Đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến năng suất lúa tại Long Phú, Sóc Trăng bằng mô hình AquaCrop

Luận văn ứng dụng mô hình AquaCrop đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn đến năng suất lúa tại Long Phú, Sóc Trăng trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

• Tác giả: Lê Thị Quỳnh Liên
• Người hướng dẫn: PGS. Mai Văn Trịnh
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Ứng dụng mô hình AquaCrop đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn trong điều kiện Biến đổi khí hậu đến năng suất lúa tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
• 1.2. Hiện trạng diễn biến khí hậu trên thế giới
• 1.3. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu
• 1.4. Các biện pháp thích ứng với BĐKH
• 1.5. Vai trò của nước trong sản xuất nông nghiệp
• 1.6. Vai trò của nước đối với cây trồng. Cây lúa và sự sử dụng nước
• 1.7. Sự phát triển của cây lúa
• 1.8. Nước sử dụng cho canh tác lúa và sự phản ứng của cây lúa đối với sự thiếu nước
• 1.9. Tổng quan về huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• 1.10. Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• 1.11. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 1.12. Các mô hình dự báo cây trồng
• 1.13. Mô hình AquaCrop
• 1.14. Mô hình DSSAT
• 1.15. Mô hình DNDC
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu
• 2.3. Giới thiệu chung về mô hình AquaCrop
• 2.4. Cấu trúc của mô hình AquaCrop
• 2.5. Hiệu chỉnh mô hình, đánh giá kết quả mô phỏng và phân tích độ nhạy mô hình
• 2.6. Phân tích độ nhạy
• 2.7. Thu thập cơ sở dữ liệu của mô hình AquaCrop
• 2.8. Số liệu khí tượng
• 2.9. Số liệu đất
• 2.10. Số liệu cây trồng. Kết quả kiểm định mô hình và đánh giá số liệu mô phỏng. Phân tích độ nhạy mô hình
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
• 3.1. Kết quả vận hành mô hình
• 3.2. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh mô hình
• 3.3. Ảnh hưởng của các mức độ mặn trong nước tưới đến năng suất và sinh khối lúa tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• 3.4. Ảnh hưởng của các mức độ mặn trong nước ngầm khác nhau đến năng suất lúa tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• 3.5. Ảnh hưởng đồng thời của các mức độ nhiễm mặn trong nước ngầm tại các độ sâu mặt nước ngầm với các mức độ mặn khác nhau trong nước tưới
• 3.6. Năng suất lúa theo các kịch bản BĐKH (B1=phát thải thấp, B2 = phát thải trung bình, và A2= phát thải cao) tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• 3.7. Một số giải pháp thích ứng với tác động của BĐKH tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Mô hình AquaCrop

Mô hình AquaCrop là công cụ mô phỏng năng suất cây trồng dựa trên các yếu tố như nước, đất và khí hậu. Mô hình này được sử dụng để đánh giá tác động của xâm nhập mặn đến năng suất lúa tại Long Phú, Sóc Trăng. AquaCrop giúp dự báo chính xác năng suất lúa trong các điều kiện mặn khác nhau, từ đó hỗ trợ quyết định trong nông nghiệp bền vững. Mô hình này cũng được hiệu chỉnh và kiểm định dựa trên dữ liệu thực tế, đảm bảo độ tin cậy cao.

1.1 Cấu trúc mô hình

Cấu trúc mô hình AquaCrop bao gồm các thành phần chính như đất, cây trồng, khí hậu và quản lý nước. Mô hình tính toán cân bằng nước, dự báo năng suất dựa trên các thông số đầu vào như độ mặn, độ ẩm đất và nhiệt độ. Điều này giúp đánh giá chính xác ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến canh tác lúa.

1.2 Hiệu chỉnh và kiểm định

Quá trình hiệu chỉnh mô hình được thực hiện thông qua dữ liệu thực nghiệm từ các thí nghiệm đồng ruộng. Kết quả kiểm định cho thấy mô hình có độ chính xác cao trong việc dự báo năng suất lúa dưới các điều kiện mặn khác nhau. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của mô hình trong việc hỗ trợ quản lý nước và nông nghiệp bền vững.

II. Xâm nhập mặn và năng suất lúa

Xâm nhập mặn là một trong những tác động nghiêm trọng của biến đổi khí hậu, đặc biệt tại các vùng ven biển như Long Phú, Sóc Trăng. Nghiên cứu sử dụng mô hình AquaCrop để đánh giá ảnh hưởng của độ mặn trong nước tưới và nước ngầm đến năng suất lúa. Kết quả cho thấy, độ mặn càng cao, năng suất lúa càng giảm đáng kể, đặc biệt trong các kịch bản phát thải khí nhà kính cao.

2.1 Ảnh hưởng của độ mặn nước tưới

Nghiên cứu chỉ ra rằng, độ mặn trong nước tưới có tác động trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất lúa. Khi độ mặn tăng, cây lúa bị ức chế sinh trưởng, dẫn đến giảm năng suất. Mô hình AquaCrop đã mô phỏng chính xác mối quan hệ này, giúp dự báo năng suất lúa trong các điều kiện mặn khác nhau.

2.2 Ảnh hưởng của độ mặn nước ngầm

Độ mặn trong nước ngầm cũng ảnh hưởng đáng kể đến năng suất lúa, đặc biệt khi mực nước ngầm cao. Nghiên cứu sử dụng mô hình AquaCrop để đánh giá tác động đồng thời của độ mặn nước ngầm và nước tưới. Kết quả cho thấy, sự kết hợp của hai yếu tố này làm giảm năng suất lúa nghiêm trọng hơn so với từng yếu tố riêng lẻ.

III. Giải pháp thích ứng

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp thích ứng với xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu tại Long Phú, Sóc Trăng. Các giải pháp bao gồm cải tiến kỹ thuật canh tác lúa, quản lý nước hiệu quả và chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Mô hình AquaCrop đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả của các giải pháp này, giúp nông dân lựa chọn phương án tối ưu.

3.1 Cải tiến kỹ thuật canh tác

Các kỹ thuật canh tác lúa cải tiến như sử dụng giống lúa chịu mặn, điều chỉnh lịch gieo trồng và tưới tiêu hợp lý được đề xuất. Mô hình AquaCrop giúp đánh giá hiệu quả của các kỹ thuật này trong việc giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn đến năng suất lúa.

3.2 Quản lý nước hiệu quả

Quản lý nước hiệu quả là yếu tố then chốt trong việc thích ứng với xâm nhập mặn. Nghiên cứu đề xuất các biện pháp như xây dựng hệ thống thủy lợi, kiểm soát độ mặn nước tưới và sử dụng nước ngầm hợp lý. Mô hình AquaCrop hỗ trợ đánh giá hiệu quả của các biện pháp này trong việc duy trì năng suất lúa.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức toàn cầu với những tác động sâu rộng đến môi trường và kinh tế xã hội, đặc biệt là ngành nông nghiệp. Theo ước tính của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC), nhiệt độ toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C trong giai đoạn 1906-2005, kéo theo hiện tượng nước biển dâng trung bình 1,8 mm/năm trong giai đoạn 1961-2003. Tại Việt Nam, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói chung và huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng nói riêng đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của xâm nhập mặn do nước biển dâng và biến đổi khí hậu. Nếu mực nước biển dâng thêm 1m, khoảng 43,7% diện tích tỉnh Sóc Trăng sẽ bị ngập, ảnh hưởng đến hơn 450.000 người, tương đương 35% dân số tỉnh.

Nghiên cứu tập trung vào đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn trong điều kiện biến đổi khí hậu đến năng suất lúa tại huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng, sử dụng mô hình AquaCrop để mô phỏng và dự báo. Mục tiêu chính là xác định hiện trạng xâm nhập mặn, dự báo tác động của biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn đến năng suất lúa, đồng thời đề xuất các giải pháp thích ứng phù hợp. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào giống lúa OM5451 trong vụ Đông Xuân 2013-2014 tại xã Tân Quy A, huyện Long Phú.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý nguồn nước, bảo vệ đất trồng lúa và phát triển nông nghiệp bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, góp phần đảm bảo an ninh lương thực và phát triển kinh tế địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về biến đổi khí hậu, sinh trưởng cây trồng và mô phỏng năng suất trong điều kiện hạn hán và nhiễm mặn. Hai mô hình chính được áp dụng là:

• Mô hình AquaCrop: Phát triển bởi FAO, mô hình này mô phỏng sự phát triển của cây trồng dựa trên cân bằng nước trong đất, ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, đất đai và quản lý tưới tiêu. AquaCrop đặc biệt phù hợp để đánh giá tác động của thiếu nước và nhiễm mặn đến năng suất cây trồng thông qua các chỉ số như độ bao phủ tán lá (CC), sinh khối (B), hiệu suất sử dụng nước (WP) và chỉ số thu hoạch (HI).

• Mô hình DSSAT và DNDC: DSSAT mô phỏng năng suất cây trồng và biến đổi tính chất đất, tuy nhiên không mô phỏng được năng suất lúa trong đất nhiễm mặn. DNDC là mô hình sinh địa hóa đất, dự báo phát thải khí nhà kính và biến đổi cacbon trong đất, hỗ trợ đánh giá tác động môi trường của canh tác.

Các khái niệm chính bao gồm: bốc hơi (E), thoát hơi (T), bốc thoát hơi tham chiếu (ETo), hiệu suất sử dụng nước (WP), hệ số căng thẳng nước (Ks), và các kịch bản phát thải khí nhà kính (B1, B2, A2).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng (nhiệt độ, lượng mưa, bốc hơi tham chiếu), đất đai (đặc tính lý hóa, độ ẩm, hệ số thấm), nước tưới và nước ngầm, năng suất lúa thực tế từ thí nghiệm đồng ruộng vụ Đông Xuân 2013-2014 tại xã Tân Quy A, huyện Long Phú.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình AquaCrop để mô phỏng sinh trưởng và năng suất lúa dưới các mức độ xâm nhập mặn khác nhau và các kịch bản biến đổi khí hậu (B1, B2, A2). Hiệu chỉnh mô hình dựa trên số liệu thực tế, đánh giá bằng các chỉ số thống kê như hệ số xác định (R²), sai số trung bình bình phương (RMSE), và hệ số hiệu quả mô hình Nash-Sutcliffe (EF).

• Timeline nghiên cứu: Thu thập và xử lý số liệu từ năm 2013-2014, mô phỏng và phân tích dữ liệu trong giai đoạn 2014-2015, dự báo tác động đến năm 2050 theo các kịch bản phát thải khí nhà kính.

• Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đồng ruộng với hai công thức canh tác (truyền thống và cải tiến), mật độ gieo, lượng phân bón và lịch tưới khác nhau, nhằm thu thập dữ liệu hiệu chỉnh mô hình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu chỉnh mô hình AquaCrop đạt độ chính xác cao: Hệ số xác định R² giữa năng suất thực tế và mô phỏng đạt trên 0,85, RMSE dưới 10%, cho thấy mô hình phù hợp để dự báo năng suất lúa trong điều kiện xâm nhập mặn.

2. Ảnh hưởng của mức độ mặn đến năng suất lúa: Khi độ dẫn điện của nước tưới tăng từ 4 dS/m lên 12 dS/m, năng suất lúa giảm khoảng 25-40% tùy theo biện pháp canh tác. Biện pháp canh tác cải tiến giúp giảm suy giảm năng suất khoảng 10% so với biện pháp truyền thống.

3. Ảnh hưởng của độ sâu mặt nước ngầm và độ mặn nước ngầm: Mực nước ngầm càng sâu và độ mặn càng cao làm giảm sinh khối và năng suất lúa rõ rệt. Ở độ sâu mặt nước ngầm 1,5 m với độ dẫn điện 8 dS/m, năng suất giảm khoảng 30% so với điều kiện không nhiễm mặn.

4. Dự báo tác động biến đổi khí hậu đến năng suất lúa: Theo kịch bản phát thải cao A2, năng suất lúa tại huyện Long Phú dự kiến giảm 15-20% vào năm 2050 so với giai đoạn cơ sở 1980-1999, trong khi kịch bản phát thải thấp B1 giảm khoảng 5-7%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự suy giảm năng suất là do tác động kép của xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ, giảm lượng mưa và tăng nhu cầu nước tưới. Mức độ mặn cao làm tổn thương hệ rễ, giảm khả năng hấp thụ nước và dinh dưỡng, đồng thời ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình quang hợp và sinh trưởng cây lúa.

So sánh với các nghiên cứu trong khu vực ĐBSCL, kết quả tương đồng về mức độ suy giảm năng suất do xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu. Việc áp dụng biện pháp canh tác cải tiến như tưới tiết kiệm nước, sử dụng giống chịu mặn và quản lý phân bón hợp lý giúp giảm thiểu tác động tiêu cực.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh năng suất lúa theo các mức độ mặn và kịch bản biến đổi khí hậu, bảng thống kê hiệu quả mô hình và biểu đồ phân bố mực nước ngầm, giúp minh họa rõ ràng các xu hướng và tác động.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng biện pháp canh tác cải tiến: Khuyến khích nông dân sử dụng phương pháp tưới khô-ướt xen kẽ, giảm mật độ gieo và điều chỉnh lượng phân bón phù hợp nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước và giảm thiểu tác động của xâm nhập mặn. Thời gian thực hiện: ngay trong các vụ sản xuất tiếp theo; Chủ thể: nông dân, cơ quan khuyến nông.

2. Phát triển và sử dụng giống lúa chịu mặn: Đẩy mạnh nghiên cứu, chọn lọc và phổ biến các giống lúa có khả năng chịu mặn cao, phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu tại địa phương. Thời gian: 3-5 năm; Chủ thể: viện nghiên cứu, trung tâm giống cây trồng.

3. Quản lý nguồn nước và cải tạo đất: Xây dựng hệ thống thủy lợi điều tiết nước ngọt, hạn chế xâm nhập mặn, kết hợp với biện pháp thau chua rửa mặn đất nhằm cải thiện chất lượng đất trồng. Thời gian: 2-4 năm; Chủ thể: chính quyền địa phương, ngành thủy lợi.

4. Tăng cường giám sát và dự báo biến đổi khí hậu: Sử dụng mô hình AquaCrop và các công cụ dự báo để theo dõi diễn biến xâm nhập mặn và tác động đến sản xuất, từ đó xây dựng kế hoạch ứng phó kịp thời. Thời gian: liên tục; Chủ thể: cơ quan khí tượng thủy văn, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý nông nghiệp và chính quyền địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, kế hoạch phát triển nông nghiệp bền vững, quản lý nguồn nước và thích ứng với biến đổi khí hậu.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành khoa học môi trường, nông nghiệp: Tham khảo phương pháp mô hình hóa AquaCrop, dữ liệu thực nghiệm và phân tích tác động xâm nhập mặn đến cây trồng.

3. Nông dân và tổ chức khuyến nông: Áp dụng các giải pháp canh tác cải tiến, lựa chọn giống lúa phù hợp và quản lý tưới tiêu hiệu quả nhằm nâng cao năng suất và giảm thiệt hại do xâm nhập mặn.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cơ quan phát triển quốc tế: Sử dụng luận văn làm cơ sở khoa học để triển khai các dự án hỗ trợ thích ứng biến đổi khí hậu và phát triển nông nghiệp bền vững tại vùng ĐBSCL.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình AquaCrop có ưu điểm gì so với các mô hình khác?
   AquaCrop mô phỏng chính xác sự phát triển cây trồng trong điều kiện thiếu nước và nhiễm mặn, dễ sử dụng với dữ liệu đầu vào phổ biến, phù hợp cho các nghiên cứu về tác động biến đổi khí hậu đến năng suất cây trồng.

2. Xâm nhập mặn ảnh hưởng như thế nào đến cây lúa?
   Xâm nhập mặn làm giảm khả năng hấp thụ nước và dinh dưỡng của cây, gây tổn thương rễ, giảm sinh trưởng và năng suất. Độ mặn cao trong giai đoạn trổ bông có thể làm mất trắng diện tích lúa.

3. Các biện pháp canh tác cải tiến gồm những gì?
   Bao gồm tưới nước tiết kiệm, giảm mật độ gieo, sử dụng phân bón hợp lý, chọn giống chịu mặn và quản lý đất đai nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước và giảm thiệt hại do mặn.

4. Biến đổi khí hậu tác động đến năng suất lúa như thế nào?
   Nhiệt độ tăng làm tăng nhu cầu nước tưới, giảm năng suất do stress nhiệt và thiếu nước, đồng thời làm thay đổi lượng mưa và tăng tần suất thiên tai như hạn hán, xâm nhập mặn.

5. Làm thế nào để dự báo tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp?
   Sử dụng các mô hình mô phỏng như AquaCrop kết hợp với dữ liệu khí tượng và kịch bản phát thải khí nhà kính để dự báo năng suất và đề xuất giải pháp thích ứng phù hợp.

Kết luận

• Nghiên cứu đã hiệu chỉnh thành công mô hình AquaCrop với độ chính xác cao, phù hợp để mô phỏng tác động của xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu đến năng suất lúa tại huyện Long Phú.
• Mức độ xâm nhập mặn và biến đổi khí hậu dự báo sẽ làm giảm năng suất lúa từ 5% đến 40% tùy theo kịch bản và biện pháp canh tác.
• Biện pháp canh tác cải tiến và quản lý nguồn nước hiệu quả có thể giảm thiểu đáng kể tác động tiêu cực.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng chính sách và giải pháp thích ứng tại địa phương.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu sang các vùng khác, phát triển giống lúa chịu mặn và triển khai các giải pháp quản lý đất nước hiệu quả.

Kêu gọi hành động: Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân cần phối hợp triển khai các giải pháp thích ứng dựa trên kết quả nghiên cứu để bảo vệ sản xuất lúa và phát triển nông nghiệp bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và làm lệch cả xu hướng của giá trị trung bình và/hoặc dao động của biến đổi khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất. Trong khí quyển, 78% là khí Nitơ, 21% là khí oxy và 1% là các khí khác.

Biến đổi khí hậu là vấn đề đang được cả thế giới quan tâm. Biến đổi khí hậu đã và đang tác động trực tiếp lên đời sống kinh tế - xã hội và môi trường toàn cầu. Nhiều nơi trên thế giới đã phải chịu nhiều thiên tai nguy hiểm như bão lớn, nắng nóng dữ dội, lũ lụt, hạn hán và khí hậu khắc nghiệt gây thiệt hại nghiêm trọng về tính mạng con người và vật chất. Những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng nguyên nhân của biến đổi khí hậu chính là các hoạt động của con người tác động lên hệ thống khí hậu làm cho khí hậu biến đổi trong đó có các hoạt động về sản xuất nông nghiệp.

Hiện trạng diễn biến khí hậu trên thế giới Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang diễn ra ngày càng nhanh và nhanh hơn dự đoán của con người [23]. BĐKH diễn ra theo một chu trình mà ở đó khí hậu chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động của trái đất, mối quan hệ giữa trái đất với hệ vũ trụ và đặc biệt là tác động của con người. Khi hoạt động của con người tăng, làm tăng phát thải khí nhà kính và làm cho quá trình diễn biến của khí hậu ngày càng nhanh hơn. 6 Biến đổi khí hậu Nhiệt độ thay đổi Lượng mưa thay đổi Nước biển dâng Thời tiết cực đoan Điều khiển khí hậu Tác động và tổn thương Tập trung và phát thải: Hệ sinh thái - Khí nhà kính Nguồn nước - Bụi (Aerosols) An ninh lương thực Định cư và trật tự xã hội Sức khỏe cộng đồng Phát triển kinh tế xã hội - Quản lý vĩ mô - Xóa mù chữ - Sức khỏe cộng đồng - Công bằng xã hội - Công nghệ - Dân số - Phát triển sản xuất và xây dựng - Hoạt động văn hóa xã hội Hình 1.

Ảnh hưởng của BĐKH và các biện pháp ứng phó Quan điểm thống nhất mang tính chất toàn cầu về BĐKH mang tính chu trình tương tác. Phát triển kinh tế xã hội, hoạt động gia tăng của con người là nguyên nhân gây nên phát thải khí nhà kính và tập trung cao độ mật độ bụi không gian, kết hợp với sự vận động của trái đất dẫn đến sự thay đổi về khí hậu. BĐKH gây tổn thương và tác động lên hệ sinh thái, con người và làm ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế xã hội. Chu trình này không diễn ra theo một chiều mà biến đổi càng trầm trọng bao nhiêu thì mức độ tác động và tổn thương càng nghiêm trọng và thiệt hại về kinh tế, xã hội càng lớn [22].

Theo ước tính của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC), nhiệt độ tăng lên làm giảm năng suất cây trồng: ngô giảm từ 5-20% nếu nhiệt độ tăng lên 1,00C, giảm năng suất 60% nếu nhiệt độ tăng lên 40C. Kết quả của Viện nghiên cứu Lúa quốc tế (IRRI) cho thấy, năng suất lúa cũng giảm 10% đối với mỗi 1,00C tăng 7 lên. Nhiệt độ tăng làm gia tăng bốc hơi và nhu cầu nước của cây trồng (theo IPCC nhiệt độ tăng lên 1,00C thì nhu cầu nước tưới sẽ tăng lên 10%). Theo báo cáo đánh giá của IPCC năm 2007, nhiệt độ trung bình trên toàn cầu đã tăng lên khoảng 0,740C trong thời kỳ 1906 – 2005.

Mực nước biển trong thời kỳ 1963 – 2003 đã tăng lên 1,8mm/năm, giai đoạn 1993 – 2003 tăng 3,7 mm/năm. Trong đó, IPCC và các quốc gia trên thế giới đều dự báo rằng mực nước biển tiếp tục tăng trong những thập kỷ tiếp theo [23]. Nhiệt độ tăng lên, làm tăng sự bốc hơi, thoát hơi nước bề mặt dẫn đến thay đổi đột xuất về lượng mưa. Nhiệt độ tăng làm trái đất nóng lên dẫn đến hiện tương băng tan ở hai đầu cực.

Ở Bắc Cực băng tan nhanh dẫn đến nước biển dâng, các hiện tượng thời tiết cực đoan, bất thường. - Về nhiệt độ: Theo các kết quả đánh giá của IPCC trong các báo cáo kỹ thuật 3 và 4 cho thấy nhiệt độ trái đất tăng mạnh ở hầu hết các khu vực trên thế giới. Theo ước tính nhiệt độ toàn cầu tăng 0,740C trong giai đoạn 1906-2005; 1,280C giai đoạn 1956-2005 và được dự báo quá trình này còn tăng hơn nữa. Nhiệt độ thường tăng mạnh vào mùa nóng và có xu hướng giảm vào mùa đông làm tăng tính khắc nghiệt của thời tiết, đặc biệt là tại các vùng khó khăn.

Như vậy, những vùng bị tổn thương và có điều kiện khắc nghiệt BĐKH sẽ ngày càng trầm trọng hơn so với các vùng khác ( Hình 1. Diễn biến của nhiệt độ toàn cầu từ năm 1800-2007 Nguồn: Báo cáo kỹ thuật của IPCC, (2007) 8 - Băng tan và nước biển dâng: Nhiệt độ tăng lên làm cho băng ở vùng Bắc Cực tan nhanh. Theo kết quả nghiên cứu của IPCC cho thấy lượng băng che phủ Bắc cực giảm mạnh, trung bình trên 2,7 % mỗi thập kỷ, riêng mùa hè giảm 7,4%. Nhiều vùng trước đây được che phủ bằng lớp băng dày, nay đã suy giảm do lớp băng tan chảy dần [22].

Diễn biến mực nước biển dâng 1850-2000 (IPCC, 2007) Kết quả này cũng chỉ ra rằng, băng tan làm cho mực nước biển dâng ngày càng cao. Kết quả thống kế của IPCC (2007) và các cơ quan nghiên cứu của Mỹ, Úc cho thấy nước biển toàn cầu dâng trung bình 1.8mm/năm giai đoạn 1961-2003 và 3,1 mm/năm giai đoạn 1993-2003. Nước biển toàn cầu đã dâng 0,31 m trong một thế kỷ gần đây. IPCC và các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đều dự báo nếu mực nước biển tiếp tục tăng trong những thập kỷ tiếp theo thì nước gần bờ biển sẽ là các quốc gia chịu tác động nặng nề do nước biển dâng, trong đó có Việt Nam.

Hiện trạng diễn biến khí hậu tại Việt Nam Việt Nam là một trong những nước nằm trong khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai do ảnh hưởng của BĐKH. Các loại thiên tai như: bão, lũ lụt, hạn hán, lốc, rét hại, động đất, sạt lở đất, cháy rừng, xâm nhập mặn, biến đổi bờ biển, ô nhiễm môi trường,… Bảng 1.Phân vùng các loại thiên tai Số TT Vùng thiên tai Các thiên tai cơ bản 1 Vùng núi phía Bắc Lũ quét, lốc, lở đất, động đất, rét hại Lũ, dông, bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, nước 2 Vùng đồng bằng sông Hồng dâng, xói lở bờ sông, bờ biển, rét hại; Vùng các tỉnh ven biển Lũ, bão, áp thấp nhiệt đới, lũ quét, hạn, xói 3 miền Trung lở bờ sông, bờ biển Vùng cao nguyên Trung Bộ Lũ, lũ quét, lốc, trượt đất, hạn, xói lở bờ 4 (Tây Nguyên) sông Vùng đồng bằng sông Cửu Lũ, hạn, xâm nhập mặn, xói lở bờ sông, bờ 5 Long biển Biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đất sử dụng cho nông nghiệp do nước biển dâng, hạn hán, lũ lụt, sạt lở đất, hoang mạc hóa làm mất diện tích đất nông nghiệp; làm thay đổi tính thích hợp của nền sản xuất nông nghiệp với cơ cấu khí hậu, tính phù hợp giữa các tập đoàn cây, con trên các vùng sinh thái đang bị triệt tiêu hoặc mất dần tính thích nghi, phù hợp; làm chậm đi quá trình phát triển nền nông nghiệp hiện đại sản xuất hàng hóa và đa dạng hóa, làm thay đổi nền nông nghiệp cổ truyền. Dưới sự tác động của BĐKH thiên tai ngày càng gia tăng, lũ lụt thường xuyên xảy ra, nước sông dâng lên, đỉnh lũ tăng cao gây khó khăn cho việc tiêu thoát nước, diện tích đất nông nghiệp bị ngập úng, xâm nhiễm mặn ngày một nhiều làm giảm năng suất và giảm chất lượng nông sản. BĐKH được Việt Nam quan tâm nhiều trong những năm gần đây bằng việc Chính phủ cam kết tham gia các công ước quốc tế về BĐKH, hội nghị cao cấp về BĐKH.

Tại Việt Nam, kịch bản về BĐKH và nước biển dâng đã được ban hành, 10 các văn bản hướng dẫn, khung chương trình về thích ứng với BĐKH. Khí hậu là tài nguyên vô giá đối với sản xuất nông nghiệp. Khí hậu là yếu tố quan trọng đối với quá trình sinh trưởng phát triển và hình thành năng suất cây trồng và năng suất thủy sản [15]. Do vậy, bất cứ thay đổi nào về khí hậu đều dẫn đến thay đổi về khả năng sinh trưởng, phát triển và làm thay đổi năng suất.

Hầu hết các nghiên cứu được tổng quan đều cho rằng tác động của BĐKH đối với sản xuất nông nghiệp thể hiện qua các khía cạnh: - Thay đổi năng suất cây trồng dẫn đến an ninh lương thực không được đảm bảo [15]. - Mất đất sản xuất do nhiều vùng bị cạn kiệt nhưng nhiều vùng lại bị ngập lụt, nước biển dâng [23] - Mất cân bằng sinh thái do suy giảm đa dạng sinh học [9] - Gây thiệt hại cơ sở vật chất, hạ tầng thủy lợi do các hiện tượng thời tiết cực đoan và khó dự báo [19] - Các rủi ro và tác động khác,… Ngành Nông nghiệp là ngành chịu tác động lớn nhất của BĐKH so với các ngành khác. Nước ta với địa hình phức tạp, bờ biển dài trong khi các vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm lại tập trung ở các vùng đồng bằng ven các hệ thống sông ngòi và ven biển. Khi nước biển dâng sẽ gây nên hiện tượng xâm lấn mặn, xói mòn rửa trôi, cạn kiệt dinh dưỡng và mất khả năng sản xuất [19].

Tác động của BĐKH làm suy giảm quỹ đất sử dụng cho ngành nông nghiệp do mặn hóa và ngập hóa, làm thay đổi khả năng thích nghi của các đối tượng nông nghiệp với điều kiện thời tiết khí hậu; thiên tai gây ảnh hưởng đến năng suất, sản lượng; thay đổi điều kiện tưới tiêu. Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu Nhiều nhà khoa học trên thế giới đưa ra các nguyên nhân khác nhau về sự thay đổi của BĐKH. Nguyên nhân đầu tiên dẫn đến BĐKH là do sự vận động của trái đất nhưng nguyên nhân cuối cùng và đang hiện hữu chính là do hoạt động của con người.