Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC VÕ NGỌC DŨNG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC CANH TÁC LÚA TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Hà Nội – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC VÕ NGỌC DŨNG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC CANH TÁC LÚA TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: chương trình đào tạo thí điểm Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Huỳnh Thị Lan Hương 2. GS. TS. Trần Thục Hà Nội – 2013 i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sỹ với đề tài: “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi” đã được hoàn thành. Để hoàn thành khóa luận này, ngoài sự nỗ lực của bản nhân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ các cơ quan, tổ chức và cá nhân. Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô PGS. TS. Huỳnh Thị Lan Hương và thầy GS.TS. Trần Thục đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả cũng chân thành cảm ơn tới các anh chị Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu thuộc Viện khoa học Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn được hoàn thành. Xin gửi lời cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ Khoa Sau đại học - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn tôi hoàn thành chương trình học tập và thực hiện luận văn. Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và những người luôn động viên, khích lệ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô và các đồng nghiêp. Xin trân trọng cảm ơn! Học viên: Võ Ngọc Dũng ii MỤC LỤC Danh mục các ký hiệu viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình vẽ vii Danh mục các biểu đồ viii MỞ ĐẦU ix CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LÊN NGÀNH NÔNG NGHIỆP 1 1.1.1. Một số thiệt hại trong lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi liên quan đến BĐKH 1 1.1.2. Một số nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu lên ngành nông nghiệp 2 1.2. TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên 3 1.2.2. Thực trạng và định hướng phát triển của lĩnh vực sản xuất lúa tỉnh Quảng Ngãi 13 1.2.3. Hệ thống thủy lợi của khu vực 19 1.3. BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 22 1.3.1. Biến đổi khí hậu của tỉnh Quảng Ngãi trong những năm gần đây 22 1.3.2. Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Ngãi 26 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 29 2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1.1. Mô hình Cropwat 29 2.1.2. Mô hình Mike-Nam: 32 2.1.3. Mô hình Mike 11: 32 2.1.4. Mô hình Mike 11 GIS: 32 2.2. NGUỒN SỐ LIỆU 34 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35 3.1. TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NHU CẦU TƯỚI CỦA CÂY LÚA 35 3.1.1. Kết quả tính toán - Kịch bản nền 35 3.1.2. Kết quả tính toán – Cho các kịch bản biến đổi khí hậu 40 3.1.3. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến như cầu tưới 43 iii 3.2. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DIỆN TÍCH CANH TÁC LÚA 48 3.2.1. Phương pháp và mô hình toán sử dụng để đánh giá 48 3.2.2. Kết quả tính toán ngập lụt 56 3.2.3. Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến diện tích canh tác lúa 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 iv Danh mục các ký hiệu viết tắt ATNĐ Áp thấp nhiệt đới BĐKH Biến đổi khí hậu BĐNL Bản đồ ngập lụt FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc GDP Tổng sản phẩm quốc nội IPCC Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu MIKE Bộ mô hình thuỷ lực và thuỷ văn của Viện Thuỷ lực Đan Mạch MIKE - NAM Mô đun tính toán dòng chảy từ mưa trong bộ mô hình MIKE MIKE 11 -GIS Mô hình tính toán ngập lụt NBD Nước biển dâng UBND Ủy ban nhân dân v Danh mục các bảng Bảng 1.1. Đặc trưng thủy văn các sông chính tỉnh Quảng Ngãi 7 Bảng 1.2. Số cơn bão và ATNĐ ảnh hưởng trực triếp đến Quảng Ngãi 8 Bảng 1.3. Danh sách các hiểm họa thiên tai thường xảy ra trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 13 Bảng 1.4. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa toàn tỉnh giai đoạn 2001-2010 14 Bảng 1.5. Cơ cấu đất lúa toàn tỉnh giai đoạn 2011-2020 17 Bảng 1.6. Các hạng mục thuộc công trình thuỷ lợi Thạch Nham 20 Bảng 1.7. Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn (S) và biến suất (Sr) nhiệt độ trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 22 Bảng 1.8. Nhiệt độ trung bình của tháng I, VII, Năm các nửa thập kỷ 23 Bảng 1.9. Xu thế biến đổi nhiệt độ tại một số trạm điển hình ở tỉnh Quảng Ngãi 24 Bảng 1.10. Xu thế biến đổi nhiệt độ mùa tại một số trạm điển hình ở tỉnh Quảng Ngãi 24 Bảng 1.11. Chênh lệch nhiệt độ ( 0 C) giữa thời kỳ (2000-2010) và thời kỳ (1980-1999) 24 Bảng 1.13. Lượng mưa trung bình các nửa thập kỷ mùa khô, mùa mưa, mưa năm 25 Bảng 1.14. Xu thế biến đổi đặc trưng lượng mưa mùa tại một số trạm điển hình 26 Bảng 1.15. Chênh lệch lượng mưa trung bình (mm) giữa thời kỳ gần đây 26 Bảng 1.16. Mức tăng nhiệt độ trung bình năm, mùa ( O C) trong các thập kỷ 27 Bảng 1.17. Mức thay đổi lượng mưa năm, mùa (%) trong các thập kỷ 28 Bảng 1.18. Mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999 28 Bảng 3.1. Cao độ và tọa độ các trạm khí tượng 35 Bảng 3.2. Các yếu tố khí tượng được tính theo trung bình tháng 36 Bảng 3.3. Danh sách trạm mưa và trạm khí tượng dùng cho các vùng tưới 37 Bảng 3.4. Thời kỳ sinh trưởng và hệ số cây trồng Kc đối với lúa 39 Bảng 3.5. Bốc hơi tiềm năng tại trạm Ba Tơ và Quảng Ngãi theo kịch bản nền (mm/ngày) 40 Bảng 3.6. Nhu cầu sử dụng nước của các vùng theo kịch bản nền (1980-1999) 40 Bảng 3.7. Bốc hơi tiềm năng các kịch bản tại trạm Ba Tơ (mm/ngày) 41 Bảng 3.8. Bốc hơi tiềm năng các kịch bản tại trạm Quảng Ngãi (mm/ngày) 41 vi Bảng 3.9. Nhu cầu tưới của các vùng theo kịch bản B1 42 Bảng 3.10. Nhu cầu tưới của các vùng theo kịch bản B2 42 Bảng 3.11. Nhu cầu tưới của các vùng theo kịch bản A2 42 Bảng 3.12. Biến đổi bốc hơi tiềm năng so với kịch bản nền tại trạm Ba Tơ (mm/ngày) 43 Bảng 3.13. Biến đổi bốc hơi tiềm năng so với kịch bản nền tại trạm Ba Tơ (%) 43 Bảng 3.14. Biến đổi bốc hơi tiềm năng so với kịch bản nền tại trạm Quảng Ngãi (mm/ngày) 43 Bảng 3.15. Biến đổi bốc hơi tiềm năng so với kịch bản nền tại trạm Quảng Ngãi (%) 44 Bảng 3.16 .Các trạm mưa được sử dụng để tính toán chuyển mưa thành dòng chảy bằng mô hình NAM 48 Bảng 3.17. Kết quảhiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình mưa - dòng chảyMIKE NAM 49 Bảng 3.18. Sự khác nhau về đỉnh lũ trong hiệu chỉnh trạm Trà Khúc 53 Bảng 3.19. Sự khác nhau về đỉnh lũ trong kiểm định trạm Trà Khúc 54 Bảng 3.20. Diện tích ngập lớn nhất trận lũ tháng 12 năm 1999 56 Bảng 3.21. Diện tích đất lúa bị ngập lớn nhất theo kịch bản B1 57 Bảng 3.22. Diện tích đất lúa bị ngập lớn nhất theo kịch bản B2 57 Bảng 3.23. Diện tích đất lúa bị ngập lớn nhất theo kịch bản A2 58 Bảng 3.24. Tổng hợp diện tích đất canh tác lúa bị ngập lớn nhất theo các kịch bản 58 Bảng 3.25. Diện tích ngập thay đổi so với kịch bản nền 60 Bảng 3.26. Phần trăm diện tích ngập thay đổi so với kịch bản nền 61 vii Danh mục các hình vẽ Hình 1.1. Vị trí địa lý tỉnh Quảng Ngãi 3 Hình 2.1. Sơ đồ đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa 29 Hình 2.3. Sơ đồ đánh giá mức độ thay đổi diện tích ngập lụt cho các vùng canh tác lúa 33 Hình 3.1. Bản đồ bố trí các trạm khí tượng và trạm mưa 36 Hình 3.2. Bản đồ phân chia các vùng tưới 38 Hình 3.3. Sơ đồ mạng thủy lực các Sông chính của tỉnh Quảng Ngãi 51 Hình 3.4. Mô hình số độ cao khu vực tỉnh Quảng Ngãi 55 Hình 3.5. Ngập lụt lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi thời kỳ nền 55 Hình 3.6. Bản đồ diện tích đất canh tác lúa của tỉnh Quảng Ngãi 56 viii Danh mục các biểu đồ Biểu đồ 1.1. Diện tích rừng bị thiệt hại giai đoạn 2000 – 2010 11 Biểu đồ 3.1. Bốc hơi tiềm năng các kịch bản trạm Ba Tơ 44 Biểu đồ 3.2. Sự biến đổi bốc hơi tiềm năng so với kịch bản nền tại trạm Ba Tơ 45 Biểu đồ 3.3. Bốc hơi tiềm năng các kịch bản trạm Quảng Ngãi 45 Biểu đồ 3.5. Xu thế biến đổi của nhu cầu tưới của các vùng 47 Biểu đồ 3.6. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại trạm An Chỉ 49 Biểu đồ 3.7. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại trạm Sơn Giang 50 Biểu đồ 3.8. Đường quá trình mực nước giờ thực đo và tính toán trạm Trà Khúc trên sông Trà Khúc ngày năm 1999 53 Biểu đồ 3.10. Diện tích đất canh tác lúa bị ngập thay đổi so với kịch bản nền 60 Biểu đồ 3.11. Diện tích đất canh tác lúa bị ngập sâu của các kịch bản thay đổi so với kịch bản nền 61 Biểu đồ 3.12. Phần trăm diện tích đất lúa bị ngập thay đổi so với kịch bản nền 62 Biểu đồ 3.13.Tỉ lệ diện tích đất canh tác lúa bị ngập sâu của các kịch bản thay đổi so với kịch bản nền 62 [...]... khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi là rất cần thiết, làm cơ sở cho việc triển khai thực hiện các giải pháp ứng phó, giảm thiểu các thiệt hại do BĐKH gây ra Trong nghiên cứu này, để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi tác giả chỉ tính toán sự thay đổi về nhu cầu tưới và diện tích đất cho các vùng canh tác lúa trên cơ sở các Kịch bản biến đổi. .. có Quảng Ngãi rất cần các nghiên cứu, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến các lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực canh tác lúa Đây là cơ sở khoa học để xây dựng và thực hiện các chính sách, chiến lược, kế hoạch và giải pháp ứng phó với BĐKH phục vụ phát triển bền vững nông nghiệp, đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh chịu tác động của biến đổi khí hậu Vì vậy, việc Đánh giá tác động của biến đổi. .. các Kịch bản biến đổi khí hậu và Nước biển dâng 2 Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến sự thay đổi nhu cầu tưới của các vùng canh tác lúa ứng với kịch bản phát thải thấp (B1), phát thải trung bình (B2), phát thải cao (A2) và so sánh với thời kỳ nền (1980-1999) - Đánh giá ảnh hưởng ngập lụt đến diện tích đất canh tác lúa do tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng... diện tích tưới thiết kế là 230 ha, thực tế tưới được 170 ha 1.3 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.3.1 Biến đổi khí hậu của tỉnh Quảng Ngãi trong những năm gần đây 1.3.1.1 Thay đổi về nhiệt độ a Mức độ biến đổi hàng năm Lưới trạm khí tượng thủy văn trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi bao gồm 12 trạm trong đó có 2 trạm đo các yếu tố khí tượng, 3 trạm đo thủy văn và các trạm đo mưa Hầu hết các trạm... CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LÊN NGÀNH NÔNG NGHIỆP 1.1.1 Một số thiệt hại trong lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi liên quan đến BĐKH Hàng năm tỉnh Quảng Ngãi luôn bị ảnh hưởng của hạn hán, lũ lụt làm mất đất sản xuất nông nghiệp Theo số liệu thống kê thì trong giai đoạn 2001-2010 tổng diện tích đất lúa bị mất đi trong toàn tỉnh do bị sạt lỡ, sa bồi, xâm nhập... 15025’00” đến vĩ độ Bắc và từ 108014’25” đến 109009’00” độ kinh Đông - Phía Đông: Giáp biển Đông - Phía Tây: Giáp tỉnh Kon Tum và tỉnh Gia Lai - Phía Nam: Giáp tỉnh Bình Định Hình 1.1 Vị trí địa lý tỉnh Quảng Ngãi - Phía Bắc: Giáp tỉnh Quảng Nam Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 515.295,46 ha (theo thống kê đất đai tỉnh Quảng 3 Ngãi ngày 01 tháng 01 năm 2011) chiếm 1,7% diện tích tự nhiên của cả nước Tỉnh Quảng. .. vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Sự thay đổi nhu cầu tưới và diện tích đất canh tác của các vùng trồng lúa - Phạm vi nghiên cứu: + Phạm vi về không gian: tỉnh Quảng Ngãi + Nội dung nghiên cứu: đánh giá sự thay đổi về nhu cầu tưới và diện tích đất canh tác của các vùng trồng lúa trên cơ sở các Kịch bản biến đổi khí hậu và Nước biển dâng 4 Cấu trúc của luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài... bình quân mỗi năm mất khoảng 20 ha Theo dự báo của Ngân hàng Thế giới thì trong những năm đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu sẽ làm cho lũ lụt, hạn hán ngày càng gia tăng Như vậy giai đoạn 2011-2020 khả năng mất đất lúa do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu sẽ nhiều hơn giai đoạn trước và có tác động đến vấn đề sản xuất lương thực của tỉnh Năm 2010, do ảnh hưởng của hiện tượng El Nino, nền nhiệt độ trung bình... Rủi ro Thiên tai cấp tỉnh, các hoạt động lập Kế hoạch và quy trình đánh giá rủi ro thiên tai trên địa bàn tỉnh 1.2.2 Thực trạng và định hướng phát triển của lĩnh vực sản xuất lúa tỉnh Quảng Ngãi 1.2.2.1 Tình hình sản xuất lúa trên địa bàn tỉnh giai đoạn 2001-2010 a Tình hình sản xuất Lúa là cây trồng chủ lực, có vị trí đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, đảm bảo an ninh...MỞ ĐẦU 1 Giới thiệu chung Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21 Những báo cáo gần đây của Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã xác nhận rằng biến đổi khí hậu thực sự đang diễn ra và gây ra nhiều tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường tại nhiều nước trên thế giới, trong . VÕ NGỌC DŨNG ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC CANH TÁC LÚA TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: chương trình. ninh lương thực trong bối cảnh chịu tác động của biến đổi khí hậu. Vì vậy, việc Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa tỉnh Quảng Ngãi là rất cần thiết, làm cơ sở cho. lý tỉnh Quảng Ngãi 3 Hình 2.1. Sơ đồ đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực canh tác lúa 29 Hình 2.3. Sơ đồ đánh giá mức độ thay đổi diện tích ngập lụt cho các vùng canh tác lúa