Tài liệu ứng dụng viễn thám và gis trong nghiên cứu sự phát triển của ruộng bậc thang huyện sa pa trong bối cảnh biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------- LÊ TÚ ANH ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CỦA RUỘNG BẬC THANG TẠI HUYỆN SA PA, TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2013 AseanStem ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------- &---------- LÊ TÚ ANH ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CỦA RUỘNG BẬC THANG TẠI HUYỆN SA PA, TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Bản đồ, Viễn thám và GIS Mã số: 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ KIM CHI Hà Nội – 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc thực hiện tại Khoa Địa lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Vũ Kim chi, ngƣời thầy đã hƣớng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho tác giả trong suốt quá trình lựa chọn và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo tại Khoa Địa lý, trƣờng ĐHKHTN đã tận tâm giảng dạy, truyền thụ những kiến thức quý báu, nền tảng để tác giả thực hiện luận văn. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo và đồng nghiệp tại Ban quản lý các dự án, Cục Đo đạc và Bản đồ, Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả học tập và hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, Tác giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2013 Tác giả luận văn Lê Tú Anh AseanStem MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................4 CHƢƠNG 1 -CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU RUỘNG BẬC THANG..............................................................................................................9 1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu ruộng bậc thang ...................................9 1.1.1 Các công trình nghiên cứu ở ngoài nƣớc .........................................................9 1.1.2 Các công trình nghiên cứu trong nƣớc và khu vực nghiên cứu .....................11 1.2 Sự phát triển của ruộng bậc thang trong bối cảnh biến đổi khí hậu...............13 1.2.1 Một số biểu hiện chính của BĐKH tại tỉnh Lào Cai và Miền núi phía bắc ...13 1.2.2 Tác động của BĐKH tới ngành trồng trọt ở miền núi phía bắc .....................16 1.3 Ứng dụng Viễn thám trong nghiên cứu ruộng bậc thang ...............................18 1.3.1 Hệ thống viễn thám ........................................................................................18 1.3.2 Sai số của ảnh viễn thám và phƣơng pháp xử lý............................................22 1.3.3 Tƣ liệu viễn thám và GIS trong xác định biến đổi của ruộng bậc thang .......24 CHƢƠNG 2 -ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ VÀ HIỆN TRẠNG CANH TÁC RUỘNG BẬC THANG TẠI HUYỆN SAPA ...................................................................................25 2.1 Điều kiện tự nhiên ..........................................................................................25 2.1.1 Vị trí địa lý .....................................................................................................25 2.1.2 Địa chất - địa mạo - địa hình ..........................................................................26 2.1.3 Khí hậu - thuỷ văn ..........................................................................................27 2.1.4 Thổ nhƣỡng và thảm thực vật ........................................................................33 2.1.5 Biến đổi khí hậu tại Sa Pa ..............................................................................36 2.2 Điều kiện kinh tế xã hội .................................................................................38 2.2.1 Cơ sở hạ tầng ..................................................................................................38 2.2.2 Dân số - dân tộc .............................................................................................40 2.2.3 Lao động - việc làm .......................................................................................40 2.2.4 Hiện trạng canh tác ruộng bậc thang ..............................................................42 2.2.5 Phƣơng thức canh tác ruộng bậc thang ở Sa Pa .............................................44 2.3 Các nhân tố tác động tới sự phát triển của ruộng bậc thang ..........................47 2.3.1 Tác động của điều kiện tự nhiên, phƣơng thức canh tác ...............................47 2.3.2 Tác động của chính sách ................................................................................49 2.3.3 Tác động và hậu quả của biến đổi khí hậu .....................................................53 CHƢƠNG 3 -ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU RUỘNG BẬC THANG TẠI HUYỆN SAPA ................................54 3.1 Thành lập bản đồ hiện trạng ruộng bậc thang khu vực huyện Sa Pa .............54 3.1.1 Tƣ liệu sử dụng ..............................................................................................54 3.1.2 Quy trình thành lập ........................................................................................55 3.1.3 Xây dựng khóa giải đoán và kết quả đạt đƣợc ...............................................58 3.2 Phân tích sự biến đổi của ruộng bậc thang theo các giai đoạn .....................60 3.2.1 Sự biến đổi của ruộng bậc thang ....................................................................60 3.2.2 Nguyên nhân biến đổi ....................................................................................61 3.2.3 Tác động của biến đổi khí hậu tới ruộng bậc thang .......................................64 3.3 Định hƣớng khai thác, sử dụng hợp lý và bảo tồn ruộng bậc thang ..............65 1 3.3.1 Chính sách, chiến lƣợc lồng ghép ..................................................................66 3.3.2 Những sáng kiến nhằm ứng phó với BĐKH của ngƣời dân ..........................66 KẾT LUẬN ...............................................................................................................68 KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................... Error! Bookmark not defined. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Xu hƣớng tăng nhiệt độ tại Lào Cai ..........................................................15 Hình 1.2: Phối lƣợng mƣa trung bình tháng tại trạm Phố Ràng từ 1980-2010.........15 Hình 1.3: Diện tích đất nông nghiệp bị mất do hạn hán ở vùng núi phía Bắc từ năm 1980 đến 1998 ...........................................................................................................16 Hình 1.4: Hệ thống thu nhận thông tin viễn thám .....................................................19 Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống thu nhận ảnh dạng “khung” .............................................21 Hình 1.6. Méo hình do các nguyên tố định hƣớng ngoài ..........................................23 Hình 2.1: Bản đồ vị trí huyện Sapa ...........................................................................25 Hình 2.2: Địa mạo, địa hình huyện Sa Pa .................................................................26 Hình 2.3: Nhiệt độ trung bình tháng tại Sa Pa giai đoạn 1980-2011 ........................28 Hình 2.4: Xu hƣớng nhiệt độ trung bình hàng năm ở Sa Pa .....................................29 Hình 2.5: Lƣợng mƣa trung bình tháng tại Sapa giai đoạn 1980-2011 ....................30 Hình 2.6: Xu hƣớng lƣợng mƣa hàng năm ở Sa Pa ..................................................30 Hình 2.7: Hệ thống sông suối ở huyện Sa Pa ............................................................33 Hình 2.8: Các nhóm đất chính tại huyện Sa Pa .........................................................34 Hình 2.9: Diện tích đất lâm nghiệp từ năm 2000 – 2010 ..........................................35 Hình 2.10: Phân bố dân số, dân tộc tại huyện Sa Pa .................................................40 Hình 2.11: Cơ cấu lao động năm 2011 .....................................................................41 Hình 2.12: Tỷ lệ hộ nghèo tại Huyện Sa Pa ..............................................................42 Hình 2.13: Sản lƣợng lúa nƣớc cả năm .....................................................................42 Hình 2.14: Diện tích lúa nƣớc từ năm 1990 - 2013 ..................................................43 Hình 3.1: Ảnh Landsat năm 1993, 1999 khu vực huyện Sapa .................................54 Hình 3.2: Ảnh Landsat năm 2007, 2013 khu vực huyện Sapa.................................54 Hình 3.3: Quy trình nắn ảnh ......................................................................................55 Hình 3.4: Các thông số trích điểm ............................................................................56 Hình 3.5: Ảnh kết quả sau khi nắn chỉnh ..................................................................57 Hình 3.6: Ảnh sau khi nắn chỉnh ...............................................................................58 Hình 3.7: Kết quả giải đoán ảnh................................................................................60 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Hiện tƣợng thời tiết bất thƣờng tại Sa Pa .................................................36 Bảng 2.2: Cơ cấu kinh tế huyện Sa Pa giai đoạn 1995 – 2010 (%) ..........................41 Bảng 2.3: Tác động của điều kiện tự nhiên và phƣơng thức canh tác đến RBT .......47 Bảng 2.4: Chính sách nông nghiệp và các tác động đến ruộng bậc thang ................51 Bảng 2.5: Hậu quả do hiện tƣợng thời tiết bất thƣờng gây ra ...................................53 Bảng 3.1: Diện tích RBT theo thống kê và giải đoán ảnh (ha) .................................61 2 AseanStem DANH MỤC HỘP Hộp 1.1: Nhận định chung về tình hình BĐKH ở các tỉnh MNPB...........................14 Hộp 2.1: Ruộng bậc thang làm giảm tỷ lệ nghèo, chấm dứt cảnh di cƣ tự do và bảo vệ rừng.......................................................................................................................44 Hộp 2.2: Kinh nghiệm trồng lúa nƣớc trên ruộng bậc thang ....................................46 Hộp 3.1: Chuyển đổi từ trồng lúa, cây ngắn ngày khác sang sản xuất rau ...............64 TỪ VIẾT TẮT RBT Ruộng bậc thang BĐKH Biến đổi khí hậu MNPB Miền núi phía bắc GIS Hệ thống thông tin địa lý 3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ở Việt Nam, cƣ dân, dân tộc sinh sống tại các vùng cao đã hình thành phƣơng thức canh tác ruộng bậc thang. Đây là những tri thức có từ lâu đời của dân cƣ bản địa sinh sống dựa trên địa hình đồi núi dốc để tạo ra các thửa ruộng dƣới dạng phân cấp bậc thang. Phƣơng thức này vừa đảm bảo đƣợc đời sống vừa bảo vệ môi trƣờng. Ruộng bậc thang ở Sa Pa không chỉ là thành tựu về kinh tế mà còn là thành tựu cả về mặt văn hóa và tri thức dân gian. Ngƣời Mông, ngƣời Dao, ngƣời Giáy đã phát huy tính sáng tạo của mình trong việc canh tác trên đất dốc, họ đã trồng đƣợc lúa nƣớc ở vùng cao. Năng suất trồng lúa nƣớc trên các ruộng bậc thang cao gấp 4 lần so với năng suất trồng lúa nƣơng trên đất dốc. Từ khi phát triển ruộng bậc thang ở đây, việc du canh, du cƣ đốt nƣơng làm rẫy đã bị xóa bỏ từ năm 1998. Ngƣời dân tộc vùng cao nơi đây đã định canh, định cƣ và đến nay không những đủ thóc gạo để ăn mà còn có thể đem bán. Tỷ lệ nghèo đói cũng nhờ đó mà đƣợc giảm mạnh. Ruộng bậc thang còn có vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trƣờng và phát triển rừng. Phƣơng thức canh tác ruộng bậc thang có tác dụng làm giảm độ chua của đất feralit do thƣờng xuyên đƣợc thay nƣớc mới và cung cấp các khoáng chất qua phân bón. Mặt khác, muốn phát triển ruộng bậc thang phải đồng thời phát triển thảm rừng đầu nguồn để điều tiết dòng chảy mặt, chống xói mòn và khô hạn. Do vậy, ruộng bậc thang có tác dụng giữ nƣớc, giảm xói mòn đất, cải thiện độ phì và khi lúa lên xanh sẽ tạo thành thảm phủ thực vật để giữ ẩm và khoáng chất. Hơn nữa, ruộng bậc thang Sa Pa đang tạo nên một sản phẩm du lịch độc đáo cho Việt Nam. Mạng thông tin điện tử du lịch quốc tế Touropia đã xếp hạng ruộng bậc thang Sa Pa, Việt Nam nằm trong top 11 ruộng bậc thang đẹp nhất thế giới vào cuối tháng 12/2013. Ngày 02/11/2013, tại lễ kỷ niệm 110 năm du lịch Sa Pa, Tổ chức Kỷ lục Việt Nam (VietKings) đã trao chứng nhận kỷ lục Việt Nam cho hai danh thắng của huyện Sa Pa là đèo Ô Quy Hồ và ruộng bậc thang ở thôn Vù Lùng Sung. Ruộng bậc thang ở thôn Vù Lùng Sung, xã Trung Trải, huyện Sa Pa có 121 bậc với trên 100 năm tuổi đƣợc công nhận là ruộng bậc thang có nhiều bậc nhất và đẹp nhất ở Sa Pa. Trƣớc đó, năm 2009, tạp chí du lịch Travel and Leisure (Mỹ) 4 AseanStem cũng bình chọn ruộng bậc thang Sa Pa là một trong 7 ruộng bậc thang kỳ vĩ nhất châu Á và thế giới. Những năm gần đây, các tác động nặng nề của biến đổi khí hậu đã ảnh hƣởng mạnh tới sản xuất nông nghiệp trên toàn thế giới, trong đó có Việt Nam. Các hiện tƣợng thời tiết bất thƣờng và cực đoan đã đƣợc ghi nhận tại Sa Pa và gây nên những thiệt hại trực tiếp tới nông nghiệp và ngƣời nghèo tại đây. Biến đổi khí hậu với tần suất xuất hiện ngày càng nhiều sẽ tiếp tục gây thiệt hại nặng nề và trực tiếp đến nguồn nƣớc, gây nên lũ quét và sạt lở đất tại các ruộng bậc thang. Vì vậy, cần thiết phải có những biện pháp, những nghiên cứu nhằm bảo vệ và phát triển ruộng bậc thang khu vực này. Công nghệ viễn thám và GIS đã đƣợc các nƣớc trên thế giới áp dụng triệt để trong ứng phó với biến đổi khí hậu, giám sát tài nguyên và biến đổi sử dụng đất . Với những ƣu điểm của công nghệ này nhƣ sử dụng ảnh viễn thám chứa đựng hàm lƣợng thông tin lớn, đƣợc thu nhận trên nhiều dải sóng là nguồn dữ liệu phong phú và trực quan giúp cho các nghiên cứu về bề mặt và các quá trình tự nhiên trên mặt đất một cách hiệu quả. Nghiên cứu sự biến đổi của ruộng bậc thang bằng công nghệ viễn thám sẽ giúp các nhà khoa học xác định đƣợc nguyên nhân cũng nhƣ xu hƣớng biến đổi. Từ đó làm cơ sở cho các nhà quản lý vạch ra chính sách bảo tồn, phát triển ruộng bậc thang nhằm góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững. Vì vậy, Đề tài “Ứng dụng Viễn thám và GIS trong nghiên cứu sự phát triển của ruộng bậc thang tại huyện Sa Pa trong bối cảnh biến đổi khí hậu” đã đƣợc lựa chọn nghiên cứu. 2. Quan điểm nghiên cứu  Quan điểm hệ thống và tổng hợp: Hệ thống là một phức hợp các yếu tố tác động lẫn nhau và tác động tới môi trƣờng bên ngoài hệ thống thông qua dòng vật chất và năng lƣợng. Một hệ thống bất kỳ nào cũng là bộ phận của một hệ thống cấp cao hơn. Giữa các hệ thống đó tồn tại một mối quan hệ tƣơng tác lẫn nhau. Mỗi hệ thống có tính hoàn chỉnh về cấu trúc và thống nhất về chức năng thông qua dòng vật chất và năng lƣợng. Ruộng bậc thang khu vực huyện Sa Pa nhƣ là một địa hệ thống hoàn chỉnh, đƣợc hình thành từ mối tác động tƣơng hỗ giữa các hợp phần tự nhiên (địa chất, địa hình, khí hậu, thuỷ văn, sinh vật), các hợp phần kinh tế xã hội (các dạng khai thác 5 sử dụng tài nguyên, lao động, dân tộc...). Khi tác động vào một phần nào đó của hệ thống thì các hợp phần khác cũng thay đổi theo, dẫn đến những biến đổi của cả hệ thống. Khi một hợp phần trong hệ thống có những biến đổi (những biến đổi về khí hậu) cũng sẽ tác động lên các hợp phần khác trong hệ thống đó dẫn đến sự thay đổi, biến đổi của cả hệ thống.  Quan điểm lịch sử: Mỗi một đơn vị lãnh thổ bất kì đều phải trải qua các quá trình hình thành, phát triển, và tiến hoá theo thời gian. Nhƣ vậy, việc xem xét và nhìn nhận lãnh thổ trên quan điểm lịch sử giúp ta có cái nhìn đầy đủ về mọi phƣơng diện của lãnh thổ trong quá khứ và dự đoán, định hƣớng phát triển của lãnh thổ trong tƣơng lai. Đồng thời, từ đó có thể lựa chọn phƣơng thức thích hợp nhất cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trƣờng. Để có hệ thống tƣơng đối hoàn chỉnh nhƣ hôm nay, ruộng bậc thang ở Sa Pa đã trải qua lịch sử hình thành trên 100 năm. Đó là sự đúc rút, trải nghiệm và sáng tạo của ngƣời dân tộc H’Mông, Dao, Giáy trong cải tạo đất dốc để trồng lúa. Sự biến đổi về diện tích, phân bố đất trồng lúa có thể đƣợc quan sát và thấy đƣợc những biến đổi đó thông qua hệ thống ảnh vệ tinh đƣợc thu thập từ năm 1993 tới nay. Hệ thống ảnh vệ tinh này sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát về mặt không gian và thời gian đối với sự thay đổi của ruộng bậc thang khu vực này.  Quan điểm phát triển bền vững: Một trong những định nghĩa đƣợc biết đến nhiều nhất về phát triển bền vững là: “Phát triển bền vững là sự phát triển đáp ứng các nhu cầu hiện tại mà không làm tổn hại khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ trong tƣơng lai” (Hội nghị thế giới về môi trƣờng và phát triển, WCED, 1978). Đối với bất kể vùng lãnh thổ nào khi khai thác tiềm năng phục vụ phát triển kinh tế xã hội, nguyên tắc phát triển bền vững phải đƣợc đặt lên hàng đầu. Sự kết hợp hài hoà giữa phát triển kinh tế, phát triển xã hội và bảo vệ môi trƣờng là mục tiêu của phát triển bền vững. Nghiên cứu sự thay đổi về quy mô và chức năng của ruộng bậc thang ở huyện Sa Pa không chỉ xác định sự biến đổi trong quá khứ mà nhằm tới mục đích quan trọng là sử dụng hợp lý, phục vụ bảo tồn và phát triển bền vững. 3. Mục tiêu và nhiệm vụ Mục tiêu: Đề tài tập trung nghiên cứu sự biến đổi của ruộng bậc thang trong bối cảnh biến đổi khí hậu bằng công nghệ Viễn thám và GIS nhằm đƣa ra cơ sở 6 AseanStem khoa học phục vụ công tác định hƣớng sử dụng hợp lý, bảo tồn và phát triển bền vững ruộng bậc thang ở vùng cao nói chung và huyện Sapa nói riêng. Nhiệm vụ: Để thực hiện các mục tiêu trên, các nhiệm vụ đề ra bao gồm: 1. Thu thập cơ sở dữ liệu và tổng quan tài liệu liên quan đến hƣớng nghiên cứu của đề tài. 2. Tổng hợp cơ sở lý luận nghiên cứu về ruộng bậc thang trên địa hình đất dốc miền núi Việt Nam. 3. Phân tích biến đổi ruộng bậc thang trên cơ sở tƣ liệu ảnh viễn thám và bản đồ của các năm 1993, 1999, 2009 và 2013. 4. Phân tích tác động của các yếu tố tự nhiên, thành phần dân tộc và các chính sách phát triển ảnh hƣởng đến xu thế phát triển ruộng bậc thang trong bối cảnh biến đổi khí hậu. 5. Đề xuất một số giải pháp sử dụng hợp lý, bảo tồn và phát triển bền vững ruộng bậc thang. 4. Phạm vi nghiên cứu: Luận văn tập trung nghiên cứu sự biến đổi của ruộng bậc thang trong khu vực huyện Sa Pa. 5. Phƣơng pháp và các bƣớc nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu: Luận văn sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu sau: 1) Phƣơng pháp thu thập số liệu, 2) Phƣơng pháp thống kê và phân tích tài liệu, 3) Phƣơng pháp bản đồ viễn thám và GIS, 4) Phƣơng pháp khảo sát, điều tra tổng hợp, 5) Phƣơng pháp chuyên gia. Các bƣớc nghiên cứu: Quy trình nghiên cứu vai trò của các yếu tố tự nhiên và xã hội đến quá trình biến đổi ruộng bậc thang huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai bao gồm các bƣớc sau: - Bƣớc 1: Xác định mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu: Nêu lên mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu chính của đề tài từ đó đề xuất phƣơng pháp và kế hoạch thực hiện hợp lý. - Bƣớc 2: Điều tra phân tích và tổng hợp tài liệu: thu thập các tài liệu liên quan đến hƣớng nghiên cứu của đề tài. Trên cơ sở các tài liệu thu thập đƣợc, tổng quan tài liệu kết hợp khảo sát thực địa để nắm rõ vấn đề nghiên cứu và khu vực nghiên cứu. - Bƣớc 3: Phân tích hiện trạng canh tác ruộng bậc thang: thành lập bản đồ hiện trạng ruộng bậc thang sau khi nắn chỉnh ảnh vệ tinh và số hoá, kết hợp phân 7 tích các nhân tố tác động đến các thời kỳ phát triển của ruộng bậc thang để làm rõ quá trình hình thành và xu thế mở rộng ruộng bậc thang. - Bƣớc 4: Phân tích sự thay đổi quy mô và đặc tính đa chức năng của ruộng bậc thang: sau khi đã có hiện trạng phát triển ruộng bậc thang từng năm, có thể rút ra quá trình thay đổi phƣơng thức sử dụng đất từng giai đoạn. Phân tích sự thay đổi quy mô cũng cho thấy sự thay đổi chức năng khi vai trò của ruộng bậc thang ngày càng rõ rệt và quan trọng trong đời sống của cƣ dân miền núi. - Bƣớc 5: Đề xuất các biện pháp và định hƣớng sử dụng hợp lý, bảo tồn, phát triển bền vững ruộng bậc thang. 6. Kết quả và nghĩa của đề tài Kết quả đạt đƣợc: 1. Thành lập bình đồ ảnh các năm 1993, 1999, 2003, 2013 khu vực huyện Sa Pa trên cơ sở nắn chỉnh ảnh vệ tinh thu thập đƣợc bằng phần mềm Envi. 2. Thành lập các bản đồ: hiện trạng phân bố ruộng bậc thang năm 1993, 1999, 2003, 2013 dựa trên giải đoán ảnh vệ tinh, và các bản đồ biến động giữa các năm này. 3. Kết quả phân tích đặc điểm sự thay đổi quy mô và đặc tính đa chức năng của ruộng bậc thang huyện Sapa. 4. Đề xuất các giải pháp và định hƣớng sử dụng hợp lý, bảo tồn, phát triển bền vững ruộng bậc thang của khu vực Tây Bắc nói chung và huyện Sa Pa nói riêng. Ý nghĩa: Ý nghĩa khoa học: Kết quả của luận văn góp phần làm sáng tỏ vấn đề lý luận nghiên cứu sự thay đổi quy mô, chức năng và các xu thế phát triển của ruộng bậc thang khu vực miền núi. Ý nghĩa thực tiễn: Xây dựng cơ sở dữ liệu về sự biến động và xu thế phát triển ruộng bậc thang là một trong những công việc quan trọng cho công tác định hƣớng sử dụng hợp lý, bảo tồn và phát triển bền vững ở khu vực miền núi. 8 AseanStem CHƢƠNG 1 - CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU RUỘNG BẬC THANG 1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu ruộng bậc thang 1.1.1 Các công trình nghiên cứu ở ngoài nƣớc Các công trình nghiên cứu về ruộng bậc thang thƣờng gắn với hƣớng nghiên cứu văn hoá cộng đồng hay các quá trình động lực xảy ra trong tự nhiên. Tuy nhiên, cùng với việc ngày càng nhiều ruộng bậc thang đƣợc ghi danh vào Di sản văn hoá thế giới, với những giá trị cả về vật chất và tinh thần đem lại cho con ngƣời, ruộng bậc thang là đề tài thú vị cho các nhà khoa học tìm hiểu và nghiên cứu, nhất là trong lĩnh vực nông nghiệp. Naoki Iiyama và nnk [13] trong công trình nghiên cứu đánh giá các khía cạnh sinh thái và xã hội của cảnh quan nông thôn có ruộng bậc thang ở huyện Ogaha, tây nam Nhật Bản đã cho thấy điều kiện kinh tế xã hội vùng nông thôn Nhật Bản đƣợc cải thiện kể từ những năm 1960 dẫn đến sự gia tăng các cảnh quan nhân tạo và làm suy giảm độ phong phú loài. Do đó, để bảo tồn đa dạng sinh học ở các vùng nông thôn, cảnh quan nông nghiệp cần phải đƣợc bảo tồn, đặc biệt là ruộng bậc thang ở khu vực đất dốc. Vấn đề đặt ra là những cảnh quan phù hợp hệ sinh thái tự nhiên không phải luôn luôn thích hợp với nhu cầu của ngƣời dân địa phƣơng hoặc chủ sở hữu đất đai. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trƣớc khi thực hiện các biện pháp bảo tồn cụ thể, việc quản lý cảnh quan khu vực phải xem xét cả hai phƣơng pháp tiếp cận sinh thái và xã hội. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất và hệ thống thủy lợi trong cảnh quan nông nghiệp chứa ruộng bậc thang, Tomohiro Ichinose và nnk [14] đã phân tích những thay đổi trong sử dụng đất giai đoạn 1963 – 2000 ở phía bắc đảo Awaji và miền trung Nhật Bản dựa trên tƣ liệu bản đồ địa hình và ảnh vệ tinh. Nghiên cứu cũng so sánh sự thay đổi giữa hai hệ thống thủy lợi khác nhau: khu vực tazu (do cộng đồng sở hữu) và khu vực do tƣ nhân quản lý. Kết quả phân tích cho thấy, trong khu vực tazu, gần 40% diện tích ruộng bậc thang trƣớc đây đã trở thành đất đô thị và đồng cỏ, gần 20% diện tích trồng lúa trở thành nƣơng rẫy vào năm 2000. Ngƣợc lại, 30,6% diện tích trồng lúa trƣớc kia giờ là nƣơng rẫy trong khu vực quản lý của tƣ nhân, khoảng một nửa diện tích đồng ruộng đã biến thành đồng cỏ (26,3%) và đất đô thị (24,0%), 18,6% đƣợc thay thế bằng đất trồng cây vào năm 2000. Nhƣ vậy, trong khu vực tazu, có ít diện tích trồng trọt bị 9 bỏ hoang. Những kết quả này cho thấy hệ thống thủy lợi có thể ảnh hƣởng đến mô hình thay đổi sử dụng đất canh tác ruộng bậc thang. Nghiên cứu gần đây của Baoshan Cui và nnk [15] về đặc điểm phân bố các chất dinh dƣỡng đất ở ruộng bậc thang Hani vùng Tây Nam, Trung Quốc cho thấy ruộng bậc thang Hani ảnh hƣởng rất nhiều đến cảnh quan khu vực miền núi Tây Nam, Trung Quốc. Kết quả phân tích tƣơng quan các thông số chất dinh dƣỡng trong đất đã đánh giá tác động của yếu tố môi trƣờng lên các chất dinh dƣỡng đất, cũng nhƣ các mối quan hệ giữa các thông số chất dinh dƣỡng đất và độ cao, hƣớng sƣờn, độ dốc và khoảng cách đối với các khu dân cƣ. Kết quả cho thấy các chất Kali (AK) và phốt pho (AP) thấp trong thời gian bỏ hoang, ngƣợc lại chất hữu cơ (OM) lại cao hơn trong thời kì hoang hoá; còn tổng Nitơ (TN), tổng Kali (TK) và tổng phốt pho (TP) ít có sự thay đổi trong cả hai thời kỳ. Phân tích tƣơng quan còn cho thấy chất dinh dƣỡng đất AK, TP, TN và OM có mối tƣơng quan đặc biệt tiêu cực với khoảng cách đến các làng, trong khi AP và TK chỉ hiển thị một biến động nhẹ. Một nghiên cứu tƣơng tự của Nobuhiro Oyanagi và Makoto Nakata [16] về vấn đề tính năng động của các ion hòa tan trong đất canh tác ruộng bậc thang bị hoang hoá trên đảo Sado, Nhật Bản, đã điều tra thổ nhƣỡng và phân tích hóa học nƣớc trong đất canh tác ruộng lúa bậc thang bỏ hoang và đất trồng cây lá rộng rụng lá trên cùng một độ dốc ở đảo Sado, Nhật Bản. Kết quả cho thấy nồng độ Carbon hữu cơ trong đất dƣới chân sƣờn lớn hơn nồng đồ đo đƣợc ở lƣng chừng. Nồng độ cao các cation cơ sở và độ pH gần nhƣ trung tính của đất tƣơng ứng với nồng độ cation trao đổi cao và độ bão hòa trong đất. Một số công trình nghiên cứu cụ thể về ruộng bậc thang của ngƣời Ifugao, Philippine nhƣ nghiên cứu của Gabriel Casal [17] về vấn đề con ngƣời và nghệ thuật thông qua phân tích điểm đặc biệt về địa hình cƣ trú, hoạt động kinh tế truyền thống cũng nhƣ những nghi lễ tín ngƣỡng diễn ra trong năm liên quan đến sự sinh trƣởng của cây lúa của tộc ngƣời Ifugao. Công trình nghiên cứu về nền kinh tế Ifugao của Barton, R. F [18] cũng đề cập đến văn hóa lúa gạo ngƣời Ifugao thông qua phân tích đặc điểm kinh tế, tập quán canh tác trồng trọt. Ngƣời Ifugao đã thiết lập nên một xã hội vững chắc dựa trên nền tảng là văn hóa lúa nƣớc. Ngoài ra, gần đây có một số công trình khác đề cập tới các khía cạnh của ruộng bậc thang nhƣ nghiên cứu về cơ chế dòng chảy trong ruộng bậc thang và mô phỏng bằng mô hình R.T (revised tank model) của Rong-Song Chen và Kuo-Hsien 10 AseanStem Yang [19] nghiên cứu của Dijk và Bruijnzeel [20] về vấn đề xói mòn ruộng bậc thang và thiết lập mô hình vận chuyển trầm tích nhằm hạn chế sạt lở trên những bậc ruộng vùng đất dốc. Trên cơ sở những tài liệu khoa học của một số học giả nƣớc ngoài về loại hình canh tác ruộng bậc thang trên thế giới và so sánh với ruộng bậc thang ở Việt Nam, đây là loại hình canh tác độc đáo có nhiều nét tƣơng đồng ở khu vực Đông Nam Á. Ruộng bậc thang không chỉ là một hoạt động nông nghiệp truyền thống nhằm nuôi sống con ngƣời mà xoay quanh loại hình này còn có nhiều yếu tố văn hóa, xã hội, tôn giáo, tín ngƣỡng liên quan. Việc tìm hiểu sâu sắc hoạt động kinh tế mang tính phổ biến nhƣng lại rất đặc thù của một số tộc ngƣời sống trên các vùng đất dốc ở khu vực Đông Nam Á là một vấn đề khoa học thật lý thú. 1.1.2 Các công trình nghiên cứu trong nƣớc và khu vực nghiên cứu Donovan và nnk [12] trong nghiên cứu “Các xu hƣớng phát triển ở vùng núi miền Bắc Việt Nam” đã xác định bảy khó khăn chính mà ngƣời dân ở miền núi gặp phải, bao gồm: những hạn chế về mặt tự nhiên (độ dốc và địa hình chia cắt lớn, đất chua và độ phì kém, khí hậu khắc nghiệt, những khó khăn về mặt tiếp cận); môi trƣờng suy thoái (nạn phá rừng, xói mòn, lũ lụt); những hạn chế về cơ sở hạ tầng (mạng lƣới giao thông và thông tin chƣa phát triển); những hạn chế về kinh tế (nền nông nghiệp tự túc, thiếu vốn và khả năng tiếp cận với thị trƣờng kém); áp lực dân số cao (tỷ lệ tăng dân số cao, đất đai manh mún, di cƣ, tỷ lệ thất nghiệp cao); những hạn chế về mặt văn hoá (trình độ nhận thức kém, đa dạng ngôn ngữ, bất đồng giữa các nhóm dân tộc); những hạn chế về tri thức (thiếu kiến thức khoa học về miền núi, giữ cách nghĩ là một kế hoạch phát triển duy nhất có thể áp dụng cho tất cả các khu vực miền núi). Vì vậy, một số tác giả đã dự đoán tỷ lệ nghèo đói sẽ tăng ở miền núi là kết quả của vòng luẩn quẩn: dân số tăng, suy thoái môi trƣờng, nghèo đói gia tăng và sự tụt hậu của các dân tộc thiểu số (Kerklievt và Porter [21], Rambo và nnk[22] , Lê Trọng Cúc và Rambo [23] , Alther và nnk [1]. Công trình nghiên cứu xói mòn đất và tai biến thiên nhiên ở Tây Bắc của Vũ Văn Phái và Nguyễn Quang Mỹ [2] đã chỉ ra tầm quan trọng của canh tác ruộng bậc thang trên đất dốc và vai trò quan trọng của nó đối với việc giảm thiểu xói mòn đất khu vực Tây Bắc. Đất dốc chiếm trên 80% diện tích ở Tây Bắc Việt Nam, trong đó chỉ có 7 - 8% diện tích là có rừng. Thêm vào đó, lƣợng mƣa hàng năm khá cao (2000 - 2500mm) và 90% của nó lại tập trung vào mùa mƣa. Vì vậy, cƣờng độ xói 11 mòn đất rất cao làm mất khoảng 200 - 300 tấn/ha/năm gây ra sự thoái hóa và laterit hóa. Đất mất khả năng canh tác. Lớp phủ thực vật và rừng giữ vai trò quan trọng nhất cho sự phát triển bền vững của các nhà máy thuỷ điện và hồ chứa, giảm thiểu quá trình bồi lắng đáy hồ chứa và hạn chế cao nhất khả năng xói mòn đất, trƣợt đất, dòng bùn và lũ quét. Vì vậy, để giảm thiểu tai biến thiên nhiên ở khu vực, cần phải tái sinh rừng và làm ruộng bậc thang trên đất dốc. Mã A Lềnh [3] trong công trình nghiên cứu về văn hoá dân gian H’mông đã đề cập tới tập quán và phƣơng thức làm ruộng bậc thang gắn liền với văn hóa của ngƣời H’mông. Ngƣời H’mông trƣớc đây phần lớn không biết chữ nhƣng khả năng quan sát địa thế để cắm cây, đặt mốc lấy mặt bằng và tạo hình cho những thửa ruộng thì rất giỏi. Trƣớc kia, ngƣời H’mông đƣợc coi là đi tiên phong và cũng là dân tộc làm ruộng bậc thang giỏi nhất. Tuy nhiên, hiện nay nhờ biện pháp tuyên truyền cách thức canh tác mà dân tộc nào cũng có thể làm ruộng bậc thang với hình thức không khác nhau nhiều. Nhƣng cũng không thể phủ nhận những đóng góp của ngƣời H’mông trong việc khai thác và sử dụng hiệu quả đất trồng trọt ở miền núi. Công trình nghiên cứu gần đây của Schmitter và nnk [24] về tác động của lớp trầm tích đến biến đổi không gian của các cánh đồng lúa vùng Tây Bắc Việt Nam đã đánh giá tác động của nhiều cách tạo ra lớp trầm tích (lũ lụt, thủy lợi và nƣớc) đến sự thay đổi không gian của đất trồng trọt ruộng bậc thang khu vực nhiệt đới miền núi Tây Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy những biến đổi và sự màu mỡ của đất trồng lúa phụ thuộc vào sự cân bằng của các nguồn trầm tích khác nhau, do đó có thể tận dụng sự màu mỡ của đất dọc theo sƣờn của ruộng bậc thang ở khu vực nhiệt đới miền núi. Đối với tỉnh Lào Cai nói chung và huyện Sa Pa nói riêng thì gần đây có một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nƣớc về các mặt kinh tế, xã hội, văn hoá của ruộng bậc thang. Trong công trình ruộng bậc thang ở vùng cao tỉnh Lào Cai nhìn từ góc độ địa lý, Đào Đình Bắc và nnk [4] đã chỉ ra ba yếu tố chính tác động đến ruộng bậc thang là điều kiện tự nhiên, yếu tố dân tộc và các chính sách của nhà nƣớc. Nghiên cứu vấn đề theo quan điểm địa mạo cho thấy các điều kiện thạch học và địa mạo phù hợp với việc canh tác ruộng bậc thang. Theo đó, về mặt thạch học, những triền ruộng bậc thang lớn chỉ có thể xây dựng trên những khối núi magma xâm nhập hoặc phun trào; về mặt địa mạo, hai loại sƣờn thuận lợi cho canh tác ruộng bậc thang là sƣờn bào mòn – xâm thực và sƣờn rửa trôi – tích tụ deluvi. 12 AseanStem Để phát triển hình thức canh tác lúa nƣớc trên ruộng bậc thang phải thay đổi các quá trình tác động cơ bản lên sƣờn dốc. Vì vậy, cần thiết nghiên cứu vấn đề này theo quan điểm địa mạo để đề xuất các giải pháp tốt nhất cho việc lựa chọn địa hình khu vực canh tác, đồng thời chỉ ra các nguy cơ nguy hiểm có thể gây ra bởi những tác động này. Công trình nghiên cứu của Nguyễn An Thịnh [5] ở huyện miền núi cao Sa Pa, tỉnh Lào Cai đã làm rõ đặc điểm biến đổi cảnh quan khu vực này trong lịch sử qua các thời kỳ biến động và phát triển ruộng bậc thang. Nghiên cứu đã phân tích các chính sách tác động qua từng thời kỳ chuyển đổi phƣơng thức canh tác của các nhóm dân tộc thiểu số huyện Sa Pa. Kết quả đã chỉ ra và đề xuất hƣớng phát triển bền vững cảnh quan khu vực nghiên cứu nói riêng và khu vực miền núi phía Bắc nói chung. Yuzuru Isoda và nnk [25] nghiên cứu sự phát triển ruộng bậc thang với mục tiêu nhằm xác định vị trí, kích thƣớc và các thời kỳ phát triển của ruộng bậc thang trong vòng 34 năm (1973 – 2007) thực hiện ở xã Lao Chải, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai. Kết quả phân tích ảnh viễn thám kết hợp khảo sát điều tra thực địa cho thấy diện tích ruộng bậc thang tăng gấp đôi kể từ năm 1973, trong giai đoạn 1993 – 2007 phát triển mạnh hơn so với giai đoạn trƣớc đó. Nghiên cứu bƣớc đầu chỉ ra đƣợc vị trí cũng nhƣ quy mô ruộng bậc thang trong giai đoạn nghiên cứu. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu chỉ dựa trên phƣơng pháp xác định sử dụng đất trong quá khứ mà không có dữ liệu nền trong quá khứ. 1.2 Sự phát triển của ruộng bậc thang trong bối cảnh biến đổi khí hậu 1.2.1 Một số biểu hiện chính của BĐKH tại tỉnh Lào Cai và Miền núi phía bắc Biến đổi khí hậu không đồng nghĩa với thiên tai. Đó là 2 hiện tƣợng tự nhiên song hành nhƣng có quan hệ chặt chẽ với nhau; bởi trong nhiều trƣờng hợp, thiên tai là hệ quả trực tiếp của biến đổi khí hậu. Ở khu vực miền núi phía Bắc, biến đổi khí hậu đƣợc thể hiện qua hiện tƣợng nhiệt độ tăng và các hiện tƣợng thời tiết cực đoan nhƣ sự thay đổi cực nhiệt độ, nắng nóng kéo dài hơn, rét đậm kéo dài hơn, mƣa lớn tập trung hơn nhƣng cũng có những đợt khô hạn kéo dài hơn. Mƣa lớn tập trung dễ dẫn đến lũ lụt, lũ ống/lũ quét. Hiện tƣợng núi lở hay sạt lở đất có nguyên nhân sâu xa từ tính chất thiếu ổn định của cấu trúc địa chất, nhƣng mƣa lớn tập trung thƣờng thúc đẩy quá trình diễn ra nhanh hơn. Điều đó đa đƣợc chứng minh qua các sự kiện sạt lở đất ở xã Phìn Ngan (huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai) tháng 9 13 năm 2004 hay ở xã Chế Cu Nha (huyện Mù Cang Chải, tỉnh Yên Bái) tháng 10 năm 2010. Cực nhiệt độ thay đổi mà biểu hiện cụ thể là các đợt rét đậm/rét hại kéo dài liên tiếp xảy ra trong các năm 2008 và 2010 thực sự đa trở thành thảm họa thiên tai với hàng vạn con trâu bò bị chết, hàng ngàn héc-ta lúa và hoa màu bị mất trắng. Hộp 1.1: Nhận định chung về tình hình BĐKH ở các tỉnh MNPB Từ năm 1951 đến năm 2000, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam đã tăng lên 0.70C. Nhiệt độ trung bình năm từ 1961 đến 2000 cao hơn trung bình năm từ 1931 đến 1960. Số đợt không khí lạnh ảnh hƣởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong thời gian từ 1990 đến 2010 Năm 1994 và năm 2007 chỉ có 15-16 đợt không khí lạnh bằng 56% trung bình nhiều năm. Biểu hiện dị thƣờng gần đây nhất về khí hậu trong bối cảnh BĐKH toàn cầu là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và 2 năm 2008. Nguồn: Chƣơng trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (NTP-RCC 2008) Nghiên cứu Oxfam Geat Britain [26] ở tỉnh Lào cai cho biết lũ quét là loại thiên tai nguy hiểm nhất, tiếp đến là rét đậm, rét hại và sạt lở đất (Oxfarm Great Britain in Vietnam, 2008). Nghiên cứu đã đề cập cụ thể đến đợt rét đậm rét hại kéo dài từ 15/1 đến 21/2/2008 với nhiệt độ trung bình ở Sapa giao động trong khoảng từ 0.7 đến 1.70C, có những ngày nhiệt độ xuống đến 0.50C, kèm theo tuyết rơi và nƣớc đống băng. Đặc biệt miền núi phía Bắc vừa hứng chịu đợt rét đậm rét hại vào năm 2010, nhiệt độ xuống thấp dƣới -40C (Joint Advocacy Networking Initiative in Vietnam [27] (JANI, 2011). Theo Khung biến đổi khí hậu 2012 -2020 do Sở tài nguyên – Môi trƣờng tỉnh Lào Cai công bố vào tháng 12/2011 đã cho thấy biểu hiện của biến đổi khí hậu rõ nét tại Lào Cai: a) Nhiệt độ: Nhiệt độ ở các trạm Bắc Hà, SaPa, Phố Ràng có xu hƣớng tăng lên ở cả mùa đông, mùa hè và cả năm, đặc biệt nhiệt độ tăng mạnh nhất vào mùa đông. Trong giai đoạn từ 1980 đến 2006 tại trạm Bắc Hà nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,60C, SaPa tăng 0,20C, Phố Ràng tăng 0,40C; tại Bắc Hà nhiệt độ trung bình mùa hè tăng 0,40C, đặc biệt vào mùa đông nhiệt độ trung bình tăng 1,00C. 14 AseanStem Hình 1.1: Xu hƣớng tăng nhiệt độ tại Lào Cai Nguồn [6] b) Lượng mưa: Lƣợng mƣa trung bình năm của tỉnh Lào Cai có xu hƣớng giảm. Tuy nhiên, lƣợng mƣa không giảm đều ở tất cả các tháng mà có xu hƣớng tăng vào mùa mƣa và giảm vào tháng I, II, III trong mùa khô. Lƣợng mƣa trung bình hàng năm từ 1.500 đến 3.000 mm, phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian. Về thời gian, mƣa tập trung chủ yếu từ tháng V đến tháng X, chiếm 76 % tổng lƣợng mƣa của cả năm. Lƣợng mƣa ở miền núi của Lào Cai thƣờng lớn hơn so với khu vực đồng bằng và trung du. Lƣợng mƣa bình quân cả năm tại trạm Bắc Hà là 1.666mm, tại trạm Phố Ràng là 1606 mm trong khi đó lƣợng mƣa bình quân cả năm của vùng núi tại trạm SaPa là 2.729 mm. Hình 1.2: Phối lƣợng mƣa trung bình tháng tại trạm Phố Ràng từ 1980-2010 Nguồn [6] c) Biểu hiện của các hiện tượng khí hậu cực đoan Trong những năm qua dƣới tác động của BĐKH trên địa bàn tỉnh các hiện tƣợng thời tiết cực đoan và thiên tai nhƣ lốc xoáy, lũ lụt, lở đất, lũ quét, rét đậm rét hại kéo dài, cháy rừng quy mô lớn…, có xu hƣớng gia tăng cả về tần số và cƣờng độ. Đây là mối đe doạ thƣờng xuyên, trƣớc mắt và lâu dài đối với tất cả các lĩnh vực, các vùng và các cộng đồng. 15 1.2.2 Tác động của BĐKH tới ngành trồng trọt ở miền núi phía bắc Sản xuất trồng trọt đóng vai trò quan trọng trong đời sống của đồng bào dân tộc thiểu số vùng núi phía Bắc. Biến đổi khí hậu tác động đến sản xuất của ngành trồng trọt ở miền núi phía Bắc thông qua một số khía cạnh sau: Một số biểu hiện của BĐKH làm mất diện tích đất canh tác. Miền núi phía Bắc vốn đƣợc đặc trƣng bởi địa hình phức tạp và có ít diện tích đất canh tác. Một số biểu hiện của biến đổi khí hậu nhƣ sạt lở đất, lũ quét làm mất diện tích đất canh tác làm hạn chế nguồn vốn sinh kế cho ngƣời dân, đặc biệt là ngƣời nghèo. Hạn hán, rét đậm rét hại làm giảm hoặc phá hủy các diện tích đa đƣợc gieo trồng từ đó giảm sản lƣợng lƣơng thực sản xuất đƣợc. Kết quả nghiên cứu ở miền núi phía Bắc cho thấy diện tích đất nông nghiệp mất vào vụ đông xuân và hè thu hàng năm do hạn hán giao động trong khoảng từ 25 đến 9050 ha Hình 1.3: Diện tích đất nông nghiệp bị mất do hạn hán ở vùng núi phía Bắc từ năm 1980 đến 1998 Nguồn:[28] Theo báo cáo của Ủy ban Nhân dân tỉnh Hà Giang (2011), năm 2011 hạn hán kéo dài trên địa bàn tỉnh cho nên diện tích gieo trồng chỉ đạt 93% so với kế hoạch, toàn tỉnh có 1,820 ha lúa bị hạn trong đó có khoảng 120 ha lúa phải gieo cấy lại, diện tích mất trắng lên đến 20ha. Tác động của biến đổi khí hậu làm mất diện tích đất canh tác, một số hoạt động của con ngƣời còn góp phần làm trầm trọng hơn tác động của biến đổi khí hậu. Hoạt động khai khoáng ở xã Tùng Bá, huyện Vị Xuyên là một ví dụ điển hình. 16 AseanStem  Rét đậm rét hại cũng làm thiệt hại lớn đến sản xuất lúa. Đợt rét đậm rét hại vào năm 2008 ở miền núi phía Bắc đa phá hủy khoảng 100.000 ha lúa, ƣớc tính tổng thiệt hại do đợt rét này lên đến 30 triệu đô la (Oxfam International in Vietnam., 2008 [20]). Riêng ở tỉnh Lào Cai đợt rét đậm này đã gây thiệt hại hơn 84 tấn lúa giống do ngƣời dân phải gieo trồng lại sau khi đợt rét đậm đi qua. Không những chỉ tác động đến sản xuất lúa, các hiện tƣợng thời tiết cực đoan còn ảnh hƣởng trực tiếp đến sản xuất lâm nghiệp, cây ăn quả và hoa màu trong vƣờn. Kết quả nghiên cứu ở Bắc Kạn cho thấy lũ quét và lụt đa ảnh hƣởng trực tiếp đến cây lƣơng thực, hoa màu, cây ăn quả và cây lâm nghiệp làm mất diện tích đất canh tác và giảm năng suất (Center for Sustainable Rural Development., 2009 [29]). Không những làm mất diện tích đất canh tác, biến đổi khí hậu làm suy thoái đất từ đó làm thay đổi hình thức sử dụng đất dẫn đến thay đổi phân bố cây trồng (Nyong [30], 2008) và giảm năng suất. Sự thay đổi phân bố cây trồng nhiều khi không đƣợc theo kịp bởi ngƣời dân hay các chính sách hỗ trợ của chính phủ. Nhiệt độ tăng làm thay đổi quá trình sinh trƣởng của cây trồng, thời vụ cũng nhƣ sự phân bố cây trồng (Adejuwon [31], 2004), từ đó làm giảm năng suất và chất lƣợng cây trồng, đặc biệt là các loại cây cung cấp lƣơng thực cho con ngƣời. Nhiệt độ tăng làm giảm nguồn nƣớc tự nhiên cung cấp cho cây trồng từ có ảnh hƣởng đến diện tích đất có thể canh tác và chất lƣợng của cây trồng. Đặc biệt, do tính chất địa hình, giảm nguồn nƣớc tự nhiên do nhiệt độ tăng ở vùng núi phía Bắc nghiêm trọng hơn so với các nơi khác. Tăng lƣợng mƣa (ví dụ nhƣ mức độ, thời gian và tính thay đổi) gây ngập úng cho nhiều vùng đồi dào nƣớc. Kết quả nghiên cứu ở tỉnh Lào Cai và Bắc Kạn cho thấy ngập úng đa gây tác động không nhỏ đến sản xuất trồng trọt. Nhìn chung, sinh vật gây ra dịch bệnh và các loại sâu hại phát triển tốt hơn khi nhiệt độ cao trong điều kiện cung cấp nƣớc tối ƣu. Vì vậy sự ấm lên toàn cầu có khả năng mở rộng sự phân bố các loại dịch bệnh và sâu hại trên cây trồng. Khí hậu đang có khuynh hƣớng ấm hơn vào mùa đông có thể cho phép thời kỳ trứng của côn trùng vƣợt qua mùa đông và kết quả gây nên dịch bệnh trong suốt mùa vụ gieo trồng. Kết quả thảo luận nhóm trong nghiên cứu đánh giá nhu cầu giảm thiểu và thích ứng với biến đổi khí hậu ở Bắc Kạn cho thấy dịch bệnh cây trồng đƣợc xác định là một trong những hậu quả do tác động của biến đổi khí hậu gây nên (Center for Sustainable Rural Development., 2009 [23]). Biến đổi khí hậu 17