ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- MAI HẠNH NGUYÊN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI K
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
MAI HẠNH NGUYÊN
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ
TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
HÀ NỘI, 2016
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
MAI HẠNH NGUYÊN
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG CƠ CẤU SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ
TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 62 44 03 01
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1 PGS.TS Trần Văn Thụy
2 TS Võ Tử Can
HÀ NỘI, 2016
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình của nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân, bạn bè
và đồng nghiệp Nhân dịp này tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành về sự quan tâm quý báu đó
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn PGS.TS Trần Văn Thụy - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội và TS Võ Tử Can - Hội Khoa học đất Việt Nam đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, cung cấp cho tôi nhiều tư liệu quý, góp ý hoàn thiện Luận án
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng sau Đại học, Khoa Môi trường, Bộ môn Sinh thái Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ và góp ý cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện Luận án
Tôi xin trân trọng cảm ơn Tổng cục Quản lý đất đai; Viện Nghiên cứu quản
lý đất đai; các đơn vị có liên quan trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường; các Sở, ban, ngành thuộc tỉnh/thành phố Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận đã cung cấp những số liệu, tài liệu quý báu giúp tôi hoàn thành Luận án
Tôi xin cảm ơn PGS.TS Mai Văn Trịnh - Viện Môi trường Nông nghiệp và
KS Nguyễn Ngọc Đĩnh - Công ty TNHH một thành viên Giải pháp và Công nghệ GIS - VietGIS đã giúp đỡ, phối hợp nghiên cứu chuyên đề ứng dụng chương trình CROPWAT và ArcGIS làm cơ sở cho việc đánh giá, dự tính đất bị khô hạn, ngập úng; cảm ơn ThS Phạm Như Hách - Viện Nghiên cứu quản lý đất đai đã phối hợp, giúp đỡ xử lý các tài liệu, số liệu, các loại bản đồ,… trong việc hoàn thiện Luận án
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình… đã tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn về tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Tác giả luận án
Mai Hạnh Nguyên
Trang 4MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
1.1 Một số khái niệm về vấn đề nghiên cứu 9 1.1.1 Khái niệm về khí hậu, biến đổi khí hậu 9 1.1.2 Khái niệm về diện tích đất, đất nông nghiệp, cơ cấu sử dụng
đất nông nghiệp
10
1.1.3 Khái niệm có liên quan đến đánh giá tác động do biến đổi khí hậu 12
1.2 Tình hình nghiên cứu về biến đổi khí hậu và sử dụng đất nông
1.2.1 Nhóm nghiên cứu về biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi
khí hậu đến sử dụng đất nông nghiệp
13
1.2.2 Nhóm nghiên cứu về hạn hán, các chỉ số khô hạn và ứng dụng
của chương trình CROPWAT
14
1.2.3 Nhóm nghiên cứu về đất bị ngập úng và ứng dụng của phần
mềm ArcGIS
18
1.2.4 Nhóm nghiên cứu về các giải pháp 20
1.3 Biến đổi khí hậu tác động đến cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp và
tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 22 1.3.1 Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam 22 1.3.2 Tác động của biến đổi khí hậu đến cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp 24 1.3.3 Khái quát các tài liệu có liên quan đến nội dung nghiên cứu 26
1.4 Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội, những yếu tố liên
quan tới BĐKH của vùng nghiên cứu 32
1.4.2 Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 36 1.4.3 Khái quát về tình hình quản lý đất đai 39
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43
2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 43
2.2 Quy trình đánh giá biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp
trong bối cảnh biến đổi khí hậu 45 2.2.1 Căn cứ pháp lý và kỹ thuật 45
Trang 52.3 Phương pháp nghiên cứu 51 2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập thông tin tài liệu 51 2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu, phân tích thống kê 54 2.3.3 Phương pháp chuyên gia 55
2.3.5 Quy trình, phương pháp thành lập bản đồ dự tính đất nông
nghiệp bị khô hạn gia tăng do biến đổi khí hậu
55
2.3.6 Quy trình, phương pháp thành lập bản đồ dự tính đất nông
nghiệp bị ngập úng gia tăng do nước biển dâng
62
3.1 Những biến đổi về khí hậu và cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp của
3.1.1 Những biến đổi về khí hậu giai đoạn 1980 - 2013 67 3.1.2 Biến động và thực trạng cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp vùng
Duyên hải Nam Trung Bộ giai đoạn 1980 - 2013
69
3.1.3 Thực trạng sử dụng đất nông nghiệp và vấn đề khô hạn, ngập úng 77 3.1.4 Nhận xét chung về biến đổi về khí hậu và cơ cấu sử dụng đất
nông nghiệp của Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ
88
3.2 Dự tính biến động cơ cấu diện tích đất nông nghiệp trong bối cảnh
biến đổi khí hậu (khô hạn, ngập úng)
89
3.2.1 Dự tính biến động diện tích đất nông nghiệp trong bối cảnh
biến đổi khí hậu (khô hạn, ngập úng)
89
3.2.2 Đánh giá về khả năng chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất nông
nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu (khô hạn, ngập úng)
107
3.3 Giải pháp thích ứng tác động của biến đổi khí hậu trong quản lý,
sử dụng đất nông nghiệp
114
3.3.1 Căn cứ xác định giải pháp 114 3.3.2 Giải pháp quản lý, sử dụng đất thích ứng với tác động của biến
đổi khí hậu
124
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN
141
PHỤ LỤC
Trang 6DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BĐKH Biến đổi khí hậu
BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường
CHN Cây hàng năm
CLN Cây lâu năm
CSDL Cơ sở dữ liệu
DEM Mô hình số hoá độ cao (Digital elevation model)
DHNTB Duyên hải Nam trung Bộ
DTTN Diện tích tự nhiên
ET Lượng bốc hơi mặt ruộng
FAO Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc (Food and Agriculture
Organization) GDP Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Product)
GEF Quỹ Môi trường Toàn cầu (Global Environment Fund)
GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất
KH KTTV&MT Khoa học, Khí tượng thủy văn và Môi trường
KHSDĐ Kế hoạch sử dụng đất
LULUCF Sử dụng đất, thay đổi mục đích sử dụng đất và rừng (Land
Use, Land Use Change and Forestry) NBD Nước biển dâng
NTTS Nuôi trồng thủy sản
PET Bốc thoát hơi tiềm năng (Potential Evapotranspiration)
QH Quy hoạch
RDI Chỉ số thăm dò hạn hán (Reconnaissance Drought Index)
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, các hiểm họa và thách thức về môi trường không còn giới hạn trong
Trang 7phạm vi của từng quốc gia hay từng khu vực mà đã mang tính toàn cầu Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn của thế kỷ 21, là vấn đề đang được sự quan tâm của cả thế giới Ở góc độ nào đó, BĐKH có thể mang lại một số ảnh hưởng tốt, nhưng những tác động xấu tới điều kiện tự nhiên, đời sống con người là không thể phủ nhận Sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng (NBD) ảnh hưởng không nhỏ tới khả năng sản xuất nông nghiệp, môi trường, an ninh lương thực và chất lượng sống của con người
Việt Nam là một trong những nước sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất của BĐKH và là một trong hai nước có diện tích đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của mực NBD Nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, hàng năm phải gánh chịu ảnh hưởng của thiên tai và các hiện tượng thời tiết cực đoan, BĐKH ngày càng đem lại những thách thức cho Việt Nam Những năm gần đây, các hiện tượng thời tiết cực đoan bắt đầu gia tăng, ngập lụt và hạn hán xảy ra bất thường không theo quy luật Bão
và lụt lội là những thảm họa thiên tai nguy hiểm nhất đối với các khu vực ven biển Việt Nam Sự không đồng nhất về địa hình, địa mạo, khí hậu, thổ nhưỡng và do ảnh hưởng của từng loại hình phát triển kinh tế xã hội nên mức độ ảnh hưởng của BĐKH được xác định là khác nhau đối với từng khu vực [24], [63]
Thực tế hiện nay ở Việt Nam, quỹ đất đai có hạn về số lượng, đồng thời lại đang giảm sút về chất lượng [25] Với nền kinh tế chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, tỷ lệ nông dân nông thôn nước ta chiếm khoảng gần 70% dân số cả nước, diện tích đất nông nghiệp chiếm khoảng 30% diện tích tự nhiên (DTTN) [3], đất đai đã, đang và vẫn sẽ là công cụ sản xuất quan trọng cho nhiều người dân, đặc biệt là những người nông dân nghèo hiện hàng ngày đang phải lệ thuộc vào các hoạt động canh tác trên đất Mặt khác, đất nông nghiệp ở nước ta sẽ là một trong những đối tượng chịu tác động nặng nề do tác động của BĐKH
Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (DHNTB) bao gồm 8 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương là: Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận Diện tích đất nông nghiệp của Vùng chiếm trên 76% DTTN [6] Mặc dù, đã đạt được những thành tựu nhất định nhưng vùng DHNTB vẫn là một trong những vùng có tỷ lệ đói nghèo cao ở Việt Nam Cuộc sống, thu nhập của người nông dân còn thấp và bấp bênh bởi nhiều vấn đề khó khăn, nguyên
Trang 8nhân chủ yếu là do điều kiện tự nhiên, môi trường, đặc biệt là những tác động của BĐKH Trong đó, lũ lụt và hạn hán là những loại hình thiên tai thường xuyên xảy ra, gây thiệt hại lớn đối với đời sống, sinh hoạt nói chung, ảnh hưởng đến việc quản lý, sử dụng đất nông nghiệp nói riêng Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp của Vùng đã, đang và
dự tính sẽ chịu nhiều tác động của BĐKH
Nhận thức đươ ̣c tầm quan trọng về ảnh hưởng của BĐKH đến sự biến động đất nông nghiệp trong sản xuất và đời sống của con người, việc đánh giá mức độ tác động của BĐKH đối với tài nguyên đất để có thể thích ứng và giảm thiểu thiệt hại của
BĐKH là việc làm quan trọng Chính vì vậy, việc thực hiện luận án “Nghiên cứu biến
động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp vùng Duyên hải Nam Trung Bộ trong bối cảnh biến đổi khí hậu” là vô cùng cần thiết
2 Mục tiêu nghiên cứu
- Làm rõ biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp vùng DHNTB do khô hạn, ngập úng trong bối cảnh biến đổi khí hậu
- Đề xuất một số giải pháp thích ứng với tác động của BĐKH trong quản lý, sử dụng đất nông nghiệp cho vùng DHNTB
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Ý nghĩa khoa học
- Luận án đã áp dụng thành công chương trình CROPWAT tính toán lượng bốc thoát hơi tiềm năng làm cơ sở để tính toán Chỉ số thăm dò hạn hán (RDI) phục vụ việc đánh giá mức độ khô hạn và phần mềm ArcGIS để xác định diện tích bị ngập úng gia tăng do BĐKH cho từng loại hình đất nông nghiệp cụ thể của vùng DHNTB
- Luận án đã nghiên cứu, kết hợp được nhiều nguồn tài liệu, số liệu để đánh giá hiện trạng, dự tính biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp (đất bị khô hạn, ngập úng)
và đưa ra các giải pháp thích ứng với tác động của BĐKH cho vùng DHNTB
b) Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả của luận án góp phần bổ sung cơ sở thực tiễn cho việc đánh giá biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh BĐKH
- Kết quả nghiên cứu của luận án là căn cứ thực tiễn cho các nhà hoạch định chính sách, các nhà nghiên cứu nắm rõ được biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh BĐKH (về các vấn đề khô hạn, ngập úng) của Vùng DHNTB
Trang 9để từ đó có những chính sách, kế hoạch hành động
4 Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của luận án gồm 3 Chương:
- Tổng quan tài liệu: Nghiên cứu một số khái niệm về vấn đề nghiên cứu; Tình hình nghiên cứu về biến đổi khí hậu và sử dụng đất nông nghiệp trên thế giới; Biến đổi khí hậu tác động đến cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp và tình hình nghiên cứu tại Việt Nam; Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội, những yếu tố liên quan tới BĐKH của vùng nghiên cứu
- Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Đề cập đến đối tượng và phạm vi nghiên cứu; Quy trình đánh giá biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu; phương pháp nghiên cứu
- Kết quả nghiên cứu: Phân tích, đánh giá những biến đổi về khí hậu và cơ cấu
sử dụng đất nông nghiệp của Vùng DHNTB; Dự tính biến động cơ cấu, diện tích đất nông nghiệp trong bối cảnh BĐKH (khô hạn, ngập úng); Đề xuất giải pháp thích ứng tác động của biến đổi khí hậu trong quản lý, sử dụng đất nông nghiệp
5 Những đóng góp mới của luận án
- Ứng dụng thành công chương trình CROPWAT và phần mềm ArcGIS làm cơ
sở cho việc dự tính biến động cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp của vùng DHNTB trong bối cảnh BĐKH
- Luận án đã nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và dự tính được biến động cơ cấu diện tích đất nông nghiệp bị khô hạn, ngập úng trong bối cảnh BĐKH của vùng DHNTB vào các năm 2020, 2030, 2050
Trang 10CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Một số khái niệm về vấn đề nghiên cứu
1.1.1 Khái niệm về khí hậu, biến đổi khí hậu
- Thơ ̀ i tiết: là trạng thái khí quyển tại một địa điểm nhất định được xác định
bằng tổ hợp các yếu tố: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ gió, mưa,… Thời tiết thường
dễ thay đổi trong một thời gian ngắn, có thể là một buổi, một ngày hoặc vài ngày [56]
- Khí hậu: là trung bình theo thời gian của thời tiết (thường là 30 năm) [56]
- Biến đổi khi ́ hậu : là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình
và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn BĐKH có thể là do các quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển [56]
- Nước biển dâng: là sự dâng lên của mực nước của đại dương trên toàn cầu,
trong đó không bao gồm triều, nước dâng do bão NBD tại một vị trí nào đó có thể cao hơn hoặc thấp hơn so với trung bình toàn cầu [55]
- Kịch bản khí hậu: Kịch bản khí hậu là sự thể hiện đáng tin cậy và đơn giản
khí hậu trong tương lai, dựa trên một tập hợp các mối quan hệ khí hậu, được xây dựng
để sử dụng trong nghiên cứu những hệ quả có thể của biến đổi khí hậu (BĐKH) do con người tạo ra, thường được dùng như là đầu vào cho các mô hình đánh giá tác động [75]
- Thiên tai: là hiện tượng tự nhiên bất thường có thể gây thiệt hại về người, tài
sản, môi trường, điều kiện sống và các hoạt động kinh tế - xã hội, bao gồm: bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, sụt lún đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, nước dâng, xâm nhập mặn, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương muối, động đất, sóng thần và các loại thiên tai khác (theo Luật phòng, chống thiên tai)
- Ứng phó với biến đổi khí hậu: bao gồm tất cả những hoạt động của con người
nhằm giảm nhẹ và thích ứng các tác động tiêu cực do BĐKH [55]
- Thích ứng với biến đổi khí hậu: là sự điều chỉnh các hệ thống tự nhiên và con
Trang 11người để phù hợp với môi trường mới hoặc môi trường bị thay đổi Sự thích ứng với BĐKH là sự điều chỉnh các hệ thống tự nhiên và con người để ứng phó với tác động thực tại hoặc tương lai của khí hậu, do đó làm giảm tác hại hoặc tận dụng những mặt
có lợi [55]
- Giảm nhẹ biến đổi khí hậu: là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc cường
độ phát thải khí nhà kính [55]
- Thích nghi (với khí hậu): Quá trình con người và động vật trở nên thích ứng
với các điều kiện khí hậu không quen thuộc Với nghĩa rộng hơn, nó hàm ý sự điều chỉnh để hợp với mọi môi trường vật lý và văn hóa mới, và thường khó phân biệt rõ rệt các hiện tượng khí hậu với các nhân tố khác [55]
1.1.2 Khái niệm về diện tích đất, đất nông nghiệp, cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp
- Diện tích đất: diện tích đất là toàn bộ diện tích các loại đất thuộc phạm vi
quản lý của đơn vị hành chính đó trong đường địa giới hành chính xác định, được lấy theo số liệu do cơ quan địa chính có thẩm quyền đo đạc và công bố Đối với các đơn
vị hành chính có biển thì DTTN của đơn vị hành chính đó bao gồm diện tích các loại đất của phần đất liền và các đảo, quần đảo trên biển tính đến đường mép nước biển triều kiệt trung bình trong nhiều năm Tổng diện tích đất tự nhiên bao gồm nhiều loại đất khác nhau tùy theo tiêu thức phân loại Thông thường diện tích đất được phân theo mục đích sử dụng và đối tượng sử dụng
- Đất nông nghiệp: đất nông nghiệp là đất sử dụng vào mục đích sản xuất,
nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng; bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác, cụ thể:
+ Đất sản xuất nông nghiệp: Là đất sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp, bao gồm đất trồng CHN, đất trồng CLN
Đất trồng cây hàng năm: là đất chuyên trồng các loại cây có thời gian sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Bộ Kế hoạch và Đầu tư - Vụ Khoa học, giáo dục Tài nguyên và Môi trường -