Tài liệu đánh giá khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng và tiềm năng áp dụng nông nghiệp thông minh tại xã kỳ trung, kỳ anh, hà tĩnh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐÀO THỊ THẮM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DỄỄ BỊ TỔN THƯƠNG CỦA HỆ THÔỐNG CÂY TRÔỒNG VÀ TIỄỒM NĂNG ÁP DỤNG NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH TẠI XÃ KỲ TRUNG, KỲ ANH, HÀ TĨNH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã sôố : 60.44.03.01 Người hướng dẫẫn khoa học: 1. TS. Elisabeth Simelton 2. PGS.TS. Ngô Thêố Ân NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Đào Thị Thắm i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Ngô Thế Ân đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin ghi nhận sự gúp đỡ của TS. Elisabeth Simelton, Chuyên gia Quốc tế tại ICRAF Việt Nam đã không chỉ hướng dẫn chu đáo về chuyên môn mà còn tạo điều kiện cho tôi được nhận học bổng nghiên cứu từ tổ chức ICRAF thông qua dự án “CCAFS Climate-smart village project”. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Sinh thái, Khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, các anh, chị cán bộ Trung tâm Nông Lâm Thế giới (ICRAF) đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức thuộc Ủy ban nhân dân xã Kỳ Trung và người dân xã Kỳ Trung đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Đào Thị Thắm ii MỤC LỤC Lời cam đoan.....................................................................................................................i Lời cảm ơn........................................................................................................................ii Mục lục ............................................................................................................................iii Danh mục chữ viết tắt......................................................................................................v Danh mục bảng...............................................................................................................vi Danh mục hình, đồ thị, sơ đồ........................................................................................vii Trích yếu luận văn........................................................................................................viii Thesis abstract..................................................................................................................x Phần 1. Mở đầu................................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................1 1.2. Giả thiết khoa học..............................................................................................2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................2 1.4. Phạm vi nghiên cứu...........................................................................................2 1.5. Những đóng góp mới.........................................................................................3 Phần 2. Tổng quan tài liệu..............................................................................................4 2.1. Biến đổi khí hậu.................................................................................................4 2.1.1. Khái niệm và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu...........................................4 2.1.2. Biến đổi khí hậu ở châu á và việt nam.............................................................4 2.1.3. Kịch bản biến đổi khí hậu.................................................................................5 2.2. Nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu...................................................8 2.2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp.........................8 2.2.2. Ảnh hưởng của sản xuất nông nghiệp tới biến đổi khí hậu.........................10 2.2.3. Phát triển nông nghiệp bền vững...................................................................11 2.2.4. Nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu............................13 2.3. Hệ thống cây trồng..........................................................................................15 2.4. Đánh giá khả năng dễ bị tổn thương.............................................................16 2.4.1. Khái niệm, các nghiên cứu đánh giá khả năng dễ bị tổn thương................16 2.4.2. Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia (PRA)...................................19 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.............................................................22 3.1. Địa điểm nghiên cứu........................................................................................22 3.2. Thời gian nghiên cứu.......................................................................................22 3.3. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................22 3.4. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................22 iii 3.4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã kỳ trung, huyện kỳ anh, tỉnh Hà Tĩnh.....................................................................................................22 3.4.2. Hiện trạng sản xuất nông nghiệp của xã.......................................................22 3.4.3. Lập bản đồ phân bố hệ thống cây trồng........................................................22 3.4.4. Đánh giá khả năng dễ tổn thương với bđkh của hệ thống cây trồng..............22 3.4.5. Các giải pháp nông nghiệp thông minh cho địa bàn nghiên cứu................23 3.5. Phương pháp nghiên cứu................................................................................23 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp...........................................................23 3.5.2. Phương pháp lập bản đồ có sự tham gia của người dân..............................23 3.5.3. Điều tra lát cắt sinh thái..................................................................................23 3.5.4. Đánh giá hiệu quả sử dụng đất và khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng................................................................................................24 Phần 4. Kết quả và thảo luận.......................................................................................25 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã kỳ trung...........................................25 4.1.1. Điều kiện tự nhiên xã kỳ trung.......................................................................25 4.1.2. Tình hình phát triển kinh tế - xã hội..............................................................27 4.1.3. Biến đổi khí hậu tại huyện kỳ anh.................................................................29 4.2. Hiện trạng hệ thống cây trồng tại xã kỳ trung.............................................34 4.2.1. Hiện trạng sản xuất của các hệ thống cây trồng...........................................34 4.2.2. Các hệ thống cây trồng tại xã kỳ trung.........................................................36 4.2.3. Sự phân bố các hệ thống cây trồng................................................................38 4.3. Khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng tại xã kỳ trung...........44 4.3.1. Hiệu quả kinh tế của các hệ thống cây trồng ở xã kỳ trung........................45 4.3.2. Hiệu quả xã hội và môi trường của hệ thống cây trồng ở xã kỳ trung 48 4.3.3. Khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng xã kỳ trung................54 4.4. Các giải pháp nông nghiệp thông minh cho địa bàn nghiên cứu................60 4.4.1. Cây lúa..............................................................................................................60 4.4.2. Cây chè.............................................................................................................61 4.4.3. Cây keo.............................................................................................................61 4.4.4. Cây ăn quả........................................................................................................61 4.4.5. Đánh giá của người dân về các giải pháp nông nghiệp thông minh...........65 Phần 5. Kết luận và kiến nghị......................................................................................68 5.1. Kết luận............................................................................................................68 5.2. Kiến nghị..........................................................................................................69 Tài liệu tham khảo.........................................................................................................70 iv Phụ lục ...........................................................................................................................75 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt AR5-WG1 Nghĩa tiếng việt Báo cáo đánh giá lần thứ 5 của ủy ban liên chính phủ về biến đổi AusAID BĐKH CCAFS CGIAR CSA FAO HSTNN IPCC ICRAF IMHEN IUCN PTNNNBV PRA RCPs SKTTCĐ SREX khí hậu Cơ quan Phát triển Quốc tế Úc Biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu, Nông nghiệp và An ninh lương thực Nhóm tư vấn nghiên cứu Nông nghiệp Thế giới Nông nghiệp thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Hệ sinh thái nông nghiệp Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu Trung tâm Nông Lâm Thế giới Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên Quốc tế Phát triển nông nghiệp bền vững Phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia Các con đường dẫn đến nồng độ đại diện Sự kiện thời tiết cực đoan Báo cáo đặc biệt của Việt Nam về quản lý rủi ro thiên tai và các hiện UBND UNDP WCED tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với BĐKH Ủy ban nhân dân Chương trình phát triển của Liên Hiệp Quốc Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới v DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Mức độ biến đổi các chỉ số cực đoan nhiệt độ ở huyện Kỳ Anh trong giai đoạn 1961 - 1990.................................................................................30 Bảng 4.2. Mức độ biến đổi các chỉ số cực đoan lượng mưa ở trạm Kỳ Anh trong giai đoạn 1961 – 1990.......................................................................31 Bảng 4.3. Diện tích và năng suất của một số loại cây trồng nông nghiệp qua các năm của xã Kỳ Trung...........................................................................35 Bảng 4.4. Đặc điểm của hệ thống cây trồng hiện tại ở xã Kỳ Trung..........................36 Bảng 4.5. Bảng phân cấp chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung.................................................................................45 Bảng 4.6. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng....................................................45 Bảng 4.7. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung..........................46 Bảng 4.8. Chỉ tiêu phân cấp đánh giá hiệu quả xã hội của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung................................................................................................48 Bảng 4.9. Giá trị ngày công lao động của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung..........49 Bảng 4.10. Hiệu quả xã hội của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung...........................50 Bảng 4.11. Chỉ tiêu phân cấp đánh giá hiệu quả môi trường các loại cây trồng..........51 Bảng 4.12. Hiệu quả môi trường của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung...................53 Bảng 4.13. Hiệu quả sản xuất của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung........................53 Bảng 4.14. Lịch sử sử dụng đất của xã Kỳ Trung.........................................................54 Bảng 4.15. Các sự kiện thời tiết cực đoan thường xuyên xảy ra tại xã Kỳ Trung ....................................................................................................................55 Bảng 4.16. Lịch sử các sự kiện thời tiết cực đoan tại xã Kỳ Trung trong giai đoạn 2004 – 2015.......................................................................................56 Bảng 4.17. Lịch canh tác hệ thống cây trồng và lịch xảy ra các sự kiện thời tiết cực đoan tại xã Kỳ Trung...........................................................................57 Bảng 4.18. Các hệ thống cây trồng bị ảnh hưởng bởi thời tiết cực đoan......................58 Bảng 4.19. Mức độ ảnh hưởng của các hệ thống cây trồng tương lai bởi các sự kiện thời tiết cực đoan................................................................................60 Bảng 4.20. Hiệu quả dự kiến của các giải pháp nông nghiệp thông minh....................62 Bảng 4.21. Đánh giá của người dân về các giải pháp nông nghiệp thông minh...........66 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Dự tính biến đổi khí hậu ở các vùng theo kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5)........................................................................................7 Hình 4.1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu..........................................................................25 Hình 4.2. Sơ đồ sự phân bố các loại đất tại xã Kỳ Trung...........................................26 Hình 4.3. Sự biến đổi lượng mưa và nhiệt độ trung bình của các tháng trong vòng 3 thập kỷ gần đây từ năm 1982 đến năm 2011..................................29 Hình 4.4. Sự biến đổi nhiệt độ từ năm 1982 đến năm 2011.......................................30 Hình 4.5. Sự biến đổi lượng mưa theo tháng trong ba thập kỷ 1982-1991, 1992-2001, 2002-2011...............................................................................31 Hình 4.6. Biến đổi số đợt nắng nóng vào giữa và cuối thế kỷ 21 theo kịch bản RCP8.5. Kết quả tính toán theo mô hình CCAM.......................................33 Hình 4.7. Dự tính biến đổi lượng mưa 1 ngày cực đại (a), 5 ngày cực đại (b) vào cuối thế kỷ 21 theo kịch bản cao RCP8.5 (%).....................................34 Hình 4.8. Bản đồ các loại đất có sự tham gia của người dân tại xã Kỳ Trung...........38 Hình 4.9. Bản đồ sự phân bố của các loại cây trồng..................................................39 Hình 4.10. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và sự phân bố các sự kiện thời tiết cực đoan tại thôn Đất Đỏ năm 2015..................................................................40 Hình 4.11. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và sự phân bố các sự kiện thời tiết cực đoan tại thôn Đông Sơn năm 2015.............................................................41 Hình 4.12. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất và Sự phân bố các sự kiện thời tiết cực đoan tại thôn Trường Sơn năm 2015...................................................42 Hình 4.13. Sự phân bố các loại cây trồng.....................................................................43 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Đào Thị Thắm Tên Luận văn: Đánh giá khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng và tiềm năng áp dụng nông nghiệp thông minh tại xã Kỳ Trung, Kỳ Anh, Hà Tĩnh Ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60.44.03.01 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu: Đề tài được thực hiện nhằm phân tích hiện trạng hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung đồng thời đánh giá khả năng dễ bị tổn thương của các hệ thống cây trồng hiện tại và trong tương lai dựa trên kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5. Từ đó đề xuất một số giải pháp nông nghiệp thông minh cải thiện hệ thống sử dụng đất nông nghiệp có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu tại Kỳ Trung. Phương pháp nghiên cứu: Việc phân tích hiện trạng hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung được thực hiện dựa trên việc thu thập các số liệu thứ cấp về hiện trạng sản xuất nông nghiệp của xã Kỳ Trung kết hợp với điều tra lát cắt sinh thái và xây dựng bản đồ phân bố hệ thống cây trồng có sự tham gia của người dân. Mỗi nhóm thảo luận bao gồm 7 người dân địa phương trong đó có một người là lãnh đạo thôn. Để đánh giá khả năng dễ tổn thương với biến đối khí hậu của các hệ thống cây trồng, đề tài thực hiện đánh giá hiệu quả sử dụng đất của từng loại cây trồng dựa trên các chỉ tiêu kinh tế, xã hội, môi trường kết hợp với đánh giá sự tác động của các sự kiện thời tiết cực đoan như hạn hán, bão, nắng nóng, mưa rét đến hệ thống cây trồng thông qua lịch canh tác, lịch sử các sự kiện thời tiết cực đoan, lịch xảy ra các sự kiện thời tiết cực đoan. Đề tài sử dụng các số liệu thứ cấp như bản đồ ranh giới hành chính xã Kỳ Trung, bản đồ đất tỉnh Hà Tĩnh, tình hình sử dụng đất, hiệu quả sản xuất nông nghiệp của xã Kỳ Trung, số liệu khí tượng của trạm Kỳ Anh kết hợp với số liệu điều tra thực địa, thảo luận nhóm về đặc điểm cũng như sự phân bố của hệ thống cây trồng và các sự kiện thời tiết cực đoan tại xã Kỳ Trung để tiến hành đánh giá khả năng dễ bị tổn thương dưới tác động của biến đổi khí hậu thông qua kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5. Kết quả chính và kết luận: Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung dễ bị tổn thương bởi các sự kiện thời tiết cực đoan. Thông qua đánh giá các chỉ tiêu kinh tế, xã hội, môi trường ta nhận thấy lúa hai vụ, chè và keo là những loại cây trồng có hiệu quả sử dụng đất trung bình, còn sắn và lạc có hiệu quả sử dụng đất thấp. Dưới sự tác động của các sự kiện thời tiết cực viii đoan như bão, nắng nóng, mưa rét đặc biệt là hạn hán thì lúa, lạc, chè là ba loại cây trồng dễ bị tổn thương nhất trong khi đó khả năng bị tổn thương của keo chỉ ở mức trung bình và của sắn chỉ ở mức thấp. Khi sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu RCP8.5 để đánh giá hệ thống cây trồng trong tương lai 5 đến 10 năm tới dựa trên sự tác động của các sự kiện thời tiết cực đoan hiện tại với sự tham gia của người dân ta nhận thấy lúa, chè, cây ăn quả dễ bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu, còn cây keo ít bị ảnh hưởng. Từ kết quả đánh giá và hướng sử dụng đất trong tương lai của người dân đề tài đã đưa ra những giải pháp nông nghiệp thông minh như trồng xen chè với cây đậu xanh; trồng xen keo với các loại cây lấy gỗ có giá trị kinh tế cao khác; sử dụng giống lúa ngắn ngày; trồng xen canh cây ăn quả với hướng dương, cỏ chăn nuôi hoặc rau màu... nhằm giúp hệ thống cây trồng có khả năng thích ứng và giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu đồng thời vẫn đảm bảo phát triển kinh tế và vấn đề an ninh lương thực. ix THESIS ABSTRACT Master candidate: Dao Thi Tham Thesis title: Assessing vulnerability to climate change in cropping systems and potential for climate-smart agriculture: A case study at Ky Trung commune, Ky Anh district, Ha Tinh province. Major: Environmental Sciences Code: 60.44.03.01 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives: The objective of thesis is to analyze the current cropping systems of Ky Trung commune and assess vulnerability of cropping systems to climate change based on scenarios RCP8.5. The assessment results were used to propose climate-smart solutions to improve cropping systems, adapting to climate change at the study area. Materials and Methods: Field survey and focus group discussion that includes transect walks and participatory mapping was the main methods applied for analyzing the distribution of cropping systems. There are seven local people were invited to take part in each group discussion. The focus group discussion was also applied for assessing the vulnerability to climate change of cropping systems based on land uses under the impacts of extreme weather events such as drought, storm, hot spell and cold spell. The efficient land use of each crop was assessed through economic, social and environmental indicators. The participaints discussed about farming calendar, history of extreme weather events, extreme weather events calendar, characteristic of cropping system. They also assessed efficient land uses, climate-smart technologies and drawn distribution of cropping system maps, distribution of extreme weather events maps, soil maps of each village. In this study the RCP8.5 scenarios was used to assess the vulnerability of cropping system. Main findings and conclusions: Research results indicates that the cropping system of Ky Trung is easy vulnerability by extreme weather events. Through assessing economic, social and environment indicators we realized that efficient land uses of main crops was not high. Rice (double rice), Tea and Acacia had average efficient land use while Cassava and Peanut had low efficient land use. Under the impact of extreme weather events such as storm, hot spell, cold spell, drought, Rice, Peanut and Tea are the most vulnerable crops, whereas vulnerability of Acacia and Cassava are low. When using climate change x scenarios RCP8.5 to assess cropping systems in the future (5 to 10 years later) based on impact of current extreme weather events, participations (farmers) reported that Rice, Tea, Fruit tree are easy to be affected by climate change while Acacia is less affected. Based on the results of the assessment, the climate-smart technologies were suggested such as tea intercrops green bean; acacia intercrops high value timber tree; planting short-day rice, fruit tree intercrops sunflower, grass or vegetables… to improve cropping systems for mitigating and adapting to climate change while still ensuring economic development and food security for local people. xi PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng trên thế giới do sự tác động của các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người. Hệ quả của biến đổi khí hậu đã và đang gây ra nhiều thiệt hại về mặt kinh tế đặc biệt ngành nông nghiệp. Theo Ngân hàng Thế giới (2013) thì trong vòng 10 năm tới, chi phí thiệt hại do biến đổi khí hậu gây ra cho toàn thế giới ước tỉnh khoảng 7.000 tỉ USD. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu nhiều ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Theo thống kê rủi ro lâu dài do biến đổi khí hậu, nước ta đứng thứ 7 trên toàn cầu về thiệt hại do biến đổi khí hậu, từ năm 1994 đến 2013 cứ trung bình mỗi năm có 392 người chết và thiệt hại hơn 1% GDP do các thảm họa liên quan đến biến đổi khí hậu. Năm 2015 ước tính thiên tai đã làm 154 người chết, hơn 445.000 ha diện tích lúa, hoa màu bị thiệt hại, tổng thiệt hại ước tính khoảng 8.114 tỷ đồng. Chỉ riêng đợt nóng gay gắt trong năm 2015 với nền nhiệt cao kỷ lục ở Bắc Bộ đến Nam Trung Bộ đã khiến hơn 190.000 ha bị hạn hán và hơn 44.000 gia súc, gia cầm bị chết. Theo Báo cáo kết quả nghiên cứu tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu của tổ chức DARA (2012) thì biến đổi khí hậu có thể làm Việt Nam thiệt hại khoảng 15 tỉ USD mỗi năm, tương đương khoảng 5% GDP. Nếu Việt Nam không có giải pháp ứng phó kịp thời, thiệt hại do biến đổi khí hậu ước tính có thể lên đến 11% GDP vào năm 2030. Kết quả phân tích mô hình cây trồng của Viện Môi trường Nông nghiệp (Viện Môi trường Nông nghiệp, 2010) cho thấy biến đổi khí hậu có khả năng làm giảm sản lượng lúa xuân khoảng 1,2 triệu tấn vào năm 2030 và 2,16 triệu tấn vào năm 2050; đối với lúa hè thu là 734,8 tấn vào năm 2030 và 1475 tấn vào năm 2050. Biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến nền sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam. Những phương thức canh tác, thâm canh đã và đang được áp dụng trong sản xuất nông nghiệp nói chung nhằm tăng năng suất đang làm giảm tính bền vững của môi trường, đồng thời làm gia tăng khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống nông nghiệp trước vấn đề biến đổi khí hậu. Để phát triển nông nghiệp một cách bền vững trước sự biến đổi của khí hậu đòi hỏi mỗi địa phương cần có những biện pháp sử dụng đất nông nghiệp phù hợp với điều kiện của mình, có khả năng thích ứng và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. 1 Xã Kỳ Trung, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh là một xã thuộc khu vực Bắc Trung Bộ, có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng của khí hậu miền Bắc, có hai mùa rõ rệt trong năm là mùa nóng và mùa lạnh. Mùa nóng thường chịu ảnh hưởng của gió Tây khô – nóng (hay còn gọi là gió Lào), lượng mưa ít nên thường bị khô hạn, mùa lạnh tuy có nhiệt độ không thấp và ngắn hơn so với các tỉnh miển Bắc nhưng lại có lượng mưa lớn, trung bình hàng năm đều trên 2000mm nên thường xuất hiện lũ lụt, lũ quét, lốc xoáy, sạt lở đất…Đặc biệt là hiện nay dưới tác động của biến đổi khí hậu mà các hiện tượng thời tiết cực đoan diễn ra ngày càng nhiều và có diễn biến thất thường gây ảnh hưởng lớn đến các hệ thống cây trồng trong khu vực, dẫn đến thu nhập của người dân bị giảm sút, đời sống khó khăn, cần được cải thiện. Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá khả năng dễ bị tổn thương của hệ thống cây trồng và tiềm năng áp dụng nông nghiệp thông minh tại xã Kỳ Trung, Kỳ Anh, Hà Tĩnh”. 1.2. GIẢ THIẾT KHOA HỌC - Hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung dễ bị tổn thương bởi các sự kiện thời tiết cực đoan do biến đổi khí hậu gây ra. - Có khả năng thực hiện nông nghiệp thông minh tại xã Kỳ Trung. 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Phân tích được hiện trạng của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung. - Đánh giá được khả năng dễ bị tổn thương của các hệ cây trồng chính tại xã Kỳ Trung hiện tại và trong tương lai dựa trên kịch bản biến đổi khí hậu. - Đề xuất được một số giải pháp cải thiện thống sử dụng đất nông nghiệp có khả năng thích ứng biến đổi khí hậu trên địa bàn nghiên cứu. 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Không gian: Xã Kỳ Trung, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh - Thời gian: 5/2015 – 6/2016 - Đề tài lựa chọn 3 thôn điển hình (trong tổng số 5 thôn) thuộc xã Kỳ Trung, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh để nghiên cứu chi tiết về hệ thống cây trồng. Trong đánh giá về tác động của biến đổi khí hậu, chúng tôi sử dụng kịch bản RCP8.5 là nhóm kịch bản thuộc loại cao mà bức xạ mặt đất nhận được sẽ lớn hơn 8,5 W/m 2 và tiếp tục tăng sau kỳ dự đoán. 2 1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI - Xây dựng được bản đồ thể hiện sự phân bố của hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung. - Đánh giá được khả năng dễ bị tổn thương của các hệ thống cây trồng tại xã Kỳ Trung hiện tại và trong tương lai dưới tác động của biến đổi khí hậu với sự tham gia của người dân. - Đưa ra được các giải pháp nông nghiệp thông minh phù hợp với điều kiện của địa phương. 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 2.1.1. Khái niệm và nguyên nhân gây biến đổi khí hậu 2.1.1.1. Khái niệm Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự thay đổi của khí hậu (định nghĩa của công ước khí hậu) được quy trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được. Biến đổi khí hậu xác định sự khác biệt giữa các giá trung bình dài hạn của một tham số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện trong một khoảng thời gian xác định, thường là vài thập kỷ. 2.1.1.2. Nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Theo Công ước khung của Liên hợp Quốc về Biến đổi khí hậu nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái Đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính (CO2, CH4, NOx…), các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái ven biển, ven bờ và đất liền khác. Sự gia tăng hàm lượng các khí nhà kính đã làm trái đất nóng lên thông qua hiện tượng hiệu ứng nhà kính từ đó dẫn đến sự biến đổi về mặt khí hậu. 2.1.2. Biến đổi khí hậu ở Châu Á và Việt Nam Hiện tượng biến đổi khí hậu và suy thoái môi trường đang nổi lên như là một trong những vấn đề phát triển nhức nhối nhất của khu vực châu Á – Thái Bình Dương. Khu vực châu Á – Thái Bình Dương chiếm tỷ lên 91% tổng số ca tử vong và 49% tổng thiệt hại của thế giới do thiên tai gây ra trong thế kỷ qua. Người nghèo sống ở các vùng đồng bằng thấp, trũng ở Bangladesh, Ấn Độ, Việt Nam và Trung Quốc cũng như các quốc đảo nhỏ ở Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương sẽ phải gánh chịu nguy cơ cao nhất. Trong năm 2011, các thảm họa thiên nhiên khiến khu vực châu Á – Thái Bình Dương thiệt hại 1 tỷ USD. Một báo cáo gần đây của Standard & Poor cho biết, biến đổi khí hậu cũng sẽ ảnh hưởng đến chỉ số tín nhiệm của các quốc gia như Cambodia, Việt Nam và Bangladesh. Hoạt động sản xuất ngô, lúa, mì đã giảm ở nhiều nơi ở châu Á trong vài thập niên qua do căng thẳng về nguồn nước – phát sinh chủ yếu vì nhiệt độ tăng cao và hiện tượng El Nino thường xuyên xảy ra khiến lượng mưa ngày càng giảm. 4 Theo nghiên cứu của Murdiyarso (2000) dự báo dựa trên kịch bản biển đổi khí hậu của IPCC đưa ra thì sản lượng gạo của châu Á có thể giảm tới 3,8% tới năm 2100 dưới tác động tổng hợp của việc gia tăng sử dụng phân bón CO 2, nắng nóng và thiếu nước. Gần 50% đa dạng sinh học của châu Á có thể bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu, theo nghiên cứu của Malcolm và nhóm nghiên cứu (2006) dự báo nếu lượng CO2 tăng gấp đôi sẽ dẫn tới sự tuyệt chủng của 133 đến 2835 loài thực vật trong vùng Indonexia-Mianma. Theo báo cáo của Ngân hàng Thế Giới, Việt Nam là một trong 5 nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình trên phạm vi cả nước ta đã tăng 0,5°C/năm. Riêng năm 2015, do tác động của hiện tương El-Nino, nền nhiệt độ tăng khoảng 0,5-1°C so với trung bình nhiều năm và có số ngày nắng nóng kéo dài hơn. Lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam lãnh thổ. Trên Biển Đông, bão và áp thấp nhiệt đới có xu hướng lùi dần về phía Nam lãnh thổ nước ta. Đặc biệt, tần suất hoạt động của bão mạnh, siêu bão ngày càng gia tăng với mức độ ảnh hưởng lớn, mùa mưa bão kết thúc muộn hơn so với trước đây. Hạn hán, nắng nóng có xu thế tăng lên và không đồng đều giữa các khu vực, nhất là ở Trung Bộ và Nam Bộ. Trong 10 năm 2001-2010, thiên tai đã làm 9500 người chết và mất tích, thiệt hại về kinh tế là 1,5% GDP/năm. Kịch bản BĐKH và nước biển dâng cho thấy, vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình của nước ta sẽ tăng 2-3°C, kéo theo đó mực nước biển có thể dâng lên khoảng 1m. Khi đó hậu quả là khu vực Đồng bằng sông Cửu Long sẽ ngập 39% diện tích, riêng TP Hồ Chí Minh ngập 20% diện tích; các tỉnh ven biển ở Đồng bằng sông Hồng ngập 10%; các tỉnh miền Trung là 3%. Đồng thời, sẽ có 10-12% dân số nước ta chịu tác động trực tiếp của BĐKH, tổn thất về kinh tế sẽ là 10% GDP/năm. 2.1.3. Kịch bản biến đổi khí hậu Ngày 27/9/2013, Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), đã công bố Báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5-WG1) về hiện trạng BĐKH toàn cầu theo góc nhìn vật lý cơ bản. Trong báo cáo AR5-WG1, để diễn tả các kịch bản phát triển kinh tế xã hội toàn cầu các tác giả sử dụng thuật ngữ RCPs (Representative Concentration Pathways) tạm dịch là “Các đường dẫn đến nồng độ đại diện”, tức 5 là các con đường phát triển kinh tế xã hội đưa đến việc trái đất tích tụ các nồng độ khí nhà kính khác nhau và nhận được lượng bức xạ nhiệt tương ứng. Có 4 RCPs được mô tả để dự đoán khí hậu trái đất trong tương lai đến năm 2100: RCP2.6 là nhóm kịch bản phát triển thuộc loại thấp, nhiệt lượng bức xạ mặt đất nhận ít hơn 3 watt cho một 1m 2(3w/ m2); RCP8.5 nhóm kịch bản thuộc loại cao mà bức xạ mặt đất nhận được sẽ lớn hơn 8,5 W/ m 2 và tiếp tục tăng sau thời kỳ dự đoán; RCP6.0 và RCP4.5, hai nhóm kịch bản ổn định trung gian trong đó cưỡng bức bức xạ được ổn định ở mức khoảng 6 W m 2 và 4,5 W/ m2. Nồng độ khí nhà kính quy đổi thành khí CO2 cho từng RCP là: 475 ppm cho RCP2.6; 630 ppm cho RCP4.5; 800 ppm cho RCP6.0 và 1313 ppm cho RCP8.5. Theo kết quả nghiên cứu của dự án “Dự tính khí hậu tương lai với độ phân giải cao cho Việt nam” được tài trợ bởi Cơ quan Phát triển Quốc tế Úc (AusAID) thực hiện năm 2013 theo hai kịch bản phát thải khí chủ yếu là RCP4.5 và RCP8.5 thì nhiệt độ các vùng khí hậu của Việt Nam sẽ tăng từ 0,8°C đến 3,4°C vào năm 2050 và tiếp tục tăng đến cuối thế kỷ 21. Hệ quả của sự nóng lên là gia tăng số ngày nắng nóng (trên 35°C) và các đợt nắng nóng (trên 5 ngày liên tục có nhiệt độ cực trị trên 35°C). Về lượng mưa thì lượng mưa trung bình năm dự tính trên 7 vùng khí hậu có sự biến đổi, dao động từ -16% đến +36% vào giữa thế kỷ (2050) và biến đổi mạnh hơn chút ít vào cuối thế kỷ 21. Hoạt động của bão trên Biển Đông có xu thế giảm nhưng cường độ có xu thế mạnh hơn. Mực nước biển sẽ tăng từ 100mm đến 400mm và năm 2050 trên toàn dải bờ biển Việt Nam, với mức tăng ít hơn ở vùng biển phía Bắc. Xu thế tăng của mực nước biển tiếp tục duy trì đến cuối thế kỷ 21 và sau đó nữa. Dự tính biến đổi khí hậu ở các vùng của Việt Nam theo kịch bản nồng độ không khí cao RCP8.5 được thể hiện rõ trong hình 2.1 sau: 6 Hình 2.1. Dự tính biến đổi khí hậu ở các vùng theo kịch bản nồng độ khí nhà kính cao (RCP8.5) (Nguồn: Dự tính khí hậu tương lai với độ phân giải cao cho Việt nam, 2013) Trong báo cáo đặc biệt của Việt Nam về quản lý rủi ro thiên tai và các hiện tượng cực đoan nhằm thúc đẩy thích ứng với biến đổi khí hậu (SREX) năm 2015 cũng đưa ra sự thay đổi về tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan theo kịch bản phát thải RCP8.5. Theo kịch bản cao RCP8.5, số ngày nắng nóng dự tính đến giữa thế kỷ 21 tăng phổ biển từ 20-30 ngày so với thời kỳ 19801999 ở khu vực Nam Bộ, Trung Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Nam Bộ, các khu vực khác có mức tăng thấp hơn. Đến cuối thế kỷ 21, số đợt nắng nóng (3 ngày liên tiếp xuất hiện nắng nóng) được dự tính gia tăng ở hầu hết khu vực của Việt 7