Tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp

1 IFPRI Discussion Paper 01015 August 2010 Tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp Và lựa chọn chính sách thích nghi Bingxin Yu Tingju Zhu Clemens Breisinger Nguyen Manh Hai Development Strategy and Governance Division Environment Production and Technology Division INTERNATIONAL FOOD POLICY RESEARCH INSTITUTE ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một trong các quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi biến đổi khí hậu. − Biến đổi về mực nước biển dâng cao − Biến đổi về lượng mưa và nhiệt độ − Biến đổi về năng suất nông nghiệp trên diện rộng Cho nên việc thiết kế chiến lược thích nghi hiệu quả là cần thiết nhằm duy trì an ninh lương thực, lao động nông thôn và thu ngoại tệ. 1. GIỚI THIỆU Việt Nam là một trong những nước sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi các tác động của biến đổi khí hậu (Dasgupta et al. 2007). Nông nghiệp tiếp xúc trực tiếp và phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và các điều kiện tự nhiên khác. 2  Biến đổi khí hậu làm giảm năng suất nông nghiệp: 15-26% ở Thái Lan, 2-15% ở Việt Nam, 12-23% ở Philippines, và 6-18% ở Indonesia (Zhai và Zhuang năm 2009).  Đồng bằng sông Cửu Long và vùng duyên hải Bắc Trung bộ dễ bị tổn thương nhất (mực nước biển dâng) (Nguyễn, Vũ và Nguyễn (2008)).  Nhiệt độ trung bình sẽ tăng 2,5 độ C vào năm 2070, mực nước biển dự kiến sẽ tăng lên 33 cm vào năm 2050.  Ước tính 20-30% đồng bằng sông Cửu Long bị ảnh hưởng vào năm 2100, và một số khu vực sẽ bị nhiễm mặn (Ngân hàng Thế giới 2007).  Biến đổi khí hậu đặc biệt gây tổn hại cho việc trồng lúa do thay đổi đáng kể nguồn tài nguyên đất và nước.  Thiên tai như bão, lũ lụt và hạn hán, hydroclimatic trở nên nghiêm trọng hơn và thường xuyên hơn như  ảnh hưởng đến sản xuất lúa gạo.  Mặc khác, dù không có biến đổi khí hậu, ngành lúa gạo ở Việt Nam phải đối mặt với dân số cao và yêu cầu tăng trưởng.  Đất trồng lúa dự kiến sẽ giảm trong tương lai.  Công nghiệp hóa và đô thị hóa, tổng lượng gạo giảm 6% năm 2000-2007, tổng diện tích sản xuất lúa gạo sẽ giảm gần 10% vào năm 2030, 3,8 triệu ha.  Tuy năng suất lúa hiện nay ở Việt Nam vẫn cao so với các nước Đông Nam Á khác, nhưng sản lượng đã trì trệ trong những năm gần đây (FAO 2010).  Tác động của biến đổi khí hậu và suy giảm năng suất nông nghiệp nguy cơ làm mất an ninh lương thực. Mở rộng diện tích đất canh tác là có hạn, trong khi diện tích đất giảm do biến đổi khí hậu  tăng năng suất là lựa chọn khả thi duy nhất để cải thiện nguồn cung gạo trong dài hạn. 2. MÔ HÌNH TÁC ĐỘNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP CỦA HỘ GIA ĐÌNH 2.1 Các mô hình 3 GCM là viết tắt của cụm từ “General Circulation Models”, là mô hình mô phỏng sự tuần hoàn của khí quyển và đại dương trên phạm vi toàn cầu. WOFOST là viết tắt của cụm từ “World Food Studies”, là mô hình mô phỏng sự tăng trưởng năng suất cây trồng được phát triển tại Hà Lan.  Tác động của biến đổi khi hậu đến lượng nước tưới, từ đó ảnh hưởng đến năng suất cây trồng:  Từ kịch bản GCM, sử dụng mô hình thủy văn (Hydrological Model), mô hình lưu vực sông (River Basin Model), mô hình mô phỏng thủy sinh-cây trồng (Hydro-Crop Simulation Model) kết hợp chương trình WOFOST để tính năng suất cho trường hợp sản xuất nông nghiệp có tưới cưỡng bức. 4  Tương tự, sử dụng mô hình mô phỏng thủy sinh-cây trồng (Hydro-Crop Simulation Model) kết hợp chương trình WOFOST để tính năng suất cho trường hợp sản xuất nông nghiệp tưới bằng nước thiên nhiên.  Tác động của biến đổi khi hậu đến nước biển dâng và xâm nhập mặn, từ đó ảnh hưởng đến diện tích cây trồng:  Sử dụng mô hình thủy động học (Hydrodynamic Model) để tính diện tích đất sản xuất bị giảm do nước biển dâng và xâm nhập mặn.  Từ biến đổi năng suất và biến đổi diện tích, tính được sản lượng nông nghiệp bị tổn thất do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. 2.2 Chọn lựa các kịch bản biến đổi khí hậu dựa theo IPSL, GISS và MONRE:  Theo Zhu và Trinh (2010) chọn IPSL-CM4 (Viện nghiên cứu Pierre Simon Laplace của Pháp) cho kịch bản khí hậu khô, và chọn GISS-ER (Viện Nghiên cứu Không gian Goddard) cho kịch bản khí hậu ẩm.  Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (MONRE) chọn thay đổi theo mùa về lượng mưa và nhiệt độ (Viêt Nam, MONRE 2009).  Như vậy sẽ có ba kịch bản ứng với IPSL, GISS, và MONRE. 2.3 Mô hình tính năng suất sản xuất cây trồng của hộ gia đình:  Sử dụng hàm sản xuất Cobb-Douglas, thể hiện:  mối quan hệ giữa sản lượng và lợi nhuận  hệ số co giãn theo yếu tố đầu vào  Lấy log tự nhiên 2 vế hàm sản xuất Cobb-Douglas: Ln(Y) = a + b*Ln(Xi) + c*Zi + e  Y: sản lượng  Xi: đầu vào trực tiếp  Zi: đầu vào gián tiếp (xã hội và nhân khẩu học)  a, b, c: các hệ số  e: sai số 5 2.4 Dữ liệu sản xuất hộ gia đình:  Sử dụng bộ dữ liệu Điều tra mức sống hộ gia đình Việt Nam (VHLSS) năm 2004 và 2006 của Tổng cục Thống kê Việt Nam: gồm thông tin về hộ gia đình và xã hội.  Các biến được chọn: theo lý thuyết sản xuất, và theo một số nghiên cứu về các yếu tố quyết định đến sản xuất và đầu tư của chính phủ (Fan, Yu, và Saurkar (2008) và theo Fan, Hồng và Long (2004): lao động, phân bón, thủy lợi, giáo dục, đường sá, nghiên cứu nông nghiệp. Các biến số cụ thể:  Biến phụ thuộc: năng suất lúa  Biến đầu vào trực tiếp: lao động, phân bón, tưới tiêu - Biến phân bón: không có số lượng ◊ sử dụng chi tiêu. - Biến tưới tiêu: gồm 2 biến (% diện tích đất có thủy lợi do chính phủ đầu tư, chi tiêu hộ gia đình cho tưới tiêu trên đất của mình)  Biến đầu vào xã hội và nhân khẩu học: - đặc điểm hộ gia đình: giới tính, tuổi tác, trình độ học vấn, thành phần dân tộc - đặc điểm địa phương: cơ sở hạ tầng (điện, giao thông), dịch vụ xã hội (giáo dục, y tế), chính sách chính phủ (khuyến nông), cộng đồng (trợ cấp, thủy lợi). - Biến nghèo: nếu xã thuộc diện nghèo  Bảng 1 (Phụ lục): thống kê mô tả dữ liệu VHLSS năm 2004 và 2006  Trồng lúa chiếm ưu thế: ba phần tư diện tích đất.  Quy mô nhỏ: 0,7 ha (2004), 1,4 ha (2006)  Tập trung tăng năng suất cây trồng để thoát nghèo.  ăng suất bình quân thấp: 4,7 tấn/ha, phù hợp báo cáo của Nguyễn, Yu, và Breisinger (2009 và 2010).  Lao động chủ yếu: trong hộ, số thuê chỉ 4,2%.  Sử dụng phân bón cao: 97% 6  Trung bình tiêu thụ 354 kg/ha/hộ (2006)  Có tưới tiêu cao: 72%  Lúa bán: 25%  tự tiêu là chính (nhưng số hộ bán ròng lại đến 44%)  13-20% hộ chuyên trồng lúa.  Số thành viên trung bình mỗi hộ: 4,5 người  Chủ hộ đàn ông 83%, tuổi trung bình 48, số năm đi học trung bình 6 (hệ 12 năm), 23% là dân tộc ít người.  Cơ sở hạ tầng và dịch vụ công cộng được cải thiện giữa hai vòng điều tra, diệc tích có tưới tăng 1,5%, sử dụng điện lưới tăng 97-99%.  Khoảng cách đến đường, trường, trạm có tăng nhẹ giữa hai cuộc điều tra!  Nông dân rút được kinh nghiệm qua hỗ trợ kỹ thuật từ trung tâm khuyến nông.  22% xã thuộc diện nghèo.  Theo lý thuyết thì năng suất lúa cao hơn khi sử dụng các yếu tố đầu vào (lao động, phân bón, tươi tiêu) nhiều hơn!  Các kỳ vọng ước tính:  Chất lượng lao động được phản ánh quá chủ hộ có biết chữ, có thể áp dụng công nghệ, và sản xuất hiệu quả hơn.  Dân tộc ít người: kỳ vọng kém hiệu quả hơn  Khoảng cách đến đường, trạm: kỳ vọng tác động âm  Điện lưới: thúc đẩy năng suất qua cơ giới hóa, kỳ vọng tác động tích cực.  Xã nghèo: phản ánh năng suất thấp, kỳ vọng hệ số âm. 3. TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 3.1 Thay đổi nhiệt độ - Bảng 2 (Phụ lục)  Nhiệt độ tăng trong tất cả các vùng.  Năm 2050 cao hơn 2030.  Vùng phía Bắc cao hơn phía Nam. 3.2 Thay đổi lượng mưa - Bảng 3 (Phụ lục)  IPSL↓, nhưng GISS và MONRE 7  Năm 2050 cao hơn 2030  Thay đổi về lượng mưa phức tạp hơn nhiệt độ!  Kịch bản MONRE là trung bình của IPSL và GISS!  Ngoài lượng mưa trung bình theo năm như trên, thì lượng mưa thay đổi theo mùa cũng cần quan tâm:  Vùng phía Bắc: mưa giảm mùa xuân và đầu hè  Tăng cường tưới tiêu vào giai đoạn này mới bảo đảm năng suất.  Vùng phía Nam: mưa vào mùa khô.  Kịch bản GISS có sự gia tăng đáng kể lượng mưa vùng phía Bắc vào mùa mưa  tác động lũ lụt. 3.3 Tác động nước biển dâng và xâm mặn – Bảng 4 (Phụ lục)  Giả định dâng 17 cm 2030 và 30 cm 2050 (theo MONRE 2009).  Khu vực bị ngập trong mùa mưa: 276.000 ha.  Khu vực bị xâm mặn nồng độ > 4g/lít trong mùa khô: 420.000 ha.  Ước tính 70% diện tích lúa  mất 193.000 ha do ngập lụt + 294.000 ha do xâm mặn năm 2050.  Sản lượng lúa giảm: 2,7 triệu tấn/năm (theo năng suất 2007) = 0,9 triệu tấn do ngập mùa mưa + 1,8 triệu tấn do xâm mặn mùa khô = 13% sản lượng vùng đồng bằng sông Cửu Long năm 2007. 3.4 Tác động năng suất cây trồng – Bảng 7 (Phụ lục)  Năng suất giảm trong cả 3 kịch bản, từ 4,3% trong MONRE-2030 đến 19,1% trong IPSL-2050.  Đặc biệt mạnh vùng phía Bắc  vấn đề an ninh lương thực.  Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn, tuy không giảm mạnh nhưng cũng giảm! 8 3.5 Chính sách để cải thiện năng suất  Bảng kết quả hồi quy hàm năng suất lúa: Biến Tên biến Hệ số hồi quy Sai số Ý nghĩa thống kê Lnpahomelabor Ln (Lao động gia đình) 0,011 0,002 *** Lnpahirelabor Ln (lao động thuê) 0,003 0,001 *** Lnpachfer Ln (phân bón) 0,065 0,002 *** Lnpairr Ln (tưới tiêu) 0,019 0,002 *** Lnsoldshare Ln (% để bán) 0,004 0,001 *** Riceonly Hộ trồng để bán 0,000 0,007 - Male Chủ hộ đàn ông 0,013 0,006 ** Age Tuổi chủ hộ 0,000 0,000 - Grade Số năm đi học chủ hộ 0,003 0,001 *** Minority Dân tộc ít người -0,067 0,011 *** Lnirrshare Ln (% đất có tưới) 0,002 0,001 - Electricity Có điện lưới 0,040 0,023 * Lndiststop Ln (khoảng cách đường -0,000 0,001 - Lndistmkt Ln (cách chợ) -0,002 0,001 *** Lndistprim Ln (cách trường) 0,001 0,001 - Lndistagext Ln (cách trung tâm) 0,000 0,001 - Poor Hộ nghèo -0,081 0,012 *** *, **, *** là có ý nghĩa thống kê lần lượt ở mức 10%, 5%, 1% 3.5.1 Tăng năng suất bằng cách tăng các yếu tố sản xuất trực tiếp:  Hệ số co giãn năng suất theo lao động và lao động thuê lần lượt là: 1,1 và 0,3 với ý nghĩa thống kê 1%.  Hệ số co giãn năng suất theo phân bón còn lớn hơn: 6,5 với ý nghĩa thống kê 1%.  Hệ số co giãn năng suất theo tưới tiêu cũng có giá trị lớn: 1,9 với ý nghĩa thống kê 1%. Xét riêng yếu tố phân bón: khá quan trọng, căn cứ hệ số co giãn theo từng loại phân bón sử dụng – Bảng 6 (Phụ lục)  Phân đạm: 1%  năng suất 1,1%, (mức 10%).  Phân lân: 1%  năng suất 0,4%, (mức 10%). 9  Phân kali: 1%  năng suất 0,2%, (mức 10%).  Phân NPK: 1%  năng suất 0,5%, (mức 10%). 3.5.2 Tăng năng suất dựa vào các yếu tố xã hội, nhân khẩu học, căn cứ hệ số co giãn:  Năng suất theo hộ trồng lúa bán: 0,4 với ý nghĩa thống kê 1%.  Năng suất hộ dân tộc ít người: thấp hơn 6,7% so với người Kinh.  Một năm học thêm của chủ hộ  năng suất 0,3%  Chủ hộ đàn ông  năng suất 1,3% 3.5.3 Tăng năng suất dựa vào các yếu tố hạ tầng cơ sở: căn cứ hệ số co giãn:  Điện: 1%  năng suất 4%, mức ý nghĩa 10%.  thực tế chính phủ phân bổ đầu tư 10% cho điện.  Giao thông: khoảng cách đến thị trường rút ngắn 10% (0,4km) ◊ năng suất 2%, mức ý nghĩa 1%.  Xã nghèo: năng suất thấp 8,1%, mức ý nghĩa 1%. 3.6 Đánh giá các lựa chọn chính sách thích ứng biến đổi khí hậu – Bảng 8 (Phụ lục)  Qua các phân tích trên, một số hành động có thể được xem xét để thích ứng với biến đổi khí hậu.  Bảng 7 cho thấy năng suất lúa thay đổi khi thay đổi yếu tố sản xuất đầu vào.  Từ bảng 7, có thể thiết lập những chính sách khác nhau cho phù hợp.  Lý tưởng nhất là lập danh mục đầu tư tối ưu các biện pháp nhằm giảm thiểu chi phí của sự thích nghi, vừa giảm thiểu tác động bất lợi của biến đổi khí hậu, vừa bảo đảm an ninh lương thực.  Một số hành động đề nghị với mức độ phối hợp khác nhau cho phù hợp (tính chung cả Việt Nam, còn từng vùng cũng có đề nghị riêng cụ thể phù hợp):  Tăng diện tích có tưới cưỡng bức. 10  Tăng lượng phân bón như kali chẳng hạn.  Tăng tỷ phần nông sản mua bán bằng cách giảm khoảng cách phân phối, lưu thông.  Giảm tỷ lệ xã nghèo. 4. KẾT LUẬN  Sản xuất lúa gạo Việt Nam đối mặt thách thức nghiêm trọng do biến đổi khí hậu.  Giảm năng suất cây trồng xuất hiện trên diện rộng khắp cả nước, nghiêm trọng nhất là vùng phía Bắc.  Vựa lúa đồng bằng sông Cửu Long tuy không là vùng bị ảnh hưởng lớn nhất, nhưng mức độ giảm cũng đáng kể.  Sản lượng lúa gạo có thể bị giảm đến 2,7 triệu tấn năm 2050 do biến đổi khí hậu.  Cần phối hợp nghiên cứu biến đổi khí hậu với phân tích sản xuất cây trồng để có giải pháp bảo đảm an ninh lương thực trong dài hạn. [...]... tính toán của tác giả dựa trên hai bộ dữ liệu VHLSS 2004 và 2006 12 Bảng 2 Nhiệt độ trung bình hàng năm tăng ở các mức độ của khu vực sinh thái nông nghiệp Bảng 3 Trung bình tỷ lệ phần trăm thay đổi trong lượng mưa hàng năm từ vùng sinh thái nông nghiệp Bảng 4 Mất diện tích trồng lúa và sản xuất vào năm 2050 do ngập lũ và xâm nhập mặn 13 Bảng 6 Năng suất lúa theo lượng phân bón (2006) Biến Tên biến Hệ... 0,002 0,001 * Minority Dân tộc ít người -0,062 0,016 * Lnirrshare Ln (% đất có tưới) 0,005 0,002 * *, **, *** là có ý nghĩa thống kê lần lượt ở mức 10%, 5%, 1% Bảng 7 Năng suất lúa thay đổi theo các kịch bản biến đổi khí hậu và thích nghi Ghi chú: khoảng 70% các khu vực bị ảnh hưởng là khu vực lúa gạo Lưu ý: không bao gồm tăng trưởng năng suất dự kiến trong thời gian trong tính 14 Bảng 8 Phản ứng thích...11 PHỤ LỤC Bảng 1 Thống kê mô tả dữ liệu VHLSS năm 2004 và 2006 Biến Tên biến 2004 2006 Trung bình Sản xuất lúa hộ gia đình riceareashare Đất trồng lúa (%) area Diện tích (ha) output Sản lượng (tấn) yield Năng suất (tấn/ha) palabor Lao động trên ha (ngày công) laborhire Tỷ lệ lao động thuê (%) usefer Có sử dụng phân bón (=1) useirr Có sử dụng hệ thống tưới tiêu (=1) pachfer... xuất vào năm 2050 do ngập lũ và xâm nhập mặn 13 Bảng 6 Năng suất lúa theo lượng phân bón (2006) Biến Tên biến Hệ số hồi quy 0,014 Sai số 0,003 Ý nghĩa thống kê * Lnpahomelabor Ln (Lao động gia đình) Lnpahirelabor Ln (lao động thuê) 0,002 0,001 * LnpaN Ln (phân đạm) 0,011 0,001 * lnpaP Ln (phân lân) 0,004 0,001 * lnpaK Ln (phân kali) 0,002 0,001 * lnpaNPK Ln (phân hỗn hợp NPK) 0,005 0,001 * Lnpairr Ln... có hệ thống tưới tiêu (%) electricity Có điện lưới (=1) diststop Khoảng cách tới đường hoặc sông (km) distmkt Khoảng cách tới chợ (km) distprim Cách trường tiểu học (km) distagext Cách trung tâm khuyến nông (km) poor Nghèo (=1) Sai số Trung bình Sai số 76.5 0.7 3.4 4.67 751 4.2 0.97 0.72 1.3 24.2 1.0 5.3 1.3 657 10.2 0.18 0.45 0.7 83.1 1.4 6.7 4.79 487 4.2 0.97 0.71 1 20.4 2.5 13.3 1.2 504 10.8 0.17 . nhập mặn.  Từ biến đổi năng suất và biến đổi diện tích, tính được sản lượng nông nghiệp bị tổn thất do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. 2.2 Chọn lựa các kịch bản biến đổi khí hậu dựa theo IPSL,. Tác động của biến đổi khí hậu và suy giảm năng suất nông nghiệp nguy cơ làm mất an ninh lương thực. Mở rộng diện tích đất canh tác là có hạn, trong khi diện tích đất giảm do biến đổi khí hậu. HÌNH TÁC ĐỘNG BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP CỦA HỘ GIA ĐÌNH 2.1 Các mô hình 3 GCM là viết tắt của cụm từ “General Circulation Models”, là mô hình mô phỏng sự tuần hoàn của khí quyển