Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sông Phó Đáy, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá tác động của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất được những giải pháp thích ứng nhằm góp phần cho sự phát triển bền vững của địa phương. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sông Phó Đáy, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN GIÁP NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA KHÍ HẬU BIẾN ĐỔI ĐẾN SẢN XUẤT MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VÙNG LƢU VỰC SÔNG PHÓ ĐÁY, HUYỆN SƠN DƢƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG THÁI NGUYÊN - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN GIÁP NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA KHÍ HẬU BIẾN ĐỔI ĐẾN SẢN XUẤT MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VÙNG LƢU VỰC SÔNG PHÓ ĐÁY, HUYỆN SƠN DƢƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG Ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 9 44 03 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đỗ Thị Lan 2. TS. Phạm Mạnh Cƣờng THÁI NGUYÊN - 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận n này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Kết quả nghiên cứu trong luận án là khách quan, trung thực, đƣợc trích dẫn đầy đủ theo quy định. Tôi xin chịu trách nhiệm trƣớc Hội đồng bảo vệ luận n và nhà trƣờng về các thông tin, số liệu trong luận n Xin chân thành cảm ơn! Th i Ngu n, ng 03 tháng 12 năm 2020 Ngƣời viết cam đoan Nguyễn Văn Giáp
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận n này, tôi đ nhận đƣợc sự giúp đỡ của các thầy giáo cô giáo, các khoa, phòng, ban và c c đơn vị trong và ngoài trƣờng. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Cô giáo PGS.TS. Đỗ Thị Lan, thầy giáo TS. Phạm Mạnh Cƣờng - Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Tân Trào - Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, lãnh đạo Khoa Môi trƣờng đ tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, truyền thụ những kinh nghiệm quý b u, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận n này Tôi xin chân thành cảm ơn c c thầy giáo, cô gi o Khoa môi trƣờng, các phòng ban và đơn vị của Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Th i Nguyên đ hỗ trợ, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận n Tôi xin chân thành cảm ơn c c cơ quan, ban, ngành của tỉnh Tuyên Quang đ tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian triển khai thực hiện luận n Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân, bạn bè, đồng nghiệp đ quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận n Tôi xin chân thành cảm ơn! Th i Ngu n, ng 03 tháng 12 năm 2020 Tác giả luận n Nguyễn Văn Giáp
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................... 3 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3 4 Đóng góp mới của đề tài luận án .................................................................. 4 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 5 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ......................................................................... 5 1.1.1. Các khái niệm cơ bản liên quan đến đề tài ............................................. 5 1.1.2. Cơ sở lý luận về đ nh gi t c động của BĐKH đến ngành nông nghiệp ... 10 1.2. Ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất cây trồng trên Thế giới và Việt Nam ..................................................................................... 12 1.2.1. Trên Thế giới ......................................................................................... 12 1.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................... 22 1.3. Thích ứng với biến đổi khí hậu đến trồng trọt ........................................ 40 1.4. Thực trạng và t c động của biến đổi khí hậu đến trồng trọt tỉnh Tuyên Quang ........................................................................................... 46 1.4.1. Thực trạng BĐKH trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang............................... 46 1 4 2 T c động của BĐKH đến sản xuất cây trồng tỉnh Tuyên Quang ......... 51 1.5. Đ nh gi chung về tổng quan và những vấn đề đặt ra cần tiếp tục nghiên cứu ............................................................................................... 54 Chƣơng 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 56 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .......................................... 56 2 1 1 Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài ........................................................... 56
iv 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .............................................................. 56 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 56 2 2 1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội lƣu vực sông Phó Đ y tại Sơn Dƣơng...... 56 2.2.2. Diễn biến các yếu tố khí hậu biến đổi ảnh hƣởng đến vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện Sơn Dƣơng ............................................................. 56 2.2.3. Thực trạng sản xuất cây trồng và t c động của khí hậu biến đổi đến cây trồng vùng lƣu vực sông Phó Đ y .................................................... 56 2.2.4. Ảnh hƣởng của các kịch bản biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp và thời vụ một số cây trồng chính tại vùng nghiên cứu ................. 57 2 2 5 Đề xuất giải pháp thích ứng với khí hậu biến đổi vùng lƣu vực sông Phó Đ y .......................................................................................... 57 2.3. Phƣơng ph p nghiên cứu......................................................................... 57 2.3.1. Cách tiếp cận nghiên cứu ...................................................................... 57 2 3 2 C c phƣơng ph p nghiên cứu................................................................ 57 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 66 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội lƣu vực sông Phó Đ y tại Sơn Dƣơng ... 66 3 1 1 Kh i qu t lƣu vực sông Phó Đ y .......................................................... 66 3 1 2 Điều kiện tự nhiên vùng lƣu vực sông Phó Đ y tại Sơn Dƣơng .......... 67 3.1.3. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội ...................................................... 70 3.2. Diễn biến các yếu tố khí hậu biến đổi ảnh hƣởng đến vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện Sơn Dƣơng ........................................................... 76 3.2.1. Diễn biến sự thay đổi nhiệt độ .............................................................. 76 3.2.2. Diễn biến sự thay đổi lƣợng mƣa .......................................................... 79 3.2.3. Các hiện tƣợng thời tiết cực đoan ......................................................... 81 3.3. Thực trạng sản xuất cây trồng và t c động của khí hậu biến đổi đến một số cây trồng chính vùng lƣu vực sông Phó Đ y .............................. 82 3.3.1. Thực trạng sản xuất cây trồng vùng lƣu vực sông Phó Đ y ................. 82 3.3.2. Khí hậu biến đổi t c động đến một số cây trồng chính vùng lƣu vực sông Phó Đ y .......................................................................................... 83
v 3.4. T c động của biến đổi khí hậu đến thời vụ sản xuất một số cây trồng chính tại vùng lƣu vực sông Phó Đ y ..................................................... 94 3.4.1. Ảnh hƣởng đến cây lúa ......................................................................... 94 3.4.2. Ảnh hƣởng đến cây ngô ........................................................................ 97 3.4.3. Ảnh hƣởng đến cây Lạc ........................................................................ 98 3.4.4. Ảnh hƣởng đến cây Đậu tƣơng ............................................................. 99 3.5. Hiện tƣợng thời tiết cực đoan (rét đậm, rét hại) ................................... 100 3.6. Giải pháp thích ứng với khí hậu biến đổi vùng lƣu vực sông Phó Đ y ... 105 3.6.1. Lựa chọn giống cây trồng thích ứng với khí hậu biến đổi .................. 105 3.6.2. Lựa chọn biện pháp kỹ thuật canh tác cây trồng thích ứng với khí hậu biến đổi ........................................................................................... 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 117 1. Kết luận ..................................................................................................... 117 2. Kiến nghị ................................................................................................... 119 NHỮNG CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .... 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 121 PHỤ LỤC ..................................................................................................... 130
vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADB : Asia Development Bank (Ngân hàng Phát triển Châu Á) ATNĐ : Áp thấp nhiệt đới BĐKH : Biến đổi khi hậu DRAGON : Delta Research and Global Observation Network (Mạng lƣới Nghiên cứu Đồng bằng và Quan trắc Toàn cầu) ĐDSH : Đa dạng sinh học FAO : Tổ chức Nông lƣơng Liên hiệp quốc GDP : Tổng sản phẩm quốc nội HST : Hệ sinh thái IMHEN : Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Environment (Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và Môi trƣờng) IPCC : Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu IRRI : Viện Nghiên cứu lúa quốc tế KTXH : Kinh tế xã hội LHQ : Liên hiệp quốc NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu PTBV : Phát triển bền vững PTNT : Phát triển Nông thôn TGST : Thời gian sinh trƣởng TNMT : Tài nguyên và Môi trƣờng UBND : Ủy ban nhân dân UNDP : United Nations Development Programme (Chƣơng trình Ph t triển Liên Hợp Quốc) WWF : Quỹ bảo vệ thiên nhiên quốc tế
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thiệt hại do thiên tai gây ra đối với ngành nông nghiệp .............. 29 Bảng 1.2. C c đối tƣợng bị t c động và các yếu tố chịu t c động của BĐKH đối với cây trồng .................................................................................... 30 Bảng 3.1. Biến động sử dụng đất tại huyện Sơn Dƣơng giai đoạn 2010 - 2015 ......... 69 Bảng 3.2. Diện tích và năng suất một số loại cây trồng huyện Sơn Dƣơng giai đoạn 2011 - 2015 ............................................................................ 82 Bảng 3.3. Cơ cấu giống cây trồng năm 2011 ......................................................... 84 Bảng 3.4. Cơ cấu giống cây trồng năm 2014 ......................................................... 85 Bảng 3.5. T c động của KHBĐ đến cây trồng ...................................................... 87 Bảng 3.6. Diện tích, năng suất lúa huyện Sơn Dƣơng giai đoạn 2011 - 2014 ............ 88 Bảng 3.7. Diễn biến cơ cấu giống lúa huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 ................. 89 Bảng 3.8. Diện tích, năng suất ngô huyện Sơn Dƣơng giai đoạn 2011 - 2014 ........... 89 Bảng 3.9. Diễn biến cơ cấu giống ngô huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 ................ 90 Bảng 3.10. Diện tích, năng suất lạc huyện Sơn Dƣơng giai đoạn 2011 - 2014........... 90 Bảng 3.11. Diễn biến cơ cấu giống lạc huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 ................. 91 Bảng 3.12. Diễn biến cơ cấu giống đậu tƣơng huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 ........... 91 Bảng 3.13. Diễn biến cơ cấu giống khoai lang huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 .......... 92 Bảng 3.14. Diễn biến cơ cấu giống rau các loại huyện Sơn Dƣơng 2011 - 2014 ........... 92 Bảng 3.16. Thời gian sinh trƣởng của các giống lúa qua 2 vụ .............................. 105 Bảng 3.17. Sâu bệnh hại, chịu hạn, chịu rét của các giống lúa qua 2 vụ ............... 106 Bảng 3.18. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống lúa qua 2 vụ ........... 106 Bảng 3.19. Sinh trƣởng các giống ngô thí nghiệm qua 2 vụ ................................. 107 Bảng 3.20. Các yếu tố cấu thành năng suất ngô qua 2 vụ ..................................... 108 Bảng 3.21. Năng suất các giống ngô thí nghiệm qua 2 vụ .................................... 109 Bảng 3.22. Sinh trƣởng của các giống lạc qua 2 vụ............................................... 110 Bảng 3.23. Các chỉ tiêu về màu sắc, dạng quả của các giống lạc qua 2 vụ ........... 111 Bảng 3.24. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất các giống lạc qua 2 vụ . 112 Bảng 3.25. Ảnh hƣởng thời vụ đến năng suất giống lúa BG1 vụ Xuân 2015 ........... 113 Bảng 3.26. Ảnh hƣởng mật độ gieo cấy đến năng suất giống lúa BG1 ................. 113
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (°C) vào cuối thế kỷ 21 theo kịch bản phát thải thấp .......................................................... 26 Hình 1.2. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (oC) vào cuối thế kỷ 21 theo kịch bản phát thải trung bình ................................................ 26 Hình 1.3. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (oC) vào cuối thế kỷ 21 theo kịch bản phát thải cao ........................................................... 26 Hình 1.4. Mức thay đổi lƣợng mƣa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) theo kịch bản phát thải thấp ............................................... 27 Hình 1.5. Mức thay đổi lƣợng mƣa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) theo kịch bản phát thải trung bình...................................... 28 Hình 1.6. Mức thay đổi lƣợng mƣa năm (%) vào giữa (a) và cuối thế kỷ 21 (b) theo kịch bản phát thải cao ................................................. 28 Hình 1.7. Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang thời kỳ 1980 - 2010 .............................. 49 Hình 1.8. Sự thay đổi lƣợng mƣa trung bình năm tại 3 trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang thời kỳ 1980 - 2010 .............................. 50 Hình 3.1. Bản đồ hành chính huyện Sơn Dƣơng .......................................... 66 Hình 3.2. Xu hƣớng nhiệt độ TB vùng lƣu vực sông Phó Đ y giai đoạn 1980 - 2015 (Trạm Tuyên Quang) ................................................ 77 Hình 3.3. Xu hƣớng nhiệt độ theo các mùa vùng lƣu vực sông Phó Đ y giai đoạn 1980 - 2015 (Trạm Tuyên Quang) ................................ 78 Hình 3.4. Lƣợng mƣa trung bình năm vùng LV sông Phó Đ y giai đoạn 1980 -2015 (Trạm Tuyên Quang) ................................................. 79 Hình 3.5. Tổng lƣợng mƣa c c mùa trong năm vùng lƣu vực sông Phó Đ y giai đoạn 1980 - 2015 (Trạm Tuyên Quang) ........................ 80 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của các kịch bản BĐKH đến thời gian sinh trƣởng (đồ thị trên) và năng suất lúa xuân (đồ thì dƣới) tại vùng nghiên cứu ..................................................................................... 95
ix Hình 3.7. Ảnh hƣởng của các kịch bản BĐKH đến thời gian sinh trƣởng (đồ thị trên) và năng suất lúa mùa (đồ thì dƣới) tại vùng nghiên cứu ..................................................................................... 96 Hình 3.8. Ảnh hƣởng của các kịch bản BĐKH đến thời gian sinh trƣởng (đồ thị trên) và năng suất ngô (đồ thì dƣới) tại vùng nghiên cứu ......97 Hình 3.9. Ảnh hƣởng của các kịch bản BĐKH đến thời gian sinh trƣởng (đồ thị trên) và năng suất lạc (đồ thì dƣới) tại vùng nghiên cứu .......98 Hình 3.10. Ảnh hƣởng của các kịch bản BĐKH đến thời gian sinh trƣởng (đồ thị trên) và năng suất đậu tƣơng (đồ thì dƣới) tại vùng nghiên cứu ..................................................................................... 99 Hình 3.11. Diễn biến nhiệt độ tối thấp theo ngày của các tháng 1, 2 và 3 thời kỳ 1998-2017 ....................................................................... 100 Hình 3.12. Số ngày có nhiệt độ tối thấp dƣới 13oC của các tháng 1, 2 và 3 thời kỳ 1998-2017 ....................................................................... 101 Hình 3.13. Năng suất lúa xuân ở các thời gian cấy khác nhau từ 5/1 đến 15/3 . 102 Hình 3.14. Năng suất ngô ở các thời gian gieo khác nhau từ 5/1 đến 25/4.... 103 Hình 3.15. Năng suất lạc ở các thời gian gieo khác nhau từ 5/1 đến 25/4 ..... 104 Hình 3.16. Năng suất đậu tƣơng ở các thời gian gieo khác nhau từ 5/1 đến 25/4 ....................................................................................... 104
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khí hậu biến đổi (KHBĐ) đ và đang có những t c động tiềm tàng, bất lợi đến phát triển. Khí hậu biến đổi không chỉ là vấn đề môi trƣờng, không còn là vấn đề của một ngành riêng lẻ mà chính là vấn đề của phát triển bền vững KHBĐ t c động đến những yếu tố cơ bản của đời sống con ngƣời trên phạm vi toàn cầu nhƣ nƣớc, lƣơng thực, năng lƣợng, sức khỏe và môi trƣờng Hàng trăm triệu ngƣời có thể phải lâm vào nạn đói, thiếu nƣớc và lụt lội. Vì thế sự thích ứng trở nên ngày càng quan trọng, ngày càng đƣợc quan tâm nhiều hơn trong c c nghiên cứu và trong cả tiến trình thƣơng lƣợng của Công ƣớc quốc tế về BĐKH Những năm gần đây tình hình diễn biến của thời tiết, khí hậu ngày càng trở nên phức tạp và khó lƣờng. Mùa nắng thƣờng kéo dài hơn và nắng nóng gay gắt hơn Có những đợt nắng nóng kéo dài và nhiệt độ xấp xỉ 40oC Lƣợng mƣa hàng năm giảm, thời gian phân bổ c c đợt mƣa không còn nằm trong quy luật tự nhiên nhƣ trƣớc đây, có những đợt mƣa tr i mùa với lƣợng mƣa lớn bất thƣờng. Mùa đông nhiệt độ trung bình xuống thấp, xảy ra nhiều đợt rét đậm, rét hại kéo dài. Dịch bệnh trên cây trồng, vật nuôi diễn biến ngày càng phức tạp. Tất cả những hiện tƣợng đó đ gây nên những thiệt hại đ ng kể cho sản xuất nông nghiệp và ảnh hƣởng nghiêm trọng đến đời sống của ngƣời dân. Nhận thức đƣợc t c động tiềm tàng của biến đổi khí hậu, năm 2008 Chính phủ đ phê duyệt Chƣơng trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu Chƣơng trình đ xây dựng một chiến lƣợc tổng thể về biến đổi khí hậu với các mục tiêu dài hạn về thích ứng và giảm nhẹ c c t c động tiêu cực do biến đổi khí hậu gây ra, đồng thời cung cấp cơ sở cho việc lập kế hoạch hành động trong tất cả c c lĩnh vực và địa phƣơng và hỗ trợ các nghiên cứu về nâng cao nhận thức. Các mục tiêu chiến lƣợc của Chƣơng trình là đ nh gi t c động của biến đổi khí hậu đối với c c lĩnh vực kinh tế và vùng địa lý và xây dựng kế
2 hoạch hành động khả thi để ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu ngắn hạn và dài hạn. Chính phủ cũng đ ban hành chiến lƣợc quốc gia về biến đổi khí hậu đến năm 2020 thông qua Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg và x c định chiến lƣợc quốc gia về biến đổi khí hậu trong giai đoạn 2012-2015 thông qua Quyết định số 1183/2012/QĐ-TTg (Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg, 2011; Quyết định số 1183/2012/QĐ-TTg, 2012). Biến đổi khí hậu là một trong những vấn đề đang đƣợc quan tâm, ngày càng có t c động mạnh mẽ tới sản xuất nông nghiệp và đời sống của con ngƣời Trong đó, nông nghiệp là lĩnh vực nhạy cảm đối với các yếu tố khí hậu nhƣ nhiệt độ, số ngày nắng, số ngày mƣa, lƣợng mƣa… C c hiện tƣợng thời tiết cực đoan gia tăng nhƣ nắng nóng kéo dài, rét hại, bão lụt, hạn h n, … đ ảnh hƣởng không nhỏ đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là ở các vùng ven biển, vùng lƣu vực sông. Việt Nam đƣợc các nhà khoa học đ nh gi là đứng thứ 13 trong số 16 nƣớc hàng đầu chịu t c động mạnh của biến đổi khí hậu, trong đó, nông nghiệp nói chung và trồng trọt nói riêng sẽ chịu t c động nặng nề nhất do BĐKH và nƣớc biển dâng. Theo Phạm Ðồng Quảng, Phó Cục trƣởng Cục Trồng trọt, tổng sản lƣợng sản xuất trồng trọt có thể giảm từ 1 - 5%, năng suất các cây trồng chính có thể giảm đến 10%, đặc biệt đối với sản xuất lúa (Nguyễn Thị Tố Trân, 2014). Thích ứng cây trồng là biện pháp cần thiết để nền nông nghiệp có thể đứng vững trƣớc các hình thái biến đổi khí hậu. Nông dân sẽ gặp phải những khó khăn mà trƣớc đó họ chƣa có kinh nghiệm: Thời tiết thay đổi cực đoan, nhiệt độ trung bình tăng cao, số ngày cực nóng và cực lạnh nhiều hơn, mùa vụ lại có khuynh hƣớng rút ngắn, bức xạ mặt trời mạnh hơn, c c p lực về hạn, ẩm hay mặn ngày càng cao và sẽ xuất hiện các tập đoàn sâu hại cũng nhƣ c c bệnh mới.
3 Nằm trong bối cảnh chung đó, vùng lƣu vực sông Phó Đ y thuộc huyện Sơn Dƣơng là vùng phía Nam của tỉnh Tuyên Quang có diện tích đất nông, lâm nghiệp lớn, thuận lợi hình thành vùng sản xuất hàng hóa tập trung, mang lại thu nhập cho ngƣời dân. Tuy nhiên, trong những năm qua dƣới t c động của khí hậu biến đổi, khu vực cũng đ và đang bị t c động của BĐKH. Từ những vấn đề nêu trên, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sông Phó Đáy, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang” là hết sức cần thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục tiêu tổng quát Đ nh gi t c động của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất đƣợc những giải pháp thích ứng nhằm góp phần cho sự phát triển bền vững của địa phƣơng 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đ nh gi diễn biến thời tiết khí hậu ảnh hƣởng đến vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện Sơn Dƣơng. - Đ nh gi t c động của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện sơn Dƣơng - Đề xuất giải pháp thích ứng với khí hậu biến đổi. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Đề tài luận án cung cấp một cách có hệ thống cơ sở khoa học đối với ảnh hƣởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất những giải pháp thích ứng. Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án là thông tin có ý nghĩa cho c c nghiên cứu tiếp theo thuộc lĩnh vực khí hậu biến đổi. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Đ nh gi đƣợc ảnh hƣởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính của địa phƣơng và đề xuất giải pháp thích ứng với khí hậu biến đổi phù hợp cho vùng lƣu vực sông Phó Đ y và những nơi có điều kiện tƣơng tự.
4 4. Đóng góp mới của đề tài luận án - Luận n đ điều tra, thu thập đƣợc các số liệu, dữ liệu để tổng hợp, phân tích, đ nh gi đƣợc c c xu hƣớng của khí hậu biến đổi và t c động của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính của vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện Sơn Dƣơng - Luận n đ phân tích, đ nh gi đƣợc diễn biến về thời vụ, thời gian sinh trƣởng, năng suất đối với một số cây trồng chính vùng lƣu vực sông Phó Đ y, huyện Sơn Dƣơng qua c c kịch bản BĐKH - Đ đề xuất đƣợc một số giải pháp về giống và kỹ thuật cho cây lúa, ngô và lạc thích ứng với điều kiện khí hậu biến đổi góp phần vào sự phát triển bền vững của địa phƣơng
5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 1.1.1. Các khái niệm cơ bản liên quan đến đề tài Khí hậu - Climate: Là tổng hợp c c điều kiện thời tiết ở một vùng nhất định, đặc trƣng bởi c c đại lƣợng thống kê dài hạn của các yếu tố khí tƣợng tại vùng đó (Luật Khí tƣợng thủy văn, 2015). Thời tiết - Weather: Thời tiết là trạng thái của khí quyển tại một thời điểm và khu vực cụ thể đƣợc x c định bằng các yếu tố và hiện tƣợng khí tƣợng (Luật Khí tƣợng thủy văn, 2015) Thời tiết cực đoan: Là sự gia tăng cƣờng độ của các yếu tố thời tiết nhƣ sự thay đổi của cực nhiệt độ (những đợt nóng với nhiệt độ cao xảy ra thƣờng xuyên hơn, rét đậm hơn, b o nhiệt đới mạnh hơn, mƣa lớn tập trung hơn nhƣng nắng hạn cũng gay gắt hơn ) Thời tiết cực đoan còn bao gồm cả hiện tƣợng các yếu tố thời tiết diễn ra trái quy luật thông thƣờng. Yếu tố khí hậu - Climatic Element: Một trong những tính chất hay điều kiện của khí quyển (nhƣ nhiệt độ không khí) đặc trƣng cho trạng thái vật lý của thời tiết hay khí hậu tại một nơi, vào một khoảng thời gian nhất định. Kịch bản khí hậu - Climate Scenario: Một biểu diễn phù hợp và đơn giản hóa của khí hậu tƣơng lai, dựa trên cơ sở một tập hợp nhất quán của các quan hệ khí hậu đ đƣợc xây dựng, sử dụng trong việc nghiên cứu hệ quả tiềm tàng của sự thay đổi khí hậu do con ngƣời gây ra, thƣờng dùng nhƣ đầu vào cho c c mô hình t c động. Các dự tính khí hậu thƣờng đƣợc dùng nhƣ là nguyên liệu thô để xây dựng các kịch bản khí
6 hậu, nhƣng c c kịch bản khí hậu thƣờng yêu cầu các thông tin bổ sung ví dụ nhƣ c c quan trắc khí hậu hiện tại. Kịch bản biến đổi khí hậu - Climate Change Scenario: Là sự khác biệt giữa kịch bản khí hậu và khí hậu hiện tại. Do kịch bản biến đổi khí hậu x c định từ kịch bản khí hậu, nó bao hàm các giả định có cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tƣơng lai của các mối quan hệ giữa kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nƣớc biển dâng. Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu mà trƣớc hết là sự nóng lên toàn cầu và nƣớc biển dâng là thách thức của toàn nhân loại trong thế kỷ XXI. Thiên tai và các hiện tƣợng khí hậu cực đoan kh c đang gia tăng ở hầu hết c c nơi trên thế giới, nhiệt độ và mực nƣớc biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng nhanh chƣa từng có và đang là mối lo ngại của các quốc gia trên thế giới Trong Chƣơng trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu của Bộ Tài Nguyên và Môi Trƣờng xuất bản th ng 7/2008 đƣa ra định nghĩa về BĐKH nhƣ sau: BĐKH là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thƣờng là vài thập kỷ hoặc dài hơn BĐKH có thể là do các quá trình tự nhiên bên trọng hoặc c c t c động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con ngƣời làm thay đổi thành phần của khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất (Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng, 2008). Ủy ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) định nghĩa về Biến đổi khí hậu nhƣ sau: Bất cứ sự biến đổi nào về khí hậu theo thời gian, do diễn biến tự nhiên hay là kết quả của hoạt động con ngƣời (Isponre, 2009). Về cơ bản, các định nghĩa đƣa ra đều có một số điểm đồng nhất về thời gian và không gian diễn biến, tác nhân của BĐKH Nhƣ vậy, nghiên cứu này dựa trên định nghĩa do Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng đƣa ra trong Chƣơng trình mục tiêu quốc gia về Ứng phó với BĐKH
7 Biểu hiện của BĐKH: Theo kịch bản Biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng cho Việt Nam, BĐKH với các biểu hiện chính là sự gia tăng nhiệt độ trung bình, nhịp điệu và độ bất thƣờng của khí hậu thời tiết và tính khốc liệt chủ yếu do các hoạt động kinh tế - xã hội của con ngƣời gây phát thải quá mức vào khí quyển các khi gây hiệu ứng nhà kính. Biểu hiện thứ nhất là hiện tƣợng băng tan làm nƣớc biển dâng (xâm nhập mặn). Mực nƣớc biển toàn cầu đ tăng trong thế kỷ 20 với tốc độ ngày càng cao Hai nguyên nhân chính làm tăng mực nƣớc biển là sự giãn nở nhiệt của đại dƣơng và sự tan băng Số liệu quan trắc mực nƣớc biển trong thời kỳ 1961 - 2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nƣớc biển trung bình toàn cầu khoảng 1,8 ± 0,5mm/năm, trong đó đóng góp do gi n nở nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và tan băng khoảng 0,70 ± 0,50mm/năm Thứ hai là lƣợng mƣa thay đổi Trong 100 năm qua, lƣợng mƣa có xu hƣớng tăng ở khu vực vĩ độ cao hơn 30oC Tuy nhiên, lƣợng mƣa lại có xu hƣớng giảm ở khu vực nhiệt đới từ giữa những năm 1970 Hiện tƣợng mƣa lớn có dấu hiệu tăng ở nhiều khu vực trên thế giới .Thứ ba là các hiện tƣợng thiên tai (b o, lũ lụt, hạn h n…) gia tăng về tần xuất, cƣờng độ, và độ bất thƣờng và tính khốc liệt. T c động của BĐKH: Biến đổi khí hậu có t c động tới tất cả các vùng trên thế giới với mức độ khác nhau, tới tất cả c c tài nguyên, môi trƣờng và hoạt động kinh tế, xã hội của con ngƣời. Phạm vi t c động của BĐKH là toàn diện, t c động tới mọi ngƣời, mọi lĩnh vực, mọi khu vực ở hiện tại và tiếp tục trong tƣơng lai Đặc biệt, BĐKH có t c động nghiêm trọng hơn ở c c vùng có vĩ độ cao, mức độ tác động lớn hơn ở c c nƣớc nhiệt đới, nhất là c c nƣớc đang ph t triển công nghiệp nhanh ở Châu Á. Những ngƣời nghèo là đối tƣợng chịu t c động trƣớc hết và nặng nề nhất. Tình trạng dễ bị tổn thƣơng là một loạt c c điều kiện tác động bất lợi ảnh hƣởng đến khả năng của một cá nhân, hộ gia đình hoặc một cộng đồng trong việc phòng ngừa và ứng phó với một hiểm họa và những ảnh hƣởng của biển đổi khí hậu dẫn đến những tổn thất và thiệt hại mà họ có thể gặp phải (Angie Dazé, 2009).
8 Tình trạng dễ bị tổn thương do BĐKH: Là một loạt c c điều kiện t c động bất lợi, ảnh hƣởng đến khả năng của một cá nhân, hộ gia đình hoặc một cộng đồng trong việc phòng ngừa và ứng phó với một hiểm họa và những ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đến những tổn thất và thiệt hại mà họ có thể gặp phải. Ứng phó với biến đổi khí hậu: Là hoạt động của con ngƣời nhằm thích ứng và giảm nhẹ các tác nhân gây ra BĐKH (Luật Bảo vệ Môi trƣờng, 2014). Thích ứng: Là sự điều chỉnh của các hệ thống tự nhiên hay xã hội để ứng phó với các kích thích do biến đổi khí hậu đang hoặc đƣợc dự báo sẽ xảy ra hay với các tác động của chúng, để từ đó, giảm nhẹ sự thiệt hại hoặc khai thác những cơ hội thuận lợi mà nó mang lại. Sự thích ứng của các hệ thống xã hội - nhân văn là một quá trình đòi hỏi sự tham gia của nhiều bên có liên quan ở nhiều cấp và nhiều ngành kh c nhau Điều này đòi hỏi phải tiến hành phân tích mức độ hứng chịu hiện tại đối với các cú sốc và căng thẳng về khí hậu và phân tích dựa trên mô hình c c t c động khí hậu trong tƣơng lai Điều này cũng đòi hỏi phải có hiểu biết về tình trạng dễ bị tổn thƣơng hiện tại của các cá nhân, hộ gia đình và các cộng đồng. Các chiến lƣợc ứng phó có thể đƣợc thiết kế và thực hiện dựa trên những thông tin nhƣ vậy Gi m s t và đ nh gi hiệu quả của các hoạt động, cũng nhƣ chia sẻ kiến thức và bài học kinh nghiệm cũng là những cấu phần quan trọng của quy trình này (Angie Dazé, 2009). Năng lực thích ứng: Đƣợc nhiều cơ quan và tổ chức đƣa ra định nghĩa nhƣ sau: Năng lực thích ứng là năng lực tự điều chỉnh của một hệ thống trƣớc hiện tƣợng BĐKH (bao gồm cả những diễn biến thông thƣờng và hiện tƣợng khí hậu cực đoan) để giảm nhẹ những thiệt hại có thể có, để tận dụng những cơ hội mà nó mang lại và để đối phó với hậu quả (Angie Dazé, 2009) Năng lực thích ứng là sự điều chỉnh của hệ thống tự nhiên hoặc con ngƣời đối với hoàn cảnh hoặc môi trƣờng thay
9 đổi nhằm làm giảm khả năng bị tổn thƣơng và tận dụng c c cơ hội (Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng, 2008) Năng lực thích ứng là năng lực của xã hội trong việc quản lý rủi ro từ BĐKH Định nghĩa của IPCC bao hàm đầy đủ các khía cạnh và có sự tƣơng đồng với định nghĩa mà MONRE và USAID đƣa ra, vậy nghiên cứu này sử dụng định nghĩa về năng lực thích ứng của IPCC làm cơ sở để phân tích. Thích ứng với BĐKH Trong Chƣơng trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng xuất bản tháng 7/2008 đƣa ra định nghĩa về BĐKH nhƣ sau: Thích ứng với BĐKH là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc con ngƣời đối với hoàn cảnh hoặc môi trƣờng thay đổi, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thƣơng do dao động và biến đổi khí hậu hiện hữu hoặc tiềm tàng và tận dụng c c cơ hội do nó mang lại (Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng, 2008). Khả năng thích ứng: Là tổng hợp các nguồn lực, điểm mạnh và đặc tính sẵn có trong cộng đồng, tổ chức, xã hội có thể đƣợc sử dụng nhằm đạt đƣợc các mục tiêu chung nhƣ giảm nhẹ rủi ro thiên tai và tận dụng c c cơ hội do nó mang lại (Bộ Tài nguyên và môi trƣờng, 2016) Thích ứng với BĐKH đƣợc đề cập đến 2 nội dung chính: 1) nâng cao năng lực thích ứng và giảm nhẹ khả năng dễ bị tổn thƣơng do t c động BĐKH; 2) tận dụng những lợi ích của môi trƣờng khí hậu để duy trì và phát triển KT-XH bền vững. Mỗi lĩnh vực đều phải thích ứng theo mức độ t c động khác nhau và phù hợp với c c điều kiện mới của BĐKH Hơn nữa, thích ứng trong từng lĩnh vực đồng thời phải có sự thích ứng tổng hợp liên kết với c c lĩnh vực khác trong hệ thống tự nhiên - xã hội hay phát triển KT-XH trong bối cảnh BĐKH Trong lĩnh vực nông nghiệp, sự thích ứng của ngƣời nông dân cần đƣợc liên kết với sự thích ứng của các bên cung cấp và tiêu thụ nông sản, những nhà hoạch định chính sách nông nghiệp,…