh tác lúa truyền thống đóng vai trò huyết mạch cho an ninh lương thực và sinh kế của 5.300 nhân khẩu thuộc 1.531 hộ gia đình. Tuy nhiên, sản xuất nông nghiệp tại đây đang đối mặt với sự gia tăng bất thường về tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão mạnh cấp 8 đến cấp 11, các đợt nắng nóng gay gắt trên 38°C, rét hại kéo dài dưới 13°C và xâm nhập mặn vượt ngưỡng 25‰.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là nhận diện, phân tích xu thế biến động của các hiện tượng khí hậu cực đoan trong chuỗi thời gian dài 1961 - 2014, từ đó lượng hóa mức độ tác động tiêu cực đến từng giai đoạn sinh trưởng cây lúa và đề xuất hệ thống giải pháp thích ứng dựa vào cộng đồng cho giai đoạn 2018 - 2030. Nghiên cứu cung cấp hệ thống luận cứ khoa học và thực tiễn vững chắc, giúp chính quyền địa phương hoàn thiện kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu, hướng tới giảm thiểu tỷ lệ thiệt hại mùa vụ từ mức trên 30% xuống dưới 10% và ổn định mức năng suất bình quân 130 tạ/ha/năm cho toàn xã.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai nền tảng lý thuyết chủ đạo: Lý thuyết về tính dễ bị tổn thương và rủi ro khí hậu theo khung đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) kết hợp với Khung tiếp cận sinh kế bền vững (SLA) của Bộ Phát triển Quốc tế Anh (DFID). Trong đó, mô hình đánh giá rủi ro thiên tai xem xét tương tác đa chiều giữa ba thành tố: mức độ phơi bày trước hiểm họa cực đoan, độ nhạy cảm của hệ sinh thái nông nghiệp và năng lực thích ứng của cộng đồng địa phương.

Bên cạnh đó, nghiên cứu làm rõ các khái niệm khoa học chuẩn mực bao gồm:

  1. Hiện tượng thời tiết và khí hậu cực đoan: Sự xuất hiện các giá trị khí tượng vượt ngưỡng thống kê thông thường ở hai đầu phân bố xác suất trong chuỗi quan trắc nhiều năm.
  2. Ngưỡng chống chịu sinh thái của cây lúa: Giới hạn sinh lý về nhiệt độ từ 20°C đến 30°C, độ mặn an toàn dưới 2‰ và khả năng chịu ngập sâu từ 25 cm đến 50 cm.
  3. Thích ứng dựa vào cộng đồng (CBA): Quá trình nâng cao năng lực tự quản và trao quyền cho người dân địa phương trong việc xác định giải pháp ứng phó phù hợp với tri thức bản địa.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp đồng bộ phương pháp tiếp cận hệ thống và phương pháp tiếp cận có sự tham gia, được triển khai từ tháng 7/2016 đến tháng 11/2017 với các nguồn dữ liệu đa tầng:

  1. Nguồn dữ liệu thứ cấp: Chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 1961 - 2014 từ trạm Thái Bình, Cống Lân và trạm thủy văn Ba Lạt; các báo cáo kinh tế xã hội và hiện trạng sản xuất nông nghiệp xã Nam Phú giai đoạn 2007 - 2017; các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2016.
  2. Phương pháp chọn mẫu và cỡ mẫu điều tra: Cỡ mẫu điều tra hộ gia đình được xác định khoa học theo công thức Cochran với độ tin cậy 90% và sai số cho phép 10%, tương ứng với quy mô 62 hộ nông dân được lựa chọn ngẫu nhiên phân tầng đại diện cho 4 thôn tại xã Nam Phú.
  3. Phương pháp phỏng vấn sâu cá nhân: Tiến hành khảo sát định tính đối với 08 cán bộ và chuyên gia am hiểu địa bàn, bao gồm 01 cán bộ Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Tiền Hải, 01 cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tiền Hải, 01 lãnh đạo Ủy ban nhân dân xã Nam Phú, 01 cán bộ khuyến nông hợp tác xã và 04 trưởng thôn.
  4. Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA): Tổ chức thảo luận nhóm tập trung với 16 đại diện cộng đồng (cân bằng 50% nam và 50% nữ, bao gồm đầy đủ đại diện 4 hộ nghèo, 4 hộ khá, 4 hộ trung bình và cán bộ cơ sở) để xây dựng lược sử thiên tai, lập lịch mùa vụ và thiết lập ma trận phân tích nguyên nhân - giải pháp.

Phương pháp phân tích định lượng trên phần mềm thống kê kết hợp phân tích thứ bậc ma trận tác động được lựa chọn nhằm đảm bảo tính khách quan khoa học, lượng hóa chính xác mối quan hệ giữa dao động cực đoan khí hậu và mức độ sụt giảm sản lượng lúa thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích chuỗi số liệu khí tượng thủy văn hơn 50 năm (1961 - 2014) và kết quả khảo sát thực địa đã chỉ ra bốn phát hiện cốt lõi về biến động khí hậu cực đoan và tác động sản xuất tại xã Nam Phú:

  1. Xu thế gia tăng nhiệt độ và nới rộng biên độ cực trị: Nhiệt độ trung bình năm tại khu vực tăng 0,45°C trong giai đoạn 1961 - 2014. Đáng chú ý, nhiệt độ trung bình các tháng mùa đông tăng nhanh với mức 0,58°C, trong khi mùa hè tăng 0,43°C. Khảo sát cho thấy 98% hộ dân nhận định nhiệt độ tăng rõ rệt và 100% hộ khẳng định các đợt nắng nóng trên 38°C cùng các đợt rét hại dưới 13°C diễn biến phức tạp, dị thường hơn hẳn so với 10 năm trước.
  2. Biến động lượng mưa cục bộ và gia tăng mưa cực đoan: Mặc dù xu thế dài hạn có sự sụt giảm nhẹ, nhưng trong thập kỷ 2005 - 2014 lượng mưa tại huyện Tiền Hải tăng đột biến 19,20% so với thời kỳ 1961 - 2004, riêng lượng mưa mùa khô tăng tới 51,04%. Lượng mưa tại trạm Ba Lạt tăng 9,46% trong cùng giai đoạn, làm gia tăng nguy cơ ngập úng cục bộ cho các chân ruộng trũng.
  3. Xâm nhập mặn tiến sâu và duy trì nồng độ cao: Giai đoạn 1995 - 2014, độ mặn cao nhất đo được tại trạm Ba Lạt trên sông Hồng tăng từ 22,5‰ lên 25,5‰ và tại trạm Đông Quý trên sông Trà Lý tăng từ 20,0‰ lên 22,0‰. Ranh giới mặn 1‰ đã xâm nhập sâu hơn 10 km vào nội đồng, đe dọa trực tiếp nguồn nước tưới phục vụ 250 ha lúa.
  4. Thiệt hại nghiêm trọng theo từng giai đoạn phát triển sinh thái: Khảo sát thực tế chứng minh khi độ mặn vượt 4‰ trong 7 ngày liên tục, các giống lúa mẫn cảm bị chết hoàn toàn và giống chịu mặn giảm 20% đến 50% năng suất. Giai đoạn phân hóa đòng đến trổ bông chịu tổn thương nặng nề nhất, các đợt bão kết hợp triều cường hay hạn mặn có thể làm sụt giảm 70% đến 80% sản lượng hạt.

Thảo luận kết quả

Sự suy giảm năng suất lúa tại xã Nam Phú bắt nguồn từ tác động cộng hưởng giữa các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Về mặt địa hình, xã Nam Phú có độ dốc bề mặt dưới 1% theo hướng Đông Nam, cấu trúc lượn sóng và cao dần ra mép biển khiến hệ thống kênh mương tiêu thoát nước rất chậm khi gặp mưa lớn trên 350 mm/ngày kết hợp triều cường nhật triều cao tới 3,8 m. So sánh với các nghiên cứu tương đồng tại huyện Nghi Lộc (tỉnh Nghệ An) hay vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long, mức độ tổn thương của Nam Phú có tính đặc thù cao do nằm ngay tại cửa sông Ba Lạt - nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp từ việc điều tiết xả nước của các hồ chứa thủy điện thượng nguồn sông Hồng trong mùa cạn.

Để trực quan hóa các mối tương quan phức tạp này, số liệu nghiên cứu được biểu diễn thông qua biểu đồ phân bố tần suất bão và áp thấp nhiệt đới qua các thập kỷ, kết hợp bảng ma trận phân hạng mức độ rủi ro đối với 3 giai đoạn sinh trưởng của cây lúa: giai đoạn tăng trưởng (từ cấy đến đẻ nhánh tối đa), giai đoạn sinh sản (làm đòng và trổ bông) và giai đoạn chín (ngậm sữa đến thu hoạch). Kết quả thảo luận khẳng định nếu không có các biện pháp chuyển đổi lịch thời vụ và cải tạo hạ tầng thủy lợi kịp thời, năng suất bình quân 130 tạ/ha/năm của xã sẽ có nguy cơ suy giảm 15% đến 25% trước các kịch bản cực đoan gia tăng trong tương lai.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giảm thiểu thiệt hại và phát triển bền vững ngành sản xuất lúa gạo tại địa phương, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp hành động chiến lược:

  1. Chuyển đổi cơ cấu giống lúa và điều chỉnh lịch thời vụ canh tác: Hợp tác xã nông nghiệp xã Nam Phú phối hợp cùng Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Tiền Hải tổ chức thay thế các giống lúa thuần mẫn cảm bằng các giống lúa chất lượng cao có khả năng chịu mặn từ 3‰ đến 4‰ và chịu ngập úng ngắn ngày. Mở rộng quy mô cánh đồng mẫu lớn canh tác giống lúa chống chịu tốt từ mức 30 ha hiện nay lên 120 ha trước năm 2022. Điều chỉnh khung thời vụ gieo cấy vụ xuân sớm hơn từ 10 đến 15 ngày nhằm tránh đỉnh điểm khô hạn và xâm nhập mặn vào tháng 3 và tháng 4.

  2. Nâng cấp, hiện đại hóa hệ thống hạ tầng thủy lợi nội đồng và đê điều: Ủy ban nhân dân huyện Tiền Hải và Ủy ban nhân dân xã Nam Phú ưu tiên phân bổ ngân sách giai đoạn 2019 - 2023 để nạo vét, kiên cố hóa 100% hệ thống kênh mương tưới tiêu nội đồng (hiện có 9 km đường giao thông thủy lợi đã xuống cấp). Đầu tư lắp đặt 04 trạm bơm dã chiến công suất lớn và hệ thống cống ngăn mặn tự động hai chiều tại các nhánh sông Sáu đổ ra cửa Ba Lạt, đảm bảo chủ động thau chua rửa mặn cho 250 ha đất canh tác.

  3. Xây dựng mạng lưới quan trắc cảnh báo sớm dựa vào cộng đồng: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai xã Nam Phú thiết lập hệ thống đo độ mặn lưu động tại các cống lấy nước chính, cập nhật dữ liệu 2 lần/ngày trong mùa kiệt. Triển khai ứng dụng thông tin qua tin nhắn điện thoại và loa truyền thanh cơ sở đến 100% trong tổng số 1.531 hộ dân trước khi xảy ra các đợt rét hại dưới 13°C hoặc bão gió cấp 8 trở lên, hoàn thành trong giai đoạn 2019 - 2020.

  4. Tổ chức tập huấn kỹ thuật canh tác thích ứng và thành lập quỹ tương trợ rủi ro: Hội Nông dân xã phối hợp với Trạm Khuyến nông tổ chức định kỳ 06 lớp tập huấn kỹ thuật mỗi năm cho ít nhất 500 lượt nông dân về kỹ thuật ủ ấm mạ khi gặp rét đậm dưới 15°C, kỹ thuật tưới ướt - khô xen kẽ tiết kiệm nước và phương pháp thu hoạch sớm khi lúa đạt 80% độ chín vàng để né bão. Thành lập quỹ hỗ trợ rủi ro thiên tai cấp thôn với mức huy động linh hoạt, hướng tới mục tiêu hỗ trợ phục hồi sản xuất kịp thời cho 100% hộ nghèo và cận nghèo bị thiệt hại do thiên tai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước và cán bộ hoạch định chính sách nông nghiệp: Cán bộ thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Bình cùng Ủy ban nhân dân huyện Tiền Hải có thể sử dụng các số liệu quan trắc và kịch bản tác động để tích hợp vào Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cấp huyện và đề án tái cơ cấu ngành trồng trọt giai đoạn trung và dài hạn.

  2. Cán bộ khuyến nông và ban quản trị hợp tác xã dịch vụ nông nghiệp: Cung cấp cẩm nang thực hành về quy trình mùa vụ, tiêu chuẩn tuyển chọn giống lúa chống chịu mặn và các giải pháp điều tiết nguồn nước tưới tiêu nội đồng phục vụ trực tiếp cho công tác điều hành sản xuất trên 250 ha lúa tại địa phương.

  3. Các nhà khoa học, giảng viên và sinh viên ngành Biến đổi khí hậu, Môi trường và Khoa học cây trồng: Tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp luận kết hợp giữa chuỗi số liệu khí tượng thủy văn bán thế kỷ với công cụ đánh giá có sự tham gia của người dân (PRA) và công thức chọn mẫu Cochran trong nghiên cứu định lượng rủi ro thiên tai cấp xã.

  4. Các tổ chức phi chính phủ (NGOs) và đơn vị phát triển cộng đồng: Cung cấp dữ liệu nền tảng tin cậy và mô hình quản lý rủi ro thiên tai dựa vào cộng đồng (CBDRM) để xây dựng các đề xuất dự án tài trợ phát triển sinh kế bền vững, nâng cao năng lực chống chịu cho các vùng ven biển dễ bị tổn thương tại miền Bắc Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vì sao cây lúa tại xã Nam Phú lại chịu tổn thương nặng nề nhất ở giai đoạn phân hóa đòng và trổ bông? Trong giai đoạn sinh sản kéo dài từ 27 đến 35 ngày, nhu cầu nước và dinh dưỡng của cây lúa đạt mức cao nhất. Nếu gặp độ mặn trên 4‰ hoặc ngập úng ngập sâu quá 2/3 thân cây trong 3 ngày, quá trình phân chia tế bào hạt phấn bị ức chế nghiêm trọng, dẫn đến tỷ lệ lép hạt tăng vọt và năng suất có thể sụt giảm từ 70% đến 80% tổng sản lượng.

  2. Xu thế biến đổi nhiệt độ và lượng mưa tại huyện Tiền Hải trong 50 năm qua có điểm gì bất thường? Từ năm 1961 đến 2014, nhiệt độ trung bình năm tăng 0,45°C, trong đó mùa đông tăng mạnh tới 0,58°C làm gia tăng sâu bệnh hại qua đông. Đáng chú ý, trong thập kỷ 2005 - 2014, lượng mưa mùa khô tăng đột biến 51,04% và lượng mưa năm tăng 19,20% so với giai đoạn 1961 - 2004, gây ra các đợt ngập úng trái mùa nghiêm trọng.

  3. Phương pháp chọn mẫu điều tra hộ gia đình trong nghiên cứu được thực hiện theo tiêu chuẩn nào? Nghiên cứu áp dụng công thức xác định cỡ mẫu ngẫu nhiên Cochran với mức ý nghĩa tin cậy 90% và sai số tuyệt đối 10%, chọn ra 62 hộ đại diện từ danh sách 1.531 hộ dân toàn xã. Mẫu được phân tầng đồng đều giữa các nhóm thu nhập và độ tuổi, kết hợp phỏng vấn sâu 08 cán bộ chủ chốt nhằm đảm bảo tính đại diện và khách quan.

  4. Xâm nhập mặn tại cửa sông Ba Lạt ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước tưới tiêu của địa phương ra sao? Theo số liệu quan trắc trạm Ba Lạt, độ mặn cao nhất giai đoạn 1995 - 2014 đã tăng từ 22,5‰ lên 25,5‰. Do ranh giới mặn 1‰ tiến sâu trên 10 km vào sông Hồng kết hợp biên độ triều cao 3,8 m, hệ thống cống tưới của Nam Phú thường xuyên không thể lấy nước ngọt tự chảy trong vụ chiêm xuân, buộc phải điều chỉnh lịch đóng mở cống nghiêm ngặt.

  5. Giải pháp thích ứng dựa vào cộng đồng (CBA) mang lại lợi ích vượt trội gì so với các biện pháp công trình truyền thống? Giải pháp dựa vào cộng đồng phát huy tối đa tri thức bản địa của 16 thành viên nhóm nòng cốt và 62 hộ dân điều tra, giúp cắt giảm 40% chi phí đầu tư ban đầu so với đê kè cứng, đồng thời nâng cao tính chủ động tự quản của người dân trong việc bảo vệ mùa màng trước các đợt thiên tai đột xuất.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích toàn diện chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 54 năm (1961 - 2014), xác định nhiệt độ trung bình tại Tiền Hải tăng 0,45°C, lượng mưa mùa khô tăng 51,04% và độ mặn cửa sông Ba Lạt đạt mức cực đại 25,5‰.
  • Khảo sát thực chứng trên 62 hộ dân và 08 chuyên gia đã định vị chính xác giai đoạn làm đòng đến trổ bông là thời điểm nhạy cảm sinh thái cao nhất, nơi các hiểm họa cực đoan có thể gây thiệt hại 70% đến 80% năng suất lúa.
  • Đóng góp khoa học then chốt của công trình là thiết lập khung phương pháp luận kết hợp tiếp cận hệ thống và công cụ PRA có sự tham gia, tạo tiền đề xây dựng mô hình thích ứng dựa vào cộng đồng có tính khả thi cao tại cấp cơ sở.
  • Lộ trình thực hiện khuyến nghị được phân kỳ rõ nét: giai đoạn 2019 - 2021 tập trung chuyển đổi cơ cấu giống trên 120 ha và thiết lập mạng lưới cảnh báo mặn; giai đoạn 2022 - 2025 hoàn thành kiên cố hóa hệ thống thủy lợi và củng cố quỹ hỗ trợ rủi ro.
  • Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và chính quyền cơ sở cần chủ động khai thác các phát hiện từ công trình này để triển khai ngay các mô hình canh tác lúa thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu, bảo vệ sinh kế bền vững cho cộng đồng nông thôn ven biển.