Ứng dụng công nghệ gis đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và đề xuất các giải pháp thích ứng cho nông nghiệp thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN oOo - NGHIÊN CỨU SINH: VŨ THÙY LINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG CHO NƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2020 Cơng trình hồn thành tại: VIỆN MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Địa chỉ: 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP.HCM Điện thoại: 028.38651132 – 028.38637044 Fax: 028.38655670 Người hướng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Kim Lợi TS Hồ Minh Dũng Phản biện độc lập GS TS LÊ MẠNH HÙNG PGS TS LÊ ANH TUẤN Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp Viện Môi trường Tài nguyên ngày … tháng … năm 2020 Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Viện Môi trường Tài nguyên Thư viện Khoa học Tổng hợp TPHCM MỞ ĐẦU SỰ CẦN THIẾT Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) xem thị lớn giới, ln đóng vai trị đặc biệt quan trọng phát triển tổng thể KTXH nước nói chung khu vực Đơng Nam Bộ nói riêng Tuy nhiên, bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH) tồn cầu, TPHCM phải đối mặt với nhiều rủi ro thách thức lớn BĐKH diễn có tác động đến lĩnh vực kinh tế, xã hội Trong bối cảnh nghiên cứu BĐKH tác động BĐKH nói chung tác động đến nơng nghiệp giới nói riêng ngày rõ nét, TP.HCM có nhiều minh chứng tác động lớn cho ngành nông nghiệp Mặc dù giá trị tăng thêm khu vực nông nghiệp TP.HCM chiếm tỷ trọng 1,02% GDP [19] Tuy nhiên, theo yêu cầu chung, tổng giá trị sản xuất nông nghiệp khơng khơng giảm mà cịn phải tăng, giá trị thu nhập đơn vị diện tích đất nông nghiệp ngoại thành phải ngày cao nhằm trì hệ sinh thái bền vững, cung cấp thực phẩm tươi sống để đáp ứng nhu cầu sống cư dân đô thị, nhu cầu nghỉ ngơi giải trí nhân dân khách vãng lai Do đó, việc xây dựng nơng nghiệp thị thích ứng với điều kiện BĐKH tạo sản phẩm có chất lượng hiệu kinh tế ngày cao cần thiết Từ thực tiễn trên, nghiên cứu sinh tiến hành nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá tác động biến đổi khí hậu đề xuất giải pháp thích ứng cho nơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh” MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH đề xuất giải pháp thích ứng với BĐKH cho hoạt động nơng nghiệp địa bàn TP.HCM 2.2 Mục tiêu chi tiết - Xây dựng phương pháp luận đánh giá tác động BĐKH đến nông nghiệp TP.HCM; - Xây dựng tiêu chí đánh giá tính dễ bị tổn thương (DBTT) BĐKH đến nông nghiệp TP.HCM; - Đánh giá phân vùng xu yếu tố phơi nhiễm BĐKH; mức độ nhạy cảm khả thích ứng cho quận huyện; - Đề xuất giải pháp thích ứng với BĐKH nhằm hạn chế rủi ro ngành nông nghiệp TP.HCM ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Luận án nghiên cứu vùng DBTT BĐKH nông nghiệp TP.HCM tập trung vào hai đối tượng chủ yếu trồng trọt khu vực phía Bắc ni trồng thủy sản khu vực phía Nam TP.HCM 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu tác động BĐKH đến hoạt động nông nghiệp TP.HCM ( cụ thể 10 quận huyện có hoạt động nơng nghiệp bao gồm Củ Chi, Hóc Mơn, Nhà Bè, Bình Chánh, Cần Giờ, Quận 9, 12, Bình Tân, Gò Vấp, Thủ Đức) Nghiên cứu thực đánh giá ảnh hưởng yếu tố khí tượng thủy văn xét riêng ảnh hưởng BĐKH (theo kịch BĐKH RCP 4.5) đến ngành nông nghiệp, chưa tính đến chế độ vận hành cơng trình thủy điện, hồ chứa thượng nguồn 3.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu nước đánh giá tác động BĐKH đến nông nghiệp; Nội dung 2: Nghiên cứu sở lý thuyết, xây dựng phương pháp luận đánh giá vùng DBTT BĐKH cho nông nghiệp TP.HCM; Nội dung 3: Xây dựng tiêu chí tính toán trọng số đánh giá vùng DBTT BĐKH phù hợp với điều kiện nông nghiệp TP.HCM Nội dung 4: Đánh giá phân vùng DBTT BĐKH nông nghiệp TP.HCM; Nội dung 5: Đề xuất giải pháp thích ứng tương ứng cho khu vực nơng nghiệp DBTT Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4.1 Ý nghĩa khoa học: Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học cho việc tiếp cận tổng thể hệ thống, tích hợp việc sử dụng cơng cụ GIS, mơ hình tốn với việc đánh giá điều kiện mơi trường tài ngun, khí tượng thủy văn, kinh tế - xã hội để chứng minh tác động BĐKH xác định mức độ tổn thương ngành nông nghiệp 4.2 Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu giúp cho ngành nông nghiệp TP.HCM dự đoán đối tượng, phạm vi chịu rủi ro BĐKH; hỗ trợ trực quan cho cán quản lý nhằm xây dựng kế hoạch, quy hoạch sản xuất nông nghiệp thích ứng hợp lý điều kiện BĐKH nhằm nâng cao hiệu sản xuất nông nghiệp, tăng thu nhập việc làm cho người dân TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN ➢ Nông nghiệp đối tượng chịu tác động lớn ảnh hưởng BĐKH Nghiên cứu đánh giá vùng nông nghiệp TP.HCM dễ bị tổn thương trước tác động BĐKH nhằm có khuyến nghị hỗ trợ ngành nơng nghiệp thành phố thích ứng với tác động BĐKH; ➢ Xây dựng tiêu chí trọng số riêng biệt nhằm đánh giá vùng DBTT BĐKH phù hợp với điều kiện nông nghiệp TP.HCM ➢ Đánh giá xu yếu tố khí hậu cực đoan nắng nóng, mưa lớn, hạn khí tượng, hạn thủy văn, ngập lụt xâm nhập mặn ➢ Đánh giá khả thích ứng ngành nơng nghiệp thành phố thơng qua phương pháp điều tra khảo sát xã hội học ➢ Xây dựng đồ vùng DBTT BĐKH nơng nghiệp TP.HCM, tốn khơng - thời gian phức hợp có liên quan đến nhiều khía cạnh khác (tự nhiên, môi trường, kinh tế - xã hội), nhiều đối tượng khác (người dân, cán quản lý), thay đổi theo khu vực (quận/ huyện) giai đoạn (hiện tại, tương lai) theo kịch (kịch nền, kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn 2025 2050) ➢ Nghiên cứu sử dụng cách tiếp cận hệ thống, tích hợp cơng nghệ GIS, mơ hình tốn (SWAT, HEC-RAS, Phân tích đa tiêu chí/ AHP) điều tra xã hội học nhằm đánh giá phân vùng DBTT BĐKH cho nông nghiệp TP.HCM CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Biến đổi khí hậu tác động BĐKH nông nghiệp Theo báo cáo IPCC (2007), Việt Nam năm nước chịu ảnh hưởng nặng nề vấn đề BĐKH tồn cầu, chịu ảnh hưởng tượng khí hậu cực đoan, điều kiện thời tiết bất thường Có nhiều nghiên cứu giới chứng minh tác động BĐKH đến nông nghiệp Các khu vực nông nghiệp Việt Nam ngày trở nên DBTT trước tác động BĐKH Các nghiên cứu nước có đánh giá mức độ tổn thương nông nghiệp khu vực ĐBSH, ĐBSCL số tỉnh ven biển miền Trung Trong đó, khu vực Nam (bao gồm TP.HCM), ngành nông nghiệp chịu tác động tượng xâm nhập mặn, lũ lụt, bão hạn hán 1.2 Phương pháp đánh giá tác động đến nông nghiệp IPCC (2007) đề cập đến cách tiếp cận đánh giá tác động BĐKH bao gồm: (1) Tiếp cận theo tác động - đánh giá tiềm ảnh hưởng BĐKH hệ thống thành phần theo kịch khác (2) Tiếp cận theo hướng tổn thương - đánh giá nhạy cảm xã hội, khả thích ứng tác động theo kịch Tiếp cận theo tổn thương - sử dụng phương pháp bán định lượng - cho phép đa dạng hóa thơng tin, số (gồm số khả thích ứng) nên ưu phù hợp hơn, kết đánh giá theo hữu dụng cho nhà quản lý hoạch định sách Cách tiếp cận từ xuống cách tiếp cận phổ biến để điều tra tác động BĐKH Trong đó, cách tiếp cận từ lên dựa phân tích hiểu biết áp lực nhu cầu có hệ thống phản ánh nhu cầu cấp thiết cộng đồng thích ứng DBTT trước BĐKH BĐKH toàn cầu ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến nhiều khía cạnh khác sống, tác động hữu hình hay vơ hình Vì vậy, đánh giá TDBTT BĐKH cần tiến hành cách hệ thống Theo đó, đánh giá tính tổn thương BĐKH dựa vào thị xem phương pháp luận có nhiều ưu điểm 1.3 Tình hình nghiên cứu đánh giá tác động BĐKH TP.HCM Gần đây, BĐKH mối quan tâm hàng đầu TP.HCM Các kịch BĐKH NBD nghiên cứu cập nhật chi tiết cho TP.HCM Các kết tính tốn nhìn chung hỗ trợ tích cực cho cơng tác hoạch định sách ứng phó BĐKH ngành/lĩnh vực địa bàn thành phố Đối với nghiên cứu điển hình BĐKH cho TPHCM kể đến nghiên cứu đánh giá tác động BĐKH cho TP.HCM, dự báo phần diện tích có nguy bị ngập, đánh giá rủi ro ngập lụt cho khu vực trọng điểm tác động đến cộng đồng dân cư TP.HCM Dựa kịch BĐKH NBD, nghiên cứu tập trung đánh giá tác động BĐKH thay đổi nhiệt độ, lượng mưa, mực nước đến nguồn tài nguyên nước, đất Ngoài ra, nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH TP.HCM đến số lĩnh vực kinh tế xã hội nhà khoa học quan tâm nghiên cứu nghiên cứu tác động BĐKH đến Rừng ngập mặn Cần Giờ, hệ thống giao thông, cấp nước, sức khỏe cộng đồng 1.4 Khu vực nghiên cứu TP.HCM thuộc vùng Đơng Nam Bộ có địa hình tương đối phẳng thấp với số gị triền phía Tây - Bắc Đơng - Bắc TP.HCM có hệ thống sơng rạch chằng chịt, có sơng Sài Gịn, Đồng Nai đổ với biển Đơng TP.HCM có diện tích gần 209.600 ha, gồm 19 quận huyện ngoại thành Trên địa bàn TP.HCM có 10 tổng số 24 quận huyện có hoạt động lĩnh vực nông nghiệp với huyện có hoạt động nơng nghiệp chủ yếu Đất nơng nghiệp gần 104.000 ha, chiếm gần 50% tổng diện tích tồn thành phố, đất sản xuất nơng nghiệp khoảng 56.700 ha, đất lâm nghiệp 36.300 ha, đất nuôi trồng thủy sản 9.400 ha, lại đất làm muối CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ DỮ LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp luận nghiên cứu Nhằm đánh giá tác động tổng hợp BĐKH lên nông nghiệp TP.HCM, nghiên cứu sử dụng cách tiếp cận đánh giá dựa vào TDBTT Theo hướng dẫn IPCC (2014), TDBTT (V) = f(E, S, AC) (2.1) Trong đó: E (Exposure): mức độ phơi nhiễm trước hiểm họa mức độ tiếp xúc mức độ phơi lộ hệ thống với thay đổi đáng kể khí hậu, S (Sensitive): tính nhạy cảm mức độ mà hệ thống bị ảnh hưởng, có lợi hay bất lợi yếu tố thay đổi khí hậu (bao gồm thay đổi giá trị trung bình, giá trị cực đoan dao động khí hậu; AC (Adaption capacity): Năng lực thích ứng lực tổ chức hệ thống để giảm thiểu rủi ro BĐKH để nhận lợi ích từ thay đổi đặc tính hành vi 2.1.1 Bộ số đánh giá TDBTT BĐKH đến nông nghiệp Bộ số bao gồm số phơi nhiễm, nhạy cảm khả thích ứng Từng tham số xây dựng tiêu chí đánh giá riêng dựa ý kiến chuyên gia trình lược khảo tài liệu (Bảng 2.1) Mỗi tiêu chí có trọng số riêng để thể mức ảnh hưởng riêng đến mức độ tổn thương toàn hệ thống Bảng 2.1 Chỉ thị phơi nhiễm đánh giá DBTT nông nghiệp TP.HCM Chỉ thị Mô tả thị Cách tính tốn Xu số ngày Thống kê ngày có nhiệt độ khơng Nắng nóng xảy nắng khí cao (Tmax) ≥ 35oC nóng Xu số ngày Thống kê số ngày có lượng mưa Mưa bất xảy mưa lớn vượt bách phân vị 95 giai thường đoạn đánh giá Xu số tháng - Tính tốn ngày bị hạn khí tượng hạn theo số SPI dựa lượng mưa mức độ bốc thoát Hạn khí tượng 𝑃 − 𝑃̅ 𝑆𝑃𝐼 = 𝑆𝐷 Tính toán thống kê ngày bị hạn thủy văn theo số SQI dựa Xu số tháng lưu lượng dòng chảy Hạn thủy văn hạn 𝑄 − 𝑄̅ 𝑆𝐷𝐼 = 𝑆𝐷 Xu độ sâu Tính tốn độ sâu ngập dựa Ngập lụt ngập kết mô mực nước từ HECRAS Chỉ thị Mô tả thị Xu độ mặn Cách tính tốn Tính tốn độ mặn từ kết mơ Xâm nhập mặn từ HECRAS Bảng 2.2 Chỉ thị nhạy cảm đánh giá DBTT nông nghiệp TP.HCM STT Chỉ thị Mô tả thị Tỷ lệ lao động làm việc lĩnh vực nông nghiệp Tỷ lệ dân số nữ Tỷ lệ người độ tuổi lao động thực tế lao Xã hội động nông nghiệp Tỷ lệ lao động chưa qua đào tạo Mật độ dân số Diện tích lúa Diện tích trồng trọt Kinh tế Diện tích ni trồng thủy sản Tỷ lệ hộ có nguồn thu nhập lớn từ nông nghiệp Tỷ lệ hệ thống thủy lợi đại hóa Cơ sở hạ Mật độ đường giao thơng bê tơng hóa tầng Tỉ lệ sử dụng điện lưới Bảng 2.3 Chỉ thị khả thích ứng nơng nghiệp TP.HCM STT Chỉ thị Nhận thức BĐKH, ngập lụt đô thị Kinh nghiệm ứng phó với ngập lụt, mưa lớn, nhiệt độ cao Sự hỗ trợ quyền Khả tiếp cận nguồn hỗ trợ 2.1.2 Phương pháp luận nghiên cứu Với tiêu chí đánh giá TDBTT BĐKH đến nông nghiệp, phương pháp luận nghiên cứu tích hợp AHP, GIS mơ hình toán đề tài đề xuất nhằm đánh giá tổng hợp yếu tố tự nhiên xã hội đến ngành nông nghiệp Thành phố, thể chi tiết Hình 2.1 2.2 Phương pháp liệu nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phân tích tổng hợp liệu Nghiên cứu tiến hành thu thập liệu thứ cấp từ niên giám thống kê, nghiên cứu khoa học từ tài liệu cung cấp quyền địa phương vùng nghiên cứu 2.2.2 Phương pháp xây dựng trọng số cho số Đối với tiêu chí, nghiên cứu đánh giá trọng số phương pháp Phân tích thứ bậc (Analytical Hyerarchical Process- [AHP]) Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp luận 2.2.3 Phương pháp đánh giá xu số phơi nhiễm Các số phơi nhiễm bao gồm nắng nóng, mưa lớn, hạn khí tượng, hạn thủy văn, ngập úng, xâm nhập mặn tính tốn xu đánh giá theo kịch sở (1986- 2005) kịch BĐKH RCP 4.5 (2016- 2035, 20462065) Từng yếu tố phơi nhiễm nắng nóng, mưa lớn, hạn khí tượng, hạn thủy văn, ngập úng, xâm nhập mặn dựa xem xét xu hướng thay đổi (độ dốc TheilSen) mức ý nghĩa thống kê (p-value) Từ đó, thành lập đồ phơi nhiễm với BĐKH theo kịch BĐKH chi tiết thể Hình 2.2 Trong số phơi nhiễm, xu nắng nóng, mưa lớn hạn khí tượng tính tốn trực tiếp dựa số liệu nhiệt độ khơng khí lượng mưa thu thập từ trạm khí tượng địa bàn TP.HCM Các số phơi nhiễm lại xác định phương pháp mơ hình Hình 2.2 Tiến trình thành lập đồ phơi nhiễm với BĐKH cho lĩnh vực trồng trọt, thủy sản theo kịch BĐKH 2.2.4 Phương pháp mơ hình hóa Với mục tiêu đánh giá đánh giá lưu lượng nước từ toàn lưu vực sông Đồng Nai vào TP.HCM xây dựng kịch ngập, xâm nhập mặn cho TP.HCM, đề tài sử dụng tích hợp mơ hình theo quy trình chi tiết Hình 2.3 2.2.4.1 Mơ lưu lượng dịng chảy SWAT SWAT sử dụng để mơ lưu lượng dịng chảy lưu vực sơng thuộc vùng nghiên cứu lân cận theo kịch BĐKH Tiến trình thực thể Hình 2.4 Các liệu DEM, đồ sử dụng đất, thổ nhưỡng, liệu thời tiết, lưu lượng dòng chảy chất lượng nước thực đo sử dụng làm liệu đầu vào để chạy mô hình theo ngày tháng giai đoạn Độ xác mơ hình dựa vào giá trị lưu lượng dòng chảy số R2 NSE Nếu kết mô nằm khoảng chấp nhận tiến hành đánh giá lưu lượng dịng chảy chất lượng nước Ngược lại, quay trở bước ghi chép liệu đầu vào Nghiên cứu sử dụng công cụ SWAT-CUP hiệu chỉnh kiểm định mô hình để tìm kiếm thơng số tối ưu 11 2.2.5 Phương pháp đánh giá khả thích ứng dựa vào cộng đồng 2.2.5.1 Điều tra bảng câu hỏi soạn sẵn Khả thích ứng quận/huyện có hoạt động nơng nghiệp xác định dựa kết khảo sát cộng đồng quan quản lý lĩnh vực BĐKH, tài nguyên môi trường nông nghiệp thành phố Để đáp ứng yêu cầu phân tích thống kê cho nội dung nghiên cứu, bảng câu hỏi soạn sẵn sử dụng trình điều tra, với phương thức thực phương pháp điều tra trình bày Hình 2.7 Hình 2.7 Tiến trình thực điều tra bảng câu hỏi soạn sẵn Số lượng phiếu khảo sát:75 phiếu bao gồm quan quản lý nhà nước thuộc Ban đạo thực Kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH Ủy ban nhân dân quận/huyện 625 phiếu phân bổ cho 10 quận huyện có hoạt động nơng nghiệp (e ±4%:n = N/[1 + N(e2)]) 2.2.5.2 Xử lý số liệu tính tốn điểm số cho tiêu chí Điểm số số tính tốn cách kết hợp thang đo cảm nhận Likert, phương pháp phân tích nhân tố phương pháp thống kê Bảng 2.4 trình bày chi tiết biến quan sát cho tiêu chí tương ứng Bảng 2.4 Các biến quan sát thuộc tiêu chí đo lường Tiêu chí Biến quan sát Sự hiểu biết cá nhân vấn đề BĐKH Nhận thức BĐKH Sự hiểu biết cá nhân khái niệm, nguyên nhân, cách giải toàn cầu BĐKH Sự quan tâm cá nhân vấn đề BĐKH Ảnh hưởng biểu BĐKH nhiệt độ tăng, mưa bão, xâm nhập mặn đến đời sống cá nhân gia đình Sự cảm nhận thay đổi thời tiết vịng năm qua Phương pháp thích ứng với BĐKH trồng Kinh nghiệm thích ứng từ người dân 12 Phương pháp thích ứng với BĐKH cài đặt máy điều hịa nhiệt độ Phương pháp thích ứng với BĐKH thay đổi cấu trúc nhà Phương pháp thích ứng với BĐKH di chuyển đến nơi khác Thông tin quy hoạch thủy lợi, chống ngập úng liên quan đến BĐKH Khả tiếp cận thông tin BĐKH Thông tin nâng cao chất lượng nguồn nhân lực tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng xây dựng lực chủ động ứng phó với BĐKH TPHCM Thông tin cải tạo khu công viên, xanh hữu đô thị; phát triển bảo vệ khu dự trữ sinh rừng ngập mặn Cần Giờ Thông tin lồng ghép yếu tố BĐKH vào Chiến lược, Chương trình, Quy hoạch Kế hoạch phát triển kinh tế – xã hội TPHCM 2017 – 2020 Mức độ hỗ trợ từ phía quyền đến BĐKH Sự cần thiết hoạt động tuyên truyền BĐKH Sự nỗ lực giải vấn đề BĐKH Tp HCM Sự nỗ lực đưa chương trình thích nghi với BĐKH Tp HCM Sự hiệu biện pháp chương trình thích nghi với BĐKH Trước tiến hành phân tích nhân tố, kiểm định độ tin cậy thang đo Cronbach’s Alpha (α) sử dụng để đánh giá tin cậy Khi Cronbach Alpha từ 0,8 đến gần 1, thang đo lường đánh giá tốt Khi Cronbach alpha từ 0,7 đến gần 0,8, thang đo đánh giá sử dụng Đồng thời để thực phân tích nhân tố phải thỏa mãn yêu cầu [98]:  Hệ số tải nhân tố (Factor loading ) > 0,5  0.5 ≤ KMO ≤ 1: Hệ số KMO (Kaiser-Meyer-Olkin) số dùng để xem xét thích hợp phân tích nhân tố Trị số KMO lớn có ý nghĩa phân tích nhân tố thích hợp  Kiểm định Bartlett có ý nghĩa thống kê (Sig < 0,05): Đây đại lượng thống kê dùng để xem xét giả thuyết biến khơng có tương quan tổng thể Nếu kiểm định có ý nghĩa thống kê (Sig < 0,05) biến quan sát có mối tương quan với tổng thể  Phần trăm phương sai trích (Percentage of variance) > 50%: Thể phần trăm biến thiên biến quan sát Nghĩa xem biến thiên 100% 13 giá trị cho biết phân tích nhân tố giải thích %.Phân vùng dễ bị tổn thương 2.2.5.3 Phương pháp chuẩn hoá số liệu Trong nghiên cứu này, giá trị yếu tố phơi nhiễm, nhạy cảm khả thích ứng chuẩn hoá theo tài liệu hướng dẫn đánh giá xã hội học xác định số phát triển người (HDI): Trong đó: xij: giá trị sau chuẩn hố (0 ≤ xij ≤ 1); X ij - Min { X ij } i xij = Max { X ij } - Min { X ij } Xij: giá trị thực; i: thị đánh giá tính nhạy i i cảm (i = 1, , 12); j: quận/huyện đánh giá tính nhạy cảm (j = 1, , 10) 2.2.5.4 Phương pháp phân vùng tổn thương GIS Phương pháp chồng lớp không gian áp dụng để xây dựng lớp thuộc tính cho đồ phơi nhiễm theo kịch sở (19862005) kịch BĐKH RCP 4.5 (2016- 2035, 2046- 2065), đồ nhạy cảm đồ khả thích ứng Các đồ sau tiến hành chồng lớp với trọng số tính tốn từ phương pháp AHP để xác định điểm số vùng tổn thương BĐKH theo phương trình tuyến tính sau: n n n Y = ∑(WEi × XEi ) + ∑(WSj × XSj ) − ∑(WAk × XAk ) i=0 j=0 k=0 Trong đó: Y: Hệ số phân vùng nguy DBTT ảnh hưởng BĐKH WEi: Trọng số thành phần E; XEi: Điểm thành phần E WSj: Trọng số thành phần S; XSj: Điểm thành phần S WAk: Trọng số thành phần A; XAk: Điểm thành phần A Các vùng DBTT phân cấp mức độ DBTT theo 05 cấp sau: Bảng 2.5 Bảng phân cấp mức độ dễ bị tổn thương Phân cấp Diễn giải 0,0 < Y ≤ 0,2 Khả DBTT thấp 0,2 < Y ≤ 0,4 Khả DBTT trung bình thấp 0,4 < Y ≤ 0,6 Khả DBTT trung bình 0,6 < Y ≤ 0,8 Khả DBTT tương đối cao 0,8 < Y ≤ 1,0 Khả DBTT cao 14 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Đánh giá tác động yếu tố phơi nhiễm BĐKH cho nông nghiệp TPHCM 3.1.1 Đánh giá tác động nắng nóng, mưa lớn hạn khí tượng Sau chuẩn hóa, kết phân vùng nắng nóng cho kịch kịch BĐKH cho khu vực TP.HCM trình bày hình sau: Trong giai đọan nhiệt độ Tmax toàn khu vực có xu hướng tăng với hệ số dốc khoảng 3,42 mức ý nghĩa thống kê đạt mức 95% Trong đó, nắng nóng tăng mạnh từ khu vực trung tâm xuống phía Nam Thành phố Hình 3.1 Xu nắng nóng cho TP.HCM Giá trị mưa lớn xác định dựa giá trị vượt giá trị bách phân vị 95 chuỗi giá trị giai đoạn Kết xu mưa lớn giai đoạn giai đoạn kịch RCP 4.5 xây dựng kiểm định chi tiết Hình 3.2 Trong đó, phân tích mưa lớn kịch BĐKH RCP4.5 cho thấy khơng có khác biệt lớn giai đoạn 2016 – 2035 2046 – 2065 15 Hình 3.2 Xu mưa lớn cho TP.HCM Hạn khí tượng đánh giá từ lượng mưa độ bốc từ trạm khí tượng TP.HCM Kết phân vùng hạn khí tượng cho kịch kịch BĐKH trình bày chi tiết hình 3.3 Trong đó, hạn nặng tập trung từ khu vực lên phía Đơng Bắc Thành phố bao gồm địa bàn quận huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Quận 9, Quận 12, Bình Tân Khu Nam TP.HCM, hạn có xu hướng giảm dần kịch BĐKH RCP4.5 giai đoạn 2016 -2035 2046 – 2065 Hình 3.3 Phân vùng hạn khí tượng cho TP.HCM 3.1.2 Đánh giá tác động ngập, xâm nhập mặn hạn thủy văn 3.1.2.1 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình SWAT Số liệu quan trắc hàng tháng hai trạm thủy văn Phước Hòa (1986 – 1994) Tà Lài (1987 đến 2005) dùng để đánh giá kết mơ 16 lưu lượng dịng chảy SWAT Kết hiệu chỉnh, kiểm định lưu lượng dịng chảy theo tháng mơ hình SWAT cho lưu vực sơng Đồng Nai thể Hình 3.4 3.5 Qua đó, cho thấy mơ hình SWAT mơ lưu lượng dòng chảy mức độ tốt trạm Phước Hòa, Tà Lài Bảng 3.1 Hiệu chỉnh, kiểm định lưu lượng dịng chảy theo tháng mơ hình SWAT Trạm Kiểm định Hiệu chỉnh R NSE PBIAS (%) Phước Hòa 0,9 0,79 -29,2 Tà Lài 0,85 0.88 -15.0 R NSE PBIAS (%) 0,61 0,53 - 21,0 0,7 - 7,3 0,71 Hình 3.4 Kết hiệu chỉnh kiểm định lưu lượng trạm Tà Lài Hình 3.5 Kết hiệu chỉnh kiểm định lưu lượng trạm Phước Hòa 3.1.2.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình HEC-RAS HEC-RAS sử dụng số liệu lưu lượng mô từ SWAT cho biên thượng lưu sơng Sài Gịn sơng Đồng Nai (tiểu lưu vực 18 25) biên 17 biển Đơng Dữ liệu địa hình sử dụng đất TP.HCM thu thập làm thông số đầu vào để mơ mơ hình Số liệu mực nước độ mặn theo tháng giai đoạn 1986 – 2005 hai trạm Phú An Nhà Bè sử dụng để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Kết hiệu chỉnh, kiểm định mực nước, độ mặn theo tháng mơ hình HEC-RAS cho khu vực TP.HCM mức độ chấp nhận thể Bảng 1.16 Bảng 1.17 Bảng 3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mực nước theo tháng mơ hình HEC-RAS Hiệu chỉnh Kiểm định Trạm NSE PBIAS (%) NSE PBIAS (%) Phú An 0,65 12,6 0,68 16,0 Nhà Bè 0,59 14,5 0,63 17,4 Bảng 3.3 Hiệu chỉnh, kiểm định độ mặn theo tháng mơ hình HECRAS Hiệu chỉnh Kiểm định Trạm NSE PBIAS (%) NSE PBIAS (%) Phú An 0,60 13,5 0,62 14,0 Nhà Bè 0,59 16,9 0,65 17,7 3.1.2.3 Xu hướng biến đổi hạn thủy văn, ngập úng xâm nhập mặn Kết phân tích xu hạn thủy văn thuộc giai đoạn 1986 - 2005 kịch BĐKH RCP 4.5 (2016- 2035, 2046- 2065) TP.HCM tính tốn trình bày chi tiết Hình 3.6 Theo đó, xu hạn thủy văn tăng phía Tây Nam thành phố nặng khu vực Cần Giờ, Nhà Bè, Bình Chánh Hình 3.6 Xu hướng hạn thủy văn 18 Tình trạng ngập theo kịch giai đoạn (1986 – 2005) kịch BĐKH RCP 4.5 (giai đoạn 2016 – 2035 2046 – 2065) mơ từ mơ hình HEC-RAS Kết sau chuẩn hóa cho thấy kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn 2016 – 2035, xu ngập tăng cao vùng Đông, Đông Nam Thành phố kịch Trong đó, kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn 2046 – 2065, xu ngập tăng cao mở rộng khu trung tâm phía Nam Thành phố (Bình Chánh, Cần Giờ, Nhà Bè) Hình 3.7 Xu hướng ngập úng Kết phân tích xu hướng xâm nhập mặn thuộc giai đoạn 1986- 2005 kịch BĐKH RCP 4.5 (2016- 2035, 2046- 2065) thể xu xâm nhập mặn tăng mạnh kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn khu vực dọc theo hệ thống sơng ngịi từ phía Nam Thành phố dần lên phía Bắc Cần Giờ khu vực bị ảnh hưởng xu xâm nhập mặn thường xuyên 19 Hình 3.8 Xu hướng xâm nhập mặn 3.2 Đánh giá mức độ nhạy cảm khả thích ứng nơng nghiệp TP.HCM Các tiêu chí đánh giá mức độ nhạy cảm thu thập từ số liệu thống kê thành phố tổng Điều tra nông nghiệp xây dựng đồ phân bố giá trị trên, với kết thành lập đồ trình bày Hình 3.10 – 3.12 Theo đó, bước đầu nghiên cứu phân tích mức độ nhạy cảm quận/huyện xét riêng lẽ nhóm yếu tố xã hội, kinh tế sở hạ tầng, nhằm làm sở để đánh giá mức độ nhạy cảm tổng thể cho khu vực nghiên cứu Kết chuẩn hóa nhóm yếu tố xã hội, kinh tế sở hạ tầng thể Hình 3.9 (a) (b) (c) Hình 3.9 Bản đồ phân bố giá trị nhạy cảm nhóm tiêu chí xã hội (a), kinh tế (b) sở hạ tầng (c) 20 Đánh giá khả thích ứng nơng nghiệp TP.HCM Khả thích ứng 10 quận/huyện xác định dựa tiêu chí, bao gồm (i) nhận thức BĐKH ngập lụt đô thị, (ii) kinh nghiệm ứng phó với ngập lụt, mưa lớn nhiệt độ cao, (iii) hỗ trợ quyền (iv) khả tiếp cận nguồn hỗ trợ Kết chuẩn hoá giá trị trình bày Hình 3.11 3.12 3.3 Hình 3.10 Bản đồ phân bố giá trị nhận thức BĐKH ngập lụt đô thị kinh nghiệm ứng phó 21 Hình 3.11 Bản đồ phân bố giá trị tiêu chí hỗ trợ quyền khả tiếp cận nguồn hỗ trợ 3.4 Đánh giá tổn thương BĐKH đến nông nghiệp TP.HCM Dựa kết tính tốn số DBTT TP.HCM, nghiên cứu tiến hành xây dựng đồ phơi nhiễm, đồ nhạy cảm khả thích ứng cho nơng nghiệp quận huyện Hình 3.12 Phân vùng phơi nhiễm kịch kịch BĐKH Hình 3.9 Bản đồ phân bố giá trị nhạy cảm khả thích ứng Kết chồng lớp đồ thành phần trọng số, đồ tổn thương BĐKH đến nông nghiệp kịch sở (1986- 2005) kịch 22 BĐKH RCP4.5 (2016- 2035, 2046- 2065) xây dựng hình 3.15 3.16 Hình 3.14 Bản đồ phân bố mức độ tổn thương nông nghiệp TP.HCM Kết đánh giá tổn thương cho vùng nông nghiệp TP.HCM cho thấy kịch nền, mức tổn thương thấp thấp chiếm phần lớn diện tích Kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn 2016 - 2035, mức độ tổn thương thành phố bị nâng lên so với giai đoạn Mức độ tổn thương trung bình tăng chiếm hầu hết diện tích quận 12, Thủ Đức, Bình Chánh, Cần Giờ Ngay quận phía Tây Bắc Thành phố, huyện Nhà Bè vốn có mức độ tổn thương thấp bị nâng lên mức độ thấp Mức độ tổn thương cao xuất phần huyện Bình Chánh Cần Giờ kịch BĐKH RCP 4.5 giai đoạn 2046 – 2065 Trong đó, chiếm hầu hết khu vực Bình Chánh, Nhà Bè, Củ Chi, Hóc Mơn, quận 12, Thủ Đức, Gị Vấp, phần Cần Giờ mức độ tổn thương trung bình tác động BĐKH 3.5 Đề xuất giải pháp thích ứng BĐKH 3.5.1.1 Giải pháp thích ứng với khu vực phơi nhiễm cao hoạt động nuôi trồng thủy sản Hoạt động nuôi trồng thủy sản tập trung chủ yếu vùng Cần Giờ, Nhà Bè có mức số dễ bị tổn thương cao trung bình trước nguy xâm nhập mặn Ngoài xâm nhập mặn, mưa lớn, nắng nóng ngập lụt yếu tố làm thay đổi đột ngột môi trường số dẫn đến giảm suất ni trồng Do đó, giải pháp thích ứng tập trung tăng khả thích ứng với phơi nhiễm bao gồm: 23 Lựa chọn giống vật ni thích ứng với xâm nhập mặn, kháng bệnh Thích ứng với nắng nóng, mưa lớn: theo dõi chặt chẽ chất lượng nước áp dụng biện pháp kỹ thuật ngắt vụ để loại bỏ mầm bệnh - Thích ứng với tình trạng xâm nhập mặn: Trữ nước mưa, xây dựng ao chứa lắng nước giải pháp tiết kiệm hiệu điều kiện xâm nhập mặn - Thích ứng với tình trạng ngập: Cảnh báo với người ni trồng tình trạng, khu vực ngập để người nơng dân có giải pháp thích ứng giảm nhẹ tác hại; Gia cố bờ bao cống, xà nước, ưu tiên gia cố (tăng chiều cao) đâm nuôi tôm khu vực ven biển - Mơ hình ni trồng thích ứng với BĐKH: ứng dụng công nghệ cao, hạn chế tối đa phụ thuộc vào yếu tố tự nhiên cách kiểm sốt mơi trường nước có mái che nên kiểm soát lượng mưa ánh sáng 3.5.1.2 Giải pháp thích ứng với khu vực phơi nhiễm cao trồng trọt Hoạt động trồng trọt tập trung phần lớn huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Quận 12 với loại trồng bao gồm lương thực, ăn trái, rau đậu loại Vùng trồng trọt có mức độ DBTT thấp-trung bình kịch BĐKH RCP4.5 giai đoạn 2016 – 2035 mức trung bình – cao giai đoạn 2046 – 2065 Trong đó, địa bàn huyện Bình Chánh bị ảnh hưởng cao Hầu hết quận huyện có hoạt động trồng trọt Củ Chi, Hóc Mơn, Quận 9, Quận 12, Bình Chánh, Bình Tân thường xuyên bị tác động tình trạng nắng nóng khơ hạn mưa lớn kịch BĐKH Trong đó, vùng trồng trọt Bình Chánh, Quận 12 bị tác động lớn tình trạng ngập Củ Chi phải đối mặt với xu mưa lớn tăng cao Do đó, giải pháp thích ứng riêng rẽ cần xem xét thực cho địa phương bị tác động diễn biến BĐKH khác Do đó, giải pháp thích ứng bao gồm: - Lựa chọn giống trồng phù hợp - Thích ứng với nắng nóng, khơ hạn: áp dụng giải pháp tưới tiên tiến, tiết kiệm nước cho loại trồng cạn, công nghiệp, ăn có giá trị hàng hóa kinh tế cao Bên cạnh đó, hệ thống cơng trình thủy lợi hữu cần nâng cấp, đại hóa đồng thời đầu tư trang thiết bị thơng tin, hệ thống quan trắc tự động, quản lý điều hành hệ thống, khoa học, hiệu quả; đặc biệt hệ thống cống đầu mối nhằm tăng tính quản lý, điều hành chủ động - Mơ hình trồng trọt thích ứng với BĐKH: áp dụng mơ hình trồng rau, hoa dàn, mơ hình trồng trọt nhà màng, nhà lưới kết hợp với hệ thống tưới tự động - 24 Giải pháp thích ứng với khu vực có mức độ nhạy cảm cao khả thích ứng thấp - Giải pháp quản lý: đánh giá tác động cụ thể để xây dựng vùng sản xuất nông nghiệp ổn định, tập trung, đặc biệt vùng ứng dụng công nghệ cao, công nghệ sinh học, sản xuất giống chất lượng cao; Đầu tư xây dựng hệ thống ngầm chống ngập thông minh - Nâng cao lực dự báo, cảnh báo hạn, mưa lớn, ngập - Tăng cường thể chế: triển khai Chính sách hỗ trợ vay vốn; Bảo hiểm nông nghiệp - Tuyên truyền, nâng cao nhận thức lực ứng phó BĐKH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Nghiên cứu đạt mục tiêu đề sở nội dung thực cụ thể sau: ✓ Xây dựng tiêu chí trọng số riêng biệt nhằm đánh giá vùng dễ bị tổn thương BĐKH phù hợp với điều kiện nông nghiệp TPHCM ✓ Đánh giá TDBTT 10 quận/huyện có hoạt động nơng nghiệp chủ yếu TP.HCM làm rõ dựa hướng tiếp cận dựa vào thị Kết nghiên cứu cho thấy phần lớn khu vực có khả tổn thương cao khu vực huyện Cần Giờ đánh giá có mức độ tổn thương cao tất kịch xem xét ✓ Nghiên cứu đề xuất mơ hình thích ứng với BĐKH cho vùng trồng trọt vùng nuôi trồng thủy sản với giải pháp thích ứng với tác động khác BĐKH 2, Kiến nghị: TDBTT cho kịch tương lai nghiên cứu chủ yếu dựa thay đổi yếu tố phơi nhiễm với thay đổi khí hậu theo kịch bản, yếu tố nhạy cảm khả thích ứng giả định không thay đổi đáng kể kịch Tuy nhiên, TP.HCM khu vực có phát triển KTXH mạnh mẽ, hướng nghiên cứu cần lồng ghép kịch phát triển KTXH tác động song hành ô nhiễm môi trường đánh giá tổn thương nhằm đưa kết khả thi, đầy đủ Ngồi ra, cần có nghiên cứu sâu tác động BĐKH đến đặc điểm sinh thái, hệ canh tác, thời vụ, giống, kỹ thuật cùa loại trồng vật nuôi tác động khác song hành với BĐKH lên ngành nông nghiệp ô nhiễm mơi trường (nước, đất, khơng khí) để đưa khuyến nghị thích ứng với BĐKH cụ thể, chi tiết cho đối tượng 3.5.1.3 DANH MỤC BÀI BÁO CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Vu Thuy Linh, Ho Minh Dung and Nguyen Kim Loi (2020), "Climate change vulnerability indicators for agricuture in Ho Chi Minh city", The Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering Vol 62(1), pp 90-96 Vũ Thùy Linh, Nguyễn Duy Liêm, Hồ Minh Dũng Nguyễn Kim Lợi (2019), "Nghiên cứu ứng dụng mơ hình hóa đánh giá xu ngập lụt xâm nhập mặn bối cảnh biến đổi khí hậu: nghiên cứu thí điểm thành phố Hồ Chí Minh", Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, Tập EME2, tr 98 - 110 Vũ Thùy Linh, Võ Thị Làm, Hồ Minh Dũng, Nguyễn Kim Lợi (2019), “Phân vùng tổn thương biến đổi khí hậu đến huyện ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh,” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển - Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, Tập 18 (5), tr 98 - 107 Dang Nguyen Dong Phuong, Vu Thuy Linh, Tran Thong Nhat, Ho Minh Dung and Nguyen Kim Loi (2018), "Spatiotemporal variability of annual and seasonal rainfall time series in Ho Chi Minh city, Vietnam", Journal of Water and Climate Change Vol.10 (3), pp 658– 670 Vu Thuy Linh, Vo Ngoc Quynh Tram, Dang Nguyen Dong Phuong, Ho Minh Dung and Nguyen Kim Loi “Simulating meteorology and hydrology drought for Dong Nai river basin, Viet Nam under climate change” in VietNam International Water Week VACI 2019 “Water Smater – Leaving no one Behind” 2019, Ha Noi Vu Thuy Linh, Vo Ngoc Quynh Tram, Ho Minh Dung, Duong D Bui, Long D Nguyen, Cheng Yin, Ayse Kortun and Nguyen Kim Loi (2020), "Meteorological and hydrological drought assessment for Dong Nai river basin, Viet Nam under climate change", Mobile networks and Application (Bài chấp nhận đăng.) Vũ Thùy Linh, Phạm Thị Ánh Ngọc, Hồ Minh Dũng, Nguyễn Kim Lợi (2020), “Đánh giá khả thích ứng người dân thành phố Hồ Chí Minh với biến đổi khí hậu”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM (Bài chấp nhận đăng) ... dụng công nghệ GIS đánh giá tác động biến đổi khí hậu đề xuất giải pháp thích ứng cho nơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh? ?? MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu ảnh hưởng BĐKH đề. .. đề xuất giải pháp thích ứng với BĐKH cho hoạt động nông nghiệp địa bàn TP.HCM 2.2 Mục tiêu chi tiết - Xây dựng phương pháp luận đánh giá tác động BĐKH đến nông nghiệp TP.HCM; - Xây dựng tiêu chí. .. Liêm, Hồ Minh Dũng Nguyễn Kim Lợi (2019), "Nghiên cứu ứng dụng mơ hình hóa đánh giá xu ngập lụt xâm nhập mặn bối cảnh biến đổi khí hậu: nghiên cứu thí điểm thành phố Hồ Chí Minh" , Tạp chí Khí tượng