Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến nuôi trồng thủy sản huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó để phát triển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN **************** NGUYỄN MINH THẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NUÔI TRỒNG THỦY SẢN HUYỆN THÁI THỤY, TỈNH THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ ĐỂ PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN **************** NGUYỄN MINH THẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NUÔI TRỒNG THỦY SẢN HUYỆN THÁI THỤY, TỈNH THÁI BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ ĐỂ PHÁT TRIỂN Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Trần Văn Thụy Hà Nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp trong chương trình đào tạo Thạc sỹ Khoa học môi trường của học viên được hoàn thành là kết quả của quá trình học tập, rèn luyện và tích lũy kiến thức tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, cùng với sự hướng dẫn, dạy bảo tận tình của các thầy cô giáo khoa Môi trường và sự tham khảo ý kiến của các bạn đồng học. Đầu tiên, học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Trần Văn Thụy, người đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn khoa học để học viên có thể hoàn thành luận văn này. Qua đây, học viên cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo thuộc Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, những người đã cung cấp những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình đào tạo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho học viên hoàn thành khóa đào tạo. Trong đợt khảo sát thực địa tháng 6 năm 2012, học viên đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ Phòng Thống kê, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình. Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn đối với sự giúp đỡ quý báu đó. Cuối cùng, học viên cũng cảm ơn gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp những người đã ủng hộ học viên suốt quá trình học và hoàn thành luận văn. Học viên xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2013 Học viên Nguyễn Minh Thảo i MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 3 1.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH ................................ 3 1.1.1. Những khái quát chung về BĐKH............................................................... 3 1.1.1.1. Khái niệm về BĐKH (BĐKH) ............................................................... 3 1.1.1.2. Nguyên nhân của BĐKH ...................................................................... 3 1.1.1.3. Ảnh hưởng của BĐKH.......................................................................... 4 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH và nước biển dâng trên thế giới và ở Việt Nam ............................................................................................... 5 1.1.2.1. Tình hình nghiên trên thế giới............................................................... 5 1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ....................................................... 11 1.1.3. Vai trò của nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến môi trường ................. 15 1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến việc NTTS ở nước ta ..................... 16 1.2.1. Tình hình NTTS ở nước ta ........................................................................ 16 1.2.2. Các tác động của BĐKH với khai thác hải sản tại Việt Nam ..................... 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 23 2.1. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 23 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 23 2.2.1. Phương pháp hồi cứu, tổng hợp tài liệu ..................................................... 23 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa .................................................... 23 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 26 3.1.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình .................. 26 3.1.2. Đánh giá đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ........ 33 3.1.3. Đánh giá đặc điểm xã hội, dân cư huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ........ 35 3.1.4 Hiện trạng ngành thủy sản huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ..................... 36 3.2. Tác động của BĐKH đến huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình....................... 39 3.2.1. Một số biểu hiện của BĐKH đến huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình .......... 39 3.2.2. Kịch bản BĐKH ....................................................................................... 47 3.2.3. Tác động của BĐKH đến huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ...................... 50 3.3. Đánh giá khả năng ứng phó trước những ảnh hưởng của BĐKH .............. 54 ii 3.3.1. Đánh giá khả năng ứng phó dựa vào đặc điểm tự nhiên............................. 54 3.3.1.1. Hệ sinh thái RNM ............................................................................... 54 3.3.1.2. Địa hình, thành tạo địa chất ............................................................... 55 3.3.2. Đánh giá khả năng ứng phó dựa vào đặc điểm xã hội ................................ 57 3.3.2.1. Con người .......................................................................................... 57 3.3.2.2. Cơ sở hạ tầng ..................................................................................... 58 3.3.3. Đánh giá tính dễ tổn thương do BĐKH ở huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ........................................................................................................................... 59 3.4. Định hướng phát triển cho việc NTTS huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình.. 60 3.5. Đề xuất một số giải pháp hỗ trợ cho việc NTTS bền vững thích ứng BĐKH ............................................................................................................................... 65 3.5.1. Điều chỉnh và quy hoạch sử dụng đất phù hợp với từng đối tượng nuôi trồng ................................................................................................................... 65 3.5.2. Chuyển đổi mô hình NTTS ....................................................................... 65 3.5.3. Các giải pháp về kỹ thuật .......................................................................... 66 3.5.4. Các giải pháp chính sách ........................................................................... 67 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 71 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt trung bình thời kì 1880 – 2000 ............................ 8 Hình 1.2. Diễn biến nhiệt độ ở quy mô toàn cầu và khu vực ........................................ 8 Hình 1.3. Chuẩn sai lượng mưa năm trên lục địa toàn cầu 1900 – 2000 ....................... 9 Hình 1.4. Xu thế biến động mực nước biển trung bình toàn cầu từ số liệu vệ tinh ........ 9 Hình 1.5. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm (0C) trong 50 năm qua .......................... 12 Hình 1.6. Mức thay đổi lượng mưa năm (%) trong 50 năm qua.................................. 12 Hình 1.7. Bản đồ tần suất XTNĐ hoạt động (a); hình thành ở biển Đông (b) và ảnh hưởng đến đất liền Việt Nam (c) ................................................................................ 14 Hình 1.8. Diễn biến mực nước biển theo số liệu các trạm thực đo .............................. 14 Hình 1.9. Cơ cấu GDP 9 tháng đầu năm 2010 ............................................................ 17 Hình 1.10. Kim ngạch xuất khẩu thủy sản Việt Nam (tỷ USD) .................................. 17 Hình 1.11. Sản lượng thủy sản của cả nước và giá trị xuất khẩu của Việt Nam từ năm 1998 đến 10 tháng đầu năm 2010 ............................................................................... 17 Hình 1.12. Số lượng tàu cá giai đoạn 1990 - 2002 ...................................................... 18 Hình 1.13. Nhiệt độ trung bình tháng của một số tỉnh trong cả nước .......................... 19 Hình 1.14. Lượng mưa trung bình tháng của một số tỉnh trong cả nước ..................... 21 Hình 3.1 Vị trí vùng nghiên cứu................................................................................. 26 Hình 3.2. Bản đồ hiện trạng NTTS huyện Thái Thụy năm 2013 ................................. 37 Hình 3.3. Xu thế nhiệt độ trung bình năm tại Thái Thụy, Thái Bình qua các năm ...... 40 Hình 3.4. Xu thế nhiệt độ trung bình tháng tại Thái Thụy, Thái Bình qua các năm .... 41 Hình 3.5. Xu thế lượng mưa trung bình năm tại Thái Thụy, Thái Bình qua các năm .. 42 Hình 3.6. Xu thế lượng mưa trung bình tháng tại Thái Thụy, Thái Bình qua các năm 43 Hình 3.7. Đường đi của bão số 8 (Sơn Tinh) năm 2011.............................................. 45 Hình 3.8. Đường đi của bão số 2 năm 2013............................................................... 45 Hình 3.9. Diễn biến xâm nhập mặn bình quân tại cửa sông Thái Bình, Trà Lý (‰) ứng với 3 thời kỳ triều ...................................................................................................... 46 Hình 3.10. Hệ thống RNM huyện Thái Thụy ............................................................. 55 Hình 3.11. Nhận thức của người dân về BĐKH ......................................................... 57 Hình 3.12. Sự quan tâm của người dân về những biểu hiện và tác động của BĐKH... 57 Hình 3.13. Mức độ tin tưởng của người dân về cơ sở hạ tầng..................................... 58 Hình 3.14. Hệ thống đê ở huyện Thái Thụy ............................................................... 58 iv Hình 3.15. Bản đồ phân vùng mức độ ảnh hưởng đến NTTS huyện Thái Thụy (ở thời điểm hiện tại) ............................................................................................................. 62 Hình 3.16. Bản đồ phân vùng mức độ ảnh hưởng đến NTTS huyện Thái Thụy (theo kịch bản nước biển dâng 80cm) ................................................................................. 63 Hình 3.17. Bản đồ định hướng NTTS huyện Thái Thụy (theo kịch bản nước biển dâng 80cm) ........................................................................................................................ 64 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Mức tăng nhiệt độ và mức thay đổi lượng mưa trong 50 năm qua ở các vùng khí hậu của Việt Nam ................................................................................................ 13 Bảng 3.1. So sánh một số chỉ tiêu kinh tể của huyện Thái Thụy với tỉnh Thái Bình năm 2005........................................................................................................................... 33 Bảng 3.2. Diện tích, dân số và mật độ dân số huyện Thái Thụy năm 2010 ................. 36 Bảng 3.3. Dân số phân theo giới tính và thành thị - nông thôn huyện Thái Thụy năm 2010........................................................................................................................... 36 Bảng 3.4. Diện tích, sản lượng NTTS huyện Thái Thụy............................................. 38 Bảng 3.5. Độ mặn lớn nhất bình quân mặt cắt (‰) dọc sông với 3 thời kỳ triều ......... 46 Bảng 3.6. Biến động thời kỳ nóng do BĐKH theo các kịch bản ................................. 48 Bảng 3.7. Biến đổi lượng mưa theo các kịch bản BĐKH (mm) .................................. 48 Bảng 3.8. Diện tích đất đai bị ngập do nước biển dâng của huyện Thái Thụy............. 49 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐKH: BĐKH UBND: Uỷ ban nhân dân HST: Hệ sinh thái XTNT: Xoáy thuận nhiệt đới KT-XH: Kinh tế và xã hội IPCC: Ban Liên Chính phủ về BĐKH NTTS: NTTS RNM: Rừng ngập mặn vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của nghiên cứu Thái Bình là một trong 28 tỉnh thành của cả nước trực tiếp có biển, với những điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên khá phong phú, đa dạng. Thái Bình được đánh giá là một vùng lãnh thổ rất giàu tiềm năng về tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tài nguyên biển. Bên cạnh đó khu vực này rất nhạy cảm về mặt sinh thái và môi trường; chịu ảnh hưởng trực tiếp, hàng năm của nhiều dạng thiên tai như bão, lụt. Huyện Thái Thụy – một huyện ven biển tỉnh Thái Bình có chế độ khí hậu và các yếu tố tự nhiên khác thường mang tính đan xen giữa biển và lục địa, độ phì nhiêu của đất đai thường thấp, trên phần lớn diện tích chế độ thủy văn (nước mặt) thường bị mặn hoá theo mùa. Khả năng phát triển trồng cây lương thực và các hoa màu khác thường kém và cho năng suất rất thấp, một số diện tích được sử dụng làm muối chưa đem lại hiệu quả kinh tế cao. Chính vì vậy, với lợi thế vị trí ven biển của mình, huyện đã và đang tiến hành nhiều hình thức chuyển đổi (cấy lúa ruộng trũng, làm muối, ...) sang nuôi trồng thuỷ sản (nước mặn, nước lợ, nước ngọt) với hiệu quả cao hơn, đóng góp vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, vùng ven biển Việt Nam nói chung và huyện Thái Thụy nói riêng là một trong những nơi chịu tác động mạnh mẽ của BĐKH (BĐKH). Theo kết quả nghiên cứu “Kịch bản BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam” do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2011 cho thấy: trong khoảng 50 năm qua nhiệt độ năm trung bình cả nước tăng 0,5oC và lượng mưa có xu hướng giảm ở phía bắc và tăng ở phía nam. Từ năm 1993 đến 2010 xu hướng mực nước biển tăng trên toàn dải ven biển Việt Nam trung bình 2,9mm/năm. Nếu mực nước biển dâng 0,5m, trên 4% diện tích đồng bằng sông Hồng có nguy cơ bị ngập lụt và khoảng 3,4% số dân của khu vực này có nguy cơ bị ảnh hưởng trực tiếp. Do đó, huyện ven biển Thái Thụy, tỉnh Thái Bình được nhận định là vùng dễ bị tổn thương do BĐKH và dâng cao mực nước biển. Hơn nữa, các công trình nghiên cứu về tác động của BĐKH tới hệ thống tài nguyên - môi trường cũng như các đối tượng bị tổn thương, đặc biệt là ngành NTTS (NTTS) và khả năng ứng phó của hệ thống tự nhiên, xã hội ở huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình chưa toàn diện và chi tiết. Do đó, đề tài luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến NTTS huyện Thái Thụy - tỉnh Thái Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó để phát triển” được lựa chọn nghiên cứu. 1 Mục tiêu - Dự báo các ảnh hưởng của BĐKH đến NTTS huyện Thái Thụy - tỉnh Thái Bình. - Đề xuất các giải pháp phát triển bền vững cho việc NTTS trước những ảnh hưởng của BĐKH. Nhiệm vụ - Nghiên cứu các yếu tố gây tổn thương tại huyện Thái Thụy (các tai biến liên quan đến BĐKH: nước biển dâng, lũ lụt, xâm nhập mặn, hạn hán, bão và các yếu tố cường hóa tai biến) lên đối tượng NTTS và khả năng ứng phó của hệ thống tự nhiên xã hội trước các yếu tố gây tác động do BĐKH. - Đánh giá mức độ ảnh hưởng của BĐKH đến tài nguyên, môi trường và khả năng ứng phó của hệ thống tự nhiên xã hội trước các tác động của BĐKH. - Thành lập bản đồ: Bản đồ hiện trạng NTTS huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình năm 2013; Bản đồ mức độ ảnh hưởng của nước biển đến đối tượng NTTS (ở mực nước biển hiện tại và nước biển dâng 80cm); Bản đồ định hướng NTTS (khi nước biển dâng 80cm). - Đề xuất một số giải pháp sử dụng bền vững tài nguyên nhằm thích ứng với BĐKH. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu - Các xã ven biển huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình. - Đối tượng chính: hoạt động NTTS của các xã ven biển tỉnh Thái Bình trước những ảnh hưởng của BĐKH. 2 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) 1.1.1. Những khái quát chung về BĐKH 1.1.1.1. Khái niệm về BĐKH Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về BĐKH Theo báo cáo lần thứ 4 của tổ chức Liên chính phủ về BĐKH – IPCC đã định nghĩa như sau: “BĐKH là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống khí hậu, được nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và/hoặc sự biến động của các thuộc tính của nó; duy trì trong một thời kỳ dài, điển hình là hàng ngàn thập kỷ hoặc dài hơn” "BĐKH trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo". Theo công ước chung của LHQ BĐKH: “BĐKH là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế - xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người”. 1.1.1.2. Nguyên nhân của BĐKH Nguyên nhân tự nhiên: - Do sự tương tác và vận động giữa Trái đất và vũ trụ. - Những yếu tố không phải là khí hậu nhưng ảnh hưởng đến khí hậu: tác động của CO2, bức xạ mặt trời, động đất và núi lửa… Nguyên nhân nhân tạo: - Do con người sử dụng những nhiêu liệu hóa thạch, sử dụng các loại hóa chất trong trồng trọt, chăn nuôi, sinh hoạt… - Con người khai thác tài nguyên và đang dần làm chúng cạn kiệt như: tài nguyên nước, rừng, khoáng sản… 3 - Nguyên nhân chính làm biển đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Nhằm hạn chế sự BĐKH phải hạn chế và ổn định 6 loại khí nhà kính bao gồm: + CO2 (Carbon dioxide): phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu khí…) và là nguồn khí nhà kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển. CO2 cũng sinh ra từ các hoạt động công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép. + CH4 (Methane): sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than. + N2O (Nitrous oxide): phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp. + HFCs (Hydrofluorocarbons): được sử dụng thay cho các chất phá hủy ozôn (ODS) và HFC-23 là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất HCFC-22. + PFCs (Perfluorocarbons): sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm. + SF6 (Sulphur hexafluoride): sử dụng trong vật liệu cách nhiệt và trong quá trình sản xuất Magiê. 1.1.1.3. Ảnh hưởng của BĐKH BĐKH tác động lên tất cả các thành phần môi trường bao gồm cả các lĩnh vực của môi trường tự nhiên, môi trường xã hội và sức khoẻ con người trên phạm vi toàn cầu. Tuy nhiên, mức độ tác động của BĐKH có khác nhau: nghiêm trọng ở các vùng có vĩ độ cao và ít hơn tại các vùng khác, sẽ lớn hơn ở các nước nhiệt đới, nhất là các nước đang phát triển công nghiệp nhanh ở châu Á. Trong đó, những người nghèo, những người ít góp phần gây ra BĐKH nhất thì lại phải chịu những thiệt hại sớm nhất và nghiêm trọng nhất về phát triển con người do BĐKH gây ra (Hardy, 2003; Crutzen, 2005; Nguyễn Đức Ngữ, 2008). Theo dự đoán, nhiều thành phố của các quốc gia ven biển đang đứng trước nguy cơ bị nước biển nhấn chìm do mực nước biển dâng - hậu quả trực tiếp của sự tan băng ở Bắc và Nam Cực. Trong số 33 thành phố có quy mô dân số 8 triệu người vào năm 2015, ít nhất 21 thành phố có nguy cơ cao bị nước biển nhấn chìm toàn bộ hoặc một phần và khoảng 332 triệu người sống ở vùng ven biển và đất trũng sẽ bị mất nhà cửa và ngập lụt. 4 Nước biển dâng sẽ gây ra nguy cơ thu hẹp về lãnh thổ theo thứ tự là Trung Quốc, Ấn Độ, Bangladesh, Việt Nam, Indonesia, Nhật Bản, Ai Cập, Hoa Kỳ, Thái Lan và Philippine. Nước biển dâng lên còn kèm theo hiện tượng xâm nhập mặn vào sâu hơn trong nội địa và sự nhiễm mặn của nước ngầm, tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp và tài nguyên nước ngọt. Tài nguyên nước và sản xuất nông nghiệp cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Theo dự đoán, đến năm 2080, sẽ có thêm khoảng 1,8 tỷ người phải đối mặt với sự khan hiếm nước, khoảng 600 triệu người sẽ phải đối mặt với nạn suy dinh dưỡng do nguy cơ năng suất trong sản xuất nông nghiệp giảm (Fischer at al., 2002; Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam, 2009, WB, 2010). Bên cạnh đó còn có khuynh hướng làm giảm chất lượng nước, sản lượng sinh học và số lượng các loài động, thực vật trong các hệ sinh thái nước ngọt, làm gia tăng bệnh tật, nhất là các bệnh mùa hè (IPCC 1998). Trong thời gian 20-25 năm trở lại đây, có thêm khoảng 30 bệnh mới xuất hiện. Tỷ lệ bệnh nhân, tỷ lệ tử vong của nhiều bệnh truyền nhiễm gia tăng, trong đó sẽ có thêm khoảng 400 triệu người phải đối mặt với nguy cơ bị bệnh sốt rét (Al Gore, 2006; UNDP, 2006, 2007; Trương Quang Học và Trần Hồng Thái, 2008). Số lượng và tổn thất do thiên tai gây ra tăng liên tục trong những thập kỷ vừa qua. Riêng cơn bão Mitch (1999) đã làm chết 11.000 người ở Trung Mỹ; cơn bão Katrina (2005) đã làm chết hơn 1.800 người ở hai bang ven biển phía Nam của Hoa Kỳ và gây tổn thất lên tới 300 tỷ USD. Theo Nicolas Stern (2007) – nguyên chuyên gia kinh tế hàng đầu của Ngân hàng Thế giới, thì trong vòng 10 năm tới, chi phí thiệt hại do BĐKH gây ra cho toàn thế giới ước tính khoảng 7.000 tỷ USD; nếu chúng ta không làm gì để ứng phó thì thiệt hại mỗi năm sẽ chiếm khoảng 5-20% GDP, còn nếu chúng ta có những ứng phó tích cực để ổn định khí nhà kính ở mức 550 ppm tới năm 2030 thì chi phí chỉ còn khoảng 1% GDP. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH và nước biển dâng trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.2.1. Tình hình nghiên trên thế giới Vào cuối thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã bắt đầu nhận thấy mầm mống của BĐKH, tuy nhiên tại thời điểm đó người ta chưa nhận thức được hậu quả của nó ngày nay. 5 Năm 1896, nhà hóa học người Thụy Điển, Svante Arrherius đưa ra kết luận rằng việc đốt than trong công nghiệp sẽ đẩy mạnh hiệu ứng nhà kính. Kết luận của ông về mức độ ảnh hưởng của khí nhà kính nhân tạo gần như trùng khớp với mô hình khí hậu ngày nay, nghĩa là nếu lượng khí nhà kính tăng gấp đôi thì nhiệt độ trung bình của toàn cầu sẽ tăng vài độ C. Năm 1938, sử dụng số liệu của 147 trạm khí tượng trên thế giới, kỹ sư người Anh, Guy Callendar chỉ ra nhiệt độ đã tăng lên trong suốt thế kỷ qua. Ông cũng chỉ ra rằng nồng độ CO2 cũng tăng lên trong khoảng thời gian đó và đây có thể chính là nguyên nhân của sự ấm lên. Nhưng “hiệu ứng Callendar” đã bị đông đảo các nhà khí tượng học thời đó không công nhận. Từ năm 1955 đến trước 1975, các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu tỉ mỉ hơn về CO2, mức độ tập trung CO2 và các bằng chứng về mức độ hấp thụ tia hồng ngoại của CO2 và một số khí nhà kính khác. Đến năm 1975, khái niệm “nóng lên toàn cầu” lần đầu tiên được công chúng biết tới khi nhà khoa học Mỹ, Wallace Broecker sử dụng thuật ngữ này làm tiêu đề cho một bài báo khoa học của mình. Năm 1987, Nghị định thư Montreal được thỏa thuận, quy định giới hạn của các hóa chất gây hại đến tầng ozone. Mặc dù không đề cập tới vấn đề BĐKH, song nghị định thư Montreal vẫn có tầm ảnh hưởng lớn hơn nghị định thư Kyoto về cắt giảm khí nhà kính. Đại hội đồng Liên hợp Quốc lần đầu tiên đặt sự quan tâm vào vấn đề BĐKH do con người gây ra vào năm 1988 khi có các bằng chứng khoa học về một mùa hè nóng bất thường ở Hoa Kỳ cũng như nhận thấy sự gia tăng nhận thức của con người về các vấn đề môi trường toàn cầu và kỳ vọng về sự tham gia của cộng đồng quốc tế trong việc giải quyết các vấn đề môi trường toàn cầu, đặc biệt là sau các vòng đàm phán thành công về Nghị định thư Montreal (năm 1987) về các chất làm suy giảm tầng ôzôn. Cũng trong năm 1988, WMO và UNEP cùng thành lập Ủy ban liên chính phủ về BĐKH gọi tắt là IPCC với nhiệm vụ đánh giá các thông tin khoa học về BĐKH, bao gồm các tác động tiềm tàng của BĐKH đối với con người, cũng như các biện pháp giảm thiểu và thích ứng với BĐKH. Năm 1990, IPCC đã công bố báo cáo đánh giá đầu tiên về thực trạng BĐKH toàn cầu. Cũng trong năm 1990, Đại hội đồng Liên Hiệp Quốc chính thức phát động các cuộc 6 đàm phán về Công ước khung về BĐKH. Việc quyết định phải giải quyết vấn đề BĐKH thông qua một hiệp ước toàn cầu dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc đã phản ánh quan điểm cho rằng vấn đề BĐKH toàn cầu - do tất cả các quốc gia trên thế giới cùng gây ra và cùng chịu ảnh hưởng - đòi hỏi phải có hành động trên qui mô toàn cầu. Tại hội nghị thượng đỉnh thế giới về môi trường và phát triển tại Rio de Janeiro năm 1992, chính phủ các nước đã ký kết Công ước khung của Liên hợp quốc về BĐKH (UNFCCC). Mục đích quan trọng của công ước này là ổn định nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ở mức độ có thể ngăn chặn được sự can thiệp nguy hiểm của con người đối với hệ thống khí hậu. Các nước phát triển đồng ý giảm lượng phát thải khí nhà kính của nước họ xuống mức năm 1990. Năm 1995, báo cáo đánh giá thứ hai của IPCC kết luận rằng sự cân bằng của các bằng chứng có thể thấy rõ các tác động không nhỏ của loài người đến hệ thống khí hậu. Đây được xem là lời khẳng định đầu tiên về trách nhiệm của con người đối với sự BĐKH. Cùng với đó, năm 1997 nghị định thư Kyoto được thông qua, (sau đó đến năm 2005 nghị định này có hiệu lực) và các nước phát triển cam kết giảm 5% lượng phát thải trong khoảng thời gian từ 2008 – 2012. Năm 2001, IPCC công bố báo cáo lần thứ ba cho thấy các bằng chứng mới và mạnh mẽ hơn về cấc khí nhà kính do con người thải ra là nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng nóng lên diễn ra trong suốt nửa sau của thế kỷ 20. Đến nay, IPCC đã xuất bản báo cáo lần thứ 4 vào năm 2007 đây là một trong các tài liệu quan trọng nhất về BĐKH. Theo IPCC (2007), trong thời kì hiện đại, nguyên nhân cơ bản của BĐKH (BĐKH) hiện đại là sự gia tăng quá mức lượng phát thải khí nhà kính (KNK) dẫn đến sự gia tăng nồng độ KNK trong khí quyển, đặc biệt là các KNK trường thọ: CO2, CH4, N2O. Những quan trắc trong khoảng 150 năm gần đây cho thấy BĐKH diễn ra khá nhanh chóng đặc biệt trong thế kỉ 20 đến nay. Sự nóng lên toàn cầu là điều chắc chắn và rất rõ ràng. Hàm lượng khí CO2, loại khí nhà kính quan trọng nhất trong bầu khí quyển toàn cầu, dao động ở mức 200-300 ppm trong suốt 800.000 năm qua, nhưng đã tăng lên ở mức khoảng 387 ppm trong 150 năm qua, chủ yếu là do đốt nhiên liệu hóa thạch và một nguyên nhân nhỏ hơn là từ hoạt động sản xuất nông nghiệp và thay đổi việc sử dụng đất. Với những biểu hiện của sự tăng nhiệt độ không khí và đại dương, sự tan băng diện rộng và qua đó là mức tăng mực nước biển trung bình toàn cầu. 7 Về nhiệt độ: Trong thế kỷ 20, trên khắp các châu lục và đại dương nhiệt độ có xu thế tăng lên rõ rệt, độ lệch tiêu chuẩn của nhiệt độ trung bình toàn cầu là 0,240C tốc độ tăng của nhiệt độ cả thế kỷ là 0,750C nhanh hơn bất kỳ thế kỷ nào trong lịch sử, kể từ thế kỷ 11 đến nay. Tuy nhiên, trong 5 thập kỷ gần đây 1956 -2005, nhiệt độ tăng 0,640C±0,130C, gấp đôi thế kỷ 20. Rõ ràng là xu thế biến đổi nhiệt độ ngày càng nhanh hơn trong những năm gần đây. Hình 1.1. Chuẩn sai nhiệt độ bề mặt trung bình thời kì 1880 – 2000 Nguồn :http://www.ipcc.ch/graphics/ar4-wg1/jpg/faq-3-1-fig-1.jpg Các quan trắc cho thấy rằng nhiệt độ tăng trên toàn cầu và tăng nhiều hơn ở các vĩ độ cực Bắc. Trong 100 năm qua (1906 – 2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74OC, tốc độ tăng của nhiệt độ trong 50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó [4]. Hình 1.2. Diễn biến nhiệt độ ở quy mô toàn cầu và khu vực (Nguồn: IPPC AR4 WG-I Report, 2007) Giai đoạn 1995–2006 có 11 năm (trừ 1996) được xếp vào danh sách 12 năm nhiệt độ bề mặt trung bình trái đất hàng năm cao nhất trong lịch sử quan trắc nhiệt độ kể từ 1850, trong đó nóng nhất là năm 1998 và năm 2005. Riêng 5 năm 2001–2005 có 8 nhiệt độ trung bình cao hơn 0,440C so với chuẩn trung bình của thời kỳ 1961–1990. Trong khi đó nhiệt độ của Bắc cực gấp đôi mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu, đây chính là kết quả của cơ chế phản xạ [4]. Theo báo cáo gần đây của WMO, 2010 là năm nóng nhất trong lịch sử, với mức độ tương tự như các năm 1998 và 2005. Ngoài ra, trong mười năm qua tính từ năm 2001, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã cao hơn nửa độ so với giai đoạn 1961-1990, mức cao nhất từng được ghi nhận đối với bất kì một giai đoạn 10 năm nào kể từ khi bắt đầu quan trắc khí hậu bằng thiết bị đo đạc (Michel Jarraud, 2011). Theo số liệu của NOAA (Hoa Kỳ), tháng 6 năm 2010 được ghi nhận là tháng nóng nhất trên toàn thế giới kể từ những năm 1880, khi các quan trắc khí tượng được thực hiện một cách tương đối hệ thống. Về lượng mưa: Trong thời kỳ 1901–2005, xu thế biến đổi của lượng mưa rất khác nhau giữa các khu vực và giữa các tiểu khu vực trên từng khu vực và giữa các thời đoạn khác nhau trên từng tiểu khu vực [4]. Hình 1.3. Chuẩn sai lượng mưa năm trên lục địa toàn cầu 1900 – 2000 Nguồn : http://www.ipcc.ch/graphics/ar4-wg1/jpg/fig-3-12.jpg Hình 1.4. Xu thế biến động mực nước biển trung bình toàn cầu từ số liệu vệ tinh Theo IPCC 2007, ở Bắc Mỹ, mưa tăng lên ở nhiều nơi, nhất là ở Bắc Canađanhưng lại giảm đi ở Tây Nam nước Mỹ, Đông Bắc Mexico vàbán đảo Bafa với tốc độ giảm chừng 2% mỗi thập kỷ, gây ra hạnhán trong nhiều năm gần đây.Ở Nam 9 Mỹ, mưa lại tăng lên trên lưu vực Amazon và vùng bờ biển Đông Nam nhưng lại giảm đi ở Chile và vùng bờ biển phía Tây. Ở Châu Phi, lượng mưa giảm ở Nam Phi, đặc biệt là ở Sahentrong thời đoạn 1960 – 1980. Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901–2005. Trên phạm vi toàn cầu lượng mưa tăng lên ở các đới phía Bắc vĩ độ 30 OB thời kỳ 1901–2005 và giảm đi ở các vĩ độ nhiệt đới, kể từ giữa những năm 1970. Ở khu vực nhiệt đới, mưa giảm đi ở Nam Á và Tây Phi với trị số xu thế là 7,5% cho cả thời kỳ 1901–2005. Ở đới vĩ độ trung bình và vĩ độ cao, lượng mưa tăng lên rõ rệt ở miền Trung, Bắc Mỹ, Đông Bắc Mỹ, Bắc Âu, Bắc Á và Trung Á. Tần số mưa lớn tăng lên trên nhiều khu vực, kể cả những nơi lượng mưa có xu thế giảm đi (IPCC, 2007). Trong thế kỷ 20 cùng với sự tăng lên của nhiệt độ mặt đất có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình hàng năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1– 3,3% mỗi thập kỷ [4]. Các nghiên cứu từ số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy, mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961 - 2003 đã dâng với tốc độ 1,8  0,5 mm/năm, trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42  0,12 mm/năm và tan băng khoảng 0,70  0,50 (IPCC, 2007). Nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng tốc độ mực nước biển trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm (Chuch và White, 2009). Mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương thế giới: một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài lần tốc độ dâng trung bình toàn cầu trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có thể hạ thấp. Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện hầu hết tại các trạm quan trắc trên toàn cầu, mặc dù, vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska và Đông Bắc Canada, vùng biển Scandinavia. Theo một số báo cáo của các nhà khoa học, trong thập kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh nhất ở vùng phía Tây Thái Bình Dương và phía Đông Ấn Độ Dương. Về hạn hán và dòng chảy: Dòng chảy của hầu hết sông trên thế giới đều có những biến đổi sâu sắc từ thập kỷ này sang thập kỷ khác và giữa các năm trong từng thập kỷ, chủ yếu là sự sa sút dòng chảy. Kịch bản BĐKH trên thế giới : Từ sau năm 1990 đã có hàng trăm kịch bản về giảm phát thải nhà kính bao quát toàn cầu trong suốt thế kỷ 21. 10 Trong số các công trình đã công bố đáng kể nhất là công trình về các kịch bản phát thải khí nhà kính năm 2000 của IPCC trong đó đưa ra 40 kịch bản, phản ánh khá đa dạng khả năng phát thải khí nhà kính trong thế kỷ 21. Các kịch bản phát thải này được tổ hợp thành 4 kịch bản gốc là A1, A2, B1 và B2. 1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Từ cuối thế kỷ 20, BĐKH là mối quan tâm của nhiều nhà khoa học ở Việt Nam. Các công trình nghiên cứu về BĐKH chủ yếu tập trung về các vấn đề sau: những biểu hiện của BĐKH, những tác động của BĐKH đến xu hướng diễn biến thiên tai (bão, lũ lụt, hạn hán, nước biển dâng...) trên nhiều vùng/khu vực [1, 2, 9, 11, 13, 16, 17, 18, 26, 28, 36, 39, 40, 43] và trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam [4, 12, 18, 32]. Bên cạnh đó, tác động của BĐKH cũng được nghiên cứu trên nhiều đối tượng như: tài nguyên nước [14, 34], tài nguyên đất [33], đất ngập nước [8, 31], đa dạng sinh học [2, 15], thủy sản [5, 22, 24], nông nghiệp an ninh - lương thực [10, 29, 35, 37, 38, 41]... Một số công trình tiêu biểu có thể kể đến như sau: - Kịch bản BĐKH được xây dựng năm 1994 trong Báo cáo về BĐKH ở châu Á do Ngân hàng phát triển châu Á tài trợ; - Kịch bản BĐKH trong Thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH, (Viện Khoa học Khí tượng thủy văn môi trường, 2003); - Kịch bản BĐKH được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm MAGICC/SCEN GEN 4.1) và phương pháp chi tiết hóa (Downscaling) thống kê cho Việt Nam và các khu vực nhỏ hơn (Viện Khoa học Khí tượng thủy văn môi trường, 2006); - Kịch bản BĐKH được xây dựng cho dự thảo Thông báo lần hai của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (Viện Khoa học Khí tượng thủy văn môi trường, 2007); - Kịch bản BĐKH xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm MAGICC/SCEN GEN 5.3) và phương pháp chi tiết hóa thống kê (Viện Khoa học Khí tượng thủy văn môi trường, 2008); - Kịch bản BĐKH cho khu vực Việt Nam được xây dựng bằng phương pháp động lực (Viện Viện Khoa học Khí tượng thủy văn môi trường, SEA START, Trung tâm Hadley, 2008). 11