Luận án Tiến sĩ Khí tượng và khí hậu học: Nghiên cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển ngành trồng trọt tỉnh Sơn La

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NGUYỄN HỮU QUYỀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN

NGÀNH TRỒNG TRỌT TỈNH SƠN LA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÍ TƯỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC

Hà Nội - 2021

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

NGUYỄN HỮU QUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGÀNH TRỒNG TRỌT TỈNH SƠN LA

Ngành: Khí tượng và khí hậu học Mã số: 9440222

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÍ TƯỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC

Tác giả luận án

Giáo viên hướng dẫn 1

Giáo viên hướng dẫn 2

Nguyễn Hữu Quyền

PGS.TS. Dương Văn Khảm

PGS.TS. Nguyễn Thế Hưng

Hà Nội – 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả

nghiên cứu trong Luận án là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và chưa từng

được công bố trong bất kỳ một nghiên cứu nào khác.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này và các kết quả

nghiên cứu trong Luận án của mình.

Tác giả Luận án

Nguyễn Hữu Quyền

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS.

Dương Văn Khảm và PGS.TS. Nguyễn Thế Hưng. Tác giả xin trân trọng bày

tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai Thầy đã hết lòng tận tình hướng dẫn tác giả thực

hiện Luận án.

Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS.TS. Nguyễn Trọng Hiệu, các

chuyên gia, các nhà khoa học đã giúp đỡ và góp ý cho các nội dung của Luận

án.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và

Biến đổi khí hậu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình

nghiên cứu và hoàn thành Luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Lãnh đạo và các đồng nghiệp thuộc

Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng - Khí hậu và Trung tâm Nghiên cứu Khí

tượng Nông nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ, động viên cho tác giả trong

suốt quá trình thực hiện Luận án.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới bố, mẹ, anh, chị, em,

những người thân trong gia đình, đặc biệt là vợ và hai con đã luôn ở bên cạnh,

động viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành tốt Luận án của

mình.

Tác giả Luận án

Nguyễn Hữu Quyền

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii

MỤC LỤC ........................................................................................................ iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... viii

DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ ix

DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... xi

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP CHO PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT ..... 6

1.1. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN TRONG NGHIÊN CỨU KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP ................................................................................................ 6

1.1.1. Khái quát về khí hậu nông nghiệp ....................................................... 6

1.1.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp ............................................................................................................. 7

1.1.3. Khái quát về phân vùng khí hậu nông nghiệp ..................................... 8

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI ....................................... 9

1.2.1. Các chỉ số đánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp .......................... 9

1.2.1.1. Tài nguyên bức xạ và độ dài ngày ........................................................... 9

1.2.1.2. Các chỉ số về điều kiện sống qua đông đối với cây trồng ..................... 10

1.2.1.3. Các chỉ số về tài nguyên nhiệt ............................................................... 10

1.2.1.4. Các chỉ số về tài nguyên ẩm .................................................................. 12

1.2.1.5. Các chỉ số về hiện tượng thời tiết bất lợi .............................................. 13

1.2.2. Phân vùng khí hậu nông nghiệp ......................................................... 13

1.2.2.1. Phân vùng khí hậu nông nghiệp chung ................................................. 13

1.2.2.2. Phân vùng khí hậu nông nghiệp cho một mục đích cụ thể .................... 16

1.2.2.3. Ứng dụng công nghệ GIS trong phân vùng khí hậu nông nghiệp ......... 20

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM ........................................... 22

1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, PHÂN BỐ CÂY TRỒNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT TỈNH SƠN LA ............................................. 27

1.4.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Sơn La .......................................................... 27

1.4.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................. 27

1.4.1.2. Đặc điểm địa hình ................................................................................ 27

1.4.1.3. Tài nguyên đất ....................................................................................... 28

1.4.1.4. Khái quát về khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Sơn La ............ 29

1.4.2. Phân bố không gian và năng suất một số cây trồng ở tỉnh Sơn La .... 34

1.4.2.1. Phân bố diện tích các loại cây trồng chính theo huyện ........................ 34

1.4.2.2. Phân bố năng suất các loại cây trồng theo huyện ................................ 35

1.4.3. Định hướng phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La .................................... 37

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 .................................................................................. 40

CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 41

2.1. SỐ LIỆU SỬ DỤNG ................................................................................ 41

2.1.1. Số liệu khí tượng ................................................................................ 41

2.1.2. Số liệu kịch bản biến đổi khí hậu ....................................................... 42

2.1.3. Số liệu diện tích, năng suất và sản lượng cây trồng .......................... 42

2.1.4. Khung thời vụ cây trồng .................................................................... 42

2.1.5. Bản đồ đất và địa hình ....................................................................... 42

2.2. PHƯƠNG PHÁP ...................................................................................... 42

2.2.1. Phương pháp đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp và sự phân bố theo không gian của các chỉ số KHNN ........................................................ 42

2.2.1.1. Phương pháp đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp ......................... 42

2.2.1.2. Phương pháp xác định phân bố theo không gian của các chỉ số khí hậu

nông nghiệp ........................................................................................................ 43

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất cây trồng ............................................................................................................. 45

2.2.3. Phương pháp và các bước phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La ...................................................................................................................... 46

2.2.3.1. Phương pháp phân vùng ........................................................................ 46

2.2.3.2. Các bước thực hiện ................................................................................ 47

2.2.4. Áp dụng công cụ LUSET nhằm đánh giá mức độ phù hợp của cây trồng trong các vùng khí hậu nông nghiệp ............................................................ 48

2.2.5. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh lý cây trồng được sử dụng làm đầu vào cho công cụ LUSET ....................................................................... 52

2.2.5.1. Nhóm cây ăn quả ôn đới ........................................................................ 52

2.2.5.2. Nhóm cây ăn quả nhiệt đới .................................................................... 55

2.2.5.3. Nhóm cây lương thực hàng năm ............................................................ 56

2.2.6. Phương pháp nội suy dữ liệu khí hậu theo không gian làm đầu vào cho công cụ LUSET ............................................................................................ 61

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 .................................................................................. 62

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA ................................................................................................ 64

3.1. ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HÓA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP Ở TỈNH SƠN LA ........................................................................................... 64

3.1.1. Phân bố các chỉ số nhiệt ..................................................................... 64

3.1.2. Phân bố các chỉ số mưa ẩm ................................................................ 77

3.1.3. Vai trò của điều kiện địa lý đối với phân bố các chỉ số khí hậu nông nghiệp ........................................................................................................... 83

3.1.3.1. Phân bố các chỉ số nhiệt theo độ cao .................................................... 83

3.1.3.2. Phân bố của nhiệt độ và lượng mưa và số giờ lạnh theo vị trí địa lý ... 87

3.1.4. Đặc điểm phân hóa khí hậu ở Sơn La ................................................ 89

3.1.4.1. Phân hóa về điều kiện nhiệt ................................................................... 89

3.1.4.2. Phân hóa về điều kiện mưa ẩm .............................................................. 90

3.1.4.3. Những phân hóa của các chỉ tiêu khí hậu quan trọng đối với sản xuất

nông nghiệp tỉnh Sơn La ..................................................................................... 91

3.2. PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA .................. 94

3.2.1. Mục đích phân vùng ........................................................................... 94

3.2.2. Các cấp phân vị .................................................................................. 95

3.2.3. Lựa chọn chỉ tiêu ................................................................................ 95

3.2.4. Kết quả phân vùng ............................................................................. 96

3.2.5. Đặc điểm khí hậu nông nghiệp trong các tiểu vùng .......................... 97

3.3. KHẢ NĂNG TRỒNG TRỌT TRONG CÁC VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP CỦA TỈNH SƠN LA ..................................................................... 101

3.3.1. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây ăn quả ôn đới ..................... 102

3.3.2. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây ăn quả nhiệt đới ................. 106

3.3.3. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây hàng năm ............................ 109

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 ................................................................................ 114

CHƯƠNG 4: TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT Ở TỈNH SƠN LA ................................................................ 116

4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG TỈNH SƠN LA ............................................................................... 116

4.1.1. Dao động năng suất do thời tiết tạo nên ........................................ 116

4.1.2. Quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây trồng với các yếu tố khí hậu

118

4.1.2.1. Đối với cây lúa .................................................................................... 118

4.1.2.2. Đối với cây ngô .................................................................................... 120

4.1.2.3. Đối với các cây ăn quả lâu năm .......................................................... 121

vii

4.2. TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP HIỆN TẠI VÀ SỰ PHÂN BỐ CÂY TRỒNG Ở TỈNH SƠN LA ......................................................................................................... 123

4.2.1. Áp dụng kịch bản biến đổi khí hậu vào việc điều chỉnh sơ đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp hiện tại ...................................................................... 123

4.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây trồng trong các vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La ............................................................... 125

4.2.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây ăn quả ôn đới .......... 126

4.2.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây ăn quả nhiệt đới ...... 127

4.2.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây hàng năm ................ 128

TIỂU KẾT CHƯƠNG 4 ................................................................................ 129

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 130

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU .................................... 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 133

viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Biến đổi khí hậu Đơn vị lạnh - chilling units Độ cao địa hình Mô hình số độ cao (Digital Elevation Model) Bốc thoát hơi tiềm năng Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Hệ thống thông tin địa lý Hệ số thủy nhiệt Phương pháp nghịch đảo khoảng cách Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế Kinh độ Khí hậu nông nghiệp Đơn vị đất Land Use Suitability Evaluation Tool Mùa sinh trưởng

Không thích hợp Sự phù hợp Kịch bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp Rất thích hợp Thích hợp Kém thích hợp Sản xuất nông nghiệp

Nhiệt độ tối cao trung bình năm Nhiệt độ tối thấp trung bình năm Tổng nhiệt năm

Nhiệt độ trung bình Nhiệt độ tháng nóng nhất Nhiệt độ tháng lạnh nhất

BĐKH CU DC DEM ETo FAO GIS HTC IDWA IRRI KĐ KHNN LU LUSET MST N OVS RCP4.5 S1 S2 S3 SXNN Tabs_tbMax Nhiệt độ tối cao tuyệt đối trung bình năm Tabs_tbMin Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm Tmaxtb Tmintb TNN Ttb Ttbmax Ttbmin VĐ WMO

Vĩ độ Tổ chức Khí tượng Thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Diện tích một số loại cây hàng năm và cây ăn quả lâu năm thời kỳ 1995 –

2016 của tỉnh Sơn La (ha) ......................................................................................... 34

Bảng 1.2. Năng suất một số loại cây hàng năm và cây ăn quả lâu năm thời kỳ 1995 –

2016 của tỉnh Sơn La (tạ/ha) ..................................................................................... 35

Bảng 2.1. Danh sách các trạm ở vùng nghiên cứu và vùng lân cận.......................... 41

Bảng 2.2. Các mức phù hợp tương ứng với nhân tố trọng số [50] ........................... 51

Bảng 2.3. Phân cấp mức độ phù hợp tổng thể [97] ................................................... 52

Bảng 2.4. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với các cây đào, lê và mận [1; 77]

................................................................................................................................... 54

Bảng 2.5. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với cây xoài và nhãn [70]; 95];

[96] ............................................................................................................................ 55

Bảng 2.6. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với cây lúa (thời gian sinh trưởng

từ 90-150 ngày) [86] ................................................................................................. 58

Bảng 2.7. Bộ chỉ tiêu đánh giá mức độ phù hợp đối với cây ngô [86] ..................... 60

Bảng 3.1. Nhiệt độ trung bình năm ở Sơn La ........................................................... 65

Bảng 3.2. Tổng nhiệt năm và vụ ở Sơn La (°C)........................................................ 67

Bảng 3.3. Nhiệt độ tối cao trung bình năm ở Sơn La ............................................... 68

Bảng 3.4. Nhiệt độ tối thấp trung bình năm ở Sơn La .............................................. 70

Bảng 3.5. Thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục ở tỉnh Sơn La............ 73

Bảng 3.6. Phân bố số đơn vị lạnh tích lũy TBNN tại các trạm khí tượng ................ 75

Bảng 3.7. Ngày bắt đầu - kết thúc nhiệt độ không khí trung bình dưới 20°C ứng với

các suất bảo đảm khác nhau ở tỉnh Sơn La ............................................................... 75

Bảng 3.8. Thời kỳ có nhiệt độ không khí trung bình trên 25°C ở tỉnh Sơn La ......... 76

Bảng 3.9. Tổng lượng mưa mùa và năm (mm) ......................................................... 78

Bảng 3.10. Mùa ẩm ướt và mùa sinh trưởng đối với cây trồng ở Sơn La ................ 81

Bảng 3.11. Phương trình tính toán sự phân bố theo không gian về nhiệt độ, lượng

mưa và số giờ lạnh ở vùng nghiên cứu ..................................................................... 87

Bảng 3.12. Ma trận tương quan bội giữa các yếu tố liên quan đến điều kiện nhiệt ở

tỉnh Sơn La ................................................................................................................ 92

Bảng 3.13. Phương trình ngoại suy các chỉ tiêu nhiệt từ tổng nhiệt năm (TNN) ..... 93

Bảng 3.14. Phương trình ngoại suy tổng lượng mưa năm từ giá trị độ dài mùa sinh

trưởng (MST) ............................................................................................................ 94

Bảng 3.16. Cấp phân vị và chỉ tiêu phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La .... 96

Bảng 3.17. Các chỉ tiêu phân vùng và tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La ...................... 97

Bảng 3.18. Các đặc trưng khí hậu nông nghiệp trong các vùng và tiểu vùng KHNN

tỉnh Sơn La ................................................................................................................ 98

Bảng 4. 1. Hệ số biến động của năng suất thời tiết đối với cây trồng ở các huyện của

tỉnh Sơn La .............................................................................................................. 117

Bảng 4. 2. Sự thay đổi tỷ lệ diện tích đất tự nhiên trong các vùng KHNN theo kịch

bản BĐKH (%) ........................................................................................................ 125

Bảng 4. 3. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ăn quả ôn đới trong

bối cảnh biến đổi khí hậu ........................................................................................ 126

Bảng 4. 4. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ăn quả nhiệt đới đới

trong bối cảnh biến đổi khí hậu ............................................................................... 128

Bảng 4. 5. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây trồng hàng năm

trong bối cảnh biến đổi khí hậu ............................................................................... 128

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Phân bố độ cao (trái) và độ dốc tỉnh Sơn La ............................................. 28 Hình 1.2. Sơ đồ khối thực hiện luận án ..................................................................... 40 Hình 2.1. Sơ đồ khối xây dựng bản đồ phân bố theo không gian của các chỉ số khí

hậu nông nghiệp ........................................................................................................ 44

Hình 2.2. Sơ đồ mô tả các thành phần của năng suất của cây trồng [68] ................. 45

Hình 2.3. Quy trình xác định khả năng trồng trọt trong các tiểu vùng khí hậu ........ 49

Hình 3. 1. Phân bố nhiệt độ trung bình năm ở tỉnh Sơn La ...................................... 65

Hình 3. 2. Biến trình năm của nhiệt độ không khí trung bình ở tỉnh Sơn La ........... 66

Hình 3. 3. Phân bố chỉ tiêu tổng nhiệt năm tỉnh Sơn La ........................................... 68

Hình 3. 4. Phân bố nhiệt độ tối cao trung bình năm ở tỉnh Sơn La .......................... 69

Hình 3. 5. Phân bố nhiệt độ tối thấp trung bình năm (bên trái) và tối thấp tuyệt đối

năm (bên phải) ........................................................................................................... 71

Hình 3. 6. Suất bảo đảm độ lệch chuẩn về nhiệt độ tối thấp năm so với giá trị trung

bình tại các điểm trạm tỉnh Sơn La ........................................................................... 72

Hình 3. 7. Phân bố tổng lượng mưa năm ở Sơn La .................................................. 77

Hình 3. 8. Biến trình lượng mưa năm tại các trạm ở tỉnh Sơn La ............................. 78

Hình 3. 9. Phân bố tổng lượng bốc thoát hơi tiềm năng năm ở Sơn La ................... 79

Hình 3. 10. Phân bố chỉ số ẩm ở Sơn La ................................................................... 80

Hình 3. 11. Phân bố chỉ tiêu độ dài mùa sinh trưởng tỉnh Sơn La ............................ 82

Hình 3. 12. Phân bố nhiệt độ theo độ cao tại các trạm khí tượng ở tỉnh Sơn La ...... 83

Hình 3. 13. Quy luật phân bố tổng nhiệt năm (trên), vụ Xuân (dưới bên trái) và vụ

mùa (dưới bên phải) theo độ cao địa hình ................................................................. 84

Hình 3. 14. Quy luật phân bố nhiệt độ tối thấp (trái) và tối cao (phải) trung bình năm

theo độ cao ................................................................................................................ 85

Hình 3. 15. Biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc rét hại ở Sơn La theo độ cao địa hình

................................................................................................................................... 85

Hình 3. 16. Quy luật phân bố tổng số giờ lạnh theo độ cao ở tỉnh Sơn La ............... 86

Hình 3. 17. Biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc nhiệt độ dưới 20°C với suất bảo đảm

50% ở Sơn La theo độ cao ........................................................................................ 87

xii

Hình 3. 18. Mức biến đổi độ dài mùa sinh trưởng theo tổng lượng mưa năm ......... 94

Hình 3. 19. Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La ............................. 96

Hình 3. 20. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây đào (trên bên trái), lê (trên

bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các

vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải). .............................................................. 103

Hình 3. 21. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây đào (trên bên trái), lê (trên

bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các

vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải). .............................................................. 104

Hình 3. 22. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây đào (trên

bên trái), lê (trên bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù

hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải) ........................................ 105

Hình 3. 23. Khả năng trồng các cây đào (trên bên trái), lê (trên bên phải), mận (dưới

bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn

La (dưới bên phải) ................................................................................................... 106

Hình 3. 24.Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây xoài và nhãn (trái) và phần

trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (phải) ....... 107

Hình 3. 25. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây xoài (bên trái) và nhãn (bên

phải) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La

(dưới) ....................................................................................................................... 108

Hình 3. 26. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây xoài và

nhãn (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh

Sơn La (bên phải) .................................................................................................... 109

Hình 3. 27. Khả năng trồng các cây xoài và nhãn (bên trái) và phần trăm diện tích các

cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) ............................. 109

Hình 3. 28. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây lúa (bên trái) và phần trăm

diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) ........ 110

Hình 3. 29. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây lúa (bên trái) và phần trăm

diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) ........ 110

xiii

Hình 3. 30. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây lúa nương

(bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn

La (bên phải) ........................................................................................................... 111

Hình 3. 31. Khả năng trồng cây lúa nương (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp

độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) .................................... 112

Hình 3. 32. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ngô (bên trái) và phần

trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) 112

Hình 3. 33. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây ngô (bên trái) và phần trăm

diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) ........ 113

Hình 3. 34. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây ngô (bên

trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La

(bên phải)................................................................................................................. 113

Hình 3. 35. Khả năng trồng cây ngô (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù

hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải) ................................................ 114

Hình 4. 1. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây lúa với nhiệt độ (bên trái) và

lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016 .............................................................. 120

Hình 4. 2. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây ngô với nhiệt độ (bên trái) và

lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016 .............................................................. 121

Hình 4. 3. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của các cây ăn quả lâu năm với nhiệt

độ (bên trái) và lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016 ..................................... 122

Hình 4. 4. Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp theo kịch bản RCP4.5 giai đoạn

2030 (trái) và 2050 (phải) ở tỉnh Sơn La. ............................................................... 124

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Nông nghiệp có quan hệ qua lại và phức tạp đối với các điều kiện tự nhiên,

trong đó các yếu tố khí hậu là những yếu tố tác động mạnh mẽ nhất đến sản xuất

nông nghiệp. Khí hậu không những ảnh hưởng lớn đến sự phân bố địa lý của cây

trồng mà còn ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng phát triển, đến chất lượng và

năng suất sản lượng mùa màng. Nghiên cứu, đánh giá điều kiện khí hậu nông

nghiệp nhằm cung cấp những thông tin cần thiết về tài nguyên khí hậu, mức độ

phù hợp của các điều khí hậu nông nghiệp đó đối với các loại cây trồng khác

nhau..., làm cơ sở khoa học phục vụ các quy hoạch phát triển nông nghiệp, giúp

các nhà quản lý đề xuất được những cơ cấu cây trồng hợp lý, tận dụng được hết

các lợi thế về tài nguyên khí hậu trên mỗi vùng lãnh thổ, thu được lợi nhuận cao

và phát triển bền vững.

Sơn La là tỉnh có nhiều lợi thế phát triển trồng trọt, vùng có tiềm năng đất

đai rộng lớn với nguồn tài nguyên khí hậu nông nghiệp (KHNN) đa dạng và phong

phú. Tuy nhiên, vùng này còn gặp không ít khó khăn về nhiều mặt, cụ thể như: địa

hình đồi núi phức tạp dẫn đến điều kiện khí hậu nông nghiệp có sự thay đổi lớn

trên phạm vi hẹp, đất dốc chiếm diện tích lớn, cơ sở hạ tầng kém, mặt bằng dân trí

thấp, tỷ lệ hộ nghèo cao. Đặc biệt, vùng này luôn phải đối mặt với các loại thiên

tai và các hiện tượng thời tiết cực đoan như sương muối, nhiệt độ thấp, hạn hán

gây ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông nghiệp. Vì vậy tốc độ phát triển ngành

trồng trọt còn chậm, chưa tương xứng với tiềm năng của từng địa phương.

Theo định hướng phát triển trồng trọt của tỉnh Sơn La, trọng tâm trong giai

đoạn tới bao gồm các nội dung cụ thể như: (1) Phát triển nông nghiệp theo hướng

xây dựng các cánh đồng mẫu lớn; (2) Tập trung chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông

nghiệp, gia tăng giá trị sản phẩm trên một đơn vị diện tích; (3) Nâng cao năng suất,

chất lượng nông sản, đạt hiệu quả cao và bền vững [22], [24], [25]. Có thể thấy

đây là chiến lược lâu dài trong phát triển nông nghiệp của tỉnh, do vậy, cần có

những đánh giá đúng mức về tài nguyên khí hậu nông nghiệp, có những định

hướng quy hoạch, mở rộng không gian phát triển trồng trọt, phát triển các vùng

chuyên canh cây ăn quả có giá trị kinh tế hàng hoá một cách cụ thể. Trong đó, việc

xác định những vùng có khả năng mở rộng sản xuất nông nghiệp, lựa chọn những

loại cây trồng phát triển phù hợp là những vấn đề cấp thiết. Vì vậy, đánh giá điều

kiện khí hậu nông nghiệp một cách khoa học phục vụ phát triển trồng trọt là việc

làm rất cần thiết và phù hợp.

Cây trồng trong nông nghiệp có rất nhiều loại nên khi tiến hành nghiên cứu,

đánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp cho phát triển trồng trọt của vùng, cần

chọn lựa một số cây trồng chủ lực, có thể thích hợp với điều kiện khí hậu địa

phương, có giá trị kinh tế, ưu tiên các loại cây trồng đang là thế mạnh của tỉnh.

Chính vì thế đối với tỉnh Sơn La, việc lựa chọn nghiên cứu, đánh giá tài nguyên

khí hậu nông nghiệp cho phát triển các cây ăn quả ôn đới, nhiệt đới có giá trị kinh

tế và cây trồng hàng năm là việc làm hết sức cần thiết.

Từ những phân tích nêu trên, với lòng mong muốn được góp phần đưa các

kết quả nghiên cứu vào thực tiễn nhằm khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên khí

hậu nông nghiệp, giảm thiểu tác động bất lợi của các yếu tố khí hậu cực đoan,

hướng tới phát triển nền nông nghiệp bền vững, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên

cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển ngành

trồng trọt tỉnh Sơn La”.

2. Mục tiêu của luận án

- Đánh giá được sự phân hóa theo không gian, thời gian về các chỉ tiêu

KHNN và ảnh hưởng của chúng đến năng suất các loại cây trồng ở tỉnh Sơn La;

- Xây dựng được sơ đồ phân vùng KHNN cho tỉnh Sơn La và xác định được

không gian canh tác phù hợp (về điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng) đối với

một số loại cây chủ lực của tỉnh ở hiện tại và theo kịch bản biến đổi khí hậu.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Điều kiện tự nhiên và thực trạng sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Sơn La

- Quy luật phân hóa của các chỉ số khí hậu nông nghiệp;

- Ảnh hưởng của phân bố các chỉ số KHNN đến phân bố cây trồng;

Phạm vi nghiên cứu

- Trên địa bàn tỉnh Sơn La;

- Một số khu vực lân cận.

4. Câu hỏi nghiên cứu và luận điểm bảo vệ của luận án

4.1. Câu hỏi nghiên cứu

(1) Những chỉ tiêu nào trong tổ hợp các chỉ tiêu KHNN có thể được sử dụng

làm các chỉ tiêu chính để đánh giá và phân vùng KHNN phục vụ phát triển ngành

trồng trọt tỉnh Sơn La?

(2) Mức độ phù hợp về điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng đối với các

cây trồng nông nghiệp trong phân vùng KHNN tỉnh Sơn La như thế nào?

4.2. Giới hạn nghiên cứu

Đối với các cây trồng nông nghiệp, luận án chỉ xem xét các loại cây trồng

chủ lực đang được tỉnh quan tâm đầu tư phát triển trong giai đoạn tới, bao gồm:

các loại cây ăn quả ôn đới (đào, lê, mận); các loại cây ăn quả nhiệt đới (xoài, nhãn);

và các cây hàng năm (lúa, ngô).

4.3. Luận điểm bảo vệ của luận án

Luận điểm 1: Bản đồ phân vùng KHNN phản ánh được quy luật phân hóa

chủ yếu về các điều kiện KHNN thông qua các tiêu chí tổng nhiệt năm và độ dài

mùa sinh trưởng trên địa bàn tỉnh Sơn La;

Luận điểm 2: Phân vùng KHNN tỉnh Sơn La có liên quan mật thiết với sự

phân bố cây trồng và có khả năng phục vụ quy hoạch phát triển trồng trọt theo

hướng chuyên canh, có tính đến vấn đề BĐKH.

5. Phương pháp nghiên cứu

Để trả lời các câu hỏi nghiên cứu, Luận án sử dụng các phương pháp nghiên

cứu sau:

(1) Các phương pháp thống kê trong khí hậu, KHNN của WMO, FAO đã

được áp dụng để xây dựng các chỉ số KHNN phục vụ đánh giá quy luật phân hóa

các điều kiện KHNN và ảnh hưởng của các chỉ số KHNN đến năng suất cây trồng

ở tỉnh Sơn La.

(2) Áp dụng công nghệ GIS để xác định phân bố theo không gian của các

chỉ số KHNN, trong đó có xét đến kiến thức chuyên gia.

(3) Áp dụng phương pháp đánh giá thích nghi của FAO để xác định khả

năng trồng các loại cây ăn quả ôn đới, cây ăn quả nhiệt đới và các loại cây hàng

năm trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La.

6. Đóng góp mới của Luận án

- Xây dựng được sơ đồ phân vùng KHNN cho tỉnh Sơn La, trong đó tích

hợp được các đặc trưng KHNN như: nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ tháng nóng

nhất, nhiệt độ tháng lạnh nhất, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm, thời kỳ

có khả năng xảy ra rét hại, thời kỳ bắt đầu - kết thúc nhiệt độ dưới 20oC, số giờ

lạnh và tổng lượng mưa năm trong mỗi vùng và tiểu vùng KHNN của tỉnh Sơn

La.

- Luận án đã áp dụng thành công bộ công cụ LUSET của FAO để xác định

mức độ phù hợp về điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng đối với các loại cây

trồng chủ lực (các loại cây ăn quả ôn đới, nhiệt đới và cây trồng hàng năm) trong

các vùng KHNN tỉnh Sơn La, trong đó có xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

(BĐKH).

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 7.1. Ý nghĩa khoa học

Luận án đã làm rõ đặc điểm và sự phân hóa của các chỉ số KHNN trên địa

bàn tỉnh Sơn La. Các phương pháp được luận án kế thừa và phát triển là nguồn tư

liệu rất hữu ích trong việc nghiên cứu phân vùng KHNN và đánh giá khả năng

trồng trọt trong mỗi đơn vị lãnh thổ.

7.2. Ý nghĩa thực tiễn

Các chỉ số khí hậu nông nghiệp được lựa chọn trong đánh giá điều kiện

KHNN và phân vùng KHNN có liên quan mật thiết với cây trồng, được thực hiện

trên bộ số liệu quan trắc đủ dài, phản ánh đúng thực trạng của vùng nghiên cứu.

Do vậy, kết quả phân vùng KHNN có thể làm cơ sở khoa học phục vụ các quy

hoạch phát triển nông nghiệp, giúp các nhà quản lý điều chỉnh đề xuất được cơ

cấu cây trồng hợp lý.

Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp được tích hợp với các bản đồ mức

độ phù hợp về điều kiện khí hậu, địa hình và thổ nhưỡng đối với các cây trồng chủ

lực sẽ cho phép tính toán được phần diện tích gieo trồng thích hợp trong mỗi vùng

khí hậu nông nghiệp, rất thuận lợi trong công các quy hoạch phát triển trồng trọt

và khuyến cáo các hoạt động sản xuất nông nghiệp hàng năm cho các địa phương.

Các kết quả của luận án cũng có thể được xem xét áp dụng trong quy hoạch

phát triển các loại cây trồng khác có giá trị kinh tế cao ở Sơn La, với điều kiện

nhu cầu về KHNN của các loại cây trồng này có tính tương đồng như các cây trồng

đã được xem xét trong luận án.

8. Cấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung của luận án được chia

thành 4 chương:

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nông

nghiệp cho phát triển trồng trọt.

Chương 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu.

Chương 3: Đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La

Chương 4: Tác động của biến đổi khí hậu đến phát triển trồng trọt ở tỉnh

Sơn La

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN

VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP CHO PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT

1.1. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN TRONG NGHIÊN CỨU KHÍ HẬU

NÔNG NGHIỆP

1.1.1. Khái quát về khí hậu nông nghiệp

Khí hậu nông nghiệp là bộ môn nghiên cứu chuyên sâu liên ngành giữa khí

hậu và nông nghiệp, đó là nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, thời tiết

đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất, chất lượng sản

phẩm cây trồng. Mục tiêu của hướng nghiên cứu này nhằm đưa ra cơ sở khoa học

cho việc bố trí cơ cấu mùa vụ cây trồng thích hợp với điều kiện khí hậu riêng của

từng vùng, giúp các nhà quy hoạch, nhà chỉ đạo sản xuất và người nông dân có

phương án sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu nông nghiệp, né tránh được các điều

kiện thời tiết, khí hậu bất lợi nhằm gia tăng năng suất, sản lượng cây trồng và phát

triển nông nghiệp bền vững [52].

Để giải quyết những câu hỏi khác nhau liên quan đến khí hậu nông nghiệp ở

một lãnh thổ, trước tiên cần phải xác định nhân tố nào là nhân tố chủ đạo cho sự

sống của cây trồng và nhân tố nào là nhân tố ảnh hưởng. Điều này được dựa vào

2 khái niệm cơ bản đó là điều kiện sống còn và hoàn cảnh cư trú.

Điều kiện sống còn của thực vật là chỉ một số điều kiện quan trọng, thiếu

những điều kiện đó sẽ không thể có những giai đoạn phát dục của cây trồng và

như vậy sẽ không cho năng suất. Theo các nhà sinh học, các nhân tố không thể

thiếu cho sự sống của cây trồng là nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các chất dinh

dưỡng khoáng [33], [41], [57], [63], [91]. Các nhân tố này có ý nghĩa ngang nhau,

không thể dùng nhân tố này thay thế nhân tố khác.

Hoàn cảnh cư trú phản ánh môi trường mà cây trồng tồn tại, mức độ thuận

lợi, bất lợi về các điều kiện sống của cây trồng. Trong hoàn cảnh cư trú, không

phải toàn bộ các nhân tố đều ảnh hưởng tích cực tới quá trình phát dục của cây

trồng, thực tế những nhân tố ảnh hưởng như sương muối, gió khô nóng... là điều

kiện bất lợi đối với cây trồng [70].

Các kiến thức cơ bản này là cơ sở khoa học quan trọng trong nghiên cứu khí

hậu nông nghiệp, nó cho phép xây dựng các chỉ tiêu đánh giá tài nguyên khí hậu

nông nghiệp đối với từng lãnh thổ.

1.1.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu đánh giá điều kiện khí hậu nông

nghiệp

Yêu cầu của cây trồng về điều kiện khí hậu ở một giai đoạn sinh trưởng nào

đó có thể biểu diễn một cách định lượng thông qua các chỉ số KHNN, các chỉ số

này có thể phản ánh được khả năng sinh trưởng phát triển và tạo ra sản phẩm của

các đối tượng sản xuất nông nghiệp ở từng khu vực cụ thể. Để xác định các chỉ số

KHNN, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, dưới đây là một số phương

pháp thường được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu KHNN [52], [70]:

1) Phương pháp quan trắc song song: Quan trắc sự sinh trưởng, phát triển

và hình thành năng suất của nhiều loại cây trồng được tiến hành đồng thời với diễn

biến về các yếu tố khí tượng nông nghiệp.

2) Phương pháp gieo trồng theo địa lý: Gieo một loại cây trồng trong các

vùng địa lý với các điều kiện khí hậu khác nhau (độ ẩm, nhiệt độ, độ dài ngày ...).

3) Phương pháp phân kỳ gieo giống: Cây trồng được gieo vào các thời kỳ

khác nhau tại một địa điểm nào đó (cách nhau khoảng 10 ngày), tại đó người ta

quan trắc song song sự phát triển của cây và các yếu tố khí tượng nông nghiệp.

Kết quả của phương pháp này sẽ đưa ra đánh giá ảnh hưởng tổ hợp khác nhau của

các yếu tố khí tượng nông nghiệp đối với một loại cây trồng tại một địa điểm xác

định.

4) Phương pháp phân tích thống kê số liệu: thành lập mối liên hệ giữa sự

sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất cây trồng với các yếu tố khí hậu

trong một chuỗi thời gian dài nhiều năm.

5) Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm để xác định đặc điểm

sinh vật học của cây trồng liên quan đến các yếu tố khí hậu.

Trên cơ sở các phương pháp nêu trên, cho đến nay đã có nhiều chỉ số KHNN

khác nhau được lựa chọn trong đánh giá và khai thác tài nguyên KHNN. Những

chỉ số này có thể được phân thành 5 nhóm chính [13], [29], [52], [70]:

i) Nhóm chỉ số về tài nguyên bức xạ, ánh sáng và độ dài ngày;

ii) Nhóm chỉ số về điều kiện sống qua đông của cây trồng;

iii) Nhóm chỉ số về tài nguyên nhiệt;

iv) Nhóm chỉ số về tài nguyên mưa, ẩm;

v) Nhóm chỉ số về các cực đoan khí hậu.

Những chỉ số KHNN này sẽ là cơ sở khoa học cho việc đánh giá một cách

có hệ thống các điều kiện khí hậu nông nghiệp liên quan đến quá trình sinh trưởng,

phát triển và hình thành năng suất cây trồng đối với từng mùa, vụ và từng vùng cụ

thể.

1.1.3. Khái quát về phân vùng khí hậu nông nghiệp

Điều kiện khí hậu nông nghiệp ở mỗi nơi là khác nhau và căn cứ vào sự

khác nhau đó để phân chia thành các đơn vị khí hậu nông nghiệp được gọi là phân

vùng khí hậu nông nghiệp. Một vùng khí hậu nông nghiệp là một đơn vị không

gian được phân chia theo yếu tố khí hâu chính nhằm phản ánh khả năng trồng trọt

của vùng đó [61], [78], [83], [84], [93], [94]. Theo công trình của C.J. Stigter được

công bố năm 2010, các bản đồ phân vùng được xem là một trong những dịch vụ

khí hậu nông nghiệp không thể thiếu trong quy hoạch và phát triển nông nghiệp

[52]. Theo Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), mục đích của phân vùng khí hậu

nông nghiệp nhằm: phát triển hệ thống trồng trọt phù hợp, tăng thu nhập cho nông

dân, quản lý được rủi ro, hỗ trợ quản lý được nhu cầu tưới, phản ánh được khung

thời vụ gieo trồng, và quản lý sâu bệnh [62], [65], [71], [96].

Cho đến nay, phân vùng khí hậu nông nghiệp được tiến hành trên nhiều quy

mô khác nhau, có thể là cả thế giới, hoặc châu lục, hoặc một quốc gia, hoặc một

đơn vị lãnh thổ trong một quốc gia (cấp tỉnh, huyện...). Theo các báo cáo về khí

tượng nông nghiệp của WMO [52], [96], các phương pháp phân vùng KHNN được

chia thành 7 loại chính như sau: (1) Phân vùng khí hậu nông nghiệp tổng quát; (2)

Phân vùng KHNN cho các loại và giống cây trồng theo các vụ trồng trọt, (3) Phân

định các vùng đồng nhất về khí hậu - thổ nhưỡng để quy hoạch cây trồng và các

hệ thống canh tác; (4) Phân vùng KHNN phục vụ xác định thời vụ gieo trồng,

tránh rủi ro; (5) Phân vùng KHNN nhằm nâng cao năng suất cây trồng; (6) Phân

vùng để đánh giá năng suất tiềm năng; (7) Phân vùng để khai thác tài nguyên khí

hậu nông nghiệp cho các mục đích cụ thể.

1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1. Các chỉ số đánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp

1.2.1.1. Tài nguyên bức xạ và độ dài ngày

Bức xạ mặt trời đặc biệt quan trọng trong nông nghiệp: (i) Ánh sáng là nguồn

năng lượng mà cây xanh chuyển hóa năng lượng ánh sáng (Quang năng) thành

năng lượng hóa học (Hóa năng) tích lũy trong các hợp chất hữu cơ thông qua quá

trình quang hợp: (ii) Bức xạ là nguồn năng lượng chính trong quá trình bốc hơi

vật lý và bốc hơi sinh học. cả hai quá trình bốc hơi này đều có liên quan đến nhu

cầu nước của cây trồng. Những sóng bức xạ tham gia vào quá trình quang hợp gọi

là bức xạ hoạt động quang hợp và được gọi tắt là bức xạ quang hợp (PAR). Một

số các nghiên cứu đã chỉ ra rằng PAR có liên quan rõ rệt đến năng suất cây trồng

và đặc tính về hình dạng của lá. Vì vậy các đặc trưng của chỉ số này được xem là

một trong những cơ sở khoa học quan trọng trong việc lựa chọn các loại cây trồng

phù hợp với tài nguyên khí hậu nông nghiệp ở mỗi vùng [38], [53], [77], 92].

Độ dài ngày cũng có ý nghĩa trong việc chọn tạo giống cây trồng để đưa vào

những vùng cần thiết, đặc biệt đối với cây trồng có phản ứng với độ dài ngày. Nhu

cầu về độ dài ngày đối với cây trồng được phân thành 3 nhóm chính [51], [69]: (i)

nhóm cây trồng có nhu cầu độ dài ngày ngắn (từ 12-14 giờ); (ii) nhóm cây trồng

có nhu cầu về độ dài ngày dài (từ 15-18 giờ); (iii) nhóm cây trồng trung tính. Độ

dài ngày ở một vĩ độ không đổi nhưng thay đổi theo thời gian trong năm. Mùa sinh

trưởng của cây trồng thay đổi theo mùa nhiệt và mùa mưa, ẩm. Do vậy khi xem

xét vai trò của ánh sáng (độ dài ngày ngắn hay dài) đối với cây trồng, thường xem

xét độ dài ngày theo mùa sinh trưởng của cây trồng [52].

1.2.1.2. Các chỉ số về điều kiện sống qua đông đối với cây trồng

Các chỉ số về điều kiện sống qua đông có ý nghĩa rất lớn đối với các khu vực

có nhiệt độ thấp, thông qua các chỉ số này để xác định cơ cấu thời vụ đối với các

cây trồng ngắn ngày, ngoài ra còn được sử dụng để xem xét khả năng dịch chuyển

các giống cây trồng lâu năm thông qua điều kiện sống qua đông đối với mỗi loại

cây trồng [70].

Một loạt các chỉ số được sử dụng phổ biến như: các chỉ số về nhiệt độ tối

thấp tuyệt đối trung bình năm phục vụ đánh giá điều kiện sống qua đông của các

loại cây ăn quả, cây công nghiệp dài ngày [79]; Tổng nhiệt tích lũy < 00C và trong

thời kỳ có khả năng xuất hiện nhiệt độ < 0°C nhằm đánh giá mức độ khắc nghiệt

của mùa đông, khả năng hình thành băng tuyết và tác hại của nhiệt độ thấp đối với

cây trồng; nhiệt độ không khí tháng lạnh nhất và các đặc trưng về khả năng xuất

hiện sương giá để phân định các vùng bị hạn chế về trồng trọt và đánh giá các rủi

ro thiên tai khí hậu đối với các cây ăn quả và cây trồng vụ đông [48], [60], [62].

1.2.1.3. Các chỉ số về tài nguyên nhiệt

Nhiệt độ là một trong những điều kiện sống của sinh vật. Trong điều kiện

nhiệt độ thích hợp, cây trồng sinh trưởng và phát triển thuận lợi, hấp thụ được

nhiều bức xạ quang hợp và chất dinh dưỡng khoáng, tạo năng suất cao. Khi các

điều kiện khác được bảo đảm, thì diễn biến của nhiệt độ có ý nghĩa quyết định đến

cơ cấu thời vụ gieo trồng [95], [96].

Các đặc trưng về thời kỳ có nhiệt độ không khí qua các ngưỡng 0, 5, 10, 15,

20, 250C được sử dụng trong việc xác định thời kỳ bắt đầu và kết thúc gieo trồng

đối với các loại cây trồng ngắn ngày, xác định thời kỳ ấm và thời kỳ lạnh giá đối

với các hoạt động trồng trọt [34], [60], [76].

Các đặc trưng về tổng nhiệt hoạt động được tính theo các ngưỡng nhiệt độ

khác nhau, đặc biệt là ngưỡng tổng nhiệt >10°C được sử dụng phổ biến trong các

nghiên cứu tính toán khả năng đáp ứng tài nguyên nhiệt đối với mỗi loại cây trồng.

Đánh giá tài nguyên nhiệt ở các khu vực rộng lớn, xác định tiềm năng sản xuất

nông nghiệp và đánh giá quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng [56].

Những dị thường của nhiệt độ không khí trong năm cũng được sử dụng trong

đánh giá mức độ biến động của tài nguyên nhiệt để xác định các hoạt động trồng

trọt phù hợp [59], [76].

Số ngày có nhiệt độ không khí cao nhất (trong khoảng từ 30 - 40°C) được

xem là đặc trưng quan trọng trong việc xác định tốc độ tổn thất hơi nước và gia

tăng quá trình bốc thoát hơi đối với cây trồng [34].

Các chỉ số khí hậu nông nghiệp về nhiệt độ không khí trung bình ngày, đêm

và biên độ nhiệt của chúng cũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm trong việc

đánh giá tài nguyên nhiệt. Đánh giá mối liên hệ giữa các đặc trưng vật hậu với các

yếu tố nhiệt để xác định những vùng chuyên canh cho các khu vực có diện tích

không quá lớn [48], [60].

Ngoài ra, các chỉ tiêu về độ lạnh cũng thường được xem xét, đánh giá trước

khi đưa vào trồng các loại cây ăn quả có nguồn gốc từ các vùng ôn đới [46], [47],

[50], [92]. Các kết quả nghiên cứu về cây ăn quả cho thấy: Chu kỳ sinh trưởng,

phát triển trong năm của các loại cây ăn quả có nguồn gốc ôn đới như táo, đào,

mận, lê... đều cần có một giai đoạn nghỉ đông (dormant). Trong thời gian nghỉ

đông, các loại cây ăn quả này rất cần số giờ lạnh. Nếu không có đủ độ lạnh cần

thiết, cây sẽ yếu, chậm ra chồi, lá mới và cành lộc, năng suất và chất lượng quả sẽ

bị giảm. Chính vì lý do này trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu đánh

giá điều kiện lạnh trong giai đoạn nghỉ đông của một số loại cây ăn quả thông qua

một đơn vị đo gián tiếp từ yếu tố nhiệt độ gọi là các đơn vị lạnh (chilling units –

CU, số giờ <= 7.2°C) [46], [47], [92]. Theo Hội làm vườn California (The

California Rare Fruit Growers, Inc.), nhu cầu đơn vị lạnh đối với các loại cây ăn

quả ôn đới được phân thành 5 nhóm chính. (i) Nhóm nhu cầu độ lạnh thấp  300

CU; (ii) Nhóm nhu cầu độ lạnh thấp vừa phải 300 - 400 CU; (iii) Nhóm nhu cầu

độ lạnh vừa phải 400 - 700 CU; (iV) Nhóm nhu cầu độ lạnh cao vừa phải 700 -

900 CU; (v) Nhóm nhu cầu độ lạnh cao > 900 CU [92].

1.2.1.4. Các chỉ số về tài nguyên ẩm

Chỉ số về trữ lượng ẩm trong đất được xem là chỉ số quan trọng trong việc

đánh giá điều kiện ẩm đối với mỗi khu vực, là cơ sở khoa học cho việc bố trí cây

trồng và thời vụ trên từng vùng cụ thể [55], [79].

Các chỉ số về lượng mưa mùa và mùa sinh trưởng, được sử dụng để đánh giá

khả năng đáp ứng về tài nguyên ẩm trong các thời kỳ sinh trưởng của cây trồng

theo cấp độ rủi ro khác nhau, từ đó lựa chọn mô hình cây trồng phù hợp [53], [54]

[58].

Các chỉ số bốc hơi và bốc thoát hơi tiềm năng trong thời kỳ sinh trưởng của

thực vật đã được nhiều nhà khoa học sử dụng trong đánh giá nhu cầu ẩm đối với

cây trồng, ước tính lượng nước thực tế cần tưới và tính toán năng suất cây trồng

[59], [72], [89].

Chỉ số về số ngày có mưa vượt các cấp lượng mưa đã định và lượng mưa

ngày lớn nhất cũng rất được quan tâm trong việc đánh giá khả năng thừa ẩm, thiếu

ẩm, phục vụ thiết kế các hệ thống tưới, tiêu nước và chọn lựa hệ thống cây trồng

phù hợp cho mỗi khu vực [51].

Chỉ số về lượng mưa hữu hiệu phụ thuộc vào lượng mưa và khả năng chảy

tràn cũng đã được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm trong việc tính toán lượng

mưa hữu hiệu nhằm áp dụng trong đánh giá chế độ ẩm, cán cân nước đồng ruộng

và chọn lựa cây trồng phù hợp [48], [49], [73], [88], [89].

Tổ hợp các tham số khí tượng như bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, độ

hụt bão hòa,… cũng đã được sử dụng trong đánh giá mức độ bốc thoát hơi tiềm

năng và nhu cầu nước đối với cây trồng [88], [89].

Các chỉ số về thiếu hụt nước, bốc thoát hơi tiềm năng, nhu cầu nước của cây

trồng thường được sử dụng để xác định lịch tưới, nhu cầu cung cấp nước, đánh giá

ảnh hưởng của hạn hán, gió khô nóng trong các giai đoạn sinh trưởng phát triển

của cây trồng và ước tính tổn thất về năng suất do ức chế về điều kiện ẩm trong

các vụ sản xuất [44], [73], [88].

1.2.1.5. Các chỉ số về hiện tượng thời tiết bất lợi

Có một số hiện tượng thời tiết gây hại đối với cây trồng như: sương muối,

hạn hán, gió khô nóng, thời kỳ quá ẩm, mưa trong bão, bão bụi, gió lạnh, mưa

đá… Các thiên tai này chỉ phát sinh trong một khu vực cụ thể. Vì vậy, các chỉ số

phản ánh mức độ ảnh hưởng của các loại thiên tai đến cây trồng trong quá khứ sẽ

rất hữu hiệu trong việc đưa ra các hoạt động ứng phó, giảm nhẹ thiệt hại do chúng

gây ra.

Cho đến nay đã có nhiều chỉ số phản ánh mức độ hạn nông nghiệp hoặc phản

ánh các thời kỳ ẩm được sử dụng trong đánh giá các điều kiện bất lợi đối với cây

trồng, làm cơ sở cho việc chọn lựa các giống cây trồng phù hợp với điều kiện ẩm

thực tế ở mỗi vùng [35], [48], [80].

Một số đặc trưng về ngày bắt đầu - kết thúc sương muối, sương giá đã được

nhiều tác giả sử dụng trong đánh giá và phân vùng thiên tai [45], [76]. Trong các

nghiên cứu này các chỉ tiêu về nhiệt độ cũng được sử dụng để phân tích khả năng

phục hồi của cây trồng trong điều kiện có sương giá, sương muối.

1.2.2. Phân vùng khí hậu nông nghiệp

1.2.2.1. Phân vùng khí hậu nông nghiệp chung

Công trình tiêu biểu trong hướng nghiên cứu này là tập Atlas khí hậu nông

nghiệp thế giới được Selyaninov công bố năm 1966 [80]. Trên cơ sở xem xét các

đặc tính về cây trồng, sự khác biệt về các hoạt động sản xuất nông nghiệp, năng

suất sản lượng cây trồng và tài nguyên khí hậu, tác giả đã chia khí hậu nông nghiệp

thế giới thành 5 đới sau:

1) Đới giá lạnh: Đặc tính của đới này có nhiệt độ rất lạnh trong mùa hè, tổng

nhiệt độ hoạt động < 300°C. Thời kỳ phát triển của thực vật là rất ngắn và sau đó

là thời kỳ lạnh giá kéo dài với nhiệt độ < 0°C. Độ dài ngày trong mùa hè dao động

từ 20 – 24 giờ. Các cây trồng không thể sống được trên đất, hoạt động trồng trọt

chỉ có thể thực hiện trong điều kiện đất được bảo vệ.

2) Đới cực: Đặc tính của đới này cũng bị hạn chế về tài nguyên nhiệt, tổng

nhiệt hoạt động tích lũy dao động từ 300 – 1000°C và cũng rất hạn chế về số lượng

cây trồng ở đây, băng giá có thể bao phủ trong suốt thời kỳ có thực vật, thời kỳ

ban ngày liên tiếp trong mùa hè đã bổ sung một lượng nhiệt đáng kể trong một

thời đoạn ngắn. Các cây trồng trong đới này có đặc tính sinh trưởng nhanh, nhu

cầu nhiệt độ thấp và có khả năng chịu được nhiệt độ dưới 0°C.

3) Ôn đới: Có đặc tính thời kỳ thực vật mùa hè dài liên quan đến thời kỳ

ấm, tổng nhiệt hoạt động tích lũy từ 1000 – 6000°C, độ dài ngày dao động từ 14 –

20 giờ. Mùa đông lạnh và có tuyết bao phủ ở hầu hết các khu vực. Các giống thực

vật có thời gian sinh trưởng từ 40 đến 200 ngày ở vành đai phía Nam. Trong đới

này được chia thành 3 đới phụ ứng với các tổng nhiệt hoạt động và các loại cây

trồng khác nhau: Đới phụ thứ nhất (1000 – 2500°C), đới phụ thứ 2 (2500 –

4000°C) và đới phụ thứ 3 (4000 – 6000°C).

- Điều kiện ẩm: Nhằm hỗ trợ cho việc quy hoạch các hoạt động tưới tiêu,

tác giả đã phân chia đới này thành 5 vùng có các điều kiện ẩm khác nhau bao gồm:

vùng rất khô; vùng khô; vùng khô nhẹ; vùng ẩm; và vùng rất ẩm. Các chỉ số phân

vùng điều kiện ẩm được tác giả lựa chọn là hệ số thủy nhiệt (HTC) [79].

- Điều kiện mùa đông: Hai chỉ số được Selyaninov quan tâm đó là nhiệt

độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm (Tabs_tbMin) và nhiệt độ không khí tối cao tuyệt

đối trung bình tháng nóng nhất (Tabs_tbMax). Đới này được chia thành 5 khu vực

liên quan đến điều kiện mùa đông và hoạt động trồng trọt: Vùng A (Tabs_tbMin >

0°C) là vùng ấm nhất, các hoạt động trồng trọt có thể được thực hiện trong suốt

thời gian cả năm; vùng B (Tabs_tbMin trong khoảng từ 0 đến -50C) là vùng có mùa

đông ôn hòa, có các đợt ấm và có một lượng nhỏ băng tuyết bao phủ; vùng C

(Tabs_tbMin trong khoảng từ -5 đến -15°C) là vùng có một mùa đông lạnh kèm theo

băng giá; vùng D (Tabs_tbMin trong khoảng từ -15 đến -20°C) là vùng có mùa đông

khắc nghiệt, các cây chịu lạnh có thể bị phá hủy trong mùa đông bởi hiện tượng

sương giá; và vùng E (Tabs_tbMin <-20°C) là vùng có mùa đông rất khắc nghiệt, các

cây chịu lạnh không thể sống qua được mùa đông.

4) Đới cận nhiệt đới: Đới này có hai thời kỳ thực vật ứng với hai mùa (mùa

hè và mùa đông). Ở đây có sự lựa chọn về các giống cây trồng và có thể thực hiện

được hai vụ sản xuất trong năm, tổng nhiệt hoạt động tích lũy chủ yếu trong

khoảng 4000 –10000°C. Các cây ưa nóng được trồng ở nhiệt độ >10°C trong điều

kiện không có các loại sương muối nặng, các cây ưa lạnh có thể chống chịu được

sương giá được trồng trong điều kiện nhiệt độ < 10°C. Liên quan tới việc lựa chọn

loại cây trồng, đai này được chia thành 4 vùng nhiệt: từ 4000 – 6000°C; từ 6000

– 8000°C; từ 8000 – 10000°C; và > 10000°C.

Về tài nguyên ẩm, đai này có sự biến động rất rõ rệt về lượng mưa theo

không gian và thời gian. Đối với các vùng có khí hậu địa trung hải, ở đây có mùa

hè khô và mùa đông ẩm, cây trồng thường xuyên được tưới trong mùa hè. Đối với

các vùng có khí hậu gió mùa thì ngược lại, có mùa khô vào mùa đông và mùa ẩm

ướt vào mùa hè.

5) Nhiệt đới: ở đây cây trồng được đảm bảo về điều kiện nhiệt và ẩm quanh

năm, các hoạt động trồng trọt không bị gián đoạn. Tổng nhiệt hoạt động tích lũy

dao động trong khoảng từ 6000 – 10000°C và hoàn toàn không có sương giá, nhiệt

độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm đều ở mức > 5°C. Đới này có rất nhiều loại

cây trồng, bao gồm các cây hàng năm và cây lâu năm. Tổng lượng mưa hàng năm

ở khu vực này có sự biến động rất lớn giữa các vùng, từ 100-150mm đối với các

vùng sa mạc nhiệt đới và từ 10000 – 12000 mm ở các vùng thừa ẩm. Liên quan

đến điều kiện ẩm, đới này được chia thành 3 vùng chính: vùng thừa ẩm quanh

năm; vùng thừa ẩm đối với hầu hết thời gian trong năm và có một thời kỳ khô;

vùng ẩm tối ưu trong một thời kỳ ngắn và một thời kỳ khô kéo dài (> 6 tháng).

Cũng theo với hướng nghiên cứu này, đã có nhiều tác giả thực hiện phân

vùng khí hậu nông nghiệp trên quy mô các cấp độ địa lý khác nhau (cấp châu lục,

cấp quốc gia, cấp tỉnh) [48], [53], [78], sự khác biệt giữa các nghiên cứu này chủ

yếu liên quan đến việc chi tiết hóa các cấp phân vị đối với từng chỉ số, việc chi tiết

hóa này được thực hiện trên cơ sở đặc điểm khí hậu và các hoạt động sản xuất

nông nghiệp cụ thể ở mỗi vùng, mỗi địa phương.

1.2.2.2. Phân vùng khí hậu nông nghiệp cho một mục đích cụ thể

1) Phân vùng khí hậu nông nghiệp nhằm chọn lựa cây trồng phù hợp với mùa sinh

trưởng

Một trong những nhiệm vụ chính của phân vùng khí hậu nông nghiệp là xác

định các điều kiện khí hậu tương tự nhằm đảm bảo được các hoạt động canh tác

nông nghiệp ở vùng này có thể áp dụng được cho các vùng khác cho dù cách xa

nhau về vị trí địa lý. Lý thuyết về khí hậu nông nghiệp tương tự được phát triển

bởi các nhà khí tượng nông nghiệp Liên bang Nga, phương pháp này không chỉ

xem xét các đặc tính tương tự về mặt khí hậu chung, mà còn tính đến các nhân tố

khí hậu chủ đạo có liên quan đến đặc tính vật hậu trong quá trình sinh trưởng đối

với mỗi loại cây trồng.

Một trong những nghiên cứu đầu tiên trong hướng tiếp cận này là công trình

phân vùng khí hậu nông nghiệp đối với cây lúa mì ở đai cận nhiệt đới [48]. Các

chỉ số khí hậu nông nghiệp được chọn bao gồm: các chỉ số về lượng mưa và phân

bố mưa có quan hệ với quá trình sử dụng nước của cây lúa mì; các chỉ số về điều

kiện bất lợi về mặt khí hậu như sương giá, hạn hán, quá ẩm,…ảnh hưởng đến quá

trình sinh trưởng phát triển của cây lúa mì. Tác giả đã chia đai cận nhiệt đới thành

3 vùng, với 14 loại khí hậu có đặc tính về mùa khác nhau.

Công trình nghiên cứu tiêu biểu trong hướng nghiên cứu này đó là phân vùng

khí hậu nông nghiệp đối với cây lúa cho khu vực Đông Nam Á được thực hiện bởi

Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) năm 1974. Vùng nghiên cứu là vùng nhiệt

đới nên chế độ nhiệt độ không bị hạn chế đối với việc trồng lúa (ngoại trừ các khu

vực núi cao) nên các tác giả chỉ tập trung vào điều kiện ẩm có tính đến nhu cầu

nước của cây lúa. Trong các khu vực hoạt động canh tác lúa chỉ dựa vào mưa, với

quan điểm ứng với lượng mưa > 200mm/tháng là đủ để cây lúa nước phát triển và

với 100mm/tháng là đủ để lúa nương phát triển. Với quan điểm này, đã phân khu

vực Đông Nam Á theo các vùng có đặc trưng về mưa như sau:

i) Vùng ứng với số tháng có lượng mưa > 200mm (tháng ẩm) kéo dài liên

tiếp > 9 tháng

ii) Vùng ứng với số tháng ẩm trong khoảng từ 5 đến 9 tháng liên tiếp và

các đặc trưng mưa liên quan đến các tháng còn lại trong năm như sau:

a) 100 - 200mm/tháng (tháng khô) đối với các tháng còn lại của năm

b) Các tháng khô trong các tháng còn lại của năm ứng với các đỉnh phân

bố mưa nhỏ;

c) Ít nhất có 2 tháng có lượng mưa <100mm/tháng (tháng rất khô);

d) Đặc tính kết thúc mùa mưa đột ngột với 2 đến 3 tháng không có mưa

iii) Các khu vực ứng với 2 đến 5 tháng ẩm liên tiếp và các đặc trưng mưa

liên quan đến các tháng còn lại trong năm như sau:

a) Các tháng khô trong các tháng còn lại của năm

b) Ít nhất 2 tháng rất khô

iv) Các khu vực ứng với số tháng ẩm liên tiếp < 2 tháng

2) Phân định các vùng đồng nhất về khí hậu và đất

Xác định các vùng sinh thái với sự tương đồng về các điều kiện khí tượng

nông nghiệp được đặc biệt quan tâm đối với các nhà nông học trong việc thực hiện

các hoạt động trông trọt. Các kết quả phân vùng cho phép các nhà nông học áp

dụng các kết quả nghiên cứu về nông trại ở vùng này có thể chuyển được sang các

vùng khác có điều kiện khí hậu, đất đai tương đồng. Đất và khí hậu là hai loại tài

nguyên vật lý tự nhiên quan trọng cần được kết hợp để tạo ra các vùng tương đồng

thông qua các chỉ số khí hậu nông nghiệp phù hợp. Sự hiểu biết về loại đất, điều

kiện khí hậu nông nghiệp và chọn lựa cây trồng phù hợp là các vấn đề cốt lõi trong

hướng nghiên cứu này. Đã có nhiều nghiên cứu ở các cấp địa lý khác nhau, cấp

quốc gia, cấp tỉnh, cấp huyện [32], [35], [82]. Tính hiệu quả của phương pháp này

phụ thuộc rất lớn vào nguồn dữ liệu đầu vào hiện có và người sử dụng.

Công trình nghiên cứu tiêu biểu trong hướng tiếp cận này là phân vùng khí

hậu - đất ở Ấn Độ của Krishnan và Singh [62], các tác giả đã sử dụng chỉ số ẩm

(có liên quan đến mưa, bốc hơi) và chỉ số nhiệt độ không khí trung bình năm để

phân lãnh thổ Ấn Độ ứng với: 8 vùng ẩm, 24 tiểu vùng nhiệt và 64 vùng khí hậu -

đất. Do vùng nghiên cứu có sự khác biệt rất lớn giữa mùa mưa và mùa khô, đặc

tính này ảnh hưởng rõ rệt đến các hoạt động trồng trọt, vì vậy các tác giả đã xây

dựng thêm 2 bản đồ bổ trợ đối với mùa mưa (tháng 6 - tháng 10) và mùa khô

(tháng 11 - tháng 3 năm sau) bằng cách tính toán các chỉ số nhiệt, ẩm theo các thời

đoạn tưng ứng với mùa mưa và mùa khô.

3) Phân vùng khí hậu nông nghiệp nhằm xác định thời vụ gieo trồng có tính đến

các rủi ro

Đối với các vùng trồng trọt chỉ trông chờ vào nguồn nước trời, thời vụ gieo

trồng và hệ thống cây trồng phụ thuộc vào lượng mưa và phân bố mưa trong mùa

sinh trưởng, cần phải chọn lựa thời điểm gieo trồng có đặc trưng mưa phù hợp với

nhu cầu nước của cây trồng. Lượng mưa có sự biến động lớn giữa các năm trong

khi bốc thoát hơi tiềm năng là biến tương đối ổn định, vì vậy Hargreaves đã sử

dụng tỷ số giữa lượng mưa ứng với suất bảo đảm 75% và lượng bốc thoát hơi tiềm

năng (MAI) để đánh giá điều kiện ẩm đối với các hệ thống trồng trọt [78]. Ngoài

ra, các tác giả đã xác định chỉ số ẩm (MAI) tuần thông qua lượng mưa ứng với

suất bảo đảm 30, 50 và 75%, như vậy các cấp độ rủi ro trong trồng trọt đã được

tính đến trong hướng tiếp cận này. Phương pháp này được xem là khá hiệu quả

trong việc xác định cụ thể thời vụ gieo trồng đối với các vùng không chủ động

được nguồn nước tưới.

4) Phân vùng khí hậu nông nghiệp nhằm gia tăng năng suất cây trồng

Một trong những mục tiêu gia tăng năng suất cây trồng là tăng thu nhập của

nhà nông. Đây là kết quả đạt được bằng việc lựa chọn các cây trồng phù hợp và

xác định thời kỳ cung cấp tối ưu về điều kiện khí hậu nông nghiệp trong các giai

đoạn sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất cây trồng. Trong hướng

nghiên cứu này, các nhà khí tượng nông nghiệp thường quan tâm đến mối liên hệ

giữa năng suất cây trồng và thời tiết để có những hoạt động sản xuất phù hợp nhằm

giảm thiểu những tác động bất lợi của thời tiết khí hậu đối với cây trồng [94], [95].

Do đó, đánh giá về tài nguyên khí hậu và xác định năng suất tiềm năng là rất cần

thiết, những kiến thức về điều kiện khí tượng nông nghiệp sẽ đưa ra các quyết định

phù hợp trong sản xuất nông nghiệp [55], [56].

5) Phân vùng khí hậu nông nghiệp nhằm đánh giá tiềm năng sản lượng cây trồng

Việc thực hiện quy hoạch sử dụng tối ưu về diện tích canh tác là rất quan

trọng, không thể gieo trồng tất cả các cây trông trên một diện tích. Bài toán đặt ra

là trồng loại cây nào đạt có hiệu quả kinh tế cao nhất trên cơ sở tài nguyên khí hậu

nông nghiệp ở mỗi vùng.

Nghiên cứu tiêu biểu trong hướng tiếp cận này là công trình phân loại các

khu vực trồng lúa trên cơ sơ các chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp và hệ thống trồng

trọt ở Trung Quốc của Liangzhi Gao [56]. Nghiên cứu được tiến hành theo các

bước chính sau: (1) Sử dụng các chỉ số về nhiệt độ (HI) để xác định các khu vực

có tiềm năng sản xuất các giống lúa ưa lạnh, cụ thể là: số ngày có nhiệt độ không

khí trung bình ngày > 10°C kéo dài liên tiếp trong thời gian ≥ 110 ngày (là điều

kiện tối thiểu để các giống lúa ưa lạnh hoàn thành một vòng đời sinh trưởng); đối

với các vùng đồi núi, ngưỡng > 10°C được thay thế bằng > 20°C. (2) Sử dụng chỉ

số khô hạn lúa (RAI) được tính thông qua nhu cầu nước của cây lúa và lượng mưa

để đánh giá mức độ phù hợp về điều kiện ẩm nhằm chi tiết hóa các khu vực có

tiềm năng sản xuất lúa được phân định ở bước trước. (3) sử dụng chỉ số tổng hợp

đối với cây lúa (RCI) để xác định mức độ phù hợp về hệ thống trồng trọt, chỉ số

này được tính trên cơ sở độ dài mùa sinh trưởng của cây lúa dựa vào nhiệt độ

(RGS) và thời gian sinh trưởng của lúa từ khi gieo hạt đến khi lúa chín (RGD). Từ

các phương pháp nêu trên, đã phân chia lãnh thổ Trung Quốc thành 12 vùng nhỏ

ứng với các hệ thống canh tác lúa khác nhau.

6) Phân vùng khí hậu nông nghiệp nhằm khai thác tài nguyên khí hậu nông nghiệp

đối với các mục tiêu cụ thể

Đây là hướng nghiên cứu có phần tương tự như phần vùng khí hậu nông

nghiệp chung, các chỉ số được sử dụng vẫn là các đặc trưng liên quan đến các điều

kiện nhiệt, ẩm. Tuy nhiên kết quả phân vùng trong cách tiếp cận này có tính ứng

dụng cụ thể hơn so với phân vùng khí hậu nông nghiệp chung [66], [91]. Một số

sản phẩm chính mà loại phân vùng này hướng tới như: phân định các vùng phù

hợp đối với các loại cây trồng riêng xác định các vùng có đặc tính tương đồng về

khí tượng nông nghiệp, phân định các vùng thường xuyên xảy ra dịch bệnh hại

cây trồng, phân định các vùng phát triển đồng cỏ.

1.2.2.3. Ứng dụng công nghệ GIS trong phân vùng khí hậu nông nghiệp

Roohi và cộng sự (2002) đã sử dụng công nghệ GIS để phân vùng khí hậu

nông nghiệp vùng Pakistan, các tác giả đã sử dụng chỉ số khô hạn và chỉ số mùa

sinh trưởng của cây trồng để phân lãnh thổ Pakistan thành 57 tiểu vùng khí hậu

nông nghiệp [74].

Bagli. S và cộng sự (2003) đã sử dụng công nghệ GIS để diễn toán các chỉ

tiêu về điều kiện khí hậu, đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng và đặc tính sinh thái trong

các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây trông theo không gian, từ đó chồng

ghép nhiều bản đồ thành phần để tạo thành các vùng khí khí hậu nông nghiệp đối

với từng loại cây trồng ở nước Ý. Đây là nghiên cứu có tính khoa học và thực tiễn

cao, các tiêu chí được chọn trong phân vùng có liên quan trực tiếp đến quá trình

sinh trưởng của cây trồng trong vùng nghiên cứu [31].

Patel N.R (2003) đã áp dụng công nghệ GIS và viễn thám để phân vùng sinh

thái nông nghiệp cho vùng Himalayas thuộc Ấn Độ. Trong nghiên cứu này, ngoài

các chỉ tiêu phân vùng như: các điều kiện khí hậu nông nghiệp, đặc tính về đất,

tác giả còn sử dụng thêm chỉ số sinh khối thực vật được tính từ ảnh NOAA để

phân vùng sinh thái nông nghiệp cho khu vực nghiên cứu [71].

Ehsan và cộng sự (2012) đã sử dụng công nghệ GIS để tính toán các đặc

trưng về độ cao địa lý, độ dốc địa hình và độ dài mùa sinh trưởng để phân vùng

khí hậu nông nghiệp đối với từng loại cây trồng chính vùng Iran [40].

Cũng theo hướng nghiên cứu này David Chikodzi và Godfrey Mutowo

(2012) đã sử dụng một loạt các chỉ số liên quan đến khí hậu, đất đai, địa hình,

nguồn nước để phân vùng mức độ phù hợp của các loại cây trồng ở tỉnh Masvingo

thuộc nước Zimbabwe. Trong nghiên cứu này các tác giả đã sử dụng phương pháp

phân tích thứ bậc (The Analytic Hierarchy Process – AHP) để xác định bộ trọng

số tương ứng với từng chỉ số phân vùng [36].

Để đánh giá mức độ phù hợp về mặt khí hậu đối với cây ngô ở vùng Lesotho

Nam Phi, Moeletsi và Walker (2013) đã sử dụng các chỉ số liên quan đến tài

nguyên ẩm và đặc trưng địa hình. Trên cơ sở phân tích sự phân hóa của các chỉ

tiêu này theo không gian, kết hợp phương pháp phân tích trọng số theo ý kiến

chuyên gia đối với từng chỉ tiêu, đã phân vùng mức độ phù hợp về mặt khí hậu

nông nghiệp đối với cây ngô ở vùng nghiên cứu Nam Phi [64].

Tóm lại:

Trên thế giới, việc nghiên cứu tài nguyên khí hậu nông nghiệp là hướng nghiên

cứu có bề dày lịch sử với sự kết hợp của nhiều ngành khoa học (Khí hậu học, Địa

lí học, Thổ nhưỡng học, Sinh thái học...). Những nghiên cứu này có ý nghĩa thực

tiễn cao đối với các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Các kết quả nghiên cứu là cơ

sở khoa học vững chắc để xây dựng quy trình và biện pháp khai thác hợp lý tài

nguyên khí hậu nông nghiệp theo không gian lãnh thổ.

Đối với việc xây dựng bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp cho từng loại

cây trồng, các tiêu chí phân vùng không chỉ là các điều kiện khí hậu nông nghiệp,

đặc tính sinh thái cây trồng mà còn bao gồm các điều kiện về địa hình, đất đai

cũng được xem xét trong quá trình nghiên cứu, đánh giá khả năng trồng trọt ở mỗi

vùng. Đó là những bài học cho tác giả tham khảo khi tiến hành đánh giá và phân

vùng KHNN tỉnh Sơn La.

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM

Ở Việt Nam, việc phân tích, đánh giá điều kiện khí hậu nói chung, trong đó

có khí hậu nông nghiệp nói riêng luôn là một trong những trọng tâm nghiên cứu

của ngành Khí tượng Thủy văn nhằm phục vụ phát triển kinh tế - xã hội. Cho đến

nay, đã có khá nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này:

Khi thực hiện đề tài cấp Nhà nước “Điều kiện khí hậu nông nghiệp đối với

một số cây trồng chính ở đồng bằng Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ”, Lê Quang

Huỳnh và các cộng sự (1988) đã giải quyết được một số nhiệm vụ cơ bản: (i) Đánh

giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp cho các vùng đồng bằng Bắc Bộ, Trung Bộ và

Nam Bộ; (ii) Xác định điều kiện khí tượng nông nghiệp cho một số loại cây trồng

(lúa, ngô đông và khoai tây ở đồng bằng Bắc Bộ; lạc đông xuân ở Yên Định -

Thanh Hóa; đậu tương đông xuân ở Thanh Hóa, Hà Nội; bông ở Thuận Hải; cao

su ở miền Đông Nam Bộ). (iii) Tính toán đánh giá năng suất tiềm năng, năng suất

có thể đạt được của một số cây trồng như lúa, ngô, khoai tây, đậu tương ở một số

vùng để có biện pháp khai thác tốt hơn về tài nguyên khí hậu nông nghiệp ở mỗi

vùng [8].

Viện Khí tượng Thuỷ văn (1988) đã thực hiện đề tài “Đánh giá điều kiện

khí tượng nông nghiệp đối với một số cây trồng chính ở Tây Nguyên” thuộc

Chương trình 49C - Tây Nguyên. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã chỉ ra được sự

khác biệt khá lớn về điều kiện khí tượng nông nghiệp giữa các địa phương, nhất

là giữa vùng thấp và vùng cao. Mặt khác, trên cơ sở nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối

trung bình năm và nhiệt độ giới hạn thấp có hại cho cây trồng, đề tài đã xác định

được suất bảo đảm trồng các cây công nghiệp lâu năm đến một số đai độ cao cao

nhất định. Các kết quả của đề tài đã rất hữu ích cho các nhà quản lý, chỉ đạo sản

xuất nông nghiệp ở Tây Nguyên [27].

Nguyễn Văn Liêm và nnk (2005) đã thực hiện Dự án "Điều tra khảo sát và

đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp phục vụ tái định cư tại 2 vùng Ba Chà và

Mường Toong - Mường Nhé, tỉnh Điện Biên". Kế quả của dự án đã chỉ ra được sự

thuận lợi và không thuận lợi của các điều kiện khí hậu nông nghiệp, từ đó phân

định được các tiểu vùng có tiềm năng sản xuất nông - lâm - ngư nghiệp nhằm cung

cấp các căn cứ khoa học về khí hậu nông nghiệp phục vụ cho việc quy hoạch phát

triển các cây trồng, vật nuôi phù hợp với các vùng tái định cư [13].

Nguyễn Duy Chinh và cộng sự (2007) đã công bố công trình “Cơ sở dữ liệu

và tài nguyên khí hậu tỉnh Điện Biên”. Dựa vào các chỉ tiêu nhiệt, ẩm, tác giả đã

phân vùng KHNN tỉnh Điện Biên [3].

Nguyễn Văn Viết (2012) đã công bố công trình "Khai thác tài nguyên khí

hậu nông nghiệp Việt Nam”. Trong tài liệu này, bộ chỉ tiêu lựa chọn trong đánh

giá khí hậu nông nghiệp (KHNN) là các đặc trưng khí hậu liên quan đến tài nguyên

nhiệt, ẩm và các cực đoan khí hậu. Trong mục phân vùng KHNN Việt Nam, các

chỉ tiêu tổng nhiệt năm và nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm được tác giả

sử dụng để phân VN thành 8 vùng KHNN, sử dụng chỉ số ẩm Penman (mưa/bốc

thoát hơi tiềm năng) trung bình năm để phân VN thành 20 tiểu vùng [29]. Trong

công trình này, các chỉ tiêu liên qua đến điều kiện địa hình (độ cao, độ dốc) và thổ

nhưỡng chưa được xem xét đến.

Cũng triển khai hướng nghiên cứu tương tự, Nguyễn Văn Liêm và cộng sự

(2013) đã tiến hành phân vùng KHNN tỉnh Lai Châu phục vụ SXNN [14].

Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trong Hiệu (2004) đã công bố công trình "Khí

hậu và tài nguyên khí hậu Việt Nam". Đây là công trình có những đánh giá cụ thể

về tài nguyên khí hậu, đúc kết ra những điều kiện thuận lợi, khó khăn về mặt khí

hậu cho từng vùng lãnh thổ, công trình này đang được sử dụng rộng rãi trong phạm

vi cả nước với 7 vùng khí hậu là: Đông Bắc, Tây Bắc, Đồng bằng Bắc Bộ, Bắc

Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ [15].

Nguyễn Khanh Vân và nnk (2006) đã công bố công trình “Cơ sở sinh khí

hậu”. Trong công trình này, tác giả đã tổng hợp khá chi tiết các nghiên cứu trước

đây liên quan đến việc xây dựng bản đồ sinh khí hậu ở nước ta [26]. Có thể tóm

tắt như sau:

- Bản đồ sinh khí hậu Tây Nguyên tỉ lệ 1/250000: Được thành lập năm 1988

với 12 kiểu và 33 phụ kiểu sinh khí hậu. Hệ thống chỉ tiêu phân vùng được sử

dụng là nhiệt độ không khí trung bình năm, tổng lượng mưa năm, cường độ mùa

khô (số tháng có lượng mưa <25mm), và lượng mưa trung bình của các tháng khô.

- Bản đồ sinh khí hậu dải ven biển Việt Nam tỉ lệ 1/1000000: Được thực hiện

năm 1990 với hệ thống chỉ tiêu phân vùng được sử dụng như sau:

 Chỉ tiêu nhiệt: đã sử dụng nhiệt độ không khí trung bình tháng 1 và biên

độ nhiệt độ năm để phân vùng nghiên cứu thành 2 miền (Bắc và Nam đèo Hải

Vân)

 Chỉ tiêu ẩm: bao gồm tổng lượng mưa năm và hệ số thuỷ nhiệt

Selyaninov cải tiến (tính cho tháng) để đánh giá chi tiết về độ dài mùa ít mưa và

độ dài thời đoạn khô. Từ đó phân định vùng nghiên cứu thành 27 đơn vị sinh khí

hậu.

- Bản đồ sinh khí hậu thảm thực vật tự nhiên toàn quốc tỉ lệ 1/1000000: được

thực hiện năm 1992 với hệ thống chỉ tiêu phân vùng là nhiệt độ trung bình năm,

độ dài mùa lạnh (tháng có nhiệt độ trung bình tháng dưới 180C) và tổng lượng

mưa năm. Trên cơ sở các chỉ tiêu này, đã phân lãnh thổ Việt Nam thành 5 nhóm

kiểu sinh khí hậu khác nhau từ Bắc vào Nam, từ Đông sang Tây, và từ vùng thấp

lên vùng cao.

- Bản đồ sinh khí hậu tỉnh Hà Tây (cũ) tỉ lệ 1/100000: được thành lập năm

1991. Trên cơ sở các chỉ tiêu nhiệt độ trung bình năm, độ dài thời kì mùa lạnh,

tổng lượng mưa năm, độ dài mùa khô, các tác giả đã chia lãnh thổ tỉnh Hà Tây cũ

thành 6 kiểu sinh khí hậu. Trong công trình này, để đánh giá mức độ ảnh hưởng

của những điều kiện thời tiết bất lợi đối với cây trồng, các tác giả còn sử dụng một

số chỉ tiêu phụ liên quan đến tần suất xuất hiện của một số dạng thiên tai thời tiết

như: gió Tây khô nóng - gió Lào hay sương muối;

- Bản đồ sinh khí hậu vùng hồ Hoà Bình tỉ lệ 1/50000: được thành lập năm

1991. Nghiên cứu này có mục tiêu xây dựng cơ sở khoa học cho việc bố trí lại sản

xuất nông lâm nghiệp ở vùng ven hồ do môi trường tự nhiên bị thay đổi sau khi

hồ chứa đập thuỷ điện Hoà Bình được hình thành. Các tác giả đã sử dụng hệ thống

các chỉ tiêu sinh khí hậu như sau: i) Chỉ tiêu nền nhiệt là nhiệt độ trung bình năm,

ii) Chỉ tiêu ẩm được lựa chọn thông qua các đặc trưng tổng lượng mưa năm, độ

dài mùa khô và số ngày có gió khô nóng. Bản đồ được xây dựng ở tỷ lệ nhỏ, nên

những đặc điểm phân hoá địa phương của điều kiện sinh khí hậu như sương muối,

gió khô nóng… cũng đã được thể hiện trên bản đồ. Kết quả trên bản đồ vùng chứa

hồ Hoà Bình có 7 kiểu sinh khí hậu thảm thực vật tự nhiên, từ kết quả này, các tác

giả đã đề xuất cơ cấu cây trồng phù hợp với mỗi kiểu sinh khí hậu trong vùng

nghiên cứu.

Những thập kỷ gần đây, xuất phát từ nhu cầu thực tiễn về khai thác sử dụng

hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai, hướng nghiên cứu

khí hậu đối với phát triển nông lâm nghiệp đang được phát triển mạnh [4], [6], [7],

[9], [10] [11], [16], [20], [21]. Đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện đối với từng

loại cây trồng cụ thể, nhằm xây dựng cơ sở khoa học trong việc bố trí sản xuất

nông lâm nghiệp hợp lý theo hướng chuyên canh cây trồng tại những vùng có mức

độ thích nghi cao với điều kiện khí hậu. Sau đây là một số nghiên cứu về điều kiện

khí hậu đối với từng loại cây trồng cụ thể.

Dương Văn Khảm và nnk (2011) với đề tài "Nghiên cứu xây dựng bản đồ

sương muối phục vụ phát triển cao su và cà phê ở một số tỉnh vùng miền núi phía

Bắc bằng công nghệ GIS và viễn thám" đã áp dụng thành công công nghệ GIS và

viễn thám trong việc xây dựng các bản đồ chuyên đề về các điều kiện khí hậu bất

lợi phục vụ phát triển cao su và cà phê ở khu vực nghiên cứu [9].

Dương Văn Khảm và nnk (2014) với đề tài “Ứng dụng viễn thám và công

nghệ GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý

tại tỉnh Thừa Thiên Huế”. Trên cơ sở tư liệu viễn thám và công nghệ GIS, Nhóm

thực hiện đã đánh giá được các điều kiện khí hậu nông nghiệp và tác động của

chúng đến sản xuất nông nghiệp của tỉnh Thừa Thiên Huế, từ đó đề xuất được các

giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý [11].

Nguyễn Hồng Sơn và nnk (2016) với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công

nghệ viễn thám và GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp ở vùng Bắc Trung Bộ

và Duyên hải miền Trung”. Các tác giả đã đánh giá và phân vùng được các điều

kiện khí hậu nông nghiệp, thiên tai ở vùng nghiên cứu dựa trên tư liệu viễn thám

và công nghệ GIS. Từ đó đề xuất được các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên

khí hậu nông nghiệp ở vùng nghiên cứu [18].

Hoàng Đức Cường và nnk (2016) với đề tài “Nghiên cứu điều kiện khí hậu,

khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và phòng tránh thiên tai

vùng Tây Nguyên”. Trong đó, đã đánh giá được các điều kiện khí hậu, khí hậu

nông nghiệp, đặc biệt là các yếu tố thời tiết bất lợi ảnh hưởng đến sản xuất nông

nghiệp và phát triển kinh tế - xã hội ở vùng nghiên cứu. Từ đó đề xuất được các

giải pháp phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý. Các sản phẩm chính của đề

tài như bộ cơ sở dữ liệu về đặc điểm khí hậu, khí hậu nông nghiệp và tập bản đồ

khí hậu, bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp là cơ sở khoa học cho các Sở, ban,

ngành, các địa phương trong việc phát triển kinh tế - xã hội và phòng tránh thiên

tai trên khu vực Tây Nguyên [5].

Tóm lại:

Các kết quả nghiên cứu về khí hậu, khí hậu nông nghiệp ở trong nước có

liên quan đến đề tài là khá phong phú, những tài liệu này không chỉ là nguồn tham

khảo rất hữu ích trong việc triển khai các nội dung nghiên cứu của luận án, mà còn

là những định hướng nghiên cứu cho tác giả.

Tuy vậy, trong các nghiên cứu phân vùng KHNN với các chỉ tiêu mang tính

kinh điển (phần lớn dựa vào chỉ tiêu nhiệt- ẩm) để phân vùng KHNN chung. Trong

phân vùng KHNN còn tồn tại một số hạn chế như: (1) Chưa đánh giá được các

mối quan hệ giữa chỉ số phân vùng với các yếu tố khí hậu nông nghiệp khác như

nhiệt độ tối cao, tối thấp, nhiệt độ tháng lạnh nhất, tháng nóng nhất, thời kỳ xảy ra

rét đậm, rét hại, số giờ lạnh…; (2) Chưa đánh giá một cách hệ thống mức độ phù

hợp của cây trồng với các điều kiện khí hậu, đất đai và độ dốc; (3) Chưa tính đến

khả năng tác động của BĐKH đến sơ đồ phân vùng KHNN và phân bố cây trồng

trong tương lai. (4) Ít công trình quan tâm đến cây ăn quả ôn đới và nhiệt đới trong

sơ đồ phân vùng KHNN.

Những phần khuyết thiếu này sẽ được tác giả nghiên cứu bổ sung trong

Luận án của mình.

1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, PHÂN BỐ CÂY TRỒNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG

PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT TỈNH SƠN LA

1.4.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Sơn La

1.4.1.1. Vị trí địa lý

Sơn La là tỉnh miền núi vùng Tây Bắc cách Hà Nội 320km trên trục Quốc lộ

6 Hà Nội - Sơn La - Điện Biên, Sơn La là một tỉnh nằm sâu trong nội địa. Tỉnh

Sơn La gồm 12 đơn vị hành chính, có diện tích tự nhiên 1.412.349 ha, đứng thứ 3

trên tổng số 63 tỉnh thành phố trong cả nước, chiếm 39% diện tích vùng Tây Bắc

và 4,27% tổng diện tích tự nhiên toàn quốc [28].

1.4.1.2. Đặc điểm địa hình

Sự sắp xếp của các hướng núi, các kiểu địa hình cộng với chế độ nhiệt đới

gió mùa đã chia Sơn La ra thành các vùng tự nhiên (Hình 1.1): Vùng cao, vùng

giữa và vùng thấp với những nét đặc trưng riêng. Địa hình của 3 hệ thống núi

chính cùng với 2 cao nguyên Sơn La - Mộc Châu và các thung lũng xen kẽ đa hợp

thành dạng địa hình chung cho cả Sơn La, chúng đều có hướng chung là Tây Bắc

- Đông Nam. Với mặt đất nhấp nhô lượn sóng từ Đông Bắc xuống Tây Nam và

mức độ chia cắt sâu đã tạo nên thế hiểm trở của vùng núi có địa hình khác nhau

phân bố không tập trung mà rải rác xen kẽ. Các huyện thường được chia thành

nhiều vùng nhỏ với những xã đại diện cho vùng cao, vùng giữa và vùng thấp.

Nhìn bao quát sự liên đới giữa các vùng trong tỉnh cho thấy: (1) Hệ thống

núi dọc địa giới Sơn La - Hoàng Liên Sơn đại diện cho các xã vùng cao của Quỳnh

Nhai và Mường La có độ cao khoảng 1200 - 2000m với độ dốc phổ biến khoảng

từ 30-40 độ. (2) Hệ thống núi cao, đại diện cho các xã vùng cao thuộc các huyện

Thuận Châu, Mai Sơn, Yên Châu, Mộc Châu và Vân Hồ, có độ cao khoảng 1000

-1500 m với độ dốc phổ biến khoảng từ 30-40 độ. Đây là dạng địa hình có những

nét đặc biệt riêng của tỉnh. (3) Hệ thống núi dọc biên giới Việt Lào, đại diện cho

vùng cao thuộc huyện Sốp Cộp có độ cao phổ biến trong khoảng 1000 - 2000m

Hình 1.1. Phân bố độ cao (trái) và độ dốc tỉnh Sơn La

với độ dốc khoảng từ 25-30 độ.

Ngoài phạm vi địa hình của hệ thống các dãy núi cao của tỉnh, còn lại là các

khu vực núi thấp và núi vừa xen kẽ các hệ thống núi cao. Bao gồm: (1) Khu vực

núi thấp và núi vừa dọc thung lũng sông Đà có độ cao phổ biến khoảng 300-

1000m, khu vực này chiếm phần lớn diện tích của tỉnh với độ dốc không lớn (dưới

15 độ). (2) Khu vực núi thấp và núi vừa dọc thung lũng sông Mã với độ cao phổ

biến khoảng 500 đến 1000m, khu vực này chỉ chiếm phần nhỏ diện tích của tỉnh

với độ dốc phổ biến dưới 20 độ.

Với đặc điểm địa hình phức tạp như trên đã tạo ra sự phân hoá khí hậu khá

rõ nét ở tỉnh Sơn La, Các dãy núi dọc biên giới Việt Lào gây hiệu ứng phơn, làm

cho gió Tây Nam ở Sơn La trở nên khô nóng trong các tháng mùa hè. Các dãy núi

thuộc địa giới Sơn La - Hoàng Liên Sơn làm cho gió Đông Bắc bị suy yếu dẫn đến

mùa đông ở vùng này ít lạnh hơn các tỉnh vùng đông Bắc. Như vậy, yếu tố địa

hình là căn cứ rất quan trọng trong quá trình thực hiện phân vùng KHNN tỉnh Sơn

La.

1.4.1.3. Tài nguyên đất

Nhìn chung đất đai trên địa bàn tỉnh Sơn La khá tốt, có tầng đất khá dày,

thành phần cơ giới từ trung bình đến nặng, tỷ lệ mùn và chất dinh dưỡng khá, độ

chua không cao lắm, phù hợp với nhiều loài cây trồng như cây công nghiệp, cây

ăn quả, cây lâm nghiệp, tạo cho tỉnh có lợi thế về tập đoàn cây trồng phong phú.

Tuy nhiên do tỉnh có địa hình cao dốc, trong khi độ che phủ của thảm thực vật

thấp nên đất đai bị xói mòn rửa trôi, việc canh tác trên đất dốc dẫn đến làm giảm

độ phì đất vì vậy cần có các biện pháp khai thác, bố trí cơ cấu cây trồng hợp lý để

bảo vệ đất [28].

1.4.1.4. Khái quát về khí hậu và kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Sơn La

a) Đặc điểm khí hậu

Tỉnh Sơn La có cơ chế khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang đặc điểm khí hậu

vùng Tây Bắc với mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều.

Khí hậu Sơn La gắn chặt với điều kiện địa hình, điển hình là tồn tại của dãy

Hoàng Liên Sơn ở phía đông của tỉnh ngăn chặn ảnh hưởng trực tiếp không khí

cực đới. Các dòng không khí lạnh thường từ phía Đồng bằng Bắc Bộ theo thung

lũng sông Đà đến Sơn La và do vậy ảnh hưởng của gió cực đới đến vùng này bị

suy giảm rất nhiều. Liên quan đến sự giảm sút lượng ẩm trong không khí cực đới

và sự thiếu vắng front cực đới, ở vùng núi này hình thành một chế độ khô hanh

khá khắc nghiệt, nhất là thời kỳ từ tháng 1 đến tháng 3, trong khi ở các tỉnh phía

đông dãy Hoàng Liên Sơn là thời kỳ mưa phùn, ẩm ướt nhất trong năm.

Sơn La là tỉnh có lượng mưa và số ngày mưa ít nhất so với các tỉnh thuộc

vùng Tây Bắc, tổng lượng mưa năm trung bình toàn tỉnh chỉ đạt khoảng 1438 mm

(Lai châu 2345 mm, Điện Biên 1648 mm, Hòa Bình 1957mm), thấp hơn tiêu chuẩn

nhiệt đới (1500 - 2000 mm [29]).

Mưa mùa đông ở đây cũng ít cả về lượng mưa lẫn số ngày mưa, chỉ chiếm

khoảng 10% lượng mưa năm. Thời tiết quang mây và lặng gió thịnh hành trong

gần suốt mùa đông kết hợp với điều kiện địa hình của khu vực này đưa lại những

dao động ngày đêm mạnh mẽ của nhiệt độ, cụ thể biên độ ngày trung bình năm

của nhiệt độ đạt tới 8-11°C, cao hơn tiêu chuẩn nhiệt đới (Tiêu chuẩn nhiệt đới:

Biên độ năm của nhiệt độ lớn hơn 10°C [29]).

Một đặc điểm đáng chú ý ở vùng Tây Bắc nói chung, trong đó có tỉnh Sơn

La là mùa hè ở đây đến sớm hơn các tỉnh khác thuộc vùng khí hậu phía Đông Bắc.

Ở đây ngay từ tháng 4 đã bắt đầu mùa nóng. Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất

là tháng 6 và tháng có nhiệt độ tối cao trung bình cao nhất là tháng 5. Mùa mưa ở

đây cũng bắt đầu sớm hơn khoảng 1 tháng (từ tháng 4) và kết thúc cũng sớm hơn

khoảng 1 tháng (vào tháng 8, 9) so với các tỉnh thuộc vùng Đông Bắc và Đồng

bằng Bắc Bộ.

Thời tiết đặc biệt ở vùng này là khô hanh cuối mùa khô trong các thung

lũng (độ ẩm giảm xuống tới 6% như ở Sông Mã, Cò Nòi, Yên Châu. Sơn La là

một trong những tỉnh quan trắc được hiện tượng mưa đá nhiều nhất trong cả nước,

hầu như năm nào cũng có mưa đá vào thời kỳ cuối đông đến đầu hạ. Dông ở đây

cũng nhiều hơn các tỉnh khác trong vùng Tây Bắc (tính chung cho cả vùng có tới

65 ngày dông đối với vùng Tây Bắc, riêng ở Sơn La 75 ngày) [13]. Tuy nhiên, ảnh

hưởng trực tiết của gió bão ở vùng này hầu như không có, chỉ gây mưa kéo dài và

đem lại lượng mưa lớn.

Tóm lại: Đặc điểm bao trùm nhất của khí hậu tỉnh Sơn La là mùa đông lạnh,

suốt mùa đông duy trì tình trạng khô hanh. Tỉnh này không chịu ảnh hưởng trực

tiếp của gió mùa cực đới, cho nên mùa đông lạnh ở đây ổn định hơn so với các

tỉnh thuộc vùng phía đông Hoàng Liên Sơn. Bên cạnh đó, Sơn La còn có một số

thiên tai ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp: lũ quét, xói mòn, sạt lở đất; hạn

hán, khô nóng, sương muối và mưa đá.

b) Khái quát về kịch bản biến đổi khí hậu tỉnh Sơn La

Trong mục này trình bày kịch bản biến đổi của các yếu tố khí hậu đối với

nhiệt độ, lượng mưa và một số biến khí hậu cực trị tại các trạm khí tượng thuộc

tỉnh Sơn La trong 3 giai đoạn: đầu thế kỷ 21 (2016-2035), giữa thế kỷ 21 (2045-

2065) và cuối thế kỷ 21 (2080-2099 so với thời kỳ cơ sở (1986-2005) và theo kịch

bản nồng độ khí nhà kính trung bình thấp (RCP4.5) [2].

i) Nhiệt độ

*Nhiệt độ trung bình năm

-Vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình năm tỉnh Sơn La tăng 0,7oC. Vào giữa

thế kỷ, mức tăng phổ biến 1,7 ÷ 1,8oC, nhiệt độ tăng cao nhất ở Quỳnh Nhai. Đến

cuối thế kỷ, nhiệt độ tăng phổ biến 2,3 ÷ 2,4oC.

*Nhiệt độ trung bình mùa đông

Vào đầu thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình mùa đông tỉnh Sơn La tăng phổ biến

0,8 ÷ 0,9oC so với thời kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ mức tăng phổ biến 2,0 ÷ 2,2oC.

Đến cuối thế kỷ mức tăng phổ biến 2,8 ÷ 3,1oC.

* Nhiệt độ trung bình mùa xuân

Vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa xuân ở Sơn La tăng phổ biến từ

0,7÷0,8oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến từ 1,5 ÷1,7oC. Đến cuối thế kỷ,

nhiệt độ tăng khoảng 2,2 ÷ 2,4oC;

*Nhiệt độ trung bình mùa hè

Vào đầu thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình mùa hè tỉnh Sơn La tăng phổ biến

0,7 ÷ 0,8oC so với thời kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến 1,9 ÷ 2,0oC

Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ tăng phổ biên 2,7 ÷ 2,8oC;

*Nhiệt độ trung bình mùa thu

Vào đầu thế kỷ, nhiệt độ trung bình mùa thu tỉnh Sơn La tăng phổ biến 0,6

÷ 0,7oC so với thời kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ, mức tăng phổ biến 1,7 ÷ 1,8oC. Đến

cuối thế kỷ, nhiệt độ tăng từ 2,2 ÷ 2,4oC

*Nhiệt độ tối cao trung bình năm

Vào đầu thế kỷ 21, mức tăng nhiệt độ tối cao trung bình năm tỉnh Sơn La

phổ biến 0,6 ÷ 0,7oC so với thời kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ, nhiệt độ tăng 1,9 ÷

2,0oC. Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ tăng 2,5 ÷ 2,8oC;

*Nhiệt độ tối thấp trung bình năm

Vào đầu thế kỷ 21, nhiệt độ tối thấp trung bình năm Tm tỉnh Sơn La tăng

phổ biến 0,7 ÷ 0,8oC so với thời kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ, nhiệt độ tăng 1,6 ÷

1,8oC. Đến cuối thế kỷ, nhiệt độ tăng 2,1 ÷ 2,3oC.

ii) Lượng mưa

*Lượng mưa năm

Vào đầu thế kỷ 21, lượng mưa năm ở Sơn La có xu thế tăng, mức tăng phổ

biến khoảng 5÷ 8% so với thời kỳ cơ sở, mức tăng lớn nhất ở các huyện quanh

thành phố Sơn La. Vào giữa thế kỷ, lượng mưa có thể tăng khoảng 12 ÷ 20%. Đến

cuối thế kỷ, mức tăng lượng mưa 18 ÷ 22%;

*Lượng mưa mùa đông

Vào đầu thế kỷ 21, lượng mưa mùa đông ở Sơn La có xu thế tăng so với

thời kỳ cơ sở, mức tăng phổ biến 10 ÷ 25%. Vào giữa thế kỷ, lượng mưa có xu thế

giảm, phổ biến từ 2 ÷ 5%. Đến cuối thế kỷ, lượng mưa có xu thế tăng chiếm ưu

thế, mức tăng từ phổ biến 10 ÷ 25%, riêng trạm Mộc Châu lượng mưa giảm với

mức giảm dưới 3%;

*Lượng mưa mùa xuân

Vào đầu thế kỷ, lượng mưa mùa xuân ở Sơn La có xu thế giảm nhẹ so với

thời kỳ cơ sở, mức giảm từ 0 ÷ 5%. Đến giữa thế kỷ và cuối thế kỷ, lượng mưa

tăng phổ biến 5 ÷ 15%;

*Lượng mưa mùa hè

Lượng mưa mùa hè tỉnh Sơn La đều có xu thế tăng lên so với thời kỳ cơ

sở. Vào đầu thế kỷ, lượng mưa tăng khoảng 8 ÷ 12%. Đến giữa và cuối thế kỷ,

mức tăng phổ biến 15 ÷ 25%;

*Lượng mưa mùa thu

Vào đầu thế kỷ, lượng mưa mùa thu ở Sơn La tăng phổ biến 9 ÷ 15%. Vào

giữa thế kỷ, mức tăng lượng mưa phổ biến 10 ÷ 22%. Đến cuối thế kỷ, lượng mưa

tăng phổ biến 20 ÷ 30%.

*Lượng mưa một ngày lớn nhất (Rx1day)

Vào đầu thế kỷ, Rx1day năm ở Sơn La có mức tăng từ 15-70% so với thời

kỳ cơ sở. Vào giữa thế kỷ, Rx1day tăng khoảng 25 ÷ 70%. Đến cuối thế kỷ, mức

tăng phổ biến 40 ÷ 60%;

*Lượng mưa năm ngày liên tiếp lớn nhất (Rx5day)

Trong thế kỷ 21, Rx5day năm ở Sơn La tăng phổ biến khoảng 40 ÷ 45% so

với thời kỳ cơ sở; trong đó càng về cuối thế kỷ lượng mưa có xu thế tăng càng

nhanh

iii) Đánh giá mức độ tin cậy và tính chưa chắc chắn trong kịch bản biến

đổi khí hậu tỉnh Sơn La

*Đối với nhiệt độ trung bình năm

Mức độ tin cậy và tính chưa chắc chắn đối với nhiệt độ trung bình năm được

đánh giá trong khoảng biến đổi ứng với cận dưới là 10% và cận trên là 90% cho

kịch bản RCP4.5. Kết quả dự tính của tất cả các phương án mô hình đều cho kết

quả nhiệt độ trung bình năm ở Sơn La có xu thế tăng trong tương lai so với thời

kỳ cơ sở (1986-2005).

Vào đầu thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm ở Sơn La có mức tăng trung

bình là 0,7oC, ứng với mức dao động cận dưới (10%) là 0,2 oC và cận trên (90%)

là 1,1oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng trung bình khoảng 1,7 ÷ 1,8oC, dao động giữa

cận trên và cận dưới từ 1,2 ÷ 2,4oC. Đến cuối thế kỷ 21, mức tăng trung bình

khoảng 2,2 ÷ 2,4oC, khoảng dao động giữa cận trên và cận dưới từ 1,4 ÷ 3,4oC.

*Mức độ tin cậy đối với lượng mưa năm

Mức độ tin cậy và tính chưa chắc chắn đối với lượng mưa năm được đánh

giá trong khoảng biến đổi ứng với cận dưới là 20% và cận trên là 80% cho kịch

bản RCP4.5. Kết quả dự tính của tất cả các phương án mô hình đều cho thấy lượng

mưa năm ở Sơn La có xu hướng tăng trong tương lai so với thời kỳ cơ sở.

Vào đầu thế kỷ 21, mức biến đổi của lượng mưa năm ở Sơn La tưng ứng

với cận dưới (20%) và cận trên (80%) dao động trong khoảng từ 5 ÷ 25%, trung

bình các phương án mô hình tăng khoảng 15%. Vào giữa thế kỷ, mức tăng trong

khoảng cận trên và cận dưới từ 6 ÷ 25%. Đến cuối thế kỷ 21, mức tăng trong

khoảng cận trên và cận dưới từ 8 ÷ 34%, trung bình các phương án mô hình tăng

22%.

1.4.2. Phân bố không gian và năng suất một số cây trồng ở tỉnh Sơn La

1.4.2.1. Phân bố diện tích các loại cây trồng chính theo huyện

Tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, đặc điểm địa hình và khả năng tưới của

các huyện trong tỉnh mà có sự phân bố về cây trồng ở Sơn La có sự khác biệt với

nhau giữa các huyện. Kết quả thống kê diện tích gieo trồng trung bình nhiều năm

theo huyện thời kỳ 1995-2016 (Bảng 1.1) cho thấy:

1) Đối với cây ăn quả ôn đới

Cây ăn quả ôn đới (cây Mận) được trồng nhiều nhất ở Mộc Châu, với diện

tích trên 1600 ha; các huyện Phù Yên và Vân Hồ có diện tích trồng là trên 300 ha;

TP. Sơn La gần 200 ha. Các huyện còn lại trong tỉnh đều trồng Mận, tuy nhiên,

Bảng 1.1. Diện tích một số loại cây hàng năm và cây ăn quả lâu năm thời kỳ 1995 –

2016 của tỉnh Sơn La (ha)

Ngô

Lạc Xoài Mận Nhãn

Tên huyện/ thành phố TP.Sơn La

Lúa đông xuân 383

Lúa mùa 2663

1774

Đậu tương 146

Lúa nương 85

174

173

531

Quỳnh Nhai

591

5316

4080

476

1275

284

151

Thuận Châu

1419

8284

7521

768

3333

280 1137

638

Mường La

569

7361

1028

6802

1599

188

232

Sông Mã

1190

10098

4633

11872 1114

134

277

508

Mai Sơn

682

5515

2186

13203 1539

186

1205

Bắc Yên

281

4417

2920

7319

340

1095

Yên Châu

591

4944

548

10838

127

216

3912

Phù Yên

341

338

381

1736

10947

1538

10941 2160

Mộc Châu

595

8049

1609

16810

241

184

1624 586

Sốp Cộp

687

6412

1954

1620

189

137

155

Vân Hồ

678

7778

690

11943

306

diện tích không nhiều, chỉ dưới 100 ngàn ha.

Toàn tỉnh

8629

72820

21269 95067 7643 1367 3017 2414 9371

2) Đối với cây ăn quả nhiệt đới

Trên hầu hết các huyện trong tỉnh có diện tích trồng nhãn cao hơn xoài

(ngoại trừ Thuận Châu). Đối với cây xoài, hầu hết các huyện đều có diện tích trồng

dưới 400 ha, riêng ở Thuận Châu có diện tích trồng trên 1000 ha. Đối với cây

nhãn, phần lớn các huyện có diện tích trồng đạt trên dưới 500 ha, huyện Mai Sơn

và Bắc Yên có diện tích trên 1000 ha, huyện Yên Châu cao nhất đạt xấp xỉ 4000

ha.

3) Cây hàng năm

Đối với cây lúa đông xuân và lúa mùa, các huyện Thuận Châu, Sông Mã và

Phù Yên có diện tích gieo trồng cao nhất tỉnh, còn TP. Sơn La và huyện Bắc Yên

có diện tích gieo trồng ít hơn cả. Diện tích lúa nương ở các huyện cao hơn diện

tích lúa đông xuân và thấp hơn lúa mùa. Các huyện có diện tích lúa nương lớn

nhất là Thuận Châu, Sông Mã và Bắc Yên; thấp nhất là TP. Sơn La và Yên Châu.

Cây Ngô có đặc điểm và sinh trưởng phù hợp với nhiều loại địa hình hơn cây lúa,

do vậy diện tích gieo trồng khá lớn, một nửa số huyện trong tỉnh có diện tích gieo

trồng trên 10000 ha; ít nhất ở Sốp Cộp cũng lên tới trên 1600 ha.

1.4.2.2. Phân bố năng suất các loại cây trồng theo huyện

1) Cây ăn quả ôn đới

Phân bố năng suất cây ăn quả ôn đới (cây mận) có sự khác nhau khá lớn

giữa các huyện, huyện Mộc Châu có diện tích trồng Mận lớn nhất tỉnh và cũng là

huyện có năng suất cao nhất (đạt 70 tạ/ha), tiếp đến là Vân Hồ. Các huyện phía

Bắc như Quỳnh Nhai và Thuận Châu có năng suất thấp hơn cả (trên 30 tạ/ha).

Bảng 1.2. Năng suất một số loại cây hàng năm và cây ăn quả lâu năm thời kỳ 1995

– 2016 của tỉnh Sơn La (tạ/ha)

Ngô

Lạc Xoài Mận Nhãn

Tên huyện/ thành phố

Lúa mùa

Lúa nương

Đậu tương

Lúa đông xuân

67.6

TP.Sơn La

41.0

11.5

41.0

6.9

9.4

22.2

55.1 25.5

Quỳnh Nhai

47.5

34.9

13.6

24.3

10.6

7.9

28.8

35.5 19.8

Thuận Châu

54.0

32.3

9.8

30.8

9.6

9.8

21.5

31.3 19.2

Mường La

52.0

41.9

13.4

28.2

10.6

9.2

39.3

57.9 22.2

Sông Mã

54.0

39.3

14.0

32.7

7.7

7.4

16.0

40.2 14.4

Năng suất trung bình tỉnh đạt khoảng 50 tạ/ha (Bảng 1.2).

Ngô

Lạc Xoài Mận Nhãn

Tên huyện/ thành phố

Lúa mùa

Lúa nương

Đậu tương

Lúa đông xuân

Mai Sơn

54.1

27.8

9.0

36.0

11.8

6.1

39.6

48.0 23.0

Bắc Yên

48.9

31.4

8.2

24.9

6.4

6.3

24.3

39.7 17.1

Yên Châu

54.3

45.4

14.9

34.9

11.7

11.3

41.4

38.8 27.0

Phù Yên

58.8

46.2

11.3

23.3

12.2

7.0

41.0

59.8 26.2

Mộc Châu

52.8

38.4

10.9

34.4

11.7

10.8

45.4

70.3 28.7

Sốp Cộp

53.0

38.0

13.2

30.9

9.8

8.7

37.1

50.6 19.2

Vân Hồ

60.1

38.2

18.0

43.6

13.5

12.9

67.0

67.0 13.5

Toàn tỉnh

54.2

37.9

11.8

30.8

9.9

8.5

33.0 47.5 21.6

2) Cây ăn quả nhiệt đới

Năng suất trung bình cây xoài đạt khoảng 35 tạ/ha. Huyện có năng suất cao

nhất là Vân Hồ và Sông Mã với 50 tạ/ha, các huyện Mường La, Mai Sơn, Yên

Châu, Phù Yên, Mộc Châu và Sốp Cộp có năng suất tương đương nhau (trên dưới

40 tạ/ha). Các huyện còn lại đều ở mức dưới 30 tạ/ha. Năng suất cây nhãn thấp

hơn so với xoài, trung bình khoảng 20 tạ/ha; với năng suất cao nhất ở các huyện

phía nam của tỉnh như Yên Châu, Phù Yên và Mộc Châu; năng suất thấp nhất ở

Sông Mã và Vân Hồ, chỉ đạt dưới 15 tạ/ha (Bảng 1.2).

3) Cây hàng năm Đối với cây lúa, vụ lúa đông xuân có năng suất cao hơn các vụ khác, lúa

nương có năng suất thấp hơn cả (Bảng 1.2). Năng suất trung bình của lúa đông

xuân ở mức xấp xỉ 55 tạ/ha, trong đó, cao nhất ở TP. Sơn La (67,6 tạ/ha), thấp

nhất ở Quỳnh Nhai. Năng suất trung bình của lúa mùa xấp xỉ 38 tạ/ha, cao nhất

đạt trên 45 tạ/ha ở Yên Châu, Phù Yên; thấp nhất chỉ đạt 27,8 tạ/ha ở Mai Sơn.

Năng suất trung bình của lúa nương rất thấp, gần 12,5 tạ/ha, cao nhất ở Yên Châu

cũng chưa đạt tới 15 tạ/ha, thấp nhất chỉ khoảng trên 8 tạ/ha ở Bắc Yên. Đối với

cây ngô, năng suất trung bình đạt trên 30 tạ/ha, cao nhất ở TP. Sơn La và Vân Hồ

(trên 40 tạ/ha), thấp nhất ở Quỳnh Nhai, Phù Yên và Bắc Yên (dưới 25 tạ/ha).

1.4.3. Định hướng phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La

a) Khái quát: Sơn La có tổng diện tích tự nhiên 1412349 ha trong đó đất

sản xuất nông nghiệp là 364731 ha chiếm 25,82% tổng diện tích tự nhiên toàn

tỉnh, độ cao trung bình 600 - 700 m so với mực nước biển, địa hình chia cắt bởi

sông Đà, sông Mã và các dãy núi cao. Sơn La có 2 cao nguyên Mộc Châu (độ cao

trung bình 1.050 m) và Nà Sản (độ cao trung bình 800 m), xen lẫn giữa các dãy

núi, đồi là các thung lũng, bãi bằng, đất đai một số khu vực tương đối màu mỡ,

tầng canh tác dày thuận lợi để thâm canh tăng năng suất cây trồng [27]. Theo đó,

có nhiều vùng, tiểu khí hậu khác nhau, là lợi thế để đa dạng hóa các sản phẩm

nông nghiệp và đầu tư phát triển các loại cây lúa đặc sản, ngô sinh khối, các cây

ăn quả nhiệt đới, ôn đới, các loại rau, hoa,…tạo ra các sản phẩm mang tính đặc

trưng của địa phương.

b) Định hướng chung: Dựa trên văn kiện dự thảo trình Ðại hội Ðảng bộ

tỉnh Sơn La lần thứ 15 (nhiệm kỳ 2020 - 2025) [22] đã chọn ứng dụng nông nghiệp

công nghệ cao, đẩy mạnh kinh tế nông nghiệp, nông thôn là một trong những định

hướng lớn, đột phá của tỉnh. Ðể nông nghiệp Sơn La phát triển bền vững, tỉnh đã

chỉ đạo cho rà soát lại quy hoạch, phát huy lợi thế đất đai, khí hậu để gắn với quy

hoạch chung của cả nước.

Giai đoạn tới, và những năm tiếp theo Sơn La sẽ tập trung thâm canh, nâng

cao chất lượng hàng hóa nông nghiệp gắn với thị trường; nghiên cứu, đề xuất

chương trình, đề án phát triển nông nghiệp, nông thôn giai đoạn 2020 - 2025; tiếp

tục nghiên cứu, phát triển hợp tác xã (HTX) kiểu mới, gắn kết các hộ gia đình với

doanh nghiệp trong chuỗi nông sản bền vững. Thu hút các HTX, doanh nghiệp

đầu tư vào nghiên cứu khoa học - công nghệ, chế biến nông sản, nâng cao giá trị

hàng hóa; ứng dụng mô hình nông nghiệp thông minh thích ứng BĐKH, hình

thành 17 vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao. Phấn đấu đến năm 2025,

toàn tỉnh có 20000 ha cây ăn quả áp dụng quy trình sản xuất nông nghiệp tốt

VietGAP hoặc GAP; duy trì và phát triển thương hiệu cho 27 sản phẩm nông

nghiệp trở lên đã có nhãn hiệu được bảo hộ, phát triển khoảng 150 đến 200 sản

phẩm OCOP (One commune, one product- Mỗi xã, phường một sản phẩm).

c) Định hướng cụ thể: đối với ngành trồng trọt: (1) Phát triển theo hướng

sản xuất hàng hóa với hiệu quả cao và bền vững, ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật

khoa học để nâng cao năng suất, chất lượng nông sản, đảm bảo vệ sinh an toàn

thực phẩm là trọng tâm trong giai đoạn tới; (2) Tập trung việc thực hiện chuyển

đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp, tăng giá trị sản phẩm trên 1 đơn vị diện tích. Cụ

thể định hướng phát triển một số cây trồng có liên quan đến nghiên cứu của luận

án được thể hiện như sau:

i) Sản xuất các giống lúa đặc sản hàng hóa: Sơn La có điều kiện đất đai, khí

hậu thuận lợi cho việc phát triển lúa gạo đặc sản hàng hóa nhưng chưa tạo được

thương hiệu gạo chất lượng, uy tín. Với mục tiêu nghiên cứu các vùng có đủ điều

kiện về đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và thị trường tiêu thụ, từ đó đề xuất quy

hoạch vùng, cơ chế, chính sách và giải pháp phù hợp để phát triển sản xuất lúa gạo

đặc sản tại các địa phương trong tỉnh.

ii) Mở rộng gieo trồng các giống ngô lai mới phù hợp với khí hậu thổ

nhưỡng

Với 162000 ha ngô mỗi vụ, sản lượng bình quân 600000 - 700000 tấn, Sơn

La được coi là vựa ngô lớn nhất cả nước.

Theo Nghị quyết của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La,

trong thời gian tới sẽ sớm quy hoạch các diện tích ngô thành những vùng chuyên

biệt để đưa các giống ngô mới cho năng suất cao, phù hợp với khí hậu địa phương

vào gieo trồng.

Triển khai trồng ngô sinh khối, hướng đi mới trong phát triển kinh tế ở Sơn

La. Nếu như ở các địa phương thuộc khu vực Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng

sông Cửu Long, cây lúa là cây trồng chính, ngô chỉ là cây trồng phụ thì ngược lại

ở các tỉnh miền núi phía Bắc, trong đó có Sơn La, cây ngô lại là cây lương thực

quan trọng, cây trồng chủ lực của người dân, góp phần xóa đói, giảm nghèo. Bởi

vậy, người ta ví Sơn La là “thủ phủ” của cây ngô đất Bắc. Không chỉ lấy hạt, nông

dân Sơn La còn trồng ngô để lấy sinh khối (thu hoạch toàn bộ cây ngô) ủ ướp (lên

men) làm thức ăn phục vụ chăn nuôi. Mô hình trồng ngô sinh khối làm thức ăn

cho đàn gia súc là một hướng đi mới tại “thủ phủ" cây ngô đất Bắc, mở ra triển

vọng phát triển ngành chăn nuôi, góp phần gia tăng giá trị kinh tế đối với cây ngô

và tăng thu nhập cho người dân tỉnh Sơn La.

iii) Sản xuất cây ăn quả, phát triển cây ăn quả theo hướng chuyên canh. Sử

dụng hiệu quả nguồn tài nguyên đất, nước, nhân lực; thích ứng với biến đổi khí

hậu, bảo vệ môi trường sinh thái. Hình thành các vùng sản xuất cây ăn quả tập

trung, ứng dụng công nghệ cao; Áp dụng quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp

tốt, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Kết quả chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp,

đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp công nghệ cao, gắn với tiêu thụ, xuất khẩu đạt

những con số ấn tượng đã đưa Sơn La trở thành địa phương trồng cây ăn quả lớn

nhất miền Bắc.

Bắt đầu từ năm 2015 đến nay và tiếp tục cho đến 2025 tầm nhìn đến 2030

Tỉnh ủy Sơn La thực hiện “Đề án phát triển cây ăn quả trên đất dốc”, chuyển dịch

diện tích trồng ngô và các cây trồng khác hiệu quả thấp sang trồng cây ăn quả phù

hợp với khí hậu, thổ nhưỡng từng vùng miền đang đem lại hiệu quả tích cực. Cụ

thể, nếu năm 2015, diện tích cây ăn quả mới đạt 23600 ha thì nay (2020) đã đạt

62734 ha, sản lượng quả từ 101.30 tấn nay đã đạt 401257 tấn, tăng 4,05 lần. Chỉ

riêng diện tích cây nhãn đạt 15090 ha, gấp hơn ba lần vùng nhãn của tỉnh Hưng

Yên. Từ một tỉnh không xuất khẩu được một USD nào từ nông sản, năm 2018, giá

trị xuất khẩu nông sản của tỉnh Sơn La đạt 115 triệu USD sang thị trường 12 nước,

trong đó có thị trường khó tính như: Mỹ, Pháp, Australia, UAE,…6 tháng đầu năm

2020, trên địa bàn tỉnh tập trung trồng mới một số cây ăn quả như: xoài, chuối.

mận, nhãn,...; giống chất lượng cao, chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ cây hàng năm

năng suất thấp sang trồng cây ăn quả chất lượng cao.

Để sản xuất bền vững, tỉnh Sơn La định hướng phát triển cây ăn quả giai

đoạn 2021 - 2025. Trong đó, rà soát, quy hoạch lại vùng trồng, đẩy mạnh ứng dụng

khoa học kỹ thuật, xây dựng chính sách linh hoạt, phù hợp, hướng tới các loại cây

ăn quả chủ lực có giá trị kinh tế cao. Đến năm 2025 toàn tỉnh phấn đấu đạt 100000

ha cây ăn quả, giá trị xuất khẩu đạt hơn 300 triệu USD.

Như vậy, có thể nhận thấy ngành trồng trọt ở Sơn La đang hướng tới phát

triển các vùng chuyên canh đối với các cây trồng chủ lực có hiệu quả kinh tế cao

nhằm khai thác ưu thế về nguồn tài nguyên thiên nhiên của tỉnh.

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

Để có cơ sở khoa học cho việc đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp phục vụ quy hoạch và phát triển ngành trồng trọt tỉnh Sơn La, luận án đã khái quát được cơ sở phương pháp luận trong nghiên cứu khí hậu nông nghiệp ở trên thế giới và trong nước. Đã tổng quan khu vực nghiên cứu cùng với định hướng phát triển cây trồng đến 2025 và những năm tiếp theo có liên quan đến luận án. Từ đó, rút ra những vấn đề cần triển khai các nội dung nghiên cứu của luận án cụ thể như: (1) Xác định được phương pháp luận và các phương pháp cụ thể trong việc xây dựng chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp phục vụ đánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp và phân vùng khí hậu nông nghiệp với quy mô một tỉnh;

(3) Đã tổng quan điều kiện tự nhiên ở vùng nghiên cứu, đặc điểm địa hình, đất đai, khí hậu. Kịch bản BĐKH được tóm tắt theo kịch bản RCP 4.5 (kịch bản trung bình thấp) với các dẫn liệu khá đầy đủ, phong phú. Sự phân bố về diện tích, năng suất các cây trồng theo huyện và định hướng phát triển những loại cây trồng cũng đã được xem xét để có hướng nghiên cứu phù hợp, phục vụ hiệu quả cho định hướng phát triển trồng trọt của tỉnh đến 2025 tầm nhìn đến 2050 trong bối cảnh BĐKH. Sơ đồ khối thực hiện luận án được trình bày trong Hình 1.2.

Hình 1.2. Sơ đồ khối thực hiện luận án

(2) Đã tìm hiểu các công trình trong và ngoài nước có liên quan đến việc sử dụng các chỉ số khí hậu nông nghiệp trong đánh giá và phân vùng KHNN để chọn lựa, bổ sung các chỉ số KHNN phù hợp với điều kiện Việt Nam đặc biệt cho tỉnh Sơn La.

CHƯƠNG 2: SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. SỐ LIỆU SỬ DỤNG 2.1.1. Số liệu khí tượng

Bảng 2.1. Danh sách các trạm ở vùng nghiên cứu và vùng lân cận

Để đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp của tỉnh Sơn La, luận án đã sử dụng bộ số liệu ngày được quan trắc khí tượng thời kỳ 1975 – 2018. Riêng số liệu nhiệt độ không khí theo giờ để tính số giờ lạnh, đã sử dụng số liệu thời kỳ 2008 – 2018. Bộ số liệu này được thu thập từ Trung tâm Thông tin dữ liệu Khí tượng Thủy văn. Nhìn chung, nguồn số liệu này có độ tin cậy cao do đã được kiểm tra, kiểm soát qua nhiều cấp quản lý. Tên và vị trí của 8 trạm khí tượng thuộc tỉnh Sơn La và 15 trạm ở vùng lân cận được trình bày trong Bảng 2.1.

STT

Tên trạm

Tên tỉnh

Kinh độ (độ) Vĩ độ (độ)

Độ cao (m)

Các trạm trong vùng nghiên cứu

Sơn La

1 Quỳnh Nhai Sơn La 2 Phù Yên 3 Bắc Yên 4 Cò Nòi 5 6 Sông Mã 7 Yên Châu 8 Mộc Châu

155 675 169 643 671 359 314 972

21,850 21,333 21,267 21,250 21,133 21,067 21,050 20,833

Tam Đường

Pha Đin

9 10 Mường Tè Sìn Hồ 11 Sa Pa 12 13 Lai Châu 14 Than Uyên 15 Mù Căng Chải 16 Tuần Giáo 17 18 Điện Biên 19 Hoà Bình 20 Kim Bôi 21 Mai Châu 22 Chi Nê 23 Lạc Sơn

103,567 103,900 104,630 104,417 104,150 103,733 104,300 104,680 Các trạm ở vùng lân cận 103,483 Lai Châu 102,833 Lai Châu 103,230 Lai Châu 103,820 Lào Cai 103,150 Lai Châu 103,880 Lai Châu 104,050 Yên Bái 103,417 Điện Biên 103,520 Điện Biên 103,000 Điện Biên 105,333 Hòa Bình 105,533 Hòa Bình 105,050 Hòa Bình 105,780 Hòa Bình 105,450 Hòa Bình

965 310 1534 1584 243 556 955 572 1347 475 23 61 165 11 41

22,417 22,367 22,367 22,350 22,067 21,950 21,870 21,583 21,567 21,367 20,817 20,667 20,650 20,483 20,450

2.1.2. Số liệu kịch bản biến đổi khí hậu

Luận án đã sử dụng Kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2016. Trong đó, sử dụng kịch bản trung bình (RCP4.5) theo các giai đoạn đầu và giữa thế kỷ để đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến bản đồ phân vùng KHNN và phân bố cây trồng tỉnh Sơn La. 2.1.3. Số liệu diện tích, năng suất và sản lượng cây trồng

Số liệu diện tích, năng suất và sản lượng các cây trồng được thu thập từ Niên giám thống kê tỉnh Sơn La thời kỳ 1995 đến 2016 và được cập nhật chi tiết đến cấp huyện. Bộ số liệu này được tích hợp với các yếu tố khí hậu nông nghiệp Nhằm đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất cây trồng trong tỉnh Sơn La. 2.1.4. Khung thời vụ cây trồng

Đã sử dụng Nông lịch tỉnh Sơn La trong những năm gần đây để xác định khung thời vụ của các loại cây trồng hàng năm (lúa, ngô), các loại cây ăn quả ôn đới (đào, lê, mận) và các cây nhiệt đới (xoài, nhãn). Khung thời vụ của các loại cây trồng này được sử dụng làm đầu vào cho việc đánh giá mức độ phù hợp về tài nguyên KHNN đối với cây trồng. 2.1.5. Bản đồ đất và địa hình

Các loại bản đồ này được thu thập từ Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp [28]. Đối với bản đồ đất, đã sử dụng các thuộc tính độ dày tầng đất để đánh giá mức độ phù hợp của các loại cây trồng. Đối với bản đồ địa hình, sử dụng độ cao địa hình để nội suy sự phân bố các yếu tố khí hậu theo không gian và sử dụng đặc tính độ dốc của địa hình để làm đầu vào cho việc đánh giá khả năng trồng trọt của các loại cây trồng. 2.2. PHƯƠNG PHÁP 2.2.1. Phương pháp đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp và sự phân bố theo không gian của các chỉ số KHNN 2.2.1.1. Phương pháp đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp

Đánh giá các điều kiện khí hậu nông nghiệp là việc xem xét, xác định mức độ thuận lợi, bất lợi về tài nguyên KHNN trên mỗi vùng lãnh thổ đối với cây trồng, từ đó có thể đưa ra những kiến nghị về khả năng khai thác và sử dụng hợp lý cho mục đích cụ thể.

Quá trình đánh giá điều kiện KHNN được thực hiện theo các nguyên tắc cơ bản sau: (1) Đảm bảo tính khoa học của việc đánh giá thông qua việc xác định giá

trị và quy luật phân hoá tài nguyên KHNN; (2) Coi các thông tin khí hậu đúc kết được từ số liệu quan trắc nhiều năm của các trạm khí tượng là cơ sở chủ yếu của việc đánh giá; (3) Các chỉ số KHNN được sử dụng trong đánh giá có liên quan mật thiết với quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng.

Với cách tiếp cận nêu trên, luận án đã sử dụng các chỉ số KHNN sau:

1) Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm; 2) Tổng nhiệt độ năm; 3) Ngày bắt đầu và kết thúc mùa lạnh; 4) Ngày bắt đầu và kết thúc mùa nóng; 5) Thời kỳ có thể xảy ra rét hại; 6) Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm; 7) Số giờ có nhiệt độ < 7.2oC; 8) Tổng lượng bốc thoát hơi tiềm năng theo tháng; 9) Tổng lượng mưa tháng và năm; 10) Mùa ẩm ướt và mùa sinh trưởng đối với cây trồng.

Trên cơ sở các chuỗi số liệu được quan trắc từ các trạm khí tượng, thông qua các bước kiểm tra, xử lý số liệu, luận án đã sử dụng các phương pháp thống kê trong khí hậu và khí tượng nông nghiệp để tính toán các đặc trưng thống kê của các chỉ số KHNN như: trung bình số học, độ lệch chuẩn, hệ số tương quan, ma trận tương quan, các mức suất bảo đảm [19] [21], [62], [87]. Đối với đặc trưng bốc thoát hơi tiềm năng (ETo), đã sử dụng công thức thực nghiệm của Penman và Monteith để tính toán đại lượng ETo theo tháng, làm cơ sở để xác định mùa sinh trưởng của cây trồng [30] [52], [59]. 2.2.1.2. Phương pháp xác định phân bố theo không gian của các chỉ số khí hậu nông nghiệp

Sự phân bố theo không gian của các chỉ số KHNN được xây dựng bằng

phương pháp đường đẳng trị, theo các bước như sau:

Bước 1: Biên tập bản đồ nền cơ sở địa lý và lưới trạm khí hậu trong

phạm vi tỉnh Sơn La và các khu vực lân cận

Bước 2: Chỉnh lý số liệu và tính toán các đặc trưng của các chỉ số

KHNN

- Thu thập số liệu của các trạm khí tượng trong tỉnh Sơn La và các khu vực

lân cận, các trạm có tính đồng nhất về thời gian.

- Tính toán các đặc trưng của các chỉ số KHNN

- Tính toán độ lệch chuẩn của từng chỉ số cần xem xét phân bố. Bước 3: Lựa chọn các đường đẳng trị của các chỉ số KHNN - Xác định đường đẳng trị cơ bản của từng chỉ số KHNN - Xác định khoảng cách giữa các đường đẳng trị phù hợp với trị số trung

bình của độ lệch chuẩn trên các trạm theo nguyên tắc sau đây:

+ Khoảng cách giữa hai đường đẳng trị kế cận của yếu tố khí hậu không bé

hơn 2 lần trị số độ lệch tiêu chuẩn.

+ Số đường đẳng trị không quá nhiều hoặc quá ít. Bước 4: Xác định gradient theo độ cao địa hình của các chỉ số KHNN

được vẽ bản đồ

Bước 5: Vẽ các đường đẳng trị Các đường đẳng trị trên bản đồ được vẽ sao cho vị trí của đường đẳng trị phù hợp số liệu của các trạm, phù hợp với quy luật địa lý khí hậu, đặc biệt là gradient biến đổi đặc trưng chỉ tiêu KHNN theo độ cao địa hình.

Bước 6: Thể hiện bản đồ bằng công nghệ GIS Sau khi vẽ xong các đường đẳng trị, tiến hành số hóa và biên tập các bản

đồ bằng công nghệ GIS.

Hình 2.1. Sơ đồ khối xây dựng bản đồ phân bố theo không gian của các chỉ số khí

hậu nông nghiệp

Quy trình xây dựng được thực hiện theo Hình 2.1:

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất cây

trồng

Để đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất cây trồng,

luận án đã chia chuỗi năng suất của mổi loại cây trồng ra 2 thành phần: (i) Phần

do con người tác động (xu thế năng suất theo thời gian) và (ii) Phần do tác động

của thời tiết [29].

Với trình độ của khoa học kỹ thuật ngày càng cao, năng suất có xu thế tăng

dần theo thời gian. Song trên thực tế, năng suất luôn luôn dao động xung quanh

đường xu thế, phần dao động đó là do tác động của thời tiết khí hậu. Từ luận điểm

này năng suất của cây được chia ra 2 thành phần:

 Phần do con người tác động (kỹ thuật canh tác, lai tạo giống mới…) được

gọi là năng suất xu thế;

 Phần do tác động của thời tiết được gọi là năng suất thời tiết.

Hình 2.2. Sơ đồ mô tả các thành phần của năng suất của cây trồng [68]

Sơ đồ minh họa các thành phần năng suất được trình bày trong Hình 2.2.

Độ lệch giữa năng suất thực với năng suất xu thế là năng suất do thời tiết

tạo nên tức là:

YTT = YT - YXT

YTT - Năng suất thời tiết (tạ/ha)

YT - Năng suất thực thu (tạ/ha)

YXT - Năng suất xu thế

Như vậy, trên cơ sở xem xét đồng thời chuỗi thời gian về năng suất thời tiết

và các yếu tố khí hậu, sẽ cho phép đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến

năng suất từng loại cây trồng hàng năm và cây ăn quả chi tiết đến cấp huyện trong

tỉnh Sơn La.

2.2.3. Phương pháp và các bước phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La

Cho đến nay, có một số phương pháp mang tính hiện đại được sử dụng trong

phân vùng, phân loại như: phương pháp phân loại (K-means), phương pháp phân cụm

(hierarchical cluster analysis). Ưu điểm của phương pháp này cho phép phân cụm dữ

liệu một cách khách quan dựa trên một số thuật toán liên quan đến khoảng cách.

Trong phân vùng khí hậu, khí hậu nông nghiệp, các phương pháp này thường được

sử dụng khi trường dữ liệu phân bố theo không gian có mật độ đủ dày.

Đối với bài toán Phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La, do mạng lưới

trạm khí tượng ở Việt Nam hiện nay còn thưa thớt, chưa phản ánh hết được đặc điểm

khí hậu của từng địa phương. Hơn nữa, vùng nghiên cứu của luận án có địa hình phức

tạp, các yếu tố khí hậu có sự thay đổi lớn trên phạm vi hẹp. Vì vậy, luận án đã lựa

chọn phương pháp phân vùng truyền thống, phương pháp này có ưu điểm là tôn trọng

số liệu quan trắc và đặc điểm phân hóa khí hậu ở vùng nghiên cứu.

Phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La được tiến hành theo các nguyên

tắc sau:

1) Nguyên tắc khách quan:

Phân vùng KHNN tỉnh Sơn La được thực hiện dựa vào số liệu thực tế quan

trắc được hoặc khảo sát được, tôn trọng tính phân hóa về KHNN trên cơ sở các bảng

số liệu hoặc bản đồ phân bố KHNN.

Quá trình phân định ranh giới các vùng KHNN cũng được thiết lập trên nguyên

tắc tôn trọng các phân hóa về điều kiện địa lý, trước hết là địa hình (một trong những

2.2.3.1. Phương pháp phân vùng

yếu tố quyết định phân hóa khí hậu).

2) Nguyên tắc yếu tố khí hậu nông nghiệp chủ đạo:

Phân vùng KHNN được thực hiện thông qua việc nghiên cứu phân hóa của các

đặc trưng KHNN, nhận định quy luật phân hóa và xác định các phân hóa chủ đạo, có

vai trò quan trọng nhất trong sự hình thành các vùng hay tiểu vùng KHNN trên lãnh

thổ, làm cơ sở khách quan cho việc xác định chỉ tiêu phân vùng KHNN.

3) Nguyên tắc khép kín lãnh thổ:

Các đơn vị trong phân vùng KHNN tỉnh Sơn La đều có phạm vi địa lý xác

định. Các đơn vị phân vùng cấp cao nhất nằm trong địa giới của tỉnh Sơn La. Các đơn

vị phân vùng cấp thấp nằm trong địa giới của đơn vị phân vùng cấp trên.

4) Nguyên tắc đồng nhất tương đối:

Mỗi cấp phân hóa chủ đạo làm cơ sở cho một cấp phân vị trong phân vùng

KHNN tỉnh Sơn La và ngược lại, một cấp phân vị trong phân vùng KHNN tỉnh Sơn

La đều có chỉ tiêu phân vùng dựa trên yếu tố có phân hóa chủ đạo. Các đơn vị trong

cấp phân vị cao nhất đảm bảo sự tương đồng về yếu tố khí hậu nông nghiệp chủ đạo

được chọn làm chỉ tiêu.

Các đơn vị trong cấp phân vị thấp bảo đảm được sự đồng nhất về yếu tố KHNN

chủ đạo trong đơn vị phân vùng cấp trên và bảo đảm cả về yếu tố KHNN được chọn

làm chỉ tiêu cho cấp phân vị đó.

Phân vùng KHNN tỉnh Sơn La được thực hiện theo 7 bước chính sau:

Bước 1: Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, trước hết là điều kiện địa hình và điều

kiện kinh tế - xã hội, trong đó trọng tâm là sản xuất nông nghiệp ở Sơn La.

Bước 2: Nghiên cứu khí hậu và khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La. Lập các bảng

số liệu, đồ thị và bản đồ phân bố theo không gian và thời gian về các chỉ số khí hậu

nông nghiệp.

Bước 3: Nghiên cứu về phân hóa KHNN nhằm đúc kết phân bố KHNN, chủ

yếu là phân hóa không gian (gọi tắt là phân hóa) của các đặc trưng, yếu tố và mùa

KHNN.

2.2.3.2. Các bước thực hiện

Bước 4: Xác định các phân hóa chủ đạo trong phân bố KHNN nhằm xây dựng

các cấp phân vị tương ứng với các cấp phân hóa (vùng, tiểu vùng, khu vực).

Bước 5. Xác định các chỉ tiêu phân chia các đơn vị khí hậu trong từng cấp

phân vị: chỉ tiêu phân chia vùng KHNN, chỉ tiêu phân chia tiểu vùng KHNN...

Bước 6: Nghiên cứu các bản đồ KHNN kết hợp với nhu cầu sinh thái của các

cây trồng nông nghiệp nhằm xác định ranh giới các vùng, tiểu vùng KHNN.

Bước 7: Đúc kết các kết quả đánh giá trong các bước nêu trên, bao gồm:

- Lập sơ đồ phân vùng KHNN;

- Lập bảng các đặc trưng KHNN trong các vùng và tiểu vùng KHNN;

- Thuyết minh về các đặc điểm KHNN trong các vùng và tiểu vùng KHNN.

2.2.4. Áp dụng công cụ LUSET nhằm đánh giá mức độ phù hợp của cây trồng

trong các vùng khí hậu nông nghiệp

Việc đánh giá mức độ phù hợp của cây trồng được áp dụng theo phương

pháp của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) [37], [43],

[75], [86], [87]. Phương pháp này dựa trên cơ sở xem xét giữa nhu cầu sinh thái

của cây trồng với các đặc tính về điều kiện khí hậu, địa hình, đất đai trong mỗi

đơn vị đất để xác định mức độ phù hợp đối với mỗi loại cây trồng.

Để thuận tiện trong quá trình tính toán mức độ phù hợp của cây, luận án đã

áp dụng công cụ LUSET (Land Use Suitability Evaluation Tool) được FAO phát

triển trên phần mềm Excel [97]. Công cụ này bao gồm 3 phần chính: hai modulle

đầu vào liên quan đến nhu cầu của cây và các đặc trưng khí hậu, độ dốc địa hình

và độ sâu tầng đất; và một modulle tính toán. Trên cơ sở đặc tính về đất đai, đối

chiếu so sánh với yêu cầu sử dụng của cây trồng để xác định các mức độ phù hợp.

Kết quả đầu ra của LUSET được tích hợp với bản đồ phân vùng khí hậu nông

nghiệp tỉnh Sơn La nhằm đánh giá được khả năng trồng các loại cây trồng ôn đới

và cây trồng nhiệt đới. Quy trình thực hiện được trình bày trong Hình 2.3.

Hình 2.3. Quy trình xác định khả năng trồng trọt trong các tiểu vùng khí hậu

Quá trình tính toán trong công cụ LUSET được mô tả cụ thể như sau:

(1) Modulle về nhu cầu của cây trồng

Việc tính toán của LUSET được bắt đầu với việc gán các tham số về các

nhu cầu của cây trồng. Các tham số này được chia thành 3 nhóm: (1) Các đặc trưng

khí hậu liên quan đến nhiệt độ và lượng mưa; (2) Đặc tính về đất (độ dày tầng đất

mặt); (3) Độ dốc địa hình. Đối với mỗi tham số, có 3 mức phù hợp được xác định

sẵn theo phương pháp của FAO (Sys và cộng sự, 1993).

Các loại cây trồng được luận án lựa chọn bao gồm: (1) Nhóm cây ăn quả

ôn đới (đào, lê và mận); (2) Nhóm cây ăn quả nhiệt đới (xoài, nhãn); (3) Nhóm

cây hàng năm (lúa, ngô,). Các yêu cầu về mùa vụ được xác định theo nông lịch

của tỉnh Sơn La [17].

(2) Modulle về thông tin đơn vị đất

Sử dụng công nghệ GIS để phân chia diện tích tỉnh Sơn La thành các đơn

vị đất (LU) với độ phân giải không gian 700m x 700m, tưng ứng với số lượng là

38915 LU.

Để đánh giá sự phù hợp của từng LU liên quan đến nhu cầu của các loại

cây trồng khác nhau, các thông tin trong mỗi LU được xác định có hệ thống đơn

vị tương đồng với các tham số về nhu cầu của cây trồng. Các nguồn dữ liệu được

sử dụng trong Modulle bao gồm: Nhiệt độ, lượng mưa trung bình nhiều năm theo

tháng và tổng số giờ lạnh được nội suy theo không gian cho từng LU, dữ liệu về

độ dốc được tính toán từ các bản đồ địa hình (DEM), dữ liệu phân bố độ sâu tầng

đất được xác định từ bản đồ đất và được mã hóa theo yêu cầu của công cụ LUSET.

(3) Modulle tính toán mức độ phù hợp

Trên cơ sở nhu cầu của cây trồng và các yếu tố liên quan đến các nhóm tài

nguyên nhiệt, nước, đất trong mỗi đơn vị đất, công cụ LUSET cho phép tính toán

sự phù hợp (OVS) riêng biệt của từng nhóm yếu tố và tích hợp tất cả nhóm yếu tố

thành chỉ số OVS tổng hợp thông qua 4 phương pháp: Tối thiểu, Tối đa, Trung

bình và Hàm số mũ để người dùng có thể lựa chọn tùy theo mục đích sử dụng.

Do hệ thống canh tác nông nghiệp ở Sơn La thường xuyên phải hứng chịu

các đợt thiên tai như mưa lớn, ngập lụt, nắng nóng, hạn hán, rét đậm…, hơn nữa

hệ thống canh tác nông nghiệp còn hạn chế, phần lớn diện tích gieo trồng còn phụ

thuộc vào mưa, vì vậy nghiên cứu này đã chọn phương pháp Tối thiểu, đây là

phương pháp đánh giá với mức độ an toàn nhất trong bốn phương pháp kể trên.

Chỉ số phù hợp được xác định là điểm số thấp nhất trong tất cả các yếu tố được

xem xét, OVS được tính theo công thức sau:

OVS = Min ( SF1, SF2, SF3 … SFn) (2.1)

Trong đó: OVS là giá trị phù hợp; SF1, SF2, SF3 … SFn là điểm số phù hợp

(dao động từ 0 đến 100) của n yếu tố được chọn.

Quá trình tính toán chỉ số OVS được thực hiện theo 2 bước:

Bước 1: Tính toán OVS riêng biệt cho từng nhóm yếu tố (OVSg), OVSg có thể

là nhóm đất (độ dốc, độ sâu tầng đất), nhóm nhiệt độ (nhiệt độ trung bình theo

tháng) hoặc nhóm nước (lượng mưa theo tháng và giả định không tưới).

OVSg = f (S1, S2, ..., Sn) (2.2)

Trong đó: S1, S2, ... Sn là điểm số phù hợp của các yếu tố trong một

nhóm; f là hàm chức năng để tính toán sự phù hợp tổng thể (hàm Min).

Các điểm số phù hợp và trọng số trong tính toán chỉ số OVSg: Do đặc tính

sinh thái của mỗi loại cây trồng là khác nhau nên vai trò của từng yếu tố đối với

cây trồng là khác nhau. Vì vậy, việc xác định điểm số thích hợp đối với từng yếu

tố (OVSg) được phân chia theo các trọng số từ 1 đến 3, trong đó 1 là quan trọng

nhất, sau đó đến 2 và 3. Nghiên cứu này sử dụng bộ trọng số của FAO (Sys và CS.

1991), điểm số đối với 4 mức phù hợp tương ứng với 3 trọng số được trình bày

trong Bảng 2.2

Bảng 2.2. Các mức phù hợp tương ứng với nhân tố trọng số [50]

Mức độ phù hợp

Trọng số = 1

Trọng số = 2

Trọng số = 3

S1

85

95

100 S2

60

65

70 S3

40

45

50 S4

0

10

15

Bước 2: Tính toán sự phù hợp tổng thể từ ba nhóm yếu tố (đất, nhiệt, nước).

OVS = f (Sl, St, Sw) (2.3)

Trong đó: Sl, St, Sw là giá trị OVSg tưng ứng đối với các nhóm yếu tố đất,

nhiệt và nước.

Trên cơ sở kết hợp giữa các loại phù hợp cho từng nhóm yếu tố OVSg và

sử dụng phương pháp tối thiểu (công thức 2.1 và 2.3) để tạo ra một giá trị có

khoảng dao động từ 0 đến 100, giá trị này chính là điểm số OVS của yếu tố được

xét đối với một cây trồng cụ thể trong một LU. Từ kết quả này, LUSET sẽ phân

loại được theo các mức độ phù hợp từ S1, S2, S3 đến N (Bảng 2.3).

Bảng 2.3. Phân cấp mức độ phù hợp tổng thể [97]

STT

Điểm số tổng hợp

Ký hiệu

Mức độ phù hợp

1 >= 85

S1

Rất phù hợp

2 >= 60 và < 85

S2

Phù hợp

3 >= 40 và < 60

S3

Ít phù hợp

4 < 40

N

Không phù hợp

Các kết quả đầu ra từ công cụ LUSET được tích hợp với ranh giới các vùng

khí hậu nông nghiệp nhằm đánh giá khả năng trồng trọt ở mỗi địa phương.

2.2.5. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh lý cây trồng được sử dụng làm

đầu vào cho công cụ LUSET

2.2.5.1. Nhóm cây ăn quả ôn đới

* Nhu cầu về số giờ lạnh

Các cây đào, lê, mận là nhóm cây trồng có nguồn gốc từ vùng ôn đới. Nhiệt

độ thấp là một trong những yếu tố quan trọng nhất đối với năng suất và chất lượng

quả của các loài này, đặc biệt là giai đoạn phân hoá mầm hoa. Hàng năm, nhóm

cây này yêu cầu một độ lạnh nhất định để phân hoá mầm hoa. Trong điều kiện

không đủ lạnh, cây phát triển kém, chỉ mọc các mầm chồi, mầm hoa ra ít. Yêu cầu

về thời gian lạnh của mỗi giống là khác nhau, thông thường các loại cây này có

yêu cầu độ lạnh từ 300-500 giờ.

Tuy nhiên, trong các thập kỷ gần đây, nhờ có tiến bộ khoa học kỹ thuật, các

nhà khoa học đã phát triển được nhiều giống đào, lê, mận có nhu cầu độ lạnh thấp.

Đối với cây đào, một số giống mới nhập nội vào Việt Nam như giống Earlygrande

có nguồn gốc từ Mỹ, Tropicbeauty, Sunwright… được nhập từ Úc. Nhu cầu độ

lạnh của các giống này chỉ khoảng từ 100 -200 giờ có nhiệt độ <7.2oC [12]. Đối

với cây lê, các giống nhập nội từ Đài Loan như: cây lê Tai Nung 6 , BV1, giống

DL 18 - 19, DL 20, DL 21 được thử nghiệm tại các tỉnh miền núi phía bắc tỏ ra

khá phù hợp với điều kiện khí hậu của địa phương, các giống lê này có yêu cầu độ

lạnh trong khoảng 200 – 300 CU [1]. Đối với cây mận, các giống có yêu cầu về

đơn vị lạnh khoảng từ 150 - 250 CU như Gulfbeauty, Octoberblood, Unknown,

Gulfgold.

Để có cơ sở khoa học cho việc quy hoạch phát triển các cánh đồng mẫu lớn

về các loại cây ăn quả ôn đới, luận án đã chọn các chỉ tiêu về nhu cầu độ lạnh của

các nhóm giống nhập nội nêu trên để đánh giá khả năng trồng trọt trong mỗi vùng

khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La. Các chỉ tiêu về số giờ lạnh đối với nhóm cây

này được trình bày trong Bảng 2.4.

* Nhu cầu về điều kiện ẩm:

Lượng mưa có ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển của các loại cây đào, lê,

mận. Nếu lượng mưa thích hợp thì cây sinh trưởng, phát triển tốt, ít sâu bệnh. Nếu

trồng ở nơi đất trũng, thừa nước thì rễ bị thối, cây dễ bị chết. Trong quá trình sinh

trưởng, cây cần có sự cung cấp nước ổn định và tăng lên trong một khoảng thời

gian ngắn trước khi thu hoạch quả. Vào mùa khô, các loại cây này yêu cầu lượng

mưa thấp vì cây ở thời kỳ đã được tuốt lá, nghỉ đông, phân hóa mầm hoa, nở hoa

và mọc mầm lá cho năm sau. Ngược lại, trong mùa mưa, nhóm cây này sinh trưởng

thân lá mạnh nên yêu cầu lượng mưa cao hơn. Tuy nhiên các loại cây này ưa cạn

nên vào thời kỳ mưa lớn vào tháng 7- 8 với lượng mưa trên 300 mm/tháng thì cần

được tiêu thoát nước tốt, tránh để cây bị úng nước, làm rễ cây bị thối, ảnh hưởng

tới sinh trưởng của cây. Theo FAO [86], đối với các đơn vị đất có lượng mưa hàng

năm khoảng từ 1500-1600mm sẽ rất thích hợp đối với cây đào; 1600-1700

mm/năm rất thích hợp với cây lê; 1400-1500 mm/năm rất thích hợp đối với cây

mận. Không thích hợp với lượng mưa trên 2000mm/năm hoặc dưới 1200mm/năm

đối với cây đào, trên 2200mm/năm hoặc dưới 1200mm/năm đối với cây lê; trên

2000mm/năm hoặc dưới 800mm/năm đối với cây mận (Bảng 2.4).

* Nhu cầu về điều kiện địa hình và thổ nhưỡng:

Nhóm cây trồng ôn đới (đào, lê, mận) chỉ có thể sinh trưởng tốt trên đất thoát

nước. Nếu đất đọng nước thì có thể bị chết trong một thời gian ngắn. Theo FAO

[97], độ dốc của địa hình phù hợp cho các loại cây trồng này trong khoảng từ 3-8

độ và không thích hợp ở độ dốc >20 độ. Nhóm cây trồng này không ưa đất có kết

cấu nặng, cây phát triển tốt ở các vùng có độ sâu tầng đất lớn hơn 100cm và không

Bảng 2.4. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với các cây đào, lê và mận [1;

77]

Phân loại mức độ phù hợp

Rất thích hợp (S1)

Thích hợp (S2)

Kém thích hợp (S3)

Không thích hợp (N)

Điểm số phân loại (từ 100 - 0)

Nhu cầu khí hậu, địa hình, đất đai đối với đào, lê và mận

100

200-100

100-50

<50

>200

300-200

200-100

<100

>300

250-150

150-100

<100

>250

Số giờ lạnh đối với đào (giờ) Số giờ lạnh đối với lê (giờ) Số giờ lạnh đối với mận (giờ)

>2000

1500-1600

Tổng lượng mưa năm (mm)

<1200

1600- 1800 1500- 1300

1800- 2000 1300- 1200

0-3

3-8

8-15

15-20

>20

>100

100-75

75-50

<50

Độ dốc của địa hình (độ) Độ sâu tầng đất (cm)

thích hợp đối với khu vực có độ sâu tầng đất nhỏ hơn 50 cm (Bảng 2.4).

Phân loại mức độ phù hợp

Rất thích hợp (S1)

Thích hợp (S2)

Không thích hợp (N)

Nhu cầu khí hậu, đất đai và địa hình đối với xoài và nhãn

Kém thích hợp (S3) Điểm số phân loại (từ 100 - 0)

100

24-26

24-22

22-18

18-15

<15

Nhiệt độ trung bình năm đối (oC)

26-28

28-34

34-40

>40

13-16

8-13

>16

>1000

250-500

<250

Nhiệt độ tháng lạnh nhất (oC) Tổng lượng mưa năm đối với xoài (mm)

>2000

1500-1600

Tổng lượng mưa năm đối với nhãn (mm)

<1200

500- 1000 1600- 1800 1500- 1300

1800- 2000 1300- 1200

0-3

3-8

15-20

>20

8-15

Độ dốc của địa hình (độ)

Độ sâu tầng đất (cm)

>100

100-75

75-50

<50

2.2.5.2. Nhóm cây ăn quả nhiệt đới Xoài và nhãn thuộc nhóm cây nhiệt đới, có yêu cầu về nhiệt độ và đất đai tương tự như nhau, nhiệt độ trung bình năm thích hợp nhất cho xoài và nhãn sinh trưởng phát triển tốt từ 22 - 28oC, nhiệt độ trung bình năm dưới 15oC hoặc trên 40oC sẽ không phù hợp. Ở vùng nhiệt đới, xoài và nhãn có thể trồng ở các vùng có độ cao trên 1000m, nhưng tốt nhất là từ 600m trở xuống [70], [86], [87], [90]. Tương tự như các loại cây ăn quả khác, xoài và nhãn có yêu cầu về nước để phát triển. Đối với cây xoài, ở những vùng có lượng mưa trên 1000mm/năm được xem là thích hợp cho cây xoài. Đối với cây nhãn, cần lượng mưa năm cao hơn, từ 1500 -1600mm là rất thích hợp cho nhãn phát triển [70]. Về điều kiện đất, xoài và nhãn có thể phát triển tốt trên nhiều loại đất, nhưng thích hợp nhất là đất có độ dày trên 100cm và độ dốc dưới 8 độ, không thích hợp với những vùng đất có độ dốc trên 30 độ và độ dày tầng đất nhỏ hơn 50cm [71]. Theo kết quả thực nghiệm của FAO [96], nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với 2 loại cây xoài và nhãn được trình bày trong Bảng 2.5. Bảng 2.5. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với cây xoài và nhãn [70]; 95]; [96]

2.2.5.3. Nhóm cây lương thực hàng năm * Đối với lúa Cây lúa có xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên điều kiện khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho cây lúa phát triển. Lúa là loại cây ưa nóng, để hoàn thành chu kỳ sống, cây lúa cần một lượng nhiệt nhất định. Thông thường, những giống lúa ngắn ngày thường cần một lượng tích ôn khoảng 2500-30000C, giống trung ngày từ 3000-35000C, giống dài ngày từ 3500-45000C [87], [98]. Trong quá trình sinh trưởng, nếu nhiệt độ cao, cây lúa nhanh đạt được tổng nhiệt độ cần thiết thì cây sẽ ra hoa và chín sớm hơn, thời gian sinh trưởng được rút ngắn. Nếu nhiệt độ thấp, thì ngược lại. Nhiệt độ trên 36oC hoặc dưới 18oC, cây lúa tăng trưởng chậm lại [60]. Ở nhiệt độ dưới 13oC, cây lúa ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài trên 3 ngày thì mạ non hoặc lúa mới cây sẽ chết [29]. Thời kỳ mạ, nhiệt độ thích hợp cho cây phát triển là 250C đến 300C. Thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng, nhiệt độ thích hợp nhất là 250C đến 320C. Thời kỳ trỗ bông và làm hạt là thời kỳ cây lúa mẫn cảm nhất với điều kiện ngoại cảnh, nhất là nhiệt độ. Thời kỳ này yêu cầu nhiệt độ tốt nhất từ 25-280C. Với nhu cầu về điều kiện nhiệt nêu trên, nếu bố trí cơ cấu mùa vụ ở Sơn La không thích hợp thì thời gian trỗ sẽ gặp bất lợi về điều kiện nhiệt. Trong thời gian cây lúa trổ bông -nở hoa, phơi màu, thụ phấn nếu gặp nhiệt độ thấp hoặc quá cao đều khiến cho cây lúa không thụ phấn được, tỉ lệ hạt lép sẽ cao. Trong thời kỳ làm hạt, nếu gặp lạnh, quá trình vận chuyển vật chất về hạt kém, trọng lượng hạt giảm cũng ảnh hưởng đến năng suất lúa. Dựa trên các kết quả thực nghiệm ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, FAO đã đưa ra các chỉ tiêu về nhiệt trong một vụ lúa nhằm lượng hóa mức độ phù hợp của cây lúa theo các điều kiện khí hậu, đất đai và địa hình khác nhau. Theo cách tiếp cận này, 4 đặc trưng nhiệt được xem xét để phân loại mức độ phù hợp của cây lúa bao gồm: nhiệt độ trung bình trong cả vòng đời sinh trưởng, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất trong cả vòng đời sinh trưởng, nhiệt độ trung bình trong giai đoạn phát triển (tháng thứ 2) và nhiệt độ trung bình trong giai đoạn chín (tháng thứ 4). Như vậy, tùy thuộc vào khả năng đáp ứng điều kiện nhiệt thực tế ở mỗi vùng, sẽ cho phép đưa ra các mức độ phù hợp khác nhau [86].

Nhu cầu nước của cây lúa lớn hơn so với một số cây trồng khác. Trước đây, ở nước ta cũng như một số nước trong khu vực, khi chưa có công trình thủy lợi thì hàng năm chỉ gieo cấy được một vụ vào mùa mưa. Nguồn nước mưa rất quan trọng, nó không chỉ cung cấp nước cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, mà còn làm thay đổi vi khí hậu trong ruộng lúa. Ngoài ra, những cơn mưa rào mang đến nguồn đạm từ khí trời và mang nguồn ô xi cho ruộng lúa [60]. Theo FAO, nhu cầu nước đối với cây lúa, bao gồm lượng nước làm đất ruộng để gieo mạ và cấy, nhu cầu nước cho cây lúa phát triển bình thường từ lúc cấy đến lúc thu hoạch. Các kết quả nghiên cứu về nhu cầu nước của cây lúa cho thấy [50; 58]: Lượng nước để làm mạ, ngâm đất và để cấy lúa là 200 mm. Lượng nước trong cả vụ bị thấm rỉ và chảy qua bờ ở vùng đồng bằng được tính bình quân cho các loại đất là khoảng 2,0 mm/ngày, ở các vùng núi khoảng 2,5 mm/ngày. Trong giai đoạn đầu vụ (giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng, từ mọc mầm đến kết thúc đẻ nhánh), mỗi ngày cây lúa bốc thoát hơi nước hết khoảng 4,0 mm/ngày. Trong giai đoạn giữa vụ (giai đoạn sinh trưởng sinh sản, từ hình thành dóng - làm đòng đến trỗ bông), bốc thoát hơi nước hết khoảng 6,0 mm/ngày. Về cuối vụ, giá trị này vào khoảng 4,0 mm/ngày. Tuy nhiên, nếu lượng mưa quá lớn sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, các khu vực có lượng mưa lớn sẽ dẫn đến ngập úng, làm xói mòn, mất chất dinh dưỡng trong đất. Trên cơ sở khung thời vụ thời vụ và nhu cầu nước trong các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa, FAO đã đưa ra các đặc trưng về mưa tháng trong một vụ lúa (tháng thứ nhất, thứ 2, thứ 3 và thứ 4) để đánh giá khả năng đảm bảo về điều kiện ẩm của cây lúa (Bảng 2.6). Theo FAO, điều kiện địa hình thổ nhưỡng của cây lúa được trình bày trong [87]. Cây lúa rất phù hợp trên nhiều loại đất khác nhau. Các loại đất phù sa, có thành phần cơ giới nặng thường phù hợp hơn các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ. Với các khu vực có độ dày tầng đất lớn hơn 90cm được đánh giá là rất thích hợp đối với cây lúa và không phù hợp đối với độ dày <20 cm. Độ dốc địa hình có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng giữ nước trong đất, có tác động đến cường độ xói mòn. Xói mòn có thể xảy ra ở độ dốc trên 3 độ và nếu độ dốc tăng lên 2 lần, thì cường độ xói mòn sẽ tăng lên khoảng 4 lần [60]. Canh tác lúa tối ưu ở các khu vực có độ dốc từ 0-4%, đối với các khu vực có độ dốc trên 16%, thì không nên sử dụng để canh tác lúa.

Bảng 2.6. Nhu cầu về khí hậu, địa hình, đất đai đối với cây lúa (thời gian sinh trưởng từ 90-150 ngày) [86]

Phân loại mức độ phù hợp

Rất thích hợp (S1)

Thích hợp (S2)

Kém thích hợp (S3)

Không thích hợp (N)

Các đặc trưng khí hậu, đất đai và địa hình

Điểm số phân loại (từ 100 - 0)

100

30-24

24-18

18-10

<10

31-32

32-36

>36

Nhiệt độ trung bình trong cả vòng sinh trưởng (oC)

36-40

40-45

45-50

>50

33-36

33-30

30-26

26-21

<21

26-24

24-18

18-10

<10

26-32

32-36

36-42

42-45

>45

18-14

14-10

10-7

18-22

22-25

25-28

28-30

>30

Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất trong trong cả vòng sinh trưởng (oC) Nhiệt độ trung bình trong giai đoạn phát triển (tháng thứ 2) (oC) Nhiệt độ trung bình trong giai đoạn chín (tháng thứ 4) (oC)

300-400

400-550

550-650

>650

75-300

Lượng mưa tháng thứ 1 (mm)

75-50

<50

300-400

400-550

550-650

>650

125-300

Lượng mưa tháng thứ 2 (mm)

125-100

100-75

75-50

<50

300-400

400-550

550-650

>650

125-300

Lương mưa tháng thứ 3 (mm)

125-100

100-75

75-50

<50

300-400

400-550

550-650

>650

75-300

Lượng mưa tháng thứ 4 (mm)

75-50

<50

0-2

2-4

4-8

8-16

>16

Độ dốc của địa hình (độ)

Độ sâu tầng đất (cm)

>120

120-90

90-50

50-20

<20

* Đối với cây ngô

Cây ngô có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới, tuy nhiên qua quá trình trồng trọt,

chọn lọc và thuần hóa, ngày nay ngô có thể được trồng trên nhiều vùng khí hậu

khác nhau. Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến thời gian sinh trưởng của ngô. Trong

từng thời kỳ sinh trưởng, cây ngô cần một lượng tích nhiệt nhất định. Tuy nhiên,

Tùy giống mà lượng tích nhiệt yêu cầu khác nhau tùy thuộc vào từng giống ngô.

Giống có thời gian sinh trưởng càng dài, yêu cầu tích nhiệt càng cao.

Cây ngô có thể sinh trưởng trong điều kiện nhiệt từ 14 -40oC, rất thích hợp ở

mức nhiệt độ từ 18 đến 32oC [87]. Nhiệt độ tối ưu cho thời kỳ nảy mầm từ 18-

21oC, quá trình nảy mầm sẽ chậm lại ở nhiệt độ dưới 14oC và có thể bị teo mầm ở

nhiệt độ dưới 10oC. Ở giai đoạn cây con (từ 3 lá đến phân hoá hoa) nhiệt độ thích

hợp là 20 - 30oC, tối ưu từ 25 -28oC. Ở giai đoạn phân hoá cơ quan sinh sản (từ

phân hoá hoa đến trổ cờ), nhiệt độ thích hợp 24 -25oC, nhiệt độ tối thấp là 17.2oC.

Ở thời kỳ nở hoa (trổ cờ, tung phấn, phun râu), nhiệt độ thích hợp từ 18 - 22oC,

trời mát, gió nhẹ. Ở thời kỳ chín (từ thụ phấn đến chín), yêu cầu nhiệt độ trong

giai đoạn này khoảng 20- 22oC. Mặc dù trong mỗi giai đoạn phát triển, ngô có nhu

cầu về nhiệt khác nhau, tuy nhiên để thuận tiện cho quá trình tính toán, FAO đã

chọn đặc trưng nhiệt độ trung bình trong cả vụ làm chỉ tiêu đánh giá mức độ phù

hợp của cây ngô ở mỗi đơn vị đất khác nhau (Bảng 2.7).

Nước là yếu tố môi trường quan trọng đối với vòng đời sinh trưởng của cây

ngô, nhu cầu nước đối với ngô là khá lớn. Ở những vùng nóng, nơi có bốc hơi và

thoát nước cao, nhu cầu nước của cây ngô càng cao. Cây ngô sinh trưởng phù hợp

ở các vùng có lượng mưa từ 750-1200mm/vụ, nhu cầu nước cũng có sự thay đổi

theo các giai đoạn sinh trưởng phát triển của ngô [60], [87]. Trên cơ sở các kết

quả thực nghiệm ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, FAO đã đưa ra nhu cầu

nước trong vòng đời sinh trưởng của ngô bao gồm: Lượng mưa cần trong cả vụ,

lượng mưa cần trong tháng thứ nhất, thứ 2, thứ 3 và thứ 4, từ đó, cho phép đánh

giá mức độ phù hợp thực tế về điều kiện ẩm ở mỗi vùng (Bảng 2.7).

Xói mòn, rửa trôi và việc không giữ được ẩm trong đất là những mối đe dọa

thường xuyên đối với các khu vực đất dốc, gây nên sự mất dinh dưỡng và độ phì

của lớp đất mặt, dẫn đến sự axít hóa trong đất. Theo FAO, canh tác ngô tối ưu ở

các khu vực có độ dốc từ 0-8%, đối với các khu vực có độ dốc trên 30% thì không

nên sử dụng để canh tác ngô. Độ dày tầng đất mịn liên quan đến khả năng phát

triển bộ rễ cây ngô, từ đó ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển của cây.

Ở các khu vực có độ dày tầng đất mịn càng lớn (>75cm) càng thích hợp đối với

Bảng 2.7. Bộ chỉ tiêu đánh giá mức độ phù hợp đối với cây ngô [86]

Phân loại mức độ phù hợp

Rất thích hợp (S1)

Thích hợp (S2)

Kém thích hợp (S3)

Không thích hợp (N)

Các đặc trưng khí hậu, đất đai và địa hình

Điểm số phân loại (từ 100 - 0)

100

22-18

18-16

16-14

<14

22-26

26-32

32-35

>40

35-40

Nhiệt độ trung bình trong cả vụ (oC)

>1600

<300

900- 1200

1200- 1600

600-900

Lượng mưa trong cả vụ (mm)

600-500

500-400

400-300

220-295

295-400

400-475

>475

125-220

Lượng mưa tháng thứ 1 (mm)

125-100

100-75

75-60

<60

235-310

310-400

400-475

>475

175-235

Lượng mưa tháng thứ 2 (mm)

175-150

150-120

120-70

<70

Lương mưa tháng

125-300

300-400

310-400

400-475

>475

ngô. Ngô không thích hợp ở các vùng có bề dày tầng đất mịn < 20cm (Bảng 2.7)

Phân loại mức độ phù hợp

Rất thích hợp (S1)

Thích hợp (S2)

Kém thích hợp (S3)

Không thích hợp (N)

Các đặc trưng khí hậu, đất đai và địa hình

Điểm số phân loại (từ 100 - 0)

100

thứ 3 (mm)

125-100

150-120

120-70

<70

210-285

285-400

400-475

>475

125-210

Lượng mưa tháng thứ 4 (mm)

125-100

100-80

60-80

<60

0-4

4-8

8-16

16-30

>30

>100

100-75

75-50

50-20

<20

Độ dốc của địa hình (độ) Độ dày tầng đất mịn (cm)

2.2.6. Phương pháp nội suy dữ liệu khí hậu theo không gian làm đầu vào cho

công cụ LUSET

Với yêu cầu đầu vào cho công cụ LUSET là các biến nhiệt độ, lượng mưa

trung bình nhiều năm theo tháng và tổng số giờ lạnh, do vậy cần sử dụng phương

pháp nội suy dữ liệu theo không gian để xác định giá trị của các biến này tại mỗi

đơn vị đất. Để giải quyết vấn đề này, luận án đã sử dụng phương pháp nội suy dữ

liệu:

Đối với các biến về nhiệt độ, lượng mưa và số giờ lạnh ở một tiểu vùng nhỏ

thường bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các yếu tố như: địa hình, kinh độ, vĩ độ, sự phân

bố của các biến này có thể được thể hiện theo công thức sau [11]:

(2.4)

Trong đó:

là giá trị ngoại suy tại một vị trí cụ thể;

Thành phần được tính toán theo phương pháp hồi quy từng bước với chuỗi

phụ thuộc là các giá trị quan trắc tại các trạm khí tượng, chuỗi độc lập là các nhân

tố ảnh hưởng bao gồm: kinh độ (KD), vĩ độ (VD) và độ cao địa hình (DC).

Thành phần là giá trị sai số giữa số liệu quan trắc và giá trị nội suy từ phương

trình hồi quy. Để nội suy các giá trị sai số tại các khu vực không có trạm khí tượng,

đã sử dụng phương pháp nghịch đảo khoảng cách (IDWA).

Phương pháp IDWA có dạng như sau:

(2.5)

Trong đó f0 là giá trị điểm ngoại suy, fi là giá trị điểm quan trắc thứ i, di là

khoảng cách từ điểm thứ i tới điểm 0, bán kính phạm vi ngoại suy.

Với cách tiếp cận nêu trên, luận án đã sử dụng phần mềm thống kê SYSTAT

để xây dựng các phương trình nội suy theo không gian đối với các biến liên quan

đến nhiệt độ, lượng mưa và số giờ lạnh. Kết quả xây dựng phương trình được trình

bày trong chương 3.

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2

Chương 2, đã trình bày về số liệu được sử dụng và các phương pháp thực

hiện các nội dung nghiên cứu của luận án.

Về các loại số liệu và mục đích sử dụng bao gồm:

(1) Số liệu quan trắc tại 23 trạm khí tượng trong tỉnh Sơn La và các trạm

lân cận được sử dụng trong đánh giá quy luật phân bố các chỉ tiêu khí hậu nông

nghiệp. Ngoài ra, các yếu tố khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa và số giờ lạnh được

sử dụng để nội suy không gian, tạo các biến đầu vào cho công cụ LUSET.

(2) Các lớp thông tin về độ dốc địa hình và độ sâu tầng đất mặt trong các

bản đồ địa hình và bản đồ thổ nhưỡng được sử dụng để xác định các đặc tính về

điều kiện đất đai trong mỗi đơn vị đất nhằm đánh giá khả năng trồng trọt đối với

mỗi loại cây trồng.

Về phương pháp nghiên cứu:

(3) Các phương pháp thống kê trong khí hậu, khí hậu nông nghiệp của

WMO, FAO đã được áp dụng trong xây dựng các chỉ số KHNN phục vụ đánh giá

quy luật phân hóa các điều kiện KHNN ở tỉnh Sơn La;

(4) Đã làm rõ được phương pháp xác định năng suất thời tiết để đánh giá ảnh

hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất cây trồng ở vùng nghiên cứu.

(5) Áp dụng phương pháp đánh giá khả năng trồng trọt của cây trồng thông

qua công cụ LUSET của FAO. Công cụ LUSET gồm 3 Modulle chính: Modulle

về nhu cầu của cây trồng với khí hậu, đất đai (bộ chỉ tiêu sinh thái của cây trồng -

làm biến đầu vào cho công cụ LUSET); Modulle về điều kiện khí hậu, địa hình,

thổ nhưỡng tại mỗi LU của vùng nghiên cứu; và Modulle tính toán mức độ phù

hợp của cây trồng, trong đó có tính đến vấn đề BĐKH.

Đó là những cơ sở khoa học về số liệu, tư liệu, cùng với những công cụ và

phương pháp mới để tác giả nghiên cứu phân vùng KHNN tỉnh Sơn La có tính đến

tác động của BĐKH.

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP

TỈNH SƠN LA

3.1. ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HÓA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP

Ở TỈNH SƠN LA

3.1.1. Phân bố các chỉ số nhiệt

Các quá trình sinh lý diễn ra trong toàn bộ thời kỳ sinh trưởng phát triển

của cây trồng như: sự hô hấp, quang hợp, vận chuyển nước, vận chuyển chất dinh

dưỡng,... chỉ có thể xúc tiến dưới một cấp độ về nhiệt độ nhất định. Đối với loại

cây trồng khác nhau, các giá trị thích hợp và cực trị về nhiệt cũng khác nhau. Trong

từng giai đoạn phát dục khác nhau của cây trồng cũng có những giới hạn nhiệt độ

và tổng nhiệt độ khác nhau. Có loại cây cần nhiều nhiệt, có loại cây cần ít nhiệt.

Mức độ phong phú của thực vật phụ thuộc vào điều kiện nhiệt ở mỗi nơi .

Quá trình sinh trưởng của cây trồng đều phụ thuộc 3 đặc trưng chủ yếu:

nhiệt độ cao nhất (tối cao sinh vật học), nhiệt độ thấp nhất (tối thấp sinh vật học)

và nhiệt độ thích hợp nhất (nhiệt độ tối ưu). Khi nhiệt độ quá cao và quá thấp, cây

trồng ngừng sinh trưởng và phát dục, khi nhiệt độ môi trường xuống dưới ngưỡng

nhiệt độ tối thấp sinh vật học hoặc nhiệt độ vượt trên ngưỡng nhiệt độ tối cao sinh

vật học thì cây trồng bắt đầu chết từng bộ phận hoặc chết hoàn toàn. Khi nhiệt độ

thích hợp cây trồng sinh trưởng và phát triển ở mức tốt nhất.

Tác dụng của điều kiện nhiệt đối với các loại cây trồng không những quyết

định bởi tổng nhiệt mà còn quyết định bởi thời gian dài hay ngắn, bảo đảm đủ mức

độ nhiệt cần thiết cho sinh trưởng và phát dục của cây trồng.

Do độ cao địa hình, các chỉ số nhiệt có sự phân hóa mạnh theo không gian

dẫn đến cơ cấu cây trồng trong tỉnh cũng sẽ rất đa dạng. Cụ thể như trên cùng

huyện Mộc Châu, khoảng cách giữa các xã không lớn nhưng ở xã này có thể trồng

được 2 vụ lúa trong năm, còn ở xã khác chỉ trồng được một vụ lúa, hoặc cùng một

loại cây ăn quả nhưng trồng ở xã này thì cho nhiều quả, mang trồng ở xã khác cây

cho ít quả, thậm chí không cho thu hoạch. Vì vậy, việc tập trung đánh giá một cách

có hệ thống quy luật phân hóa về các đặc trưng nhiệt, làm cơ sở cho việc phân

định các vùng KHNN và bố trí cơ cấu cây trồng hợp lý ở Sơn La có ý nghĩa rất

quan trọng .

1) Nhiệt độ trung bình năm

Nhìn chung, nhiệt độ trung bình năm ở Sơn La có sự phân hóa khá lớn theo

không gian, phổ biến từ 18 đến trên 22°C, trong đó nhiệt độ có tính đồng nhất

tương đối theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Khu vực giáp với phía Tây của dãy

núi Hoàng Liên Sơn có sự biến đổi nhiệt độ theo phương ngang (gradient) lớn

nhất, nhiệt độ ở đây cũng thấp nhất trong tỉnh, đặc biệt là một phần phía Đông

huyện Mường La có nhiệt độ dưới 18°C. Khu vực dọc thung lũng sông Đà có nhiệt

độ cao nhất trong tỉnh (trên 22oC). Tiếp đến là các dãy núi từ Pha Đin đến Mộc

Châu, phần lớn huyện Sốp Cộp và phần phía Tây huyện Sông Mã có nhiệt độ phổ

Bảng 3.1. Nhiệt độ trung bình năm ở Sơn La

Tên trạm Yếu tố

Quỳnh Nhai

Sông Mã

Cò Nòi

Yên Châu

Bắc Yên

Phù Yên

Mộc Châu

Sơn La

23.2

22.7 21.0 23.0 20.9 23.2 18.8 21.3

Nhiệt độ trung bình năm (oC)

Hình 3. 1. Phân bố nhiệt độ trung bình năm ở tỉnh Sơn La

biến từ 18 đến 20oC (Bảng 3.1 và Hình 3.1).

2) Biến trình năm của nhiệt độ

Biến trình năm của nhiệt độ không khí tại một số điểm trạm thuộc tỉnh Sơn

La được trình bày trong Hình 3.2. Kết quả cho thấy, nhiệt độ trung bình mùa đông

(các tháng 12, 1, 2) đạt từ 12-18oC, thấp nhất vào tháng 12. Nhiệt độ trung bình

mùa hè (các tháng 6, 7, 8) từ 23-28oC, cao nhất vào tháng 6. Trạm Mộc Châu có

Hình 3. 2. Biến trình năm của nhiệt độ không khí trung bình ở tỉnh Sơn La

biến trình nhiệt độ thấp hơn các trạm khác, các tháng trong năm đều dưới 24oC.

3) Tổng nhiệt độ năm

Tổng nhiệt độ là đặc trưng biểu thị lượng nhiệt tích lũy được cung cấp cho

thực vật trong một năm hay một giai đoạn. Thông qua tổng nhiệt năm, có thể nhận

định được khả năng sinh trưởng cây trồng dài ngày đối với các loại cây trồng ưa

nóng hay ưa lạnh, cũng như khả năng đảm bảo cây trồng ngắn ngày trong khung

thời vụ đã định. Kết quả tính toán tổng nhiệt năm và tổng nhiệt các vụ (Xuân và

Mùa) được trình bày trong Bảng 3.2.

Tổng nhiệt năm có sự phân hóa khá rõ giữa các trạm quan trắc, thấp nhất ở

trạm Mộc Châu (ở độ cao 972 m) với tổng nhiệt dưới 7000oC; từ 7000 đến 8000oC

ở hầu hết các trạm dọc thung lũng sông Đà: Cò Nòi, Sơn La, Bắc Yên và trên

8000oC ở Quỳnh Nhai, Yên Châu và ở thung lũng Sông Mã.

Đối với vụ xuân, khung thời vụ thường từ tháng 1 đến tháng 5 năm, tùy

từng khu vực tổng nhiệt dao động trong khoảng từ 2500-3500oC. Vụ mùa thường

có khung thời vụ từ tháng 6 đến tháng 10, tổng nhiệt cao hơn so với vụ xuân,

Bảng 3.2. Tổng nhiệt năm và vụ ở Sơn La (°C)

Tổng nhiệt năm

Tên trạm

Vụ đông xuân (Tháng 1 -5)

Vụ mùa (Tháng 6 -10)

Quỳnh Nhai

8528

3324

4052

Sông Mã

8342

3321

3913

Cò Nòi

7754

3045

3679

Yên Châu

8486

3350

4013

Bắc Yên

7654

2932

3703

Phù Yên

8586

3294

4138

Mộc Châu

6942

2658

3383

Sơn La

7826

3078

3722

khoảng từ 3000-4000oC.

Kết quả đánh giá quy luật phân bố tổng nhiệt năm theo không gian ở Sơn La

cho thấy mức nhiệt phổ biến từ 6000 đến 8000°C. Thấp nhất ở phần phía tây các

huyện Mường La và Bắc Yên với tổng nhiệt chỉ đạt dưới 6000°C, cao nhất ở một

số nơi thuộc Quỳnh Nhai, Sông Mã, Phù Yên và Yên Châu với mức nhiệt trên

8000°C (Hình 3.3).

Hình 3. 3. Phân bố chỉ tiêu tổng nhiệt năm tỉnh Sơn La

4) Nhiệt độ tối cao

Kết quả đánh giá quy luật phân bố nhiệt độ tối cao trung bình năm cho thấy:

nhiệt độ trên 28°C ở phía bắc huyện Quỳnh Nhai, phần trung tâm phía nam huyện

Sông Mã, phần lớn huyện Phù Yên và một phần phía đông Mộc Châu. Nhiệt độ

tối cao trung bình thấp hơn 24°C ở đông Mường La, phần lớn Thuận Châu, một

phần huyện Mai Sơn, tây Yên Châu, tây Mộc Châu và tây Sốp Cộp. Các khu vực

Bảng 3.3. Nhiệt độ tối cao trung bình năm ở Sơn La

Tên trạm Yếu tố

Quỳnh Nhai

Sông Mã

Cò Nòi

Yên Châu

Bắc Yên

Phù Yên

Mộc Châu

Sơn La

29.2

29.5 26.7 29.3 25.8 28.6 23.6 26.9

Nhiệt độ tối cao trung bình năm (oC)

khác của Sơn La có giá trị từ 24 - 28°C (Bảng 3.3; Hình 3.4).

Hình 3. 4. Phân bố nhiệt độ tối cao trung bình năm ở tỉnh Sơn La

5) Nhiệt độ tối thấp

Tình trạng mùa đông lạnh ở Sơn La không những là hệ quả của điều kiện

bức xạ mà còn có ảnh hưởng của gió mùa đông bắc làm nhiệt độ hạ thấp tới mức

có hại cho sinh vật, đặc biệt là cho các loại cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới. Với

những loại cây lâu năm không những cần điều kiện nhiệt độ thích hợp trong mùa

sinh trưởng mà còn cần điều kiện nhiệt sống qua đông một cách an toàn.

Đối với cây công nghiệp và cây ăn quả lâu năm, điều kiện nhiệt độ sống

qua đông là một chỉ tiêu quan trọng để xác định ranh giới phân bố các cây trồng

đó với độ an toàn cao, bởi vì mỗi cây lâu năm đều cho hiệu quả kinh tế sau 4, 5

năm gieo trồng. Do vậy, xem xét nghiên cứu nhiệt độ tối thấp có thể xảy ra ở một

địa điểm nào đó kết hợp với nhiệt độ tối thấp sinh vật học của cây trồng để quy

hoạch các loại cây trồng là rất quan trọng.

Hàng năm, về mùa đông rất nhiều nơi ở tỉnh Sơn La nhiệt độ thường xuống

thấp tới mức có hại cho cây trồng. Cụ thể như đợt rét tháng 12 năm 2019, trên

nhiều diện tích, cây trồng ở Sơn La đã bị chết hàng loạt do sương muối và nhiệt

độ thấp. Trong đợt rét này đã làm thiệt hại gần 450 ha cây hoa màu; gần 3.074 ha

cây công nghiệp, cây ăn quả (cà phê 2586,4 ha; xoài 194 ha; nhãn 189,3 ha cùng

một số diện tích mít, chuối, na, chè, bưởi) [23]. Vì vậy, việc đánh giá nhiệt độ tối

thấp tuyệt đối trung bình năm ở tỉnh Sơn La nhằm xác định cây trồng thích hợp

đối với từng vùng cụ thể.

Kết quả quan trắc tại trạm cho thấy, nhiệt độ tối thấp trung bình năm ở Sơn

La có sự biến động khá lớn giữa các vùng, dao động trong khoảng từ 2,4 – 7,6oC;

thấp nhất ở các trạm Cò Nòi và Mộc Châu; cao nhất ở trạm Quỳnh Nhai. Nhiệt

độ tối thấp tuyệt đối năm dao động trong khoảng từ -4,7 – 0,9oC; thấp nhất ở trạm

Bảng 3.4. Nhiệt độ tối thấp trung bình năm ở Sơn La

Tên trạm Yếu tố

Quỳnh Nhai

Sông Mã

Cò Nòi

Yên Châu

Bắc Yên

Phù Yên

Mộc Châu

Sơn La

7.6

5.0

2.4

4.9

5.2

5.3

2.5

3.9

NĐ tối thấp trung bình năm

0.9

-0.8

-4.7

-1.5

1.7

-0.9

-1.5

-0.5

Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối năm

Cò Nòi, cao nhất ở trạm Quỳnh Nhai (Bảng 3.4).

Kết quả đánh giá quy luật phân bố nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm

cho thấy có giá trị nhỏ hơn 0°C ở phía đông Mường La và đông bắc Bắc Yên; giá

trị lớn hơn 4°C ở Quỳnh Nhai, đông Thuận Châu, tây Mường La, TP. Sơn La,

đông bắc Mai Sơn, tây và nam Bắc Yên, Phù Yên và đông bắc Mộc Châu. Các

khu vực còn lại của Sơn La có mức từ 0 đến 4°C. Đối với nhiệt độ tối thấp tuyệt

đối năm nhỏ nhất (<-4°C) ở phía đông nam Mường La và đông bắc Bắc Yên; cao

nhất (>0°C) ở Quỳnh Nhai, một phần nhỏ phía đông Thuận Châu, tây Mường La

và tây bắc Bắc Yên. Các khu vực khác có mức nhiệt từ -4 đến 0°C (Hình 3.5).

Hình 3. 5. Phân bố nhiệt độ tối thấp trung bình năm (bên trái) và tối thấp tuyệt đối

năm (bên phải)

Để sử dụng hiệu quả đặc trưng nhiệt độ tối thấp trung bình năm trong công

tác quy hoạch cây trồng tránh được tác hại của nhiệt độ thấp, cần sử dụng thêm

thông tin liên quan đến suất bảo đảm về độ lệch chuẩn của nhiệt độ tối thấp năm.

Kết quả tính toán tại các điểm trạm ở Sơn La thời kỳ 1961-2018 được trình bày

trong Hình 3.6.

Dựa vào chỉ tiêu nhiệt độ tối thấp trung bình năm (Hình 3.4), kết hợp với

đường phân bố xác suất (Hình 3.6) và tham chiếu với nhiệt độ giới hạn thấp của

cây (có thể bị hại và bị chết), sẽ xác định được khả năng thích hợp của cây lâu

năm trong điều kiện mùa đông. Như vậy, mức độ an toàn trong điều kiện mùa

đông của cây trồng phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa nhiệt độ tối thấp sinh vật

học của cây với nhiệt độ tối thấp trung bình tại vị trí được trồng và phụ thuộc vào

hàm phân bố xác suất thực nghiệm về nhiệt độ tối thấp trung bình.

Cụ thể như tại vị trí trạm Cò Nòi có nhiệt độ tối thấp trung bình năm (Tmtb)

là 2,4oC, giới hạn nhiệt độ tối thấp sinh vật học của cây cà phê (Tmc) là 4oC [29],

vậy hiệu số giữa nhiệt độ hại cây với nhiệt độ tối thấp tại vị trí trạm Cò Nòi (Tmc

- Tmtb) là 1.6oC. Dựa vào đường cong SBĐ (Hình 3.6), có thể xác định được khả

năng an toàn về điều kiện sống qua mùa đông đối với cây cà phê được trồng ở Cò

Nòi là khoảng 42% số năm. Như vậy nguy cơ cây cà phê bị hại do nhiệt độ thấp

là khá lớn ở địa phương này.

Từ những phân tích tính toán nêu trên cho thấy để xác định khả năng gieo

trồng bất cứ cây trồng nào, các nhà quy hoạch cần chú ý đến các giá trị nhiệt độ

Hình 3. 6. Suất bảo đảm độ lệch chuẩn về nhiệt độ tối thấp năm so với giá trị trung

bình tại các điểm trạm tỉnh Sơn La

thấp có hại đối với từng loại cây trồng.

6) Nhiệt độ có hại đối với mạ đông xuân và chỉ tiêu rét hại

Thực tế cho thấy, nhiệt độ thấp gây hại cho lúa xuân là 13oC, khi nhiệt độ

trung bình xuống dưới 13oC, thì mạ ngừng sinh trưởng. Số liệu quan trắc thực tế

còn cho biết mạ non thường bị hại hoặc chết khi gặp những đợt rét có nhiệt độ

trung bình ngày xuống dưới 13oC trong 3-4 ngày liên tục trở lên. Mức độ hại còn

phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác như tình trạng gió, chế độ nước, mật độ cây,

tình trạng dinh dưỡng của cây hay tuổi mạ, đặc điểm của rét (ẩm hay khô) và

cường độ của rét,... Các nghiên cứu thực nghiệm cũng đã chỉ ra được: mạ bị hại

nặng hay nhẹ phụ thuộc vào tổng độ hụt nhiệt độ liên tục xuống dưới 130C. Mạ 2-

3 lá bắt đầu bị hại nhẹ (bạc lá hay chuyển vàng, lác đác có cây chết, khi gặp các

đợt rét có  (13- ) ≥ 40C; mạ trên 4 lá chỉ bị hại nhẹ khi  (13- ) ≥ 80C; khi  (13-

) ≥ 100C, mạ bị hại nghiêm trọng có thể chết tới 50% đối với mạ 2-3 lá, 20-30%

đối với mạ trên 4 lá [13]. Điều đó chứng tỏ trong cùng đợt rét tuổi mạ khác nhau

thì mức độ bị hại cũng khác nhau.

Trong khí tượng nông nghiệp, 2 mức suất bảo đảm 20% và 80% đối với

ngày bắt đầu và kết thúc rét hại được xem là rất quan trọng trong việc né tránh rét

hại đến các cây hàng năm nói chung, đặc biệt là cây lúa. Nếu gieo trồng trước ngày

bắt đầu với suất bảo đảm (SBĐ) 20% và sau ngày kết thúc các đợt rét hại với SBĐ

80%, sẽ tránh được các đợt rét hại với mức an toàn không dưới 80%.

Để tính ngày bắt đầu rét hại đầu tiên với SBĐ 20% và ngày kết thúc rét hại

cuối cùng với suất bảo đảm 80%, đã sử dụng chuỗi số liệu khí tượng (nhiệt độ trung

bình ngày) từ năm 1961 đến năm 2018 của các trạm khí tượng ở tỉnh Sơn La. Kết

quả tính toán được trình bày trong Bảng 3.5. Kết quả cho thấy ngày bắt đầu đợt rét

hại với SBĐ 20% (nhiệt độ ≤ 13oC trong 3 ngày liên tục) xảy ra ở Sơn La có sự biến

động khá lớn giữa các trạm quan trắc, thường vào cuối tháng 11, sớm nhất xảy ra

tại trạm Mộc Châu (16/11) nơi có độ cao trên 900m và muộn nhất xảy ra ở Quỳnh

Nhai và Phù Yên (19/12), ngày kết thúc các đợt rét hại với SBĐ 80% xảy ra sớm

nhất tại Quỳnh Nhai, rơi vào khoảng giữa tháng 2 (15/2) và kết thúc muộn nhất xảy

ra tại Mộc Châu (21/3). Có thể nhận thấy, khoảng thời gian kéo dài trong thời kỳ

bắt đầu và kết thúc các đợt rét hại cũng có sự biến đổi lớn giữa các trạm quan trắc,

dao động trong khoảng từ 58 đến 125 ngày tưng ứng với các trạm Quỳnh Nhai và

Bảng 3.5. Thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục ở tỉnh Sơn La

Tên trạm

Thời gian kéo dài (ngày)

Bắt đầu (SBĐ 20%)

Ngày bắt đầu - kết thúc các đợt rét hại 3 ngày liên tục theo các suất bảo đảm Kết thúc (SBĐ 80%)

Quỳnh Nhai

19/12

15/02

Sông Mã

09/12

17/02

Cò Nòi

25/11

03/03

Yên Châu

05/12

16/02

Mộc Châu, kết quả này cũng cho thấy càng lên cao, nguy cơ xảy ra rét hại càng lớn.

Tên trạm

Thời gian kéo dài (ngày)

Bắt đầu (SBĐ 20%)

Ngày bắt đầu - kết thúc các đợt rét hại 3 ngày liên tục theo các suất bảo đảm Kết thúc (SBĐ 80%)

Bắc Yên

30/11

09/03

Phù Yên

19/12

19/02

Mộc Châu

16/11

21/03

125

Sơn La

30/11

03/03

7) Đơn vị lạnh tích lũy

Chu kỳ sinh trưởng trong năm của một số loại cây ăn quả có nguồn gốc từ

các vùng ôn đới như táo, đào, mận, lê... đều cần có một giai đoạn nghỉ đông

(dormant). Trong thời gian nghỉ đông, các loại cây ăn quả này rất cần thời gian

lạnh. Nếu không có đủ độ lạnh cần thiết cây sẽ yếu, chậm ra chồi, lá mới và cành

lộc, năng suất và chất lượng quả sẽ bị giảm. Mỗi nhóm cây ăn quả ôn đới có nhu

cầu rất khác nhau về chỉ tiêu độ lạnh. Số giờ có nhiệt độ không khí <7.2oC (chilling

units -CU) thường được sử dụng làm chỉ tiêu đánh giá khả năng đáp ứng nhu cầu

lạnh đối với cây ăn quả ôn đới.

Do có mùa đông lạnh, tỉnh Sơn La là vùng rất có tiềm năng phát triển các

giống cây ăn quả ôn đới. Việc xác định số giờ lạnh tích lũy ở vùng này có ý nghĩa

rất lớn. Khi biết được tổng số giờ lạnh trung bình nhiều năm, đối chiếu với nhu

cầu của cây trồng để xác định loại cây ăn quả ôn đới có thể thích hợp với điều kiện

lạnh trong tỉnh.

Trên cơ sở bộ số liệu nhiệt độ không khí theo giờ thời kỳ 2008-2019 tại mỗi

trạm khí tượng, đã tính toán số giờ lạnh theo mô hình Utah [92]. Kết quả tính toán

cho thấy, số giờ lạnh thuận lợi cho phát triển cây ôn đới ở Sơn La có sự biến động

khá lớn giữa các trạm khí tượng, cao nhất ở trạm Mộc Châu (259 giờ), thấp nhất

ở Quỳnh Nhai (8 giờ) (Bảng 3.6).

Bảng 3.6. Phân bố số đơn vị lạnh tích lũy TBNN tại các trạm khí tượng

Tên trạm Yếu tố

Quỳnh Nhai

Sông Mã

Cò Nòi

Yên Châu

Bắc Yên

Phù Yên

Mộc Châu

Sơn La

259

Số giờ lạnh (giờ)

8) Mùa nhiệt độ

a) Ngày bắt đầu và kết thúc mùa lạnh

Thời kỳ có nhiệt độ xuống dưới 20oC được xem là mùa lạnh và là thời kỳ

sinh trưởng của các cây trồng xứ lạnh như khoai tây, rau, đậu, đỗ ôn đới ... [29];

69]. Để xác định thời vụ tối ưu cho các cây trồng này, cần tính toán xác định ngày

bắt đầu và kết thúc nhiệt độ qua 20oC ứng với các suất bảo đảm khác nhau. Kết

quả tính toán cho thấy, có sự khác nhau đáng kể về ngày bắt đầu - kết thúc mùa

lạnh ở các khu vực trong tỉnh. Khu vực sớm nhất thường bắt đầu xảy ra ở Mộc

Châu vào đầu tháng 10, các khu vực khác thường bắt đầu từ cuối tháng 10 đến

cuối tháng 11, kết thúc thường vào đầu tháng 3. Riêng Mộc Châu, do có độ cao

địa hình trên 900m, nên thường kết thúc muộn hơn so với các khu vực vùng thấp

Bảng 3.7. Ngày bắt đầu - kết thúc nhiệt độ không khí trung bình dưới 20°C ứng với

các suất bảo đảm khác nhau ở tỉnh Sơn La

Bắt đầu (ngày/tháng)

Kết thúc (ngày/tháng)

Tên trạm

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

Quỳnh Nhai

13/11

23/11

30/11

21/02

01/03

08/03

Sông Mã

07/11

17/11

24/11

17/02

01/03

09/03

Cò Nòi

23/10

30/10

06/11

03/03

14/03

24/03

Yên Châu

06/11

18/11

25/11

17/02

28/02

08/03

Bắc Yên

25/10

30/10

09/11

10/03

23/03

31/03

khoảng hơn 1 tháng (Bảng 3.7).

Bắt đầu (ngày/tháng)

Kết thúc (ngày/tháng)

Tên trạm

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

Phù Yên

11/11

23/11

01/12

22/02

07/03

14/03

Mộc Châu

29/09

05/10

15/10

01/04

07/04

20/04

Sơn La

26/10

02/11

11/11

04/03

12/03

24/03

a) Thời kỳ bắt đầu và kết thúc mùa nóng

Mùa nóng là mùa có nhiệt độ trung bình của không khí từ 250C trở lên. Đối

với sản xuất nông nghiệp, đây là mốc thời gian quan trọng để xác định thời kỳ trỗ

bông, ra hoa, làm hạt của nhiều loại cây trồng nhiệt đới mà điển hình là cây lúa.

Do đặc điểm của địa hình, các khu vực ở tỉnh Sơn La có độ cao trên 600m

hầu như không xuất hiện mùa nóng (Cò Nòi, Bắc Yên, Mộc Châu, Sơn La). Các khu

vực có độ cao dưới 350 m, nhiệt độ không khí trung bình trên 250C thường xuất hiện

Bảng 3.8. Thời kỳ có nhiệt độ không khí trung bình trên 25°C ở tỉnh Sơn La

Bắt đầu (ngày/tháng)

Kết thúc (ngày/tháng)

Tên trạm

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

SBĐ 20%

SBĐ 50%

SBĐ 80%

Quỳnh Nhai

09/04

18/04

27/04

28/09

01/10

11/10

Sông Mã

09/04

19/04

03/05

10/09

21/09

02/10

Cò Nòi

Yên Châu

04/04

11/04

24/04

17/09

23/09

05/10

Bắc Yên

Phù Yên

13/04

21/04

28/04

24/09

02/10

12/10

Mộc Châu

Sơn La

vào giữa tháng 4, và kết thúc vào cuối tháng 9 (Bảng 3.8).

3.1.2. Phân bố các chỉ số mưa ẩm

Các chỉ số mưa ẩm phản ánh khả năng cung cấp nước cho cây trồng trong

điều kiện tự nhiên. Chỉ trong điều kiện đủ nước, cây trồng mới sử dụng được năng

lượng mặt trời, điều kiện nhiệt độ và những điều kiện khác. Để đánh giá điều kiện

mưa ẩm cho sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Sơn La, đã xem xét các chỉ tiêu sau đây:

1) Lượng mưa năm, tháng và mùa

Sơn La là tỉnh có lượng mưa ít nhất trong các tỉnh thuộc vùng Tây Bắc. Tổng

lượng mưa năm có sự phân bố không đều, cao nhất ở phần phía Đông huyện

Mường La với lượng mưa năm trên 1800mm, thấp nhất là huyện Sông Mã (phổ

biến dưới 1400mm, đây cũng là một trong những tâm ít mưa của Việt Nam). Các

Hình 3. 7. Phân bố tổng lượng mưa năm ở Sơn La

huyện khác có lượng mưa phổ biến 1400 đến 1600mm (Hình 3.7).

Biến trình lượng mưa tháng ở Sơn La cho thấy mưa tập trung chủ yếu từ

tháng 4 đến tháng 9, cao điểm mưa nhiều xảy ra trong tháng 8 (riêng trạm Quỳnh

Nhai là tháng 7). Từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, lượng mưa phổ biến đều dưới

50 mm, thấp nhất vào các tháng 12, 1 và 2. Mưa nhiều nhất thường xảy ra ở Quỳnh

Nhai, thấp nhất ở Sông Mã (Hình 3.8).

Hình 3. 8. Biến trình lượng mưa năm tại các trạm ở tỉnh Sơn La

Ở tỉnh Sơn La, lượng mưa phân bố không đều theo không gian và thời

gian. Trong suốt thời gian mùa khô (từ tháng X đến tháng III năm sau) chỉ có

lượng mưa rất nhỏ, chiếm khoảng 15% tổng lượng mưa năm (Bảng 3.9). Cho

đến nay, nền nông nghiệp ở Sơn La chủ yếu vẫn dựa vào nước trời, vì vậy đặc

điểm phân bố mưa này đã gây khó khăn rất lớn cho sản xuất nông nghiệp ở Sơn

La.

Bảng 3.9. Tổng lượng mưa mùa và năm (mm)

Mùa khô

Mùa mưa (Từ tháng IV đến tháng IX)

(Từ tháng X đến tháng III năm sau) Tổng Năm

Lượng mưa

Tỷ lệ (%)

Lượng mưa

Tỷ lệ (%)

1456.3

85%

263.2

15%

1719.5

1019.4

87%

152.3

13%

1171.7

1124.2

86%

177.7

14%

1301.9

1071.5

88%

151.1

12%

1222.6

1262.6

84%

234.5

16%

1497.1

1264.2

83%

254.2

17%

1518.4

1372.1

83%

281.1

17%

1653.2

1206.3

85%

215.4

15%

1421.7

2) Lượng bốc thoát hơi tiềm năng (PET)

Khác với lượng mưa, tổng lượng bốc thoát hơi tiềm năng năm không có sự

khác biệt lớn giữa các vùng (Hình 3.9). Mức thấp nhất (dưới 1100mm) ở phía

đông Mường La và một phần nhỏ phía bắc Bắc Yên. Mức cao nhất (trên 1150mm)

xảy ra chủ yếu ở Phù Yên, Bắc Yên, một phần phía đông Mai Sơn, bắc Yên Châu,

trung tâm và đông nam huyện Sông Mã. Các khu vực khác có giá trị từ 1100 đến

1150mm.

Hình 3. 9. Phân bố tổng lượng bốc thoát hơi tiềm năng năm ở Sơn La

3) Chỉ số ẩm (mưa/bốc hơi)

Chỉ số ẩm phản ánh tiềm năng nguồn nước nhận được và mất đi trong điều

kiện tự nhiên. Trên địa bàn tỉnh Sơn La, chỉ số ẩm lớn nhất (trên 2) xảy ra chủ yếu

ở huyện Quỳnh Nhai, phía đông Mường La, đông bắc các huyện Thuận Châu, Bắc

Yên và nam Mộc Châu. Chỉ số ẩm nhỏ nhất (dưới 1,5) ở một phần huyện Sông

Mã, phía đông Mai Sơn, phần lớn diện tích huyện Bắc Yên và Phù Yên. Các khu

vực khác trong tỉnh có chỉ số ẩm ở mức từ 1,5 đến 2 (Hình 3.10).

Hình 3. 10. Phân bố chỉ số ẩm ở Sơn La

4) Mùa ẩm ướt và mùa sinh trưởng

Mùa ẩm ướt đối với cây trồng là khoảng thời gian mà lượng mưa bằng hoặc

lớn hơn lượng bốc thoát hơi tiềm năng (R ≥ PET) [29]; [42]; [70]. Việc xác định

mùa ẩm đối với cây trồng là vấn đề quan trọng và rất có ý nghĩa thực tiễn.

Mùa sinh trưởng là thời kỳ đủ nước cho cây trồng sinh trưởng phát triển

trong điều kiện không có hệ thống tưới. Theo FAO [47], [85], mùa sinh trưởng

được xác định thông qua lượng mưa và lượng bốc thoát hơi tiềm năng (PET). Khi

lượng mưa đầu mùa bằng một nửa lượng bốc thoát hơi tiềm năng chính là lượng

mưa đủ để khôi phục lại trữ lượng nước hữu hiệu trong các lớp đất mặt và thời

điểm này được xem là bắt đầu thời kỳ sinh trưởng đối với cây trồng. Thời điểm kết

thúc mùa sinh trưởng là thời điểm lượng mưa cuối mùa chỉ đạt 0,5PET cộng với

một khoảng thời gian để lượng nước dự trữ trong đất bốc hơi hết 100mm (tương

đương 15 ngày trong điều kiện khí hậu vùng nhiệt đới ẩm Đông Nam Á) [70].

Từ kết quả tính toán ngày bắt đầu và ngày kết thúc mùa ẩm ướt và mùa sinh

trưởng ở Sơn La (Bảng 3.10), có thể nhận thấy:

Đối với mùa ẩm ướt: Thời gian bắt đầu mùa ẩm ướt thường có sự biến

động khá lớn giữa các vùng, chênh lệch khoảng gần một tháng giữa nơi đến sớm

nhất (Quỳnh Nhai là ngày 9/4) và muộn nhất (Yên Châu là ngày 5/5), phổ biến

vào khoảng tuần 3 tháng 4 (tuần 10 ngày). Thời gian kết thúc mùa ẩm ướt có sự

ngược lại. Nơi bắt đầu mùa ẩm ướt sớm thường kết thúc muộn, chênh lệch nhau

khoảng 1,5 tháng (từ tuần 3 tháng 9 đến tuần 1 tháng 10). Với sự khác nhau về

thời gian kéo dài và thời gian kết thúc mùa ẩm ướt, nên thời gian kéo dài của mùa

ẩm ướt cũng có sự khác biệt lớn giữa các vùng, cao nhất ở Quỳnh Nhai với 215

ngày, thấp nhất ở Sông Mã chỉ với 143 ngày, chênh lệch nhau tới hơn 2 tháng.

Đối với mùa sinh trưởng: Mùa sinh trưởng bao gồm cả mùa ẩm ướt, bắt đầu

sớm hơn và kết thúc muộn hơn so với mùa ẩm ướt. Thời điểm bắt đầu mùa sinh

trưởng không có sự khác biệt lớn giữa các vùng (thường từ tuần 1 đến tuần 3 tháng

3. Tuy nhiên, thời điểm kết thúc có sự khác biệt lớn, chênh lệch giữa nơi kết thúc

sớm nhất (Sông Mã là ngày 14/10) và muộn nhất (Quỳnh Nhai 12/12) khoảng gần

2 tháng, phổ biến kết thúc trong khoảng từ tuần 1 đến tuần 3 tháng 11. Có thể nhận

thấy, thời gian kéo dài của mùa sinh trưởng ở Sơn La có sự biến động lớn giữa các

vùng, chênh nhau khoảng 80 ngày. Điều này dẫn đến cơ cấu thời vụ cây trồng

cũng có sự khác nhau giữa các địa phương, đặc biệt là những vùng sản xuất nông

Bảng 3.10. Mùa ẩm ướt và mùa sinh trưởng đối với cây trồng ở Sơn La

Mùa ẩm ướt

Mùa sinh trưởng

Trạm

Bắt đâu (BH)

Kết thúc (EH)

Thời gian kéo dài (ngày)

Bắt đầu mùa sinh trưởng (BG)

Kết thúc mùa sinh trưởng (EG)

06/03

12/12

281

9/4

12/11

215

Quỳnh Nhai

28/03

14/10

200

Sông Mã

6/5

26/9

143

25/03

04/11

224

Cò Nòi

25/4

1/10

158

29/03

03/11

219

Yên Châu

5/5

5/10

153

nghiệp chỉ dựa vào mưa.

Mùa ẩm ướt

Mùa sinh trưởng

Trạm

Bắt đâu (BH)

Kết thúc (EH)

Thời gian kéo dài (ngày)

Bắt đầu mùa sinh trưởng (BG)

Kết thúc mùa sinh trưởng (EG)

Bắc Yên

16/03

14/11

243

22/4

13/10

174

Phù Yên

24/03

26/11

247

24/4

3/11

193

Mộc Châu

10/03

06/12

271

22/4

8/11

200

Sơn La

21/03

29/11

253

22/4

5/10

166

Bản đồ chỉ tiêu độ dài mùa sinh trưởng ở Sơn La cho thấy, độ dài mùa sinh

trưởng phổ biến từ 210 đến 300 ngày. Trong đó, các khu vực có mùa sinh trưởng

dài nhất đạt trên 270 ngày, xảy ra ở các huyện Quỳnh Nhai, bắc Thuận Châu và

nam Mộc Châu; huyện Sông Mã và vùng tiếp giáp các huyên Mai Sơn, Bắc Yên

Hình 3. 11. Phân bố chỉ tiêu độ dài mùa sinh trưởng tỉnh Sơn La

và Yên Châu có mùa sinh trưởng chỉ đạt dưới 240 ngày (Hình 3.11).

3.1.3. Vai trò của điều kiện địa lý đối với phân bố các chỉ số khí hậu nông

nghiệp

3.1.3.1. Phân bố các chỉ số nhiệt theo độ cao

1) Nhiệt độ trung bình năm

Ở Sơn La, nhiệt độ trung bình năm có liên quan chặt chẽ với độ cao, hệ số

tương quan đạt bội (R2) là 0,95, càng lên cao nhiệt độ càng giảm, với tốc độ nhiệt

giảm (gradient) là 0,52oC/100m. Nhiệt độ trung bình năm ở độ cao dưới 400m đạt

Hình 3. 12. Phân bố nhiệt độ theo độ cao tại các trạm khí tượng ở tỉnh Sơn La

mức trên 22oC; Ở độ cao trên 800m, nhiệt độ chỉ đạt mức dưới 20oC (Hình 3.12).

2) Tổng nhiệt độ năm

Tương tự nhiệt độ trung bình năm, tổng nhiệt độ năm và tổng nhiệt trong

các vụ ở Sơn La cũng có quan hệ khá chặt chẽ với độ cao địa hình (Hình 3.13).

Tổng nhiệt năm giảm theo độ cao (Nhiệt độ từ 8000 oC ở vành đai xấp xỉ 500 m

giảm xuống 7000oC ở vành đai cao 950 m, với tốc độ nhiệt giảm xấp xỉ

185oC/100m). Trong vụ Xuân, tốc độ nhiệt giảm nhiệt xấp xỉ 700C/100 m; Trong

vụ mùa, tốc độ nhiệt giảm xấp xỉ 83 oC/100 m.

Hình 3. 13. Quy luật phân bố tổng nhiệt năm (trên), vụ Xuân (dưới bên trái) và vụ

mùa (dưới bên phải) theo độ cao địa hình

4) Nhiệt độ tối thấp và nhiệt độ tối cao trung bình năm

Tương tự như các đặc trưng nhiệt khác, nhiệt độ tối thấp và tối cao trung

bình năm ở Sơn La cũng có quan hệ với độ cao địa hình, hệ số tương quan bội (R2)

tương ứng xấp xỉ 0,97 (đối với nhiệt độ tối thấp) và 0,85 (đối với nhiệt độ tối cao).

Càng lên cao, các đặc trưng nhiệt này càng giảm, tương ứng giảm khoảng

0,49oC/100m (tối thấp) và 0,66oC/100m (tối cao)(Hình 3.14). Như vậy, khi biết

được độ cao địa hình tại một vị trí cụ thể, hoàn toàn có thể xác định được giá trị

nhiệt độ tối thấp hoặc nhiệt độ tối cao trung bình năm.

Hình 3. 14. Quy luật phân bố nhiệt độ tối thấp (trái) và tối cao (phải) trung bình

năm theo độ cao

5) Nhiệt độ có hại đối với mạ đông xuân và chỉ tiêu rét hại

Để làm cơ sở cho việc xác định thời kỳ bắt đầu kết thúc các đợt rét hại ở

những nơi không có trạm khí tượng, đã xem xét mối quan hệ giữa các chỉ tiêu này

với độ cao địa hình (Hình 3.15).

Kết quả cho thấy vai trò của địa hình đối với ngày bắt đầu kết thúc các đợt

rét hại là khá rõ nét: Hệ số tương quan bội đạt khoảng 0,93 đối với ngày bắt đầu xảy

ra rét hại với suất bảo đảm (SBĐ) 20%; xấp xỉ 0,90 đối với ngày kết thúc rét hại với

SBĐ 80%. Càng lên cao, ngày bắt đầu rét hại càng đến sớm hơn (khoảng 3,8

ngày/100m). Đối với ngày kết thúc rét hại, càng lên cao, chỉ tiêu này càng đến muộn

hơn, khoảng 4 ngày/100m. Ở mức độ cao dưới 400m, khả năng bắt đầu rét hại

thường xảy ra trước 20/12 và khả năng kết thúc rét hại thường xảy ra trước 20/2

Hình 3. 15. Biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc rét hại ở Sơn La theo độ cao địa hình

năm sau.

6) Đơn vị lạnh tích lũy

Để ngoại suy số giờ lạnh ở những nơi không có trạm khí tượng, đã xem xét

quy luật phân bố số giờ lạnh theo độ cao địa hình. Kết quả cho thấy có sự quan hệ

khá chặt giữa số giờ lạnh với độ cao, hệ số tương quan bội R2 đạt 0,91. Càng lên

cao, số giờ lạnh càng tăng. Ở độ cao dưới 600m, số giờ lạnh chỉ đạt dưới 50 giờ;

Ở độ cao trên 800m, số giờ lạnh đạt trên 100 giờ (Hình 3.16). Kết quả này cho

phép ngoại suy tổng số giờ lạnh ở những nơi không có trạm khí tượng, khi biết độ

Hình 3. 16. Quy luật phân bố tổng số giờ lạnh theo độ cao ở tỉnh Sơn La

cao địa hình.

7) Thời kỳ mùa lạnh

Tương tự như thời kỳ xảy ra rét hại, thời kỳ xảy ra nhiệt độ dưới 20oC ở Sơn La cũng có quan hệ khá chặt với độ cao địa hình: Hệ số tương quan bội (R2) đạt xấp xĩ 0,95 đối với ngày bắt đầu xảy ra nhiệt độ dưới 20oC với SBĐ 50%, R2 xấp xỉ 0,80 đối với ngày kết thúc nhiệt độ qua 20oC với SBĐ 50%. Càng lên cao, ngày bắt đầu nhiệt độ qua 20oC càng đến sớm hơn (khoảng 5,4 ngày/100m). Đối với ngày kết thúc nhiệt độ qua 20oC, càng lên cao, chỉ tiêu này càng đến muộn hơn, khoảng 4,5 ngày/100m. Ở độ cao trên 600m, khả năng ngày bắt đầu nhiệt độ qua 20oC thường xảy ra trước 31/10 và khả năng ngày kết thúc thường xảy ra sau ngày 10/3 năm sau (Hình 3.17).

Hình 3. 17. Biến đổi ngày bắt đầu và kết thúc nhiệt độ dưới 20°C với suất bảo đảm 50% ở Sơn La theo độ cao

3.1.3.2. Phân bố của nhiệt độ và lượng mưa và số giờ lạnh theo vị trí địa lý

Việc đánh giá khả năng trồng trọt trong mỗi đơn vị đất yêu cầu bộ số liệu phân bố theo không gian về các yếu tố nhiệt độ, lượng mưa trung bình nhiều năm theo tháng và tổng số giờ lạnh. Do vậy cần sử dụng phương pháp nội suy dữ liệu theo vị trí địa lý, bao gồm: kinh độ (KD), vĩ độ (VD) và độ cao (DC).

Bảng 3.11. Phương trình tính toán sự phân bố theo không gian về nhiệt độ, lượng mưa và số giờ lạnh ở vùng nghiên cứu

Tháng

Phương trình

Sai số PT (Sy)

Độ lệch chuẩn (y)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm (f)

Hệ số tương quan bội (R)

Giả thiết α = 0.05 (Fα)

Với mục đích và cách tiếp cận nêu trên, luận án đã sử dụng phương pháp hồi quy từng bước [22] và thực hiện trên phần mềm thống kê SYSTAT để xây dựng các phương trình hồi quy của các biến liên quan đến nhiệt độ, lượng mưa và số giờ lạnh với vị trí địa lý. Đã sử dụng số liệu của 23 trạm khí tượng trong phạm vi tỉnh Sơn La và các khu vực lân cận. Kết quả xây dựng phương trình được trình bày trong Bảng 3.11.

Nhiệt độ trung bình tháng (T1, T2…T12)

0.975

2.4

0.53

128.4

3.0

Tháng 1

0.963

2.3

0.63

85.1

3.0

Tháng 2

0.953

2.2

0.66

66.0

3.0

Tháng 3

0.977

2.3

0.49

139.9

3.0

Tháng 4

T1=-0.005*DC-1.242*KD- 1.063*VD+169.809 T2=-0.005*DC-1.431*KD- 1.24*VD+194.9 T3=-0.004*DC-1.425*KD- 1.17*VD+195.716 T4=-0.005*DC-1.032*KD+- 0.991*VD+154.208

Tháng

Phương trình

Sai số PT (Sy)

Độ lệch chuẩn (y)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm (f)

Hệ số tương quan bội (R)

Giả thiết α = 0.05 (Fα)

Tháng 5

0.994

2.6

0.28

550.6

3.0

T5=-0.005*DC-0.424*KD- 0.58*VD+84.348

Tháng 6 T6=-0.005*DC-0.295*KD+34.812 Tháng 7 T7=-0.005*DC+0.209*KD+6.643 Tháng 8 T8=-0.005*DC+28.025 Tháng 9 T9=-0.006*DC-0.268*KD+55.128 Tháng 10 T10=-0.006*DC-0.413*KD+68.113

0.99 0.99 0.992 0.994 0.996

2.7 2.7 2.6 2.6 2.6

0.38 0.38 0.32 0.28 0.23

517.1 517.1 1358.5 867.1 1304.6

3.4 3.4 4.3 3.4 3.4

Tháng 11

0.994

2.6

0.28

550.6

3.0

Tháng 12

0.985

2.5

0.43

217.2

3.0

T11=-0.005*DC-0.538*KD- 0.479*VD+87.997 T12=-0.005*DC-0.628*KD - 0.625*VD +97.207

Tổng lượng mưa tháng

Tháng 1

0.79

11.9

7.27

11.1

3.0

Tháng 2

0.83

12.5

6.96

14.9

3.0

Tháng 3

0.88

17.3

8.17

23.1

3.0

Tháng 4

0.94

33.2 11.31

50.6

3.0

Tháng 5

0.81

54.6 32.38

19.3

3.4

Tháng 6

0.87

93.5 46.57

31.8

3.4

Tháng 7

0.82

112.3 64.61

21.2

3.4

Tháng 8

0.64

60.7 46.86

7.1

3.4

Tháng 9

0.76

75.0 49.18

13.9

3.4

Tháng 10

0.77

59.1 37.40

15.7

3.4

Tháng 11

0.68

21.8 15.99

8.9

3.4

Tháng 12

0.81

11.7

6.91

12.4

3.0

R1=0.008*DC+9.97*KD+18.964*VD -1419.833 R2=0.009*DC+9.404*KD+20.074*V D-1386.722 R3=0.016*DC+8.523*KD+23.493*V D-1344.976 R4=0.024*DC+13.477*KD+49.758* VD-2357.907 R5=60.627*KD +119.059* VD - 8636.629 R6=51.652* KD +178.843* VD - 8906.692 R7=62.59* KD +206.247* VD - 10578.579 R8=53.755* KD +104.627* VD - 7509.663 R9=100.158* KD +65.093* VD - 11620.011 R10=87.22* KD +69.092* VD - 10449.025 R11=26.931* KD +40.941* VD - 3632.078 R12=0.009*DC+7.982*KD+17.306* VD-1181.27

Tổng số giờ lạnh năm (CU)

CU = 6.3758*e0.0035DC

0.91

82.0 33.56

34.8

4.3

Từ Bảng 3.11 nhận thấy có sự tồn tại mối quan hệ giữa các yếu tố nhiệt độ,

lượng mưa và số giờ lạnh theo vị trí địa lý, các phương trình được xây dựng đều

thoả mản chỉ tiêu kiểm kiểm nghiệm f, f > F0.05. Như vậy, sự phụ thuộc tuyến tính

giữa biến phụ thuộc (nhiệt độ, lượng mưa, số giờ lạnh) và các biến độc lập: độ cao

vĩ độ, kinh độ là có ý nghĩa thống kê và có thể sử dụng các phương trình này để

nội suy cho các đơn vị đất không có trạm khí tượng ở vùng nghiên cứu.

3.1.4. Đặc điểm phân hóa khí hậu ở Sơn La

3.1.4.1. Phân hóa về điều kiện nhiệt

Điều kiện nhiệt ở Sơn La gắn chặt với điều kiện địa hình. Các dãy núi thuộc

địa giới Sơn La - Hoàng Liên Sơn làm cho gió mùa Đông Bắc bị suy yếu dẫn đến

mùa đông ở vùng này ít lạnh hơn các tỉnh vùng đông Bắc. Các dãy núi dọc biên

giới Việt Lào gây hiệu ứng phơn, làm cho gió Tây Nam ở Sơn La trở nên khô nóng

trong các tháng mùa hè. Trong phạm vi của tỉnh cũng có sự chia cắt nội vùng mạnh

mẽ của địa hình dẫn tới sự phân hoá sâu sắc nhất về nhiệt độ. Trên cùng một độ

cao, điều kiện nhiệt ít thay đổi theo vĩ độ mà tuân theo quy luật giảm theo độ cao

địa lý. Nhìn bao quát từ Đông Bắc xuống Tây Nam, có sự phân hóa điều kiện nhiệt

xen kẽ nhau.

Vùng núi cao phía Đông Bắc của tỉnh có độ cao trong khoảng 1000 đến

2500m, thuộc các huyện phía Đông Mường La, Bắc Bắc Yên và phần nhỏ Tây

Bắc Phù Yên. Với địa hình cao, nền nhiệt ở đây khá thấp, mùa đông rất lạnh, mùa

hè khá mát, tổng nhiệt năm phổ biến dưới 7000oC tương đương với nhiệt độ dưới

20oC, đạt tiểu chuẩn vùng ôn đới.

Vùng núi cao vừa và thấp Cao nguyên Sơn La, Nà Sản, Thung lũng sông

Đà có độ cao phổ biến trong khoảng 300 đến 1000m, thuộc các huyện phía Tây

Quỳnh Nhai, Đông Thuận Châu, Thành phố Sơn La, Đông Mai Sơn, Nam Bắc

Yên, Bắc Yên Châu, Phù Yên, Bắc Mộc Châu, Bắc Vân Hồ. Với dạng địa hình

thung lũng và núi thấp, nền nhiệt ở đây cao nhất trong tỉnh, mùa hè khá nóng, tổng

nhiệt năm phổ biến đạt trên 7000oC tương đương với nhiệt độ trên 20oC, đạt tiểu

chuẩn vùng nhiệt đới.

Vùng núi cao nằm giữa hai hệ thống thung lũng sông Mã và Quỳnh Nhai

đến Vân Hồ có độ cao phổ biến trong khoảng 1000 đến 1500m, thuộc các huyện

Tây Thuận Châu, Tây Mai Sơn, Nam Yên Châu, Nam Mộc Châu. Với dạng địa

hình núi cao, nền nhiệt ở đây tương đối thấp, mùa đông khá lạnh, tổng nhiệt năm

phổ biến đạt dưới 7000oC tương đương với nhiệt độ dưới 20oC, đạt tiểu chuẩn

vùng ôn đới.

Vùng núi cao vừa và thấp thuộc huyện Sông Mã có độ cao phổ biến trong

khoảng 500 đến 1000m. Với dạng địa hình thung lũng và núi thấp, nền nhiệt ở đây

khá cao, mùa hè khá nóng, tổng nhiệt năm phổ biến trong khoảng 7000 - 8000oC

tương đương với nhiệt độ trên 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng nhiệt đới.

Vùng núi cao thuộc huyện Sốp Cộp và phía Tây Sông Mã có độ cao phổ

biến trong khoảng 1000 đến 1700m. Với dạng địa hình núi cao, nền nhiệt ở đây

tương đối thấp, mùa đông khá lạnh, tổng nhiệt năm phổ biến đạt dưới 7000oC

tương đương với nhiệt độ dưới 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng ôn đới.

3.1.4.2. Phân hóa về điều kiện mưa ẩm

Tỉnh Sơn La bị chắn bởi các dãy núi cao, phía Bắc và đông bắc là dãy Hoàng

Liên Sơn, phía Tây và Tây Nam là các dãy núi cao phía tỉnh Điện Biên và Thượng

Lào. Đặc điểm địa hình này dẫn đến gió mùa mùa hè và gió mùa mùa đông đến

Sơn La đều bị biến tính mạnh mẽ. Như vậy sự ảnh hưởng của hoàn lưu gió mùa

đối với điều kiện mưa ẩm ở Sơn La không rõ nét như ở các vùng đón gió khác.

Trên phần lớn diện tích ở Sơn La, mùa mưa từ tháng IV tới tháng IX và

mùa khô từ tháng X tới tháng III hàng năm. Tuy nhiên, biến trình mưa trên một số

vùng có sự lệch về thời gian và lượng dẫn đến mùa mưa có thể đến sớm kết thúc

sớm, có thể đến muộn, kết thúc muộn, độ dài mùa mưa có thể dài hơn hay ngắn

hơn. Điều này có thể được giải thích rằng bất cứ vùng hay tiểu vùng khí hậu nào

ở Sơn La, ngoài tính chất chung của khí hậu Tây Bắc còn mang một số đặc điểm

riêng về của độ cao địa hình, dạng địa hình và vị trí sườn núi (sườn khuất hay đón

gió). Điển hình như:

Khu vực Sông Mã bị chắn bởi các dãy núi cao Pha Đin đến Mộc Châu và

dãy núi cao huyện Sốp Cộp nên có lượng mưa năm thấp nhất trong tỉnh (dưới

1200mm); Khu vực Quỳnh Nhai, Đông Mường La, Bắc Bắc Yên nằm ở sườn đón

gió mùa mùa hè nên có lượng mưa năm cao nhất trong tỉnh (trên 1600mm); Khu

vực cao nguyên Mộc Châu và phía Bắc của huyện Phù Yên là nơi sớm nhất đón

các đợt gió mùa đông yếu thổi dọc thung lũng Sông Đà lên nên mùa mưa ở đây

kết thúc muộn hơn các khu vực khác trong tỉnh (tháng 10).

3.1.4.3. Những phân hóa của các chỉ tiêu khí hậu quan trọng đối với sản xuất

nông nghiệp tỉnh Sơn La

1) Tổng nhiệt năm

Trong sản xuất nông nghiệp, chỉ tiêu chính quyết định sự sinh trưởng, phát

triển và hình thành năng suất, sản lượng cây trồng là tài nguyên nhiệt biểu thị bằng

tổng nhiệt năm, tổng nhiệt trên một giới hạn nào đó càng cao thì thời gian sinh

trưởng của thực vật càng rút ngắn lại, như vậy, tổng nhiệt năm cho biết khả năng

trồng được các mấy vụ cho các cây trồng hàng năm. Tổng nhiệt năm còn cho biết

khả năng trồng các loại cây ôn đới hay cây nhiệt đới. Ngoài ra, yếu tố tổng nhiệt

là yếu tố khí hậu thường không thể điều khiển và điều tiết, con người và sinh vật

chỉ có thể thích nghi mà thôi.

Tổng nhiệt năm có liên quan đến nhiều yếu tố khí hậu khác như: biến trình

năm của nhiệt độ, nhiệt độ tháng lạnh nhất, nhiệt độ tháng nóng nhất, nhiệt độ tối

thấp trung bình năm, thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại, số ngày có nhiệt độ dưới

20oC, tổng số giờ lạnh (giờ). Để làm rõ mối quan hệ này, đã xem xét ma trận tương

quan giữa các yếu tố liên quan đến điều kiện nhiệt ở vùng nghiên cứu. Kết quả

cho thấy yếu tố tổng nhiệt năm có quan hệ tốt nhất với các đặc trưng nhiệt khác,

giá trị trung bình của các hệ số tương quan bội (R2) đạt 0.897 (Bảng 3.12).

Bảng 3.12. Ma trận tương quan bội giữa các yếu tố liên quan đến điều kiện nhiệt ở

tỉnh Sơn La

TNN Ttb Ttbmin Ttbmax Tmintb Tmaxtb TKRH TKMĐ CU

0.97

0.96

0.54

0.94

0.97

0.98 0.78

1.00 0.99

0.98

0.84

0.58

0.97

0.92

0.96 0.80

0.99 1.00

Tên yếu tố khí hậu Tổng nhiệt năm (TNN) Nhiệt độ trung bình (Ttb)

0.97 0.98

0.86

0.52

0.99

0.95

0.99 0.77

1.00

Nhiệt độ tháng lạnh nhất (Ttbmin)

0.96 0.84

0.86

0.55

0.81

0.93

0.89 0.70

1.00

Nhiệt độ tháng nóng nhất (Ttbmax)

0.54 0.58

0.52

0.55

0.45

0.65

0.54 0.40

1.00

Nhiệt độ tối thấp trung bình năm (Tmintb)

0.94 0.97

0.99

0.81

0.45

0.91

0.97 0.75

1.00

Nhiệt độ tối cao trung bình năm (Tmaxtb)

0.97 0.92

0.95

0.93

0.65

0.91

0.97 0.73

1.00

Thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại (TKRH)

0.98 0.96

0.99

0.89

0.54

0.97

1.00 0.71

Thời kỳ mùa đông, nhiệt độ dưới 20oC (TKMĐ)

0.78 0.80

0.77

0.70

0.40

0.75

0.73

0.71 1.00

Tổng số giờ lạnh (CU)

Trung bình

0.897 0.891 0.892 0.838 0.581 0.866 0.891 0.891 0.738

Để làm rõ hơn về vai trò của phân hóa quan trọng nhất liên quan đến điều

kiện nhiệt, đã xây dựng phương trình hồi quy giữa tổng nhiệt năm với các chỉ tiêu

nhiệt khác (Bảng 3.13Bảng 3.13). Kết quả cho thấy các phương trình hồi quy được

xây dựng đều thoả mãn chỉ tiêu kiểm nghiệm f, f > F0.05. Như vậy, có thể nhận

thấy phân hóa tổng nhiệt năm có quan hệ mật thiết với các chỉ tiêu nhiệt khác ở

vùng nghiên cứu, khi xác định được phân hóa tổng nhiệt năm, có thể xác định

Bảng 3.13. Phương trình ngoại suy các chỉ tiêu nhiệt từ tổng nhiệt năm (TNN)

Phương trình hồi quy

Chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp

Hệ số tương quan (R)

Độ lệch chuẩn (y)

Chuẩn sai thặng dư (Sy)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm (f)

Giả thiết α = 0.05 (Fα)

Nhiệt độ trung bình

y = 0.0027*TNN + 0.1058

0.99 1.55

0.08 2926.3 5.3

Nhiệt độ tháng lạnh nhất

y = 0.0028*TNN - 6.8558

0.98 1.61

0.30

201.6

5.3

Nhiệt độ tháng nóng nhất

y = 0.0027*TNN + 4.4462

0.98 1.58

0.33

157.9

5.3

Nhiệt độ tối thấp trung bình y= 0.0022*TNN - 12.637

0.73 1.68

1.15

8.1

5.3

y = -0.0381*TNN+ 23/12

0.97 11.4

2.96

96.6

5.3

y = 0.04*TNN + 07/02

-0.95 12.2

3.91

61.1

5.3

Bắt đầu (SBD 20%) Kết thúc (SBD 80%)

Thời gian kéo dài

y = -0.0393*TNN + 399.36 -0.99 22.85 3.89

234.1

5.3

y = 0.0276*TNN + 31/3

0.99 15.9

1.79

544.2

5.3

y = -0.0244*TNN + 22/9

-0.96 14.60 4.14

80.2

5.3

Bắt đầu (SBD 50%) Kết thúc (SBD 50%)

Thời gian kéo dài

y = -0.0519*TNN + 542.28 -0.99 30.10 4.49

308.1

5.3

Thời kỳ xảy ra rét hại 3 ngày liên tục Số ngày có nhiệt độ dưới 20oC Tổng số giờ lạnh

y = 4*1054*TNN-13.59

-0.94 82.00 38.83

24.2

5.3

Tổng lượng mưa năm

y = 7.039*MST- 266.93

0.97 196.9 49.93 101.9

5.3

được các phân hóa khác liên quan đến điều kiện nhiệt.

2) Chỉ tiêu độ dài mùa sinh trưởng

Với hệ thống trồng trọt chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nước mưa như ở Sơn

La hiện nay, chỉ tiêu độ dài mùa sinh trưởng rất có ý nghĩa thực tiễn bởi vì chỉ

trong điều kiện đủ nước cây trồng mới sử dụng được năng lượng mặt trời, điều

kiện nhiệt độ và những điều kiện thâm canh khác.

Như đã trình bày ở mục 3.1.2, độ dài mùa sinh trưởng được tính toán thông

qua bài toán cán cân nước đồng ruộng rút gọn (lượng mưa và lượng bốc thoát hơi

tiềm năng), mùa sinh trưởng phụ thuộc vào biến trình lượng mưa và khả năng bốc

hơi theo tháng của khu vực nghiên cứu, do vậy chỉ số này có thể phản ánh được

thời kỳ có trữ lượng ẩm hữu hiệu ở trong đất đủ để cây trồng sinh trưởng phát

triển. Mức biến đổi độ dài mùa sinh trưởng theo tổng lượng mưa năm tại các trạm

Hình 3. 18. Mức biến đổi độ dài mùa sinh trưởng theo tổng lượng mưa năm

khí tượng ở vùng nghiên cứu được trình bành trong Hình 3.18.

Để làm rõ hơn về vai trò của phân hóa quan trọng nhất liên quan đến điều

kiện ẩm, đã xây dựng phương trình hồi quy giữa độ dài mùa sinh trưởng với tổng

lượng mưa năm (Bảng 3.14). Kết quả cho thấy phương trình hồi quy được xây

dựng đều thỏa mãn chỉ tiêu kiểm nghiệm f, f > F0.05. Như vậy, có thể nhận thấy

phân hóa mùa sinh trưởng có quan hệ mật thiết với phân hóa mưa, khi xác định

Bảng 3.14. Phương trình ngoại suy tổng lượng mưa năm từ giá trị độ dài mùa sinh

trưởng (MST)

Phương trình hồi quy

Độ lệch chuẩn (y)

Hệ số tương quan (R)

Chuẩn sai thặng dư (Sy)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm (f)

Giả thiết α = 0.05 (Fα)

y = 7.039*MST- 266.93

0.97

196.9

49.93

101.9

5.3

được phân hóa mùa sinh trưởng, có thể xác định được tổng lượng mưa năm.

3.2. PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA

Phân vùng KHNN tỉnh Sơn La nhằm phân chia địa bàn tỉnh Sơn La thành

những vùng và tiểu vùng có sự khác biệt về các chỉ tiêu KHNN với mục đích làm cơ

3.2.1. Mục đích phân vùng

sở cho việc quy hoạch phát triển các cây trồng ôn đới và cây trồng nhiệt đới, đặc biệt

là nhóm các loại cây ăn quả đang được tỉnh Sơn La quan tâm đầu tư phát triển. Do hệ

thống tưới của tỉnh còn hạn chế, nên ranh giới giữa các tiểu vùng được thực hiện với

mục đích khuyến cáo thời vụ gieo trồng trong điều kiện chế độ canh tác phần lớn

trông chờ vào mưa. Bản đồ phân vùng KHNN thể hiện được sự phân hóa theo không

gian về các chỉ số liên quan đến điều kiện nhiệt, ẩm, mùa sinh trưởng và khả năng

trồng trọt các loại cây trồng trong mỗi tiểu vùng, từ đó có thể bố trí không gian canh

tác và cơ cấu mùa vụ cây trồng phù hợp với điều kiện thực tế ở từng địa phương,

nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.

Phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La có 2 cấp phân vị: vùng KHNN và

tiểu vùng KHNN tương ứng với sự phân hoá về nhiệt và sự phân hóa về điều kiện

ẩm.

Vùng KHNN được phân chia dựa trên chỉ tiêu nhiệt độ, cụ thể là tổng nhiệt

độ. Các đặc trưng trên cùng vùng khí hậu có sự đồng nhất tương đối về nhiệt độ, trước

hết là tổng nhiệt độ năm.

Tiểu vùng khí hậu được phân chia dựa trên chỉ tiêu về điều kiện ẩm, cụ thể là

mùa sinh trưởng. Các địa phương trong cùng tiểu vùng KHNN có sự đồng nhất tương

đối không những về tổng nhiệt độ năm mà cả về mùa sinh trưởng.

3.2.2. Các cấp phân vị

Đối với chỉ tiêu cấp vùng: Xuất phát từ mục đích phân vùng và quy luật phân

hóa tổng nhiệt năm ở Sơn La, đã lựa chọn chỉ tiêu cấp vùng là giá trị tổng nhiệt độ

năm bằng 70000C, tương đương với giới hạn trên tổng nhiệt độ có thể trồng được các

loại cây trồng ôn đới.

Đối với chỉ tiêu cấp tiểu vùng: Trên cơ sở mức biến đổi độ dài mùa sinh trưởng

trong năm ở vùng nghiên cứu, đã chia độ dài mùa sinh trưởng thành 3 cấp (Bảng

3.16), mỗi cấp cách nhau 30 ngày (khoảng 1 tháng), như vậy sẽ phù hợp cho việc xây

dựng lịch thời vụ gieo trồng cho các địa phương. Mức ý nghĩa của các cấp độ dài mùa

sinh trưởng như sau:

3.2.3. Lựa chọn chỉ tiêu

Độ dài mùa sinh trưởng từ 210 – 240 ngày: mùa sinh trưởng ngắn

Độ dài mùa sinh trưởng từ 240 – 270 ngày: mùa sinh trưởng trung bình

Độ dài mùa sinh trưởng từ 270 – 300 ngày: mùa sinh trưởng dài

Bảng 3.15. Cấp phân vị và chỉ tiêu phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La

Giá trị chỉ tiêu Cấp phân vị Đặc trưng chỉ tiêu Giá trị chỉ tiêu Cấp phân vị Đặc trưng chỉ tiêu

Vùng Tiểu vùng 70000C - 210-240; - 240-270; - 270-300; Giá trị tổng nhiệt độ năm Giá trị độ dài mùa sinh trưởng trong năm

3.2.4. Kết quả phân vùng

Trên cơ sở các cấp tổng nhiệt năm (dựa trên các chỉ tiêu phân vùng) và các

cấp độ dài mùa sinh trưởng (dựa trên chỉ tiêu phân tiểu vùng), tỉnh Sơn La được

Hình 3. 19. Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La

chia thành 5 vùng và 10 tiểu vùng KHNN (Hình 3.19; Bảng 3.17).

Bảng 3.16. Các chỉ tiêu phân vùng và tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La

Vùng khí hậu nông nghiệp

Tiểu vùng khí hậu nông nghiệp

Địa giới

Tên vùng

Tên tiểu vùng

Tổng nhiệt (oC)

Độ dài mùa sinh trưởng (ngày)

(I)***

270 - 300

Sườn Tây Hoàng Liên Sơn

4500- 7000

Quỳnh Nhai, Đông Mường La, Bắc Bắc Yên

(II1)***

Đông Thuận Châu

270 - 300

(II2)**

240 - 270

7000- 8500

(II3)*

210 - 240

Thành phố Sơn La, Đông Mai Sơn Nam Bắc Yên, Bắc Yên Châu

Cao nguyên Sơn La, Nà Sản, Thung lũng sông Đà

(II4)** Phù Yên, Bắc Mộc Châu 240 - 270

(III1)***

Tây Thuận Châu

270 - 300

(III2)**

240 - 270

Pha Đin đến Mộc Châu

6000- 7000

Tây Mai Sơn, Nam Yên Châu

III

(III3)***

Nam Mộc Châu

270 - 300

IV Huyện Sông Mã

(IV)*

Huyện Sông Mã

210 - 240

7000- 8000

Huyện Sốp Cộp

(V)**

Huyện Sốp Cộp

240 - 270

5500- 7000

Ghi chú: Ký hiệu ”*” thể hiện cấp của độ dài mùa sinh trưởng trong năm (MST): ”*” tương ứng với MST từ 210-240 ngày; ”**” tương ứng với MST từ 240-270 ngày; ”***” tương ứng với MST từ 270-300 ngày.

3.2.5. Đặc điểm khí hậu nông nghiệp trong các tiểu vùng

Theo quy luật phân hóa các chỉ tiêu KHNN, các vùng khí hậu nông nghiệp

tỉnh Sơn La được phân chia theo thứ tự từ Đông sang Tây, các tiểu vùng có xu

hướng phân chia từ Bắc xuống Nam. Đặc điểm khí hậu nông nghiệp trong các

vùng và tiểu vùng được trình bày cụ thể trong Bảng 3.18.

Bảng 3.17. Các đặc trưng khí hậu nông nghiệp trong các vùng và tiểu vùng KHNN

tỉnh Sơn La

Vùng khí hậu nông nghiệp

I

II

III

IV

V

Tiểu vùng KHNN

(I)

(II1) (II2) (II3) (II4) (III1) (III2) (III3) (IV)

(V)

Tổng nhiệt (oC)

7000-8500

6000-7000

4500- 7000

7000- 8000

5500- 7000

19-23

16-19

19-22 15-19

Nhiệt độ trung bình (oC)

12-19

13-17

10-13

13-16 9-13

6-13

23-27

21-23

23-26 19-23

17-23

Nhiệt độ tháng lạnh nhất (oC) Nhiệt độ tháng nóng nhất (oC)

3-6

1-3

3-5

-1-3

-3-3

Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm (oC)

14/11-11/12

26/10-14/11

14/11- 3/12

19/10- 14/11

18/9- 14/11

19/2-19/3

19/3-8/4

27/2- 19/3

19/3- 16/4

19/3- 30/4

Bắt đầu với suất bảo đảm (SBĐ) 20% (ngày/tháng) Kết thúc với SBĐ 80% (ngày/tháng)

Thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục

65-125

165-125

85- 125

125- 180

Thời gian kéo dài (ngày)

124- 223

9/10-15/11

12/9-9/10

9/10- 5/11

1/9- 9/10

20/8- 9/10

3/3-4/4

4/4- 26/4

12/3- 4/4

5/5- 26/4

4/4- 10/6

Bắt đầu với SBĐ 80% (ngày/tháng) Kết thúc với SBĐ 20% (ngày/tháng)

Thời kỳ bắt đầu - kết thúc nhiệt độ dưới 20oC

100-180

180-230

180- 225

180- 260

Thời gian kéo dài (ngày)

180- 310

Tổng số giờ lạnh (giờ)

10-190

190-315

65- 190

190- 380

190- 505

Độ dài mùa sinh trưởng (ngày)

270- 300

240- 270

210- 240

240- 270

270- 300

240- 270

270- 300

210- 240

240- 270

>1600 <1400

<1400

>1600

Tổng lượng mưa năm (mm)

1600- 1800

1400- 1600

1200- 1400

1400- 1600

Vùng I: Vùng núi cao nhiệt đới thuộc sườn phía tây Hoàng Liên Sơn với

độ cao từ 1000- 2500m, có tổng nhiệt từ 4500 - 7000°C, tưng ứng với nhiệt độ

trung bình năm từ 12 - 19°C, nhiệt độ tháng lạnh nhất từ 6 đến 13°C, tháng nóng

nhất từ 17 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm phổ biến -3 đến 3°C;

thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục khoảng từ 3 đến 7 tháng tùy theo

các mức độ cao, bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào khoảng tháng 4 năm sau, thời

kỳ có nhiệt độ dưới 20°C phổ biến 7 - 10 tháng, bắt đầu từ tháng 8 và kết thúc vào

khoảng tháng 5 năm sau; tổng số giờ lạnh đạt từ 190 - 505 giờ. Vùng này có 1 tiểu

vùng (I)*** thuộc phía đông Mường La, đông bắc Bắc Yên và tây bắc Phù Yên

với độ dài mùa sinh trưởng từ 270 - 300 ngày, tổng lượng mưa năm khoảng 1600

- 1800mm.

Vùng II: Vùng núi cao vừa và thấp nhiệt đới thuộc khu vực cao nguyên

Sơn La, Nà Sản và Thung lũng sông Đà với độ cao phổ biến từ 300 đến 1000m.

Có tổng nhiệt độ năm từ 7000 - 8500°C tương đương với nhiệt độ trung bình từ

19 - 23°C, nhiệt độ tháng lạnh nhất từ 13 - 17°C, tháng nóng nhất từ 23 - 27°C,

nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ 3 - 6°C; thời kỳ có khả năng xảy ra

rét hại 3 ngày liên tục khoảng từ 2 đến 3 tháng, bắt đầu từ giữa tháng 11 và kết

thúc vào giữa tháng 3 năm sau, thời kỳ có nhiệt độ dưới 20°C phổ biến từ 3 - 6

tháng, bắt đầu từ tháng 10 và kết thúc vào cuối tháng 3 năm sau; tổng số giờ lạnh

đạt từ 10 - 190 giờ. Vùng này được chia thành 4 tiểu vùng:

Tiểu vùng (II1)*** thuộc Quỳnh Nhai, phía tây Mường La và đông bắc

Thuận Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 270 - 300 ngày và tổng lượng mưa năm

từ 1600 - 1800mm;

Tiểu vùng (II2)** thuộc TP. Sơn La, tây nam Mường La và đông bắc Mai

Sơn, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày và tổng lượng mưa năm từ 1400

- 1600mm;

Tiểu vùng (II3)* thuộc tây bắc Bắc Yên và bắc Yên Châu, với độ dài mùa

sinh trưởng 210 - 240 ngày và tổng lượng mưa năm dưới 1400 mm;

100

Tiểu vùng (II4)** chủ yếu thuộc Phù Yên, nam Bắc Yên, trung tâm huyện

Yên Châu và đông Mộc Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày và tổng

lượng mưa năm 1400 - 1600mm;

Vùng III: Vùng núi cao nhiệt đới chạy dài từ Pha Đin đến Mộc Châu với

độ cao phổ biến từ 1000 đến 1500m. Có tổng nhiệt độ từ 6000 - 7000°C, tương

đương với nhiệt độ trung bình năm từ 16 - 19°C, nhiệt độ tháng lạnh nhất từ 10 -

13°C, tháng nóng nhất 21 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ 1 -

3°C; thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục khoảng từ 3 đến 5 tháng,

bắt đầu từ giữa tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 3 năm sau, thời kỳ có nhiệt độ

dưới 20°C phổ biến từ 6 - 8 tháng, bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 4 năm

sau; tổng số giờ lạnh đạt từ 270 - 300 giờ. Vùng này được chia thành 3 tiểu vùng:

Tiểu vùng (III1)*** thuộc một phần phía bắc Thuận Châu, với độ dài mùa

sinh trưởng 270 - 300 ngày và tổng lượng mưa năm dưới 1400mm;

Tiểu vùng (III2)** thuộc nam Thuận Châu, trung tâm huyện Mai Sơn, tây

Yên Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày và tổng lượng mưa năm từ

1400 - 1600mm;

Tiểu vùng (III3)*** thuộc một phần phía đông Yên Châu và tây Mộc Châu,

với độ dài mùa sinh trưởng 270 - 300 ngày và tổng lượng mưa năm trên 1600mm.

Vùng IV: Vùng núi cao vừa và thấp nhiệt đới thuộc khu vực dọc phía bắc

của huyện Sông Mã với độ cao phổ biến từ 500 đến 1000m. Có tổng nhiệt độ năm

từ 7000 - 8000°C tương đương với nhiệt độ trung bình năm từ 19 - 22°C, nhiệt độ

tháng lạnh nhất từ 13 - 16°C, tháng nóng nhất từ 23 - 26°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt

đối trung bình năm từ 3 - 5°C; thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục

khoảng từ 1,5 đến 3 tháng, bắt đầu từ giữa tháng 11 và kết thúc vào cuối tháng 2

năm sau, thời kỳ có nhiệt độ dưới 20°C phổ biến từ 6 - 7 tháng, bắt đầu từ tháng

10 và kết thúc vào cuối tháng 3 năm sau; tổng số giờ lạnh đạt từ 65 - 190 giờ.

Vùng này chỉ có 1 tiểu vùng (IV)* thuộc tây bắc Thuận Châu, phía tây Mai Sơn và

101

Sông Mã, với độ dài mùa sinh trưởng 210 - 240 ngày và tổng lượng mưa năm từ

1200 - 1400mm.

Vùng V: Vùng núi cao nhiệt đới thuộc huyện Sốp Cộp và dọc phía nam

huyện Sông Mã với độ cao phổ biến từ 1000 đến 1700m. Có tổng nhiệt độ năm từ

5500 - 7000°C, tương đương với nhiệt độ trung bình năm từ 15 - 19°C, nhiệt độ

tháng lạnh nhất từ 9 - 13°C, tháng nóng nhất 19 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối

trung bình năm từ -1 đến 3°C; thời kỳ có khả năng xảy ra rét hại 3 ngày liên tục

khoảng từ 3 đến 6 tháng, bắt đầu từ cuối tháng 10 và kết thúc vào cuối tháng 3

năm sau, thời kỳ có nhiệt độ dưới 20°C phổ biến từ 6 - 8 tháng, bắt đầu từ tháng 9

và kết thúc vào cuối tháng 4 năm sau; tổng số giờ lạnh đạt từ 190 - 380 giờ. Vùng

này cũng chỉ có 1 tiểu vùng (V)** thuộc một phần phía tây Sông Mã và huyện Sốp

Cộp, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày và tổng lượng mưa năm từ 1400

- 1600mm.

3.3. KHẢ NĂNG TRỒNG TRỌT TRONG CÁC VÙNG KHÍ HẬU NÔNG

NGHIỆP CỦA TỈNH SƠN LA

Bản đồ phân vùng KHNN chỉ thể hiện quy luật phân bố các chỉ tiêu KHNN,

mà chưa thể hiện được mức độ phù hợp về khí hậu, địa hình, đất đai đối với mỗi

loại cây trồng. Để làm rõ phân vùng KHNN có liên hệ mật thiết với cây trồng,

luận án đã xem xét khả năng trồng trọt trong bản đồ phân vùng KHNN tỉnh Sơn

La thông qua việc đánh giá mức độ phù hợp về khí hậu, địa hình, đất đai đối với

các nhóm cây trồng cụ thể (loại cây trồng ôn đới, nhiệt đới và các cây hàng năm).

Thực tế cho thấy, tỉnh Sơn La có thể trồng được nhiều loại cây, trong đó các

nhóm cây lương thực hàng năm, các loại cây ăn quả ôn đới và nhiệt đới. Tuy nhiên,

do sự biến động về điều kiện thời tiết, khí hậu và sự phân hóa khí hậu theo không

gian, đã dẫn đến có sự biến động khá lớn về năng suất cây trồng hàng năm và sự

khác biệt đáng kể về năng suất giữa các huyện trong tỉnh. Vì vậy cần có đánh giá

mức độ phù hợp đối với mỗi loại cây trồng, làm cơ sở cho việc quy hoạch phát

102

triển trồng trọt trong mỗi tiểu vùng, đảm bảo được hiệu quả kinh tế đối với từng

loại cây trồng.

Trong luận án này, việc đánh giá mức độ phù hợp của cây trồng được tiến

hành theo phương pháp của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên hợp quốc

(FAO) [59]; [63]; [69]. Nội dung của phương pháp này là đối chiếu các điều kiện

khí hậu nông nghiệp và đất đai, địa hình của từng đơn vị đất với nhu cầu sinh thái

của cây, nhằm xác định khả năng trồng trọt trong mỗi đơn vị đất.

Các loài cây được lựa chọn để đánh giá bao gồm 3 nhóm cây trồng: (1) nhóm

cây ăn quả ôn đới (đào, lê, mận); (2) nhóm cây ăn quả nhiệt đới (nhãn, xoài); (3)

nhóm cây hàng năm (lúa, ngô).

Đối với nhóm cây ăn quả ôn đới, kế thừa kết quả khảo nghiệm về đặc điểm

sinh thái đối với các giống đào, lê, mận mới được nhập nội và đang được trồng ở

các tỉnh phía bắc Việt Nam. Nhiều công trình nghiên cứu khoa học cho thấy, các

giống này đều có nhu cầu số giờ lạnh thấp trong giai đoạn phân hoá mầm hoa, có

thể khai thác áp dụng cho vùng có khí hậu á nhiệt đới thuộc các nước Đông Nam

Á, trong đó có Việt Nam [1]; [12].

Đối với nhóm cây ăn quả nhiệt đới, sử dụng các chỉ tiêu về nhu cầu khí hậu,

địa hình, đất đai đối với cây xoài và nhãn được FAO áp dụng cho khu vực Đông

Nam Á [60]; [71]. Đối với nhóm cây hàng năm, sử dụng các thông tin thời vụ gieo

trồng đang được sử dụng trong tỉnh Sơn La, nhu cầu về nhu cầu khí hậu, địa hình,

đất đai đối với cây trồng của các giống lúa, ngô được lựa chọn theo các chỉ tiêu

của FAO [71].

3.3.1. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây ăn quả ôn đới

1) Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt

Nhìn chung, việc phân vùng KHNN tỉnh Sơn La có quan hệ khá mật thiết với

khả năng trồng các cây ăn quả ôn đới, các vùng tổng nhiệt đạt dưới 7000oC (vùng

I, III và V) có phần lớn diện tích ở mức rất phù hợp (S1), ngược lại ở các vùng

tổng nhiệt đạt trên 7000oC (vùng II và IV) có phần lớn diện tích ở mức không phù

103

hợp (N). Vùng I và vùng V có tỷ lệ diện tích lớn nhất đối với mức rất thuận lợi

cho phát triển các cây đào, lê, mận (trên 70%), trong khi đó, đối với vùng II chỉ

đạt được dưới 5% diện tích rất thuận lợi cho phát triển các loại cân này (Hình

3.23).

Hình 3. 20. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây đào (trên bên trái), lê

(trên bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong

các vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải).

2) Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm

Trên phạm vi toàn tỉnh Sơn La, điều kiện ẩm đều phù hợp cho cây ăn quả ôn

đới. Đối với cây đào, các tiểu vùng có điều kiện ẩm rất thích hợp là II2, II4 và III3.

Đối với cây lê thì ở hầu hết các tiểu vùng đều có điều kiện ẩm rất thích hợp, ngoại

104

trừ phía bắc tiểu vùng I, II1 và III1. Đối với cây mận, điều kiện ẩm rất phù hợp ở

Hình 3. 21. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây đào (trên bên trái), lê (trên

bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các

vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải).

các tiểu vùng I, II1, II2, III1 và III3 (Hình 3.24).

3) Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng

Kết quả đánh giá phân loại mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ

nhưỡng đối với các cây ăn quả ôn được trình bày trong Hình 3.25. Từ hình này

nhận thấy phần lớn diện tích đất của tỉnh Sơn La bị hạn chế về điều kiện địa hình,

thổ nhưỡng, các hạn chế này liên quan đến độ dốc địa hình và độ sâu tầng đất, các

khu vực có độ dốc lớn và độ dày tầng đất mỏng sẽ không thích hợp đối với các

loại cây đào, lê, mận. Phần trăm diện tích các cấp mức độ phù hợp có sự khác biệt

105

đáng kể trong các vùng khí hậu nông nghiệp, các vùng I, III và V có địa hình cao,

độ dốc lớn nên phần lớn diên tích được đánh giá là không phù hợp, chỉ rất ít %

Hình 3. 22. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây đào (trên

bên trái), lê (trên bên phải), mận (dưới bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ

phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (dưới bên phải)

diện tích ở mức rất phù hợp.

4) Khả năng trồng các cây ăn quả ôn đới

Trên cơ sở tích hợp các mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt, ẩm, địa hình, đất

đai, đã phân loại khả năng trồng các cây đào, lê, mận trong mỗi vùng khí hậu nông

nghiệp tỉnh Sơn La (Hình 3.26). Kết quả phân loại cho thấy vùng II và vùng IV

(tổng nhiệt trên 7000oC) có rất ít diện tích có khả năng trồng các loại cây ăn quả

106

ôn đới. Vùng II là vùng nóng nhất nên phần diện tích có khả năng trồng các loại

cây này đạt ít nhất, ở mức rất phù hợp (S1) và phù hợp (S2) chỉ chiếm dưới 5%

Hình 3. 23. Khả năng trồng các cây đào (trên bên trái), lê (trên bên phải), mận (dưới

bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn

La (dưới bên phải)

diện tích toàn vùng.

3.3.2. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây ăn quả nhiệt đới

1) Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt

Khả năng thích hợp nhất để trồng cây ăn quả nhiệt đới ở Sơn La là vùng II,

với tổng nhiệt năm phổ biến từ 7000 đến 8500°C. Trong vùng này có tới 60% diện

tích đất trồng rất phù hợp và xấp xỉ 40% đất trồng phù hợp đối với cây xoài, nhãn.

107

Vùng III có tổng nhiệt năm đạt 6000 - 7000°C, thấp hơn so với vùng II, chỉ có

dưới 10% đất trồng rất phù hợp, gần 80% diện tích đất trồng phù hợp và trên 10%

là rất ít phù hợp. Vùng IV có tổng nhiệt 7000 - 8000°C, thấp hơn vùng I, nhưng

cao hơn vùng III nên diện tích trồng cây ăn quả nhiệt đới cũng lên tới trên 30% là

rất phù hợp và 60% diện tích phù hợp. Vùng V có tổng nhiệt 5500 - 7000°C, và

có xấp xỉ 60% đất trồng phù hợp. Như vậy, ở Sơn La có 3 vùng khí hậu có nền

nhiệt độ phù hợp để trồng cây ăn quả nhiệt đới, với diện tích từ 60 đến gần 100%

Hình 3. 24.Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây xoài và nhãn (trái) và

phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (phải)

mỗi vùng (Hình 3.27).

2) Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm

Điều kiện ẩm ở mức rất phù hợp cho cây xoài đạt 100% diện tích Sơn La.

Còn đối với cây nhãn, thì mức độ rất phù hợp của điều kiện ẩm cũng có khoảng

80 - 90% diện tích, phần còn lại ở mức phù hợp; các tiểu vùng ở mức rất phù hợp

là II2, II4, III2, III4 và V (Hình 3.25).

108

Hình 3. 25. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây xoài (bên trái) và nhãn

(bên phải) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh

Sơn La (dưới)

3) Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng

Về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng cho thấy vùng I có khoảng 70% đất nông

nghiệp không phù hợp cho cây ăn quả nhiệt đới, vùng II, III, IV là trên dưới 40%

diện tích còn vùng V khoảng 30%. Tính tổng diện tích đất trồng rất phù hợp và

phù hợp thì các vùng II - V có khoảng trên dưới 40%, còn vùng I chỉ khoảng trên

10% (Hình 3.26).

109

Hình 3. 26. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây xoài và

nhãn (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN

tỉnh Sơn La (bên phải)

Hình 3. 27. Khả năng trồng các cây xoài và nhãn (bên trái) và phần trăm diện tích

các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

4) Khả năng trồng các cây ăn quả nhiệt đới Việc kết hợp từ các điều kiện khí hậu như nhiệt độ, lượng mưa với điều kiện về thổ nhưỡng địa hình cho thấy: vùng I có rất ít diện tích phù hợp để trồng cây ăn quả nhiệt đới. Các vùng khí hậu còn lại có thể sử dụng 30 - 40% diện tích để trồng loại cây này (Hình 3.27)

3.3.3. Khả năng trồng trọt đối với nhóm cây hàng năm

a) Đối với cây lúa nương

1) Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt

110

Hình 3. 28. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây lúa (bên trái) và phần

trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

Trong các vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La, vùng khí hậu II có tổng nhiệt độ từ 7000 - 8500°C, nhiệt độ trung bình năm 19 - 23°C nên diện tích đất rất phù hợp cho cây lúa nương lên tới trên 90%, còn lại là diện tích đất trồng phù hợp. Các vùng khí hậu khác như vùng III, IV, V cũng có điều kiện nhiệt thích hợp để trồng loại cây này, với diện tích xấp xỉ 100% ở mức phù hợp đến rất phù hợp. Riêng vùng khí hậu I, với tổng nhiệt thấp, chỉ từ 4500 - 7000°C, nên diện tích đất trồng phù hợp cho lúa nương là dưới 80%. Như vậy, nếu xét riêng điều kiện nhiệt, hầu hết diện tích tỉnh Sơn La có thể trồng lúa nương, chỉ một phần nhỏ ở vùng khí hậu I ở mức ít phù hợp (Hình 3.28).

2) Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm Trên tất cả các tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La đều có điều kiện ẩm ở mức rất

Hình 3. 29. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây lúa (bên trái) và phần trăm

diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

phù hợp cho cây lúa (Hình 3.29).

111

3) Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng

Về điều kiện địa hình thổ nhưỡng cho thấy vùng khí hậu I có mức độ không

phù hợp cho cây lúa nương là trên 60%, các vùng khác có diện tích không phù

hợp cũng từ xấp xỉ 30 đến gần 40%. Với các điều kiện địa hình rất phù hợp đến

phù hợp cho cây lúa nương cao nhất ở vùng III, V (trên dưới 50% diện tích) và

Hình 3. 30. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây lúa

nương (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN

tỉnh Sơn La (bên phải)

thấp nhất ở vùng I (khoảng 20%) (Hình 3.30).

4) Khả năng trồng cây lúa nương

Khả năng trồng cây lúa nương ở các vùng khí hậu Sơn La có thể đạt tới 40 -

50% mỗi vùng, ngoại trừ vùng I (dưới 20%). Diện tích phù hợp để trồng lúa nương

ở vùng II tập trung nhiều ở phía Tây, vùng khí hậu III tập trung ở phía Nam; vùng

IV không tập trung mà phân bố rải rác theo các khu vực nhỏ; vùng V có diện tích

phù hợp để trồng lúa nương tập trung nhiều ở phía Đông Nam vùng (Hình 3.31).

112

Hình 3. 31. Khả năng trồng cây lúa nương (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp

độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

b) Đối với cây ngô

1) Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt

Tương tự với các cây trồng nhiệt đới cũng như cây lúa nương thì điều kiện

nhiệt ở vùng khí hậu II thích hợp cho cây ngô phát triển và đạt năng suất cao, với

trên 60% ở mức rất phù hợp và 30% ở mức phù hợp. Tiếp đến là vùng khí hậu IV

có điều kiện nhiệt ở mức rất phù hợp và phù hợp đạt khoảng 35% mỗi loại. Vùng

khí hậu có điều kiện ít phù hợp và không phù hợp nhất là vùng I và V do tổng

nhiệt ở đây chỉ ở mức phổ biến dưới 6000°C (Hình 3.32).

Hình 3. 32. Mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ngô (bên trái) và phần

trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

113

2) Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm

Điều kiện ẩm trên toàn tỉnh Sơn La đều ở mức rất phù hợp cho phát triển cây

Hình 3. 33. Mức độ phù hợp về điều kiện ẩm đối với cây ngô (bên trái) và phần

trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

Ngô (Hình 3.36).

3) Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng

Về điều kiện địa hình và thổ nhưỡng, ngoại trừ vùng I là ít phù hợp và không

phù hợp cho việc trồng Ngô, còn lại các vùng khí hậu khác đều có diện tích phù

hợp đến rất phù hợp đạt 60 - 70% (Hình 3.34).

Hình 3. 34. Mức độ phù hợp về điều kiện địa hình, thổ nhưỡng đối với cây ngô (bên

trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La

(bên phải)

114

4) Khả năng trồng cây ngô

Kết hợp giữa các điều kiện khí hậu và địa hình thổ nhưỡng cho thấy, vùng

khí hậu thích hợp nhất cho trồng ngô là vùng II, tập trung thành một khu vực rộng

lớn ở phía tây nam vùng; tiếp đến là vùng khí hậu IV, với diện tích phù hợp xấp

xỉ 50%, tập trung ở vùng trung tâm kéo dài từ phía tây bắc xuống đông nam. Vùng

khí hậu III cũng có khoảng gần 40% diện tích có thể trồng ngô và tập trung chủ

yếu ở phía tây nam vùng. Hầu hết diện tích vùng I và V là không phù hợp cho cây

ngô (Hình 3.35).

Hình 3. 35. Khả năng trồng cây ngô (bên trái) và phần trăm diện tích các cấp độ phù

hợp trong các vùng KHNN tỉnh Sơn La (bên phải)

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3

Đã đánh giá được quy luật phân hóa các chỉ số KHNN và ảnh hưởng của

chúng đến năng suất các loại cây trồng ở Sơn La. Các quy luật phân hóa các trường

nhiệt - ẩm và vai trò của điều kiện địa lý đối với các chỉ tiêu KHNN đã được làm

rõ nhằm xác lập cơ sở khoa học cho việc phân vùng KHNN ở vùng nghiên cứu.

Do đặc điểm địa hình, địa bàn tỉnh Sơn La có sự phân hóa khá rõ rệt về các

điều kiện khí hậu nông nghiệp, luận án đã lựa chọn được các yếu tố khí hậu nông

nghiệp chủ đạo phù hợp để phân định các vùng và tiểu vùng khí hậu nông nghiệp

tỉnh Sơn La. Các yếu tố chủ đạo này có quan hệ mật thiết với các điều kiện khí

115

hậu nông nghiệp, như vậy bản đồ phân vùng KHNN phản ánh một cách khách

quan các đặc điểm khí hậu nông nghiệp trong mỗi vùng và tiểu vùng.

Để minh chứng cho tính phù hợp của phân vùng, có quan hệ mật thiết với

phân bố cây trồng, đã đánh giá mức độ phù hợp về điều kiện khí hậu, địa hình, đất

đai đối với các loại cây ăn quả ôn đới, cây ăn quả nhiệt đới và các cây hàng năm

trong mỗi vùng và tiểu vùng KHNN. Các kết quả này không những có ý nghĩa về

mặt khoa học mà còn cung cấp các thông tin rất hữu ích cho công tác phát triển

trồng trọt ở tỉnh Sơn La.

116

CHƯƠNG 4: TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN PHÁT TRIỂN

TRỒNG TRỌT Ở TỈNH SƠN LA

4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY

TRỒNG TỈNH SƠN LA

4.1.1. Dao động năng suất do thời tiết tạo nên

Như đã trình bày ở chương 2, độ lệch giữa năng suất thực và năng suất xu

thế được gọi là năng suất thời tiết. Trên cơ sở các chuỗi năng suất cây trồng trung

bình huyện thời kỳ 1995 đến 2016 ở tỉnh Sơn La, đã tính toán hệ số biến động của

chuỗi năng suất thời tiết nhằm làm rõ ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nông

nghiệp đến năng suất cây trồng (Bảng 3.15), hệ số biến động càng lớn, ảnh hưởng

của thời tiết khí hậu đến năng suất cây trồng càng lớn. Cụ thể như sau:

Đối với cây lúa

Hệ số biến động năng suất lúa đông xuân ở Mộc Châu và TP. Sơn La có giá

trị lớn nhất (13%), ở Thuận Châu, Sông Mã và Vân Hồ có hệ số biến động nhỏ

nhất (3-5%).

So với lúa đông xuân thì lúa mùa bị ảnh hưởng của thời tiết nhiều hơn, với

mức dao động cao nhất xảy ra ở Sông Mã, Phù Yên và Mai Sơn. Huyện có hệ số

biến động nhỏ nhất vẫn là Vân Hồ.

Đối với lúa nương, thời gian trồng và thu hoạch gần trùng với lúa mùa nên

khả năng bị ảnh hưởng của thời tiết khí hậu đến năng suất cũng cao hơn lúa đông

xuân, huyện có hệ số biến động lớn nhất là Sốp Cộp và thấp nhất là Vân Hồ.

Đối với các cây trồng cạn

Hệ số biến động năng suất của cây ngô lớn nhất ở các huyện Sốp Cộp, Mai

Sơn và Phù Yên. Ở Vân Hồ, cây Ngô ở đây có hệ số biến động năng suất là nhỏ

nhất, ngoài ra các huyện phía Bắc tỉnh như Quỳnh Nhai và Thuận Châu cũng ít bị

ảnh hưởng.

117

Các huyện phía Bắc có năng suất cây đậu tương ít bị ảnh hưởng của thời

tiết khí hậu hơn các huyện phía Nam. Nơi bị ảnh hưởng nhiều nhất là TP. Sơn La,

thấp nhất ở Vân Hồ.

Các huyện ở khu vực trung tâm tỉnh có năng suất cây lạc bị ảnh hưởng bởi

thời tiết khí hậu nhiều hơn so với các huyện phía Bắc và Nam tỉnh. Huyện có năng

suất bị ảnh hưởng nhiều nhất là Mai Sơn, Bắc Yên và Sốp Cộp; ít bị ảnh hưởng

nhất là Vân Hồ, Mộc Châu, Quỳnh Nhai, Sông Mã.

Đối với các cây ăn quả

So với cây lúa và cây trồng cạn thì cây ăn quả lâu năm có năng suất bị ảnh

hưởng của thời tiết khí hậu cao hơn rất nhiều.

Năng suất cây xoài ở phía Bắc ít bị ảnh hưởng hơn phía Nam bởi thời tiết

khí hậu. Huyện có dao động năng suất cao nhất là Bắc Yên, tiếp đến là Sông Mã.

Năng suất cây mận ở 2 huyện phía Đông là Phù Yên, Mường La và TP. Sơn

La ít bị ảnh hưởng của thời tiết khí hậu hơn cả; còn 2 huyện phía Bắc tỉnh là Quỳnh

Nhai và Sơn La có mức ảnh hưởng cao hơn với dao động năng suất lên tới trên

dưới 80%.

Năng suất cây nhãn ở các huyện khu vực trung tâm tỉnh như Mai Sơn, Yên

Châu, Thuận Châu bị ảnh hưởng nhiều nhất do thời tiết khí hậu tạo nên; còn các

huyện phía đông nam tỉnh như Vân Hồ, Phù Yên có mức dao động năng suất thấp

hơn cả.

tỉnh Sơn La

Cây hàng năm

Cây ăn quả lâu năm

Tên

Lúa

Đậu

đông

Ngô

Lạc Xoài Mận Nhãn

Huyện

mùa

nương

tương

xuân

Không

Thị xã

13% 14%

14%

34%

18% 50% 28%

55%

trồng

Bảng 4. 1. Hệ số biến động của năng suất thời tiết đối với cây trồng ở các huyện của

118

Cây hàng năm

Cây ăn quả lâu năm

Tên

Lúa

Đậu

Ngô

Lạc Xoài Mận Nhãn

đông

Huyện

mùa

nương

tương

xuân

Quỳnh

17%

16%

42% 78%

49%

Nhai

Thuận

18%

14% 34% 87%

63%

Châu

Mường

17%

13%

19%

10% 38% 35%

60%

Sông Mã

22%

11%

63% 59%

56%

Mai Sơn

10% 20%

16%

17%

13%

23% 43% 40%

81%

Bắc Yên

11% 17%

15%

12%

15%

25% 78% 62%

57%

Yên Châu

10%

12%

17%

12% 44% 61%

63%

Phù Yên

11% 20%

15%

16%

17% 50% 23%

34%

Mộc Châu 13% 12%

18%

13%

16%

52% 44%

50%

Không

Sốp Cộp

18%

28%

23%

24% 48% 43%

48%

trồng

Vân Hồ

45%

Toàn tỉnh

16%

14%

12%

14%

15% 45% 50%

55%

4.1.2. Quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây trồng với các yếu tố khí hậu

Trong nghiên cứu này, với dung lượng mẫu là 22 trường hợp (từ 1995-2016),

do vậy những hệ số tương quan có giá trị nằm ngoài khoảng ± 0.21 được xem là

các tương quan có ý nghĩa về mặt thống kê (thoả mãn chỉ tiêu kiểm nghiệm  =

0.05).

4.1.2.1. Đối với cây lúa

Hình 4.1 trình bày hệ số tượng quan giữa năng suất thời tiết của cây lúa với

các yếu tố khí hậu tại các huyện của tỉnh Sơn La. Từ hình này nhận thấy:

119

Vụ lúa đông xuân:

Nhìn chung, quan hệ lớn nhất của nhiệt độ đối với năng suất lúa vụ đông

xuân thường rơi vào tháng IV, V và VI, đây là giai đoạn cây lúa làm đòng và trỗ

bông nên rất nhậy cảm với điều kiện nhiệt độ. Lượng mưa có mối quan hệ khá tốt

với năng suất lúa đông xuân vào các tháng III, IV và V, các năm có lượng mưa

nhiều trong các tháng này thường cho năng suất lúa cao hơn các năm khác.

Vụ lúa nương:

Nhiệt độ có mối quan hệ khá rõ rệt với năng suất vụ lúa nương ở hầu hết các

huyện trong tỉnh vào các tháng VII - IX. Các huyên vùng cao như Quỳnh Nhai,

Sốp Cộp, Mường La thường có hệ số tương quan dương (tương quan thuận, nhiệt

càng cao năng suất càng cao), ngược lại các huyện vùng thấp thường có hệ số

tương quan âm (nhiệt càng cao năng suất càng thấp). Lượng mưa có tương quan

tốt nhất với năng suất lúa nương vào tháng V đến tháng VIII và đều có hệ số tương

quan dương ở hầu hết các huyện, trong đó quan hệ tốt nhất vào tháng VII.

Vụ lúa mùa:

Nhiệt độ có mối quan hệ không rõ ràng với năng suất lúa mùa ở hầu hết các

huyện của tỉnh Sơn La. Riêng các huyện Sốp Cộp và Mai Sơn có hệ số tương quan

vượt qua ngưỡng ± 0.21 trong tháng VII đến tháng IX, huyện vùng cao Sốp Cộp

có quan hệ đồng biến, huyện vùng thấp Mai Sơn có quan hệ nghịch biến. Lượng

mưa có mối tương quan khá tốt với năng suất lúa mùa vào các tháng VII - IX, với

hầu hết là tương quan nghịch biến. Tháng VI có tương quan đồng biến ở Mộc

Châu, nghịch biến ở TP. Sơn La và Mường La. Tháng X có tương quan nghịch

biến TP. Sơn La, Thuận Châu, Sốp Cộp và Bắc Yên.

120

Hình 4. 1. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây lúa với nhiệt độ (bên trái) và

lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016

4.1.2.2. Đối với cây ngô

Khác với cây lúa, cây ngô thường được trồng rải vụ, khung thời vụ của cây

ngô thường từ tháng III đến tháng XII. Nhiệt độ trung bình có mối tương quan khá

tốt với năng suất cây ngô vào các tháng V, VI, VII, và VIII, phần lớn giá trị các

hệ số tương quan đều vượt khoảng ± 0.21, các tháng đầu và giữa mùa nóng, năng

suất ngô thường tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, tháng cuối mùa nóng thường có xu

hướng ngược lại. Lượng mưa cũng có tương quan khá tốt với năng suất cây ngô

vào các tháng đầu và giữa mùa mưa (tháng IV, V và tháng VIII). Thông thường

những năm có lượng mưa tăng trong tháng IV, V thì năng suất ngô sẽ tăng, ngược

lại lượng mưa tháng 8 tăng thì năng suất ngô sẽ giảm (Hình 4.2).

121

Hình 4. 2. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của cây ngô với nhiệt độ (bên trái)

và lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016

4.1.2.3. Đối với các cây ăn quả lâu năm

Khác với các loại cây hàng năm, mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của các

loại cây ăn quả với các yếu tố khí hậu được xét cho từng tháng trong cả năm, vòng

sinh trưởng của cây được tính từ khi kết thúc thu hoạch quả đến hết mùa thu hoạch

năm sau. Luận án tập trung vào 2 loại cây chính, cây ăn quả ôn đới (cây mận) và

cây ăn quả nhiệt đới (xoài, nhãn). Kết quả được trình bày trong Hình 4.3. Từ hình

này nhận thấy:

Đối với cây mận:

Nhiệt độ trung bình có mối tương quan chặt chẽ với năng suất cây Mận trong

tháng XII và tháng I, đây là thời kỳ cây mận rụng lá, nghỉ đông và tích lũy độ lạnh

nên cần nhiệt độ thấp, thông qua giá trị của hệ số tương quan cũng cho thấy thường

những năm nhiệt độ tháng XII và tháng I thấp thì năng suất mận năm đó sẽ cao.

Sang tháng II, là giai đoạn đâm trồi, nảy lộc của cây mận nên cần thời tiết ẩm để

cây phát triển tốt, do vây hệ số tương quan mang dấu dương. Lượng mưa có tương

quan khá tốt với năng suất cây mận vào tháng IX - X (nghịch biến), thường các

năm có mùa mưa kết thúc sớm thường là những năm cây mận cho năng suất năm

sau cao.

Đối với cây nhãn:

Tháng I và tháng II là giai đoạn nhãn ra hoa nên rất nhạy cảm với nhiệt độ,

do vậy, mối quan hệ giữa năng suất cây nhãn với nhiệt độ thường tốt nhất vào

122

tháng I (quan hệ nghịch biến), và tháng II (quan hệ đồng biến). Tháng I, cây nhãn

cần thời tiết lạnh để phân hóa mầm hoa. Tháng II nhãn cần thời tiết ấm để hoa

nhãn dễ đậu quả và cho năng suất tốt. Năng suất cây nhãn có mối tương quan khá

tốt đối với lượng mưa tháng I (nghịch biến) và không có mối quan hệ rõ ràng vào

tháng XI, XII và tháng III.

Hình 4. 3. Mối quan hệ giữa năng suất thời tiết của các cây ăn quả lâu năm với nhiệt

độ (bên trái) và lượng mưa (bên phải) thời kỳ 1995 -2016

Đối với cây xoài:

Tháng II và tháng VI là các tháng có tương quan tốt nhất giữa nhiệt độ và

năng suất cây xoài (quan hệ đồng biến). Tháng II là giai đoạn xoài ra hoa nên cần

nhiệt độ ấm để hoa dễ đậu quả, tháng VI là thời kỳ quả chuẩn bị chín nên rất nhạy

cảm với nhiệt độ, nhiệt độ càng cao, xoài càng lớn nhanh và nhanh cho thu hoạch.

Mối quan hệ giữa năng suất cây Xoài và lượng mưa khá tốt trong các tháng X và

123

từ tháng II đến tháng IV, trong đó chủ yếu là quan hệ nghịch biến, mưa càng ít,

càng tốt cho xoài. 4.2. TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SƠ ĐỒ PHÂN VÙNG KHÍ

HẬU NÔNG NGHIỆP HIỆN TẠI VÀ SỰ PHÂN BỐ CÂY TRỒNG Ở TỈNH

SƠN LA

Trong mục này, luận án chỉ tập chung xem xét sự thay đổi vự thay đổi nhiệt

độ, yếu tố quan trọng nhất quyết định đến phát triển trồng trọt, con người thường

không thể điều khiển, điều tiết mà chỉ có thể thích nghi với nó.

4.2.1. Áp dụng kịch bản biến đổi khí hậu vào việc điều chỉnh sơ đồ phân vùng

khí hậu nông nghiệp hiện tại

Xu thế ấm lên toàn cầu sẽ ảnh hưởng đến các chỉ số KHNN, như vậy đường

ranh giới phân định các vùng KHNN cũng sẽ có sự thay đổi. Hướng nghiên cứu

này cũng đã được các nhà khoa học trên thế giới thực hiện thông qua mức biến

đổi theo không gian và thời gian của các chỉ tiêu phân vùng [41], [67], [81].

Với mục đích đánh giá sự dịch chuyển các đường ranh giới vùng đối với

bản đồ phân vùng KHNN tỉnh Sơn La trong bối cảnh biến đổi khí hậu, luận án đã

thực hiện theo các cách tiếp cận sau:

1) Sơ đồ phân vùng KHNN tỉnh Sơn La được trình bày trong hình 3.22 phản

ánh thời kỳ hiện tại (số liệu được tính toán đến năm 2018), làm cơ sở để

xác định sự dịch chuyển đường ranh giới chỉ tiêu tổng nhiệt năm 7000oC

theo kịch bản biến đổi khí hậu;

2) Dựa vào mức biến đổi nhiệt độ trung bình theo kịch bản RCP4.5 đối với

giai đoạn đầu thế kỷ (2016 -2035) và giữa thế kỷ (2046 – 2065) để tính toán

mức tăng tổng nhiệt năm trong phạm vi tỉnh Sơn La.

3) Dựa vào gradient nhiệt độ theo độ cao địa hình (giảm 185oC/100m) và mức

tăng tổng nhiệt năm theo kịch bản RCP4.5 để xác định mức độ dịch chuyển

124

đường ranh giới tổng nhiệt năm 7000oC trong bản đồ phân vùng KHNN

tỉnh Sơn La.

Với cách tiếp cận này, đối với bản đồ phân vùng KHNN theo kịch bản

RCP4.5 giai đoạn đầu thế kỷ, đường tổng nhiệt năm 7000oC sẽ dịch chuyển lên độ

cao cao hơn là 80 m so với bản đồ phân vùng hiện tại. Tương tự đối với giai đoạn

giữa thế kỷ, đường tổng nhiệt 7000oC sẽ dịch chuyển lên độ cao cao hơn là 240 m

so với bản đồ phân vùng hiện tại.

Như vậy, vùng có tổng nhiệt năm dưới 7000oC sẽ bị thu hẹp lại và ngược

lại, vùng có tổng nhiệt năm trên 7000oC sẽ được mở rộng ra. Điều này tưng ứng

với các vùng I, III và IV có diện tích thu hẹp lại so với thời kỳ hiện tại và ngược

lại, các vùng II, IV có xu hướng mở rộng ra. (Bảng 4.2; Hình 4.4).

Trong đó, mức biến đổi % diện tích của các vùng thời kỳ 2030 so với kỳ

hiện tại dao động trong khoảng từ -2 đến 2%, thời kỳ 2050 có mức biến đổi mạnh

hơn, từ -5 đến 6%. Vùng có mức biến đổi lớn nhất là vùng II, nhỏ nhất là vùng I

Hình 4. 4. Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp theo kịch bản RCP4.5 giai đoạn

2030 (trái) và 2050 (phải) ở tỉnh Sơn La.

và V.

125

Bảng 4. 2. Sự thay đổi tỷ lệ diện tích đất tự nhiên trong các vùng KHNN theo kịch

bản BĐKH (%)

Tên Vùng Tỷ lệ diện tích trong các cùng thời kỳ hiện tại Mức biến đổi % diện tích thời kỳ 2030 so với hiện tại Mức biến đổi % diện tích thời kỳ 2050 so với hiện tại

I 9% -1% -2%

II 42% 2% 6%

III 22% -2% -5%

IV 14% 1% 3%

V 13% -1% -2%

4.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây trồng trong các vùng

khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La

Để có cơ sở khoa học trong công tác quy hoạch phát triển trồng trọt thời kỳ

2030 và 2050, luận án đã đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây

trồng trong các vùng khí hậu nông nghiệp của tỉnh theo các quan điểm sau:

1) Xem sự biến đổi về điều kiện nhiệt độ là yếu tố chủ đạo ảnh hưởng đến sự

phân bố cây trồng trong tỉnh. Vì môi trường về nhiệt độ trên đồng ruộng

thường rất khó điều tiết, con người và sinh vật chỉ có thể thích nghi mà thôi.

2) Giả định các nhu cầu về nhiệt độ của các loại cây trồng được xem xét không

có sự thay đổi trong tương lai.

3) Tiếp tục sử dụng công cụ LUSET để đánh giá mức độ phù hợp về điều kiện

nhiệt của cây, trong đó có sử dụng kịch bản trung bình (RCP4.5) theo 2 thời

kỳ 2030 và 2050.

4) Để thuận tiện trong quá trình đánh giá, đã gộp phần diện tích các cấp độ

phù hợp đối với mỗi loại cây trồng, cụ thể như sau: gộp cấp S1 (rất phù

hợp) với cấp S2 (phù hợp) thành cấp phù hợp và gộp cấp S3 (ít phù hợp)

với cấp N (không phù hợp) thành cấp không phù hợp.

126

4.2.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây ăn quả ôn đới

Từ Bảng 4.3 nhận thấy:

Đối với thời kỳ hiện tại, các vùng I, III và VI có tỷ lệ % diện tích đất phù

hợp cho phát triển cây ăn quả ôn đới lớn hơn nhiều so với các vùng II và vùng IV.

Phần lớn diện tích đất trong vùng I, III và VI đều phù hợp cho việc trồng cây đào,

lê, mận với diện tích phổ biến đều trên 70%, trong khi các vùng II và IV thường

chỉ đạt dưới 30%.

Theo kịch bản RCP4.5 đối với thời kỳ 2030, phần diện tích có thể trồng các

loại cây đào, lê, mận trong cả 5 vùng đều có sự giảm đáng kể so với thời kỳ hiện

tại. Trong đó, giảm mạnh nhất ở vùng III với mức giảm từ 15% đến 20% tùy loại

cây, vùng I có mức giảm ít nhất với mức giảm dưới 10%.

Đến giữa thế kỷ (thời kỳ 2050), phần diện tích có thể trồng các loại cây ăn

quả ôn đới có sự giảm mạnh so với thời kỳ hiện tại, giảm mạnh nhất cũng ở vùng

III với mức giảm từ 30% đến 46% tùy loại cây, tiếp đến là vùng V với mức giảm

Bảng 4. 3. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ăn quả ôn đới

trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Thời kỳ hiện tại

Cây trồng

Phù hợp Không phù hợp

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với hiện tại

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với hiện tại

từ 28% đến 40%, vùng I cũng là có mức giảm ít nhất.

Vùng I

92%

Cây đào

-5%

-15%

77%

23%

Cây lê

-9%

-20%

83%

17%

Cây mận

-8%

-20%

Vùng II

24%

76%

Cây đào

-13%

-21%

97%

Cây lê

-2%

-3%

127

Thời kỳ hiện tại

Cây trồng

Phù hợp Không phù hợp

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với hiện tại

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với hiện tại

Cây mận

94%

-3%

-5%

Vùng III

Cây đào

17%

83%

-15%

-46%

Cây lê

61%

39%

-17%

-30%

Cây mận

46%

54%

-20%

-42%

Vùng IV

Cây đào

48%

52%

-14%

-32%

Cây lê

80%

20%

-9%

-16%

Cây mận

71%

29%

-11%

-22%

Vùng V

Cây đào

98%

-7%

-28%

Cây lê

29%

71%

-17%

-38%

Cây mận

18%

82%

-15%

-40%

4.2.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây ăn quả nhiệt đới

Khác với cây ăn quả ôn đới, phần diện tích phù hợp cho phát triển cây ăn

quả nhiệt đới trong vùng II và vùng IV lớn hơn nhiều so với các vùng I, III và V.

Đạt 99% trong vùng II và 93% trong vùng IV, trong khi vùng I, III và V chỉ đạt

tương ứng là 37%, 88% và 58% diện tích toàn vùng (Bảng 4.4).

Theo kịch bản RCP4.5 đối với thời kỳ 2030, phần diện tích có thể trồng các

loại cây xoài và nhãn trong cả 5 vùng đều có sự tăng đáng kể so với thời kỳ hiện

tại với mức tăng từ 1% đến 13%. Trong đó, tăng mạnh nhất ở vùng V (13%) và ít

nhất ở vùng II. Đến giữa thế kỷ, phần diện tích này có sự tăng mạnh, đặc biệt là

các vùng I, III và V tương ứng với các mức tăng là 11%, 8% và 21% diện tích toàn

vùng.

128

Bảng 4. 4. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây ăn quả nhiệt đới đới trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Thời kỳ hiện tại

Cây trồng

Phù hợp Không phù hợp

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với hiện tại

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với hiện tại

Vùng I

Xoài, nhãn

37%

63%

11%

Vùng II

Xoài, nhãn

99%

Vùng III

Xoài, nhãn

88%

12%

Vùng IV

Xoài, nhãn

93%

Vùng V

42%

Xoài, nhãn

58%

13%

21%

4.2.2.3. Tác động của biến đổi khí hậu đến phân bố cây hàng năm

Đối với cây hàng năm, do phổ thích nghi về điều kiện nhiệt có phần rộng

hơn so với các loại cây ăn quả. Vì vậy, tác động của BĐKH giai đoạn 2030 và

2050 chưa có sự ảnh hưởng lớn đến phân bố cây hàng năm. Hầu hết diện tích đất

trong cả 5 vùng KHNN đều ở mức phù hợp đối với thời kỳ hiện tại, từ vùng II đến

vùng V đều đạt 100% diện tích đất phù hợp, riêng chỉ có vùng I đạt 78% đối với

Bảng 4. 5. Tỷ lệ diện tích phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây trồng hàng năm

trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Thời kỳ hiện tại

Cây trồng

Phù hợp

Không phù hợp

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với hiện tại

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với hiện tại

Lúa Ngô

78% 93%

7% 3%

14% 6%

cây lúa và 93% đối với cây ngô (Bảng 4.5).

Vùng I 22% 7% Vùng II

129

Thời kỳ hiện tại

Cây trồng

Phù hợp

Không phù hợp

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với hiện tại 0% 0%

Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với hiện tại 0% 0%

Lúa Ngô

100% 100%

0% 0%

Lúa Ngô

100% 100%

0% 0%

Lúa Ngô

100% 100%

0% 0% Vùng III 0% 0% Vùng IV 0% 0% Vùng V 0% 0%

0% 0%

Lúa Ngô

100% 100%

TIỂU KẾT CHƯƠNG 4

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nông nghiệp đến năng

suất cây trồng cho thấy các mối quan hệ giữa điều kiện nhiệt - ẩm với năng suất

các loại cây trồng không chỉ minh chứng thực trạng ảnh hưởng của thời tiết, khí

hậu đến các hoạt động trồng trọt ở Sơn La mà còn thể hiện được hướng nghiên

cứu của luận án là phù hợp với thực tiễn, rất hữu ích cho các nhà quản lý, chỉ đạo

sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La.

Nhằm hướng tới quy hoạch phát triển trồng trọt trong giai đoạn tới, luận

án đã đánh giá tác động của BĐKH (theo kịch bản RCP4.5) đến bản đồ phân vùng

khí hậu nông nghiệp và sự phân bố cây trồng thời kỳ 2030 và 2050 ở tỉnh Sơn La.

Trong đó, đã tính toán sự thay đổi về diện tích một số loại cây trồng vào các năm

2030 và 2050, làm cơ sở khoa học cho công tác thích ứng với BĐKH ở các địa

phương.

130

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

1) Sự sắp xếp của các hướng núi, các kiểu địa hình kết hợp với vị trí địa

lý và yếu tố hoàn lưu đã tạo nên tài nguyên khí hậu nông nghiệp đặc sắc và đa

dạng ở tỉnh Sơn La, các chỉ tiêu KHNN có sự phân hóa khá rõ rệt theo độ cao địa

hình.

2) Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu nông nghiệp đến

năng suất cây trồng cho thấy có tồn tại mối quan hệ giữa điều kiện nhiệt - ẩm với

năng suất một số loại cây trồng chính ở tỉnh Sơn La. Đặc biệt là các loại cây ăn

quả lâu năm như cây mận, cây xoài và cây nhãn, nhiệt độ trong tháng II thường có

ảnh hưởng rất lớn đến năng suất của các loại cây này.

3) Trên cơ sở đường ranh giới của các chỉ tiêu tổng nhiệt năm 7000oC và

các cấp độ dài mùa sinh trưởng 210 ngày, 240 ngày, 270 ngày và 300 ngày, tỉnh

Sơn La được chia thành 5 vùng và 10 tiểu vùng khí hậu nông nghiệp thuộc vùng

núi cao nhiệt đới và vùng núi cao vừa và thấp nhiệt đới. Các vùng và tiểu vùng

được phân định đã phản ánh khá tốt quy luật phân hóa chủ yếu về các điều kiện

KHNN ở tỉnh Sơn La.

4) Kết quả đánh giá mức độ phù hợp về điều kiện nhiệt đối với cây trồng

cho thấy có sự liên quan mật thiết giữa phân vùng KHNN với sự phân bố cây trồng

nông nghiệp ở Sơn La, bản đồ phân vùng KHNN được phân định đã phản ánh

được khả năng trồng trọt trong mỗi vùng. Đối với các vùng núi cao nhiệt đới (vùng

I, III và V), phần lớn diện tích đất phù hợp cho phát triển các cây ăn quả ôn đới

như đào, lê, mận. Ngược lại, đối với các vùng núi cao vừa và thấp nhiệt đới (vùng

II và III), phần lớn diện tích đất phù hợp cho phát triển các cây nhiệt đới.

5) Kết quả tích hợp các điều kiện khí hậu, địa hình, đất đai ở tỉnh Sơn La

là cơ sở khoa học quan trọng trong việc quy hoạch không gian canh tác và phát

triển các loại cây trồng (cây ăn quả ôn đới, cây ăn quả nhiệt đới và các cây hàng

131

năm). Việc tích hợp bản đồ phân vùng KHNN với bản đồ mức độ phù hợp của

từng loại cây trồng với điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng sẽ là thông tin rất

hữu ích trong việc khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu nông nghiệp ở tỉnh

Sơn La.

6) Dưới tác động của biến đổi khí hậu (Theo Kich bản RCP4.5 của Bộ Tài

nguyên và Môi trường, 2016), vào thời kì 2030 và 2050, sơ đồ phân vùng KHNN

và sự phân bố mức độ phù hợp của cây trồng có sự khác biệt so với thời kỳ hiện

tại: (i) Các vùng I, III và V có diện tích thu hẹp lại so với thời kỳ hiện tại và ngược

lại, các vùng II và IV lại có xu hướng mở rộng ra; (ii) Diện tích canh tác phù hợp

đối với đào, lê và mận có xu hướng giảm, trong khi diện tích canh tác phù hợp đối

với xoài, nhãn, lúa, ngô có xu hướng mở rộng ra so với hiện tại.

2. Kiến nghị

1) Việc bố trí cây trồng trên địa bàn tỉnh Sơn La cần phải căn cứ vào nhiều

tiêu chí, trong đó sự phân hóa về các chỉ tiêu khí hậu nông nghiệp và điều kiện thổ

nhưỡng, địa hình là những tiêu chí được đặt lên hàng đầu. Chính quyền và các cơ

quan chức năng tỉnh Sơn La cần dựa vào bản đồ phân vùng KHNN và bản đồ phân

bố mức độ phù hợp của cây trồng để qui hoạch không gian canh tác cây trồng cho

phù hợp.

2) Dựa trên các dẫn liệu về sơ đồ phân vùng KHNN và sự phân bố mức

độ phù hợp của cây trồng, địa phương cũng cần xây dựng kế hoạch chi tiết về quy

hoạch không gian canh tác cho cây trồng trong tương lai, thích ứng với biến đổi

khí hậu.

3) Ngoài các loại cây trồng được đánh giá trong luận án, chính quyền và

các cơ quan chức năng của tỉnh Sơn La cũng có thể dựa vào các kết quả nghiên

cứu của luận án để xem xét quy hoạch phát triển các loại cây trồng khác có nhu

cầu về điều kiện tự nhiên tương tự như đối với các cây trồng đã được xem xét

trong luận án.

132

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU

1) Nguyễn Hữu Quyền, Dương Văn Khảm, Nguyễn Thế Hưng, Nguyễn

Trọng Hiệu (2020). Nghiên cứu phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn

La. Tạp chí Khoa học Biến đổi khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy

văn và Biến đổi khí hậu. ISSN 2525- 2496, Số 14, 2020, Tr.9-17.

2) Nguyen Ngoc Anh, Nguyen Huu Quyen, Tran Thi Tam, Duong Hai

Yen, Duong Van Kham (2019). Zoning agro-climatic factors and

evaluating adaptation ability of arabica coffee in Muong Ang district,

Dien Bien province. Journal of Climate Change Science, Viet Nam

Institute of Meteorology Hydrology and Climate Change, ISSN 2525-

2496, No. 9, 2019, p.99-112.

3) Nguyen The Hung, Nguyen Huu Quyen (2017). Effect of the change of

climate indicators on agricultural yields in Son La province. Vietnam

Journal of Science and Technology. ISSN 2525-2518, Vol 55, No 6,

2017, p756-766.

133

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt: 1) Đỗ Sỹ An (2017), Nghiên cứu tuyển chọn và phát triển một số cây ăn quả ôn

đới (hồng, lê, đào) ở phía Bắc, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ.

2) Bộ Tài nguyên Môi trường (2016), Kịch bản Biến đổi khí hậu, nước biển dâng

cho Việt Nam, NXB Tài nguyên - Môi trường và Bản đồ Việt Nam.

3) Nguyễn Duy Chinh (2007), Cơ sở dữ liệu và tài nguyên khí hậu tỉnh Điện

Biên, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ.

4) Hoàng Đức Cường (2013), Phân vùng khí hậu tỉnh Sơn La, Thuộc nhiệm vụ “Xây dựng mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường hồ chứa Sơn La phục vụ phát triển kinh tế xã hội bền vững”. Liên hiệp Hội Khoa học, Công nghệ Môi trường và Phát triển bền vững.

5) Hoàng Đức Cường (2016), Nghiên cứu điều kiện khí hậu, khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và phòng tránh thiên tai vùng Tây Nguyên Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước.

6) Đỗ Thị Vân Giang và nnk (2012), Đánh giá tài nguyên sinh khí hậu tỉnh Thái Nguyên phục vụ qui hoạch phát triển cây nhãn và cây quế, Tạp chí Khoa học và công nghệ, Đại học Thái Nguyên.

7) Đỗ Thị Vân Hương và nnk (2009), Nghiên cứu Sinh khí hậu huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên phục vụ phát triển Nông Lâm Nghiệp, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Thái Nguyên.

8) Lê Quang Huỳnh (1988), Điều kiện khí hậu nông nghiệp đối với một số cây trồng chính ở đồng bằng Bắc Bộ, Trung Bộ và Nam Bộ, Báo cáo đề tài cấp Nhà nước.

9) Dương Văn Khảm (2011), Nghiên cứu xây dựng bản đồ sương muối phục vụ phát triển cao su và cà phê ở một số tỉnh vùng miền núi phía Bắc bằng công nghệ GIS và viễn thám, Báo cáo tổng kết đề tài Độc lập cấp Nhà nước.

10) Dương Văn Khảm (2014), Ứng dụng viễn thám và công nghệ GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý tại tỉnh Thừa Thiên Huế, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Tỉnh.

11) Dương Văn Khảm (2017), Nghiên cứu phân vùng sương muối và xây dựng mô hình giám sát, cảnh báo sương muối, nhiệt độ thấp phục vụ phát triển kinh tế xã hội, phòng tránh thiên tai ở các tỉnh miền núi, trung du phía đông bắc bộ, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ.

134

12) Lê Đức Khánh (2007), Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật tổng hợp để phát triển cây ăn quả ôn đới (mận, hồng, đào) chất lượng cao ở các tỉnh miền núi phía Bắc, Báo cáo tổng kết đề tài Độc lập cấp nhà nước.

13) Nguyễn Văn Liêm (2006), Điều tra khảo sát và đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp phục vụ tái định cư thuỷ điện Sơn La tại các vùng Ba Chà, Mường Toong - Mường Nhé tỉnh Điện Biên, Báo cáo kết quả Dự án, Viện KTTV. 14) Nguyễn Văn Liêm (2013), Nghiên cứu đặc điểm khí hậu và phân vùng khí tượng phục vụ phát triển nông lâm nghiệp bền vững của tỉnh Lai Châu, Báo cáo tổng kết đề tài cấp tỉnh.

15) Nguyễn Đức Ngữ và Nguyễn Trọng Hiệu (2004), Khí hậu và tài nguyên khí

hậu Việt Nam, NXB Nông nghiệp.

16) Nguyễn Hữu Quyền và Simelton Elisabeth (2019), Phân vùng khí hậu và đánh giá sự phù hợp của cây trồng trên địa bàn huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh. CCAFS Working Papers.

17) Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Sơn La (2011-2014; 2016-2017),

Nông lịch tỉnh Sơn La.

18) Nguyễn Hồng Sơn (2016), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để phân vùng khí hậu nông nghiệp ở vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ.

19) Phan Văn Tân (2005), Phương pháp thống kê trong khí hậu, NXB Đại học

Quốc gia Hà Nội.

20) Nguyễn Văn Thắng (2006), Nghiên cứu các hiện tượng cực đoan phục vụ phòng chống và giảm nhẹ thiệt hại thiên tai ở thành phố Hà Nội, Báo cáo tổng kết đề tài cấp thành phố.

21) Nguyễn Văn Thắng (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế - xã hội ở Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước.

22) Tỉnh ủy Sơn La (2020), Dự thảo Báo cáo chính trị của Ban Chấp hành Đảng bộ tỉnh khoá XIV tại Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh lần thứ XV, Cổng thông tin điện tử tỉnh Sơn La.

23) Truyền hình Sơn La (2019), Trên 3.500 ha cây trồng bị thiệt hại do rét đậm,

Cổng thông tin điện tử tỉnh Sơn La.

24) Uỷ ban Nhân dân tỉnh Sơn La (2013), Đề án phát triển khoa học công nghệ nông nghiệp, nông thôn tỉnh sơn la giai đoạn 2014 - 2020 và định hướng đến năm 2025, Cổng thông tin điện tử tỉnh Sơn La.

135

25) Uỷ ban Nhân dân tỉnh Sơn La (2017), Quyết định Phê duyệt dự án Quy hoạch cánh đồng mẫu lớn một số cây trồng chủ lực trên địa bàn tỉnh Sơn La đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, Cổng thông tin điện tử tỉnh Sơn La. 26) Nguyễn Khanh Vân (2006), Giáo trình cơ sở sinh khí hậu, NXB ĐHSP. 27) Viện Khí tượng Thuỷ văn (1998), Đánh giá điều kiện khí tượng nông nghiệp đối với một số cây trồng chính ở Tây Nguyên, Chương trình 49C - Tây Nguyên.

28) Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp (2004), Điều tra bổ sung, chỉnh lý

bản đồ đất tỉnh Sơn La, Báo cáo tổng kết nhiệm vụ.

29) Nguyễn Văn Viết (2012), Khai thác tài nguyên khí hậu nông nghiệp Việt Nam,

NXB Tài nguyên, Môi trường và Bản đồ Việt Nam.

Tiếng Anh: 30) Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. (1998), Crop

Evapotranspiration. FAO, Rome.

31) Bagli. S, JM Terres, J Gallego, A. Annoni, J.F Dallemand (2003), Agro-Pedo- Climatological Zoning of Italy (Application to grain maize, durum wheat, soft wheat, spring barley, sugar beet, rapeseed, sunflower, soybean, tomato). Monograph EUR 20550 EN.

32) Bishnoi, O.P. (1974a), Soil climatic zones of Haryana in relation to cropping

patterns. India J. of Agric. Sci. 44, 11, p. 694-72.

33) Cheng, J.F., and Newman, J.E. (1986), The climatic resources for wheat

production in China. Agri. Met. 38, p. 205-15.

34) Chirkov, U.I. (1969), Agroclimatic conditions and maize productivity.

Gidrometeoizdat, L., p. 238.

35) Cocheme, J. (1969), A study of agroclimatology of the highlands of eastern

Africa. WMO Tech. Note No. 125.

36) David Chikodzi and Godfrey Mutowo (2012), Agro-Ecological Zonation of

Masvingo Province. Open Access Scientific Reports.

37) David, G. R. and Wambeke, A. V. (1988). Automation Land Evaluation

System (ALES). Cornell University, USA.

38) Davitaya, F.F., and Saposhnikova, S.A. (1962), Experimental study of

climatic resources for agriculture in the USSR. Izd NTOSJ. M.

39) Eduardo Delgado Assad (2013), Impacts of climate change on the agricultural zoning of climate risk for cotton cultivation in Brazil. Pesq. agropec. bras., Brasília, v.48, n.1, p.1-8.

136

40) Ehsan Neamatollahi (2012), Agro-ecological zoning for wheat (Triticum aestivum), sugar beet (Beta vulgaris) and corn (Zea mays) on the Mashhad plain, Khorasan Razavi province. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences (2012) 15, 99–112.

41) Fabio Ernesto Martínez (2016), Agroclimatic zoning methodology for agricultural production systems in dry caribbean region of Colombia. Agronomía Colombiana 34(3), 374-384.

42) FAO (1996), Agro-ecological zoning guidelines, concepts and definitions. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Soils Bulletin 73, Rome.

43) FAO-UNESCO (1989), Revised Legend of the FAO-UNESCO Soil Map of

the WorldReport. Rome, pp.14-35.

44) Frere, M., and Popov, G.F. (1979), Agrometeorological crop monitoring and

forecasting. FAO plant production and protection, paper 17, Rome.

45) Friend, D.J.C., Fisher, J.E. and Helson, V.A. (1963), The effect of light intensity and temperature on floral initiation and inflorescence development of Marquis wheat, Canada J. Bot, 41, pp. 1663-1674.

46) George P. (1998), Rest breaking trials with low chill cultivars (150- 400CU)

Queensland, Australia. ACIAR Annual report 1997- 1998.

47) Georgely Istvan (1991), Improvement of temperate fruit trees in Northern

Vietnam. TCP/VIE/0053.

48) Gol'tsberg, I.A. (1956), Climatic resources of the central oblasto of the European part of the USSR and their utilization in agricultural production. Gidrometeoizdat, L., p. 312.

49) Hargreaves, G.H. (1971), Precipitation dependability and potentials for

agricultural production in WE Brasil Rep. 74-D159.

50) Inthavong.T. (2017). Development of maps of Agro-Climatic and Crop Suitability Zones for Mai, Samphan and Gnot-Ou Districts, Phongsaly Province. National Agriculture and Forestry Research Institute (NAFRI), Research Centre for Climate Change Resilience in Agriculture (RCRA). 51) IRRI (1974), An agroclimatic classification for evaluating cropping systems potentials SE Asian rice growing regions. IRRI report, p. 1-5 Los Banos, Laguna, Phi1ippines.

52) Kees Stigter (2010), Applied Agrometeorology, ISBN-13: 978-3540746973,

1100 pp.

137

53) Kondratev, K.Y., Pivavareva, Z.I., and Fedoseev, M.P. (1978). Radiation

regime of slopes. Gidrometeoizdat, L. , p. 24.

54) Krishnan, A. (1968), Distribution of arid zones in India. Proceedings of Symposium on arid zones, Int. geographysical congress, CAZRI, Jodhpur. 55) Krishnan, A., and Singh, M. (1972), Soil-climatic zones in relation to cropping patterns of India. Proceedings of symp on cropping patterns. ICAR, New Delhi, pp. 172-85.

56) Liangzhi Gao, Li Lin, and Jin Zhiging (1987), A climatic classification for rice

production in China. Agri and Forest meteorology, 39, p. 55-67.

57) Machtergael F. O. (1986), Methodology for regional analysis of physical potential for crop production. Annex 2: Climate, Soil and topography requirements for major crops in Southeast Asia. FAO Bangkok.

58) Mengesha Urgaya Lemma et al (2016), Analyzing the Impacts of on Onset, Length of Growing Period and Dry Spell Length on Chickpea Production in Adaa District (East Showa Zone) of Ethiopia. Journal of Earth Science & Climatic Change. Vol.7.

59) Mischenko, Z.A. (1970). Agroclimatic evaluation of heat resources in connection with the thermic regime of day and night. In the book: Agroclimatic resources of natural zones of the USSR and their user. L. Gidrometeoizdat, p. 92-111.

60) Mischenko, Z.A. (1976), Multiscale models of heat resources for complex

relief territories. Trudi GGO, Microclimatology, Edi. 351, p. 31-45.

61) Mischenko, Z.A. (1984), Agroclimatic mapping of the continents. WMO,

CAgM report No. 23, p. 1-83.

62) Mischenko, Z.A. (1984), Agroclimatic mapping of the continents. WMO,

CAgM report No. 23, p. 1-83.

63) Mohan Singh and R.K. Aggarwal (2018), Mapping of agro-ecological zones of North-West India in context to climate change using geographical information system. World Environ., Vol. 13(1) 75-86.

64) Mokhele Edmond Moeletsi & Sue Walker (2013), Agroclimatological suitability mapping for dryland maize production in Lesotho. Theor Appl Climatol DOI 10.1007/s00704-012-0829-1.

65) Monteith, J.L., and Sseicz. C. (1972), Productivity in tropical ecosystem. Appl

Ecology, 9, p. 147-766.

66) Monteith, J.L., and Szeicz. C. (1962), Radiative temperature in the heat

balance of natural surface. Q. J. Roy. Met. Soc., Vol. 88, No. 378.

138

67) Myron King, Daniel Altdorff, Pengfei Li, Lakshman Galagedara, Joseph Holden and Adrian Unc (2018), Northward shift of the agricultural climate zone under 21st-century. Scientific reports.

68) Nguyen The Hung, Nguyen Huu Quyen (2017), Effect of the change of climate indicators on agricultural yields in Son La province. Vietnam Journal of Science and Technology. ISSN 2525-2518, Vol 55, No 6, 2017, p756-766.

69) Oldeman, L. R. (1980), Agroclimatology of rice crop. IRRI publication. 70) Oldeman, L. R. (1983), Agroclimatic characterization of the humid tropics in relation to the cummulative soil-water balance. Plant and Soil 75: 475-476. 71) Patel. N.R. (2003), Remote sensing and GIS application in agro-ecological

zoning. AGM-8, WMO/TD-No. 1182.

72) Penman, H.L. (1948), Natural evaporation from open water, baresoil and

grass. Proc. Roy. Soc. Ser. A, 193, London.

73) Penman, H.L. (1954), Evaporation over parts of Europe . c.R.. Ass. Int.

Hvdrologic Sci., Rome, 3.

74) Rakhshan Roohi (2002), Characterization and classification of agro-climates of Pakistan. Pakistan Journal of Agricultural Research Vol. 17 No. 3 pp. 245- 254; ISSN 0251-0480.

75) Ranst, C. V., Debaveye, E. and Beernaert, F. (1993), Land Evaluation Part III Crop Requirements." Development Cooperation. Brussels, Belgium: Agricultural Publications - No 7.

76) Robertson G.w. (1968), A biometeorological time scale for a cereal crop involving day and night temperature and photoperiod. Int. J. Biometeorol 12, 3, pr 191-223.

77) Ross, J.K. (1975), Radiation regime and plants vegetation. Gidrometeoizdat,

L. p. 341.

78) Sarker, R.P., and Biswas, B.C. (1980), Agroclimatic classification for assessment of crop potential and its application to dry farming tracts of India. In Climatic Classification, ICRISAT report, p. 302-324.

79) Selyaninov, G.T. (1933), Methods in agricultural climatology in Agric

Meteorology, No. 22.

80) Selyaninov, G.T. (1966), Agroclimatic map of the world. L. Gidrometeoizdat. 81) Seo Niggol, Robert Mendelsohn, Ariel Dinar, Rashid Hassan, Pradeep Kurukulasuriy (2009), A Ricardian Analysis of the Distribution of Climate Change Impacts on Agriculture across Agro-Ecological Zones in Africa. Environ Resource Econ.

139

82) Shulgin, A.M. (1967). Soil climate and its regulation. L. Gidrometeoizdat, p.

258.

83) Sivakumar, M. V. K., Valentin, C., Wood, P., Bullock, P. and Henzell, T. (1997), Agroecological Zones and the Assessment of Crop Production Potential and Discussion. Philosophical Transactions, Biological Sciences 352(1356): 907-916.

84) Sivakumar, M. V. K; Valentin, C. (1997), Agroecological zones and crop production potential. Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 352(1356): 907-916.

85) Sukanya Sujariya et al. (2020), Rainfall variability and its effects on growing period and grain yield for rainfed lowland rice under transplanting system in Northeast Thailand, Plant Production Science. Vol. 23, No. 1, 48–59.

86) Sys C.E., Van Ranst, J. Debaveye and F. Beernaert (1993), Land Evaluation Part III Crop Requirements. General Administration for Development Cooperation, Agricultural Publication No. 07, Brussels – Belgium.

87) Sys, C., Van Ranst, E. and Debaveye, J. (1991), Land Evaluation Part I Principles in land evaluation and crop production calculations. Argicultural Publications - No 7: 274p.

88) Thornthwaite, c.w. (1948), Towards a rational classification of climate.

Topoclimatology Proc, Geogr Review, 38, p. 55-94.

89) Thornthwaite, c.w., Mather, J.R., and Carter, D.B. (1958), Three water balance

maps of eastern North America. Resources for the Future IWC.

90) Tianhong Li et al. (2018), Agroclimatic zoning of fresh fruit growing areas in Beijing using GIS technology. Bangladesh Journal of Botany Vol.47 No.3 Special pp.581-590 ref.14

91) Tooming, K.G. (1977), Solar radiation and yield formation. Gidrometeoisdat,

L., p. 199.

92) Ward G. (1998), Plum variety evaluation- Western Australia. ACIAR Annual

report 1997- 1998.

93) White, D. H., Lubulwa, G., Zuo, H., Wint, W. and Slingenbergh, J. (2001), Agro-climatic classification systems for estimating the global distribution of livestock numbers and commodities. Environment International 27 (2-3): 181- 187.

94) William, G.D.V. (1983), Agroclimatic resource analysis - an example using an index derived and applied for Canada. Agri. Meteorology, 28, p. 31-47.

140

95) William, G.D.V., and Jones, M. (1980), Climatic classification, agroclimatic resources assessment, and possibilities for application in the semr-arid tropics. Masterlen, Division of Atmo and Environ. Service, Canadian Climatic Centre, Ontario, Canada (in Icrisat report).

96) WMO (2010), Guide to Agricultural Meteorological Practices. No 134, 799

pp.

97) Yen, B.T., Pheng, K.S. and Hoanh, C.T. (2006), LUSET User's guide.

International Rice Research Institute: 15p.

98) Zuo, H. (1996). Agro-climatic Analysis for Mainland East Asia by a GIS

approach. PhD Thesis Australian National University.