Tài liệu Luận văn Ứng dụng GIS và viễn thám xây dựng bản đồ biến động quỹ đất lúa do tác động của biến đổi khí hậu tại huyện Phú Vang; tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2000 - 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ PHẠM GIA TÙNG ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG QUỸ ĐẤT LÚA DO TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI HUYỆN PHÚ VANG, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ GIAI ĐOẠN 2000 - 2010 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI MÃ SỐ: 60.62.16 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.GVC HUỲNH VĂN CHƯƠNG Huế - 2011 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ ngành Quản lý đất đai và luận văn tốt nghiệp này; tôi xin trân trọng cảm ơn: Ban giám hiệu; Phòng Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Nông lâm Huế; Ban chủ nhiệm Khoa Tài nguyên Đất & MTNN; Bộ môn Công nghệ Quản lý đất đai đã giúp đỡ và tạo nhiều điều kiện cho tôi được tham gia Khóa học Cao học Quản lý đất đai K15. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.GVC Huỳnh Văn Chương; giáo viên hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ; chỉ bảo cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Trân trọng cảm ơn sự hợp tác; giúp đỡ và chia sẻ của các cán bộ Phòng Tài nguyên môi trường; Phòng Nông nghiệp phát triển Nông thôn huyện Phú Vang; Cán bộ và nhân dân các xã Phú An, Phú Mỹ và Thị trấn Thuận An trong thời gian thực địa tại địa phương. Xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình; đồng nghiệp; bạn bè và những người thân đã động viên; giúp đỡ tôi trong suốt thơi gian học tập và hoàn thành luận văn. Huế, Tháng 8 năm 2011 Phạm Gia Tùng ii Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi; chưa được sử dụng để bảo vệ bất kỳ một học vị nào. Các phần tài liệu tham khảo đều được cảm ơn và chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng. Người làm cam đoan Phạm Gia Tùng iii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU………………………………………………... 01 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU………………………… 06 1.1. Cơ sở khoa học…………..……………………………… 06 1.1.1. Biến đổi khí hậu ………………………………………… 06 1.1.1.1. Thời tiết - khí hậu……………………………………….. 06 1.1.1.2. Khái niệm biến đổi khí hậu …………………………….. 07 1.1.1.3. Thích ứng và giảm thiểu ảnh hưởng biến đổi khí hậu….. 07 1.1.1.4. Nguyên nhân của biến đổi khí hậu..................................... 08 1.1.1.5. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu........................................ 11 1.1.1.6. Các kịch bản biến đổi khí hậu............................................ 13 1.1.2. Đất lúa và vấn đề An ninh lương thực............................... 15 1.1.2.1. Khái niệm đất trồng lúa..................................................... 15 1.1.2.2. Tình hình sử dụng đất lúa.................................................. 15 1.1.2.3. Khái niệm an ninh lương thực........................................... 16 1.1.2.4. Vấn đề an ninh lương thực……………………………… 17 1.1.3. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và công nghệ viễn thám 18 (RS)................................................................................ 1.1.3.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)......................................... 1.1.3.2. Công nghệ viễn thám......................................................... 22 1.1.3.3. Một số ứng dụng GIS và công nghệ viễn thám tại Việt Nam.................................................................................... 24 1.1.3.4. Các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu......................... 29 1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài……………………………….. 32 1.2.1. Trên thế giới....................................................................... 32 18 iv 1.2.2. Tại Việt Nam……………………………………………. 33 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...... 37 2.1. Nội dung nghiên cứu.......................................................... 37 2.2. Phương pháp nghiên cứu………………………………... 2.2.1. Thu thập số liệu thống kê và thông tin thứ cấp.................. 37 2.2.2. Phỏng vấn hộ..................................................................... 2.2.3. Ứng dụng GIS và viễn thám ……………………………. 37 2.2.4. Phỏng vấn sâu cán bộ chuyên trách................................... 38 37 37 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............. 40 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng sử dụng quỹ đất lúa……………………………………………….. 40 3.1.1. Điều kiện tự nhiên của huyện Phú Vang........................... 3.1.1.1. Vị trí địa lý………………………………………………. 40 3.1.1.2. Địa hình………………………………………………….. 41 3.1.1.3. Các nguồn tài nguyên…………………………………… 3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội..................................................... 45 3.1.2.1. Điều kiện xã hội…………………………………………. 45 3.1.2.2. Điều kiện kinh tế………………………………………… 47 3.1.3. Hiện trạng sử dụng đất....................................................... 49 3.1.3.1. Hiện trạng sử dụng đất của huyện Phú Vang..................... 49 3.1.3.2. Hiện trạng sử dụng đất của vùng nghiên cứu.................... 3.1.4. Nhận xét chung………………………………………….. 53 3.2. Tình hình sử dụng đất lúa và sản xuất lúa tại vùng nghiên cứu……………………………………………….. 53 3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất lúa của vùng nghiên cứu............... 53 3.2.2. Xu hướng biến động của quỹ đất lúa................................. 54 40 42 52 v 3.2.3. Khái quát tình hình sản xuất lúa tại vùng nghiên cứu…. 56 3.2.4. Sản xuất lúa và an ninh lương thực tại chỗ……………… 58 3.2.5. Nhận xét chung………………………………………….. 58 3.3. Biến đổi khí hậu tại vùng nghiên cứu…………………… 59 3.3.1. Các đặc trưng khí hậu........................................................ 59 3.3.1.1. Lượng mưa......................................................................... 59 3.3.1.2. Nhiệt độ………………………………………………….. 61 3.3.1.3. Lũ lụt, bão, áp thấp nhiệt đới……………………………. 64 3.3.1.4. Hạn hán, sự dâng lên của mực nước biển và xâm nhập mặn………………………………………………………. 66 3.3.2. Thích nghi và ứng phó với Biến đổi khí hậu..................... 3.3.2.1. Hoạt động sản xuất nông nghiệp........................................ 68 3.3.2.2. Xây dựng............................................................................ 68 3.3.2.3. Công tác tuyên truyền và nhận thức của người dân về biến đổi khí hậu………………………………………….. 69 3.3.3. Nhận xét chung………………………………………….. 69 3.4. Bản đồ biến động đất lúa do tác động của biến đổi khí hậu 70 3.4.1. Giải đoán ảnh vệ tinh......................................................... 70 3.4.1.1. Mô tả dữ liệu…………………………………………….. 70 3.4.1.2. Chọn mẫu và giải đoán ảnh................................................ 71 3.4.2. Bản đồ đất lúa, bản đồ biến động đất lúa năm 2000 và năm 2010.................................................................................... 76 3.4.2.1. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất lúa năm 2000 và năm 2010................................................................................... 76 3.4.2.2. Bản đồ biến động đất lúa giai đoạn 2000 đến 2010........... 77 3.4.2.3. Xác định các diện tích đất lúa giảm do ảnh hưởng của BĐKH................................................................................ 79 67 vi 3.5. Dự báo quỹ đất lúa trong tương lai và đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng quỹ đất lúa……………. 81 3.5.1. Bản đồ mất đất lúa theo các kịch bản BĐKH trong tương lai............................................................................ 81 3.5.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quỹ đất lúa trong tương lai...... 81 3.5.1.2. Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu................................. 3.5.1.3. Xác định diện tích đất lúa bị ảnh hưởng do mực nước biển dâng............................................................................ 84 3.5.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng đất lúa, thích ứng với BĐKH......................................................... 87 3.5.2.1. Cơ sở các đề xuất............................................................... 87 3.5.2.2. Đề xuất các giải pháp........................................................ 87 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ......................................... 89 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………... 91 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Ý nghĩa ANLT An ninh lương thực BĐKH Biến đổi khí hậu CSDL Cơ sở dữ liệu FAO GIS GPS HTSDĐ IPCC Tổ chức lương nông (Food and Agriculture Organization) Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) Hiện trạng sử dụng đất Liên minh chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergorvemental Panel on Climate Change) LHQ Liên hiệp quốc NTTS Nuôi trồng thủy sản ODA RS TNMT UNDP UNFCCC USD Viên trợ phát triển chính thức (Official Development Assistance) Viễn thám (Remote Sensing) Tài nguyên môi trường Chương trình phát triển liên hiệp quốc (United Nations Development Programme) Hội nghị khung Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (United Nation Framework Convention on Climate Change) Đô la Mỹ viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Các loại đất của huyện Phú Vang. Bảng 3.2. Dân số, lao động các xã trong vùng nghiên cứu Bảng 3.3. Cơ cấu sử dụng đất của các xã trong vùng nghiên cứu Bảng 3.4. Hiện trạng sử dụng đất lúa các xã vùng nghiên cứu. Bảng 3.5. Biến động diện tích đất lúa. Bảng 3.6. Chu chuyển đất trồng lúa giai đoạn 2000 - 2010 Bảng 3.7. Diện tích, năng suất lúa tại các xã trong vùng nghiên cứu. Bảng 3.8. Tính toán khả năng đảm bảo an ninh lương thực. Bảng 3.9. Thông số dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat năm 2000 và năm 2010. Bảng 3.10. Mô tả các mục đích sử dụng đất chính. Bảng 3.11. Lựa chọn các mẫu để giải đoán ảnh. Bảng 3.12. So sánh kết quả giải đoán ảnh và kiểm kê năm 2000 và năm 2010. Bảng 3.13. Chu chuyển đất trồng lúa giai đoạn 2000 đến năm 2010. Bảng 3.14. Chu chuyển diện tích đất lúa từ năm 2000 - 2010 do BĐKH. Bảng 3.15. Tổng hợp độ cao của vùng nghiên cứu. ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ Biểu đồ 3.1. Cơ cấu lao động năm 2009. Biểu đồ 3.2. Cơ cấu kinh tế huyện Phú Vang năm 2009 . Biểu đồ 3.3. Cơ cấu sử dụng đất năm 2010 của huyện Phú Vang. Biểu đồ 3.4. Biến động diện tích trồng lúa toàn huyện giai đoạn 2006 - 2009. Biểu đồ 3.5. Biến động tổng lượng mưa giai đoạn 2001 – 2009. Biểu đồ 3.5. Trung bình lượng mưa theo tháng giai đoạn 2001 – 2009. Biểu đồ 3.6. Biến động lượng mưa theo vùng sinh thái và theo mùa. Biểu đồ 3.7. Trung bình nhiệt độ năm giai đoạn 2001 - 2009. Biểu đồ 3.8. Trung bình nhiệt độ tháng giai đoạn 2001 - 2009. Biểu đồ 3.9. Trung bình giờ nắng theo tháng giai đoạn 2001 - 2009. Biểu đồ 3.10. Biến động nhiệt độ theo vùng sinh thái và theo mùa. Biểu đồ 3.11. Tổng số lượng cơn bão theo vùng sinh thái và theo tháng. Biểu đồ 3.12. Xu hướng biến động của mực nước biển giai đoạn 1980 – 2007. Hình a: Sản lượng lúa của Việt Nam. Hình b: Sản lượng lúa của Philippin. Hình 1.1. Hiệu ứng nhà kính. Hình 1.2. Biến động nồng độ CO2 trong không khí. Hình 1.3. Bình quân lượng CO2/người tại một số quốc gia . Hình 1.4. Tác động của BĐKH và suy giảm tài nguyên, kinh tế. Hình 1.5. Số lượng các thiên tai giai đoạn 1900 – 2007. Hình 1.6. Kịch bản nước biển dâng khu vực Đông Nam Á. Hình 1.7. An ninh lương thực trên thế giới năm 1988. Hình 1.8. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý. Hình 1.9. Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý. x Hình 1.10. Giao diện modull file của Envi4.5. Hình 1.11. Giao diện làm việc của MapInfo 10.0. Hình 1.12. Giao diện làm việc của phần mềm Surfer 8.0. Hình 1.13. Bản đồ cảnh báo lũ lụt nguy hiểm. Hình 1.14. Bản đồ dự báo ảnh hưởng của mực nước biển dâng. Hình 1.15. Bản đồ dự báo mức ngập lụt tại Nam Bộ. Hình 1.16. Bản đồ dự báo thời gian ngập lụt Nam Bộ. Hình 2.1. Sơ đồ sử dụng công nghệ GIS và viễn thám trong nghiên cứu. Hình 3.1. Sơ đồ vị trí của huyện Phú Vang và vùng nghiên cứu điểm. Hình 3.2. Hệ thống thủy văn của huyện Phú Vang. Hình 3.3. Ảnh vệ tinh Landsat ngày 28/4/2000. Hình 3.4. Ảnh vệ tinh Landsat ngày 23/03/2010. Hình 3.5. Chọn mẫu giải đoán ảnh Hình 3.6. Ảnh giải đoán năm 2000. Hình 3.7. Ảnh giải đoán năm 2010. Hình 3.8. Bản đồ đất lúa năm 2000. Hình 3.9. Bản đồ đất lúa năm 2010. Hình 3.10. Biến động đất lúa giai đoạn 2000 - 2010. Hình 3.11. Bản đồ mất đất lúa do Biến đổi khí hậu Hình 3.12. Mô hình khoảng cao đều 0,25 mét. Hình 3.13. Mô hình khoảng cao đều 0,25 mét. Hình 3.14. Bản đồ địa hình khoảng cao đều 0,25 mét. Hình 3.15. Bản đồ địa hình khoảng cao đều 0,3 mét. Hình 3.16. Bản đồ mất đất lúa do tác động của BĐKH đến năm 2050. Hình 3.17. Bản đồ mất đất lúa do tác động của BĐKH đến năm 2100. 1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu 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 trong một giai đoạn nhất định tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm. Trong đó, các biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu dẫn đến mực nước biển dâng cao do các hoạt động kinh tế - xã hội của con người. [1] Theo một số nhà khoa học, tốc độ biến đổi khí hậu trong thời gian tới là rất khó dự đoán, nó phụ thuộc vào lượng phát thải khí nhà kính, mức độ tăng dân số, cơ cấu kinh tế, các thỏa thuận quốc tế nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính có được thực hiện đầy đủ, nghiêm túc trên phạm vi toàn cầu hay không? Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến hầu hết các hoạt động của con người, ảnh hưởng đến công nghiệp, nông nghiệp, du lịch, dịch vụ, giao thông vận tải và các hoạt động khác. Trong đó, nông nghiệp là một trong những lĩnh vực chịu ảnh hưởng lớn nhất bởi biến đổi khí hậu, mà sản xuất lúa là lĩnh vực chịu mức độ ảnh hưởng rất lớn. Qua tác động đến nông nghiệp và an ninh lương thực, đến những năm 2080, biến đổi khí hậu có thể buộc 600 triệu người nữa phải đối mặt với tình trạng suy dinh dưỡng cấp. [29] Trong khi sản xuất lúa là hoạt động sinh kế của nhiều người tại các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển và kém phát triển. Sản xuất lúa gạo đóng góp từ 40% đến 70% nhu cầu lương thực, thực phẩm cho con người trên thế giới. Một thực tế không thể phủ nhận đó là sản lượng sản xuất lúa trên thế giới cũng như của Việt Nam vẫn đang trên đà phát triển (Hình a). Tuy nhiên, đó là sự phát triển dựa vào năng suất của các giống mới, nhưng yếu tố này rồi cũng sẽ đến một lúc “đến hạn”. Như vậy đến lúc đó sản lượng lúa sẽ như thế nào khi mà diện tích đất đai dành cho sản xuất lúa đang ngày càng thu hẹp bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó biến đổi khí hậu là một trong những nguyên nhân chính. Theo UNDP do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu trong 25 năm qua, nhân loại đã bị mất khoảng 10 đến 15 % tổng sản lượng. 2 Một nghiên cứu ở Philippin cho thấy, năm 1998, hiện tượng ENino là nguyên nhân chính (80%) dẫn đến hiện tượng mất mùa (Hình b). Hình a: Sản lượng lúa của Việt Nam Hình b: Sản lượng lúa của Philippin Việt Nam được xếp là một trong năm quốc gia chịu nhiều ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Theo tính toán, các nhà khoa học đã xây dựng được các kịch bản mất đất trong thời gian tới do nước biển xâm nhập tại Việt Nam. Ảnh hưởng rõ nét nhất của biến đổi khí hậu đến sản xuất lúa là hiện tượng hạn hán kéo dài và bất thường. Theo các cơ quan truyền thông hôm 15/07/2010, trong tháng qua, tình trạng hạn hán đã phá hủy gần 100 ngàn ha đồng ruộng tại các tỉnh miền trung Việt Nam, với tình hình rất nghiêm trọng tại khu vực từ Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, chạy dài xuống Quảng Nam, Quảng Ngãi. Tại Việt Nam, đã có các nghiên cứu về biến đổi khí hậu cũng như tác động của nó trên nhiều địa phương khác nhau. Tuy nhiên các nghiên cứu này thường tập trung ở quy mô cấp tỉnh, cấp vùng (liên tỉnh) mà chưa chú trọng đến các khu vực ở cấp vi mô, đồng thời chưa đưa ra được những cảnh báo cụ thể đến từng đơn vị hành chính cấp xã. Các nghiên cứu tập trung nhiều ở khu vực Nam Bộ và Đồng bằng Sông Hồng do đặc điểm đây là những khu vực có địa hình thấp, đồng thời là khu vực tập trung dân cư và các hoạt động kinh tế xã hội của cả nước. Ở khu vực Miền Trung, với đặc điểm địa lý trải dài trên, ven theo bờ biển nên sự ảnh hưởng của BĐKH là rất lớn. Tại một số địa phương đã có những nghiên cứu về 3 ảnh hưởng của BĐKH đến sản xuất nông nghiệp, các kinh nghiệm thích ứng với BĐKH của người dân... tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến quá trình mất đất lúa do tác động của BĐKH đối với cấp vi mô. Như vậy, rõ ràng vấn đề xem xét, đánh giá sự biến đổi của quỹ đất lúa hiện có là một yêu cầu cấp thiết, cung cấp cho nhà hoạch định chính sách, các nhà khoa học và bản thân người sử dụng đất xây dựng được phương án sử dụng đất hợp lý, đảm bảo an ninh lương thực, thích nghi với biến đổi khí hậu. Từ những vấn đề trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài : Ứng dụng GIS và viễn thám xây dựng bản đồ biến động quỹ đất lúa do tác động của biến đổi khí hậu tại huyện Phú Vang; tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2000 - 2010. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu tổng quát Đánh giá quá trình mất đất lúa và xây dựng bản đồ thay đổi diện tích đất trồng lúa tại các xã Phú An, Phú Mỹ và thị trấn Thuận An thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế do tác động của biến đổi khí hậu giai đoạn 2000 - 2010. Đề xuất các biện pháp sử dụng quỹ đất lúa hiện có có hiệu quả và các biện pháp nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến diện tích đất trồng lúa. Mục tiêu cụ thể - Xác định quỹ đất trồng lúa hiện có tại các xã Phú An, Phú Mỹ và thị trấn Thuận An thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế. - Thống kê và xác định ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến diện tích đất sản xuất lúa và quá trình sản xuất lúa tại địa bàn nghiên cứu. - Xây dựng bản đồ biến động quỹ đất trồng lúa do ảnh hưởng của các hiện tượng biến đổi khí hậu (hạn hán, ngập mặn) theo thời gian từ năm 2000 đến năm 2010. - Xây dựng bản đồ mất đất lúa do mực nước biển dâng theo các thông số của kịch bản biến đổi khí hậu do bộ Tài nguyên môi trường xây dựng đến năm 2050 và 2100 của các xã trong vùng nghiên cứu. 4 Câu hỏi nghiên cứu Đề tài thực hiện nhằm trả lời một số nội dung như sau: - Tình hình sản xuất lúa và vấn đề an ninh lương thực trong nước và tại vùng nghiên cứu là như thế nào? - Hiện trạng và xu hướng sử dụng quỹ đất trồng lúa của địa phương trong giai đoạn qua là như thế nào? - Diện tích đất lúa bị thay đổi mục đích sử dụng do ảnh hưởng của quá trình biến đổi khí hậu từ năm 2000 đến năm 2010 là bao nhiêu? Ở những khu vực nào? - Xác định diện tích đất sản xuất lúa bị ảnh hưởng khi nước biển dâng theo các kịch bản và thông số của Bộ TNMT? - Để sản xuất lúa có hiệu quả, đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra gay gắt thì cần phải sử dụng những biện pháp nào? Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học - Tìm hiểu về các khái niệm cơ bản về biến đổi khí hậu và vấn đề ứng phó, thích nghi với biến đổi khí hậu trong quá trình sản xuất nông nghiệp. - Tình hình sản xuất lúa và xu hướng biến động diện tích đất trồng lúa trong những năm qua, đặc biệt với ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. - Cung cấp phương pháp sử dụng công nghệ GIS và giải đoán ảnh viễn thám để xây dựng các loại bản đồ. - Xác định được mối tương quan giữa biến đổi khí hậu và sự biến động về diện tích đất trồng lúa. Ý nghĩa thực tiễn Xây dựng bản đồ mất đất lúa tại vùng nghiên cứu điểm thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế để cung cấp cho những người làm chính sách xây dựng vùng quy hoạch sản xuất lúa phù hợp với tình hình biến đổi khí hậu hiện nay. 5 Đề xuất các biện pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa nói riêng. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Quỹ đất sản xuất lúa của xã Phú An, Phú Mỹ và thị trấn Thuận An thuộc huyện Phú Vang và sự ảnh hưởng của quá trình biến đổi khí hậu đến diện tích đất trồng lúa. Các biện pháp nhằm giảm thiểu và thích ứng với biến đổi khí hậu trong quá trình sản xuất lúa. Phạm vi nghiên cứu - Về thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 6 năm 2011. Các số liệu được thu thập và đưa ra các nhận xét, đánh giá cho giai đoạn 2000 2010. - Về không gian: Quỹ đất lúa tại các xã vùng ven biển, đầm phá là thị trấn Thuận An, xã Phú An, xã Phú Mỹ của huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế. 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học 1.1.1. Biến đổi khí hậu 1.1.1.1. Thời tiết - khí hậu Thời tiết và khí hậu là hai khái niệm hoàn toàn độc lập với nhau nhưng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau nên một số người cho rằng thời tiết và khí hậu là những khái niệm cùng để chỉ chung một hiện tượng tự nhiên. Tuy nhiên, thực tế hai khái niệm này không phải là một mà nó có sự phân biệt với nhau bởi yếu tố thời gian và phạm vi không gian. Thời tiết được hiểu như là trạng thái của khí quyển ở tầng mặt đất và những tầng thấp hơn, sự thay đổi của các trạng thái này do các tác nhân lý học trong không gian gây ra sự thay đổi của thời tiết theo thời gian. Trong khi đó, khí hậu là tập hợp các đặc trưng khí quyển cho từng địa phương và phụ thuộc hoàn toàn vào hoàn cảnh địa lý của vùng đó bao gồm các yếu tố độ cao, địa hình, vị trí địa lý… và khí hậu có đặc tính ổn định cao. [10] Theo tổ chức Liên minh dự báo thời tiết quốc tế thì thời tiết là trạng thái nhất thời của khí quyển tại một địa điểm nhất định, được xác định bằng các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió, lượng mưa… Khí hậu là tình trạng trung bình nhiều năm của thời tiết (thường là 30 năm) tại một vùng nhất định. [14] Như vậy, mặc dù có những cách hiểu khác nhau về thời thiết và khí hậu, song các khái niệm đều chỉ chung được rằng: Thời tiết là tình trạng khí quyển nhất thời, không có tính ổn định theo thời gian, còn khí hậu là trạng thái trung bình nhiều năm của thời tiết và có đặc tính ổn định cao. Phạm vi của thời tiết được xem xét nhỏ hơn sơ với phạm vi của khí hậu. Sở dĩ cần phải làm rõ vấn đề này vì chúng ta cần phân biệt được các hiện tượng dị thường của thời tiết và biến đổi khí hậu của một vùng. Xét một cách đơn giản, nếu một vùng nào đó có một cơn bão lớn thì đó là hiện tượng dị thường của thời tiết, nhưng nếu tần suất xuất hiện cơn bão đó xuất hiện nhiều hơn mức bình thường thì đó là những biểu hiện của biến đổi khí hậu. 7 1.1.1.2. Khái niệm biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu hiện nay đã trở thành một vấn đề toàn cầu, không riêng gì của bất kỳ một quốc gia hay một thể chế xã hội nào, bởi vì ảnh hưởng của biến đổi khí hậu hết sức rộng lớn và tác động vào nhiều hoạt động kinh tế xã hội cũng như đe dọa đến sự tồn vong của nhân loại. Báo cáo về phát triển con người năm 2007/2008 của Liên hiệp quốc đã khẳng định: “Biến đổi khí hậu sẽ là một trong những yếu tố định hình triển vọng phát triển con người trong suốt thế kỷ 21”. Vậy biến đổi khí hậu là gì? Biến đổi khí hậu là chỉ những sự thay đổi tính chất, trạng thái của khí hậu bởi các hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của con người làm sự thay đổi khí quyển. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu là: - Sự nóng lên của trái đất và bầu khí quyển. - Mực nước biển dâng cao do hiện tượng băng tan. - Sự thay đổi về chất lượng và thành phần khí quyển có hại cho cuộc sống của con người và các sinh vật trên trái đất. - Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của trái đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người. - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, các địa quyển (UNFCCC,1992). 1.1.1.3. Thích ứng và giảm thiểu ảnh hưởng biến đổi khí hậu Trước hết, cần phải khẳng định rằng việc ứng phó với biến đổi khí hậu là một quá trình lâu dài và chúng ta rất khó để cải thiện tình hình hiện nay mà chúng ta chỉ có thể làm giảm cường độ và tốc độ của nó cũng như đưa ra các giải pháp để thích ứng với biến đổi khí hậu. 8 Thích ứng được hiểu như là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc con người đối với hoàn cảnh hoặc môi trường khí hậu thay đổi nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thương do dao động và biến đối khí hậu hiện hữu hoặc tiềm tàng và tận dụng các cơ hội thuận lợi do nó mang lại. Như vậy, thích ứng là quản lý những vấn đề không thể tránh được, hay một cách đơn giản là tìm các biện pháp để “sống chung’’. [14] Trong khi đó, giảm nhẹ không phải là làm giảm các ảnh hưởng của biến đổi khí hậu mà là giảm các nguồn gây nên biến đổi khí hậu, trong đó khí nhà kính là một ưu tiên hàng đầu. 1.1.1.4. Nguyên nhân của biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu là hệ quả của nhiều hoạt động kinh tế xã hội của con người cũng như quy luật hoạt động của các quyển trên trái đất, bao gồm khí quyển, thạch quyển, địa quyển và thủy quyển. Ảnh hưởng rõ nét của biến đổi khí hậu chính là sự dâng lên của mực nước biển và sự nóng lên toàn cầu hiện nay. Đây là một chuỗi các nguyên nhân và hệ quả, tuy nhiên sâu xa hơn chính là do hiện tượng khí nhà kính. Khí nhà kính hay hiệu ứng nhà kính là do cacbonic (CO2), metan (CH4), các hợp chất clorofluoroacbon (CIFC5) và oxit nitơ (N2O). Nồng độ của chúng trong khí quyển tăng nhanh nhất trong 50 năm trở lại đây do những hoạt động của con người và đặc biệt là do việc dùng các nhiên liệu mỏ và do đó hiệu ứng nhà kính tăng lên một cách đáng lo ngại. [26] Ngày nay, người ta hiểu khái niệm này một cách rộng hơn cho cả môi trường sinh vật đang sinh tồn là trái đất. Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất, mặt đất hấp thu làm nóng lên sau đó lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên (Al Gore, 2006). Trái đất luôn nhận được các bức xạ mặt trời chiếu xuống. Đây là yếu tố hàng đầu đảm bảo cho sự tồn tại sự sống của các sinh vật trên trái đất. Một phần năng lượng này sẽ được trái đất giữ lại (bị hấp thu), một phần lớn còn lại bị phản xạ ra không gian. Tuy nhiên, do hiệu ứng nhà kính, các chất khí tồn tại trong bầu khí quyển trái đất, tạo 9 thành một vành đai, được hiểu như là “một lớp chăn“ sẽ giữ lại nhiệt lượng này, từ đó làm cho trái đất nóng lên. Khi trái đất nóng lên; kéo theo đó sẽ là các hiện tượng như băng tan, làm thay đổi áp suất từ đó làm thay đổi khí quyển. Hình 1.1. Hiệu ứng nhà kính Nồng độ của CO2 trong không khí hiện nay đang ở mức cao, các nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ CO2 năm 2007 gấp đôi so với mức trung bình từ trước đến nay, trong khi đó dự báo đến năm 2100 sẽ tăng lên từ 2,5 đến 4 lần tùy thuộc vào mức độ phát thải ở các cấp khác nhau (World Bank, 2010). Hình 1.2. Biến động nồng độ CO2 trong không khí