Nghiên cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp phục vụ phát triển ngành trồng trọt tỉnh sơn la TT

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NGUYỄN HỮU QUYỀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN NGÀNH TRỒNG TRỌT TỈNH SƠN LA Ngành: Khí tượng khí hậu học Mã số: 9440222 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÍ TƯỢNG VÀ KHÍ HẬU HỌC Hà Nội, 2021 Cơng trình hồn thành tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Dương Văn Khảm PGS.TS Nguyễn Thế Hưng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Viện, họp tại: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Vào hồi , ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: - - Thư viện quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Khí tượng Thủy Biến đổi khí hậu - DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1) Nguyễn Hữu Quyền, Dương Văn Khảm, Nguyễn Thế Hưng, Nguyễn Trọng Hiệu (2020) Nghiên cứu phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La Tạp chí Khoa học Biến đổi khí hậu, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu ISSN 2525- 2496, Số 14, 2020, Tr.9-17 2) Nguyen Ngoc Anh, Nguyen Huu Quyen, Tran Thi Tam, Duong Hai Yen, Duong Van Kham (2019) Zoning agro-climatic factors and evaluating adaptation ability of arabica coffee in Muong Ang district, Dien Bien province Journal of Climate Change Science, Viet Nam Institute of Meteorology Hydrology and Climate Change, ISSN 2525- 2496, No 9, 2019, p.99-112 3) Nguyen The Hung, Nguyen Huu Quyen (2017) Effect of the change of climate indicators on agricultural yields in Son La province Vietnam Journal of Science and Technology ISSN 25252518, Vol 55, No 6, 2017, p756-766 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nơng nghiệp có quan hệ qua lại phức tạp điều kiện tự nhiên, yếu tố khí hậu yếu tố tác động mạnh mẽ đến sản xuất nông nghiệp Khí hậu khơng ảnh hưởng lớn đến phân bố địa lý trồng mà ảnh hưởng đến trình sinh trưởng phát triển, đến chất lượng suất sản lượng mùa màng Nghiên cứu, đánh giá điều kiện khí hậu nơng nghiệp nhằm cung cấp thơng tin cần thiết tài ngun khí hậu, mức độ phù hợp điều khí hậu nơng nghiệp loại trồng khác , làm sở khoa học phục vụ quy hoạch phát triển nông nghiệp, giúp nhà quản lý đề xuất cấu trồng hợp lý, tận dụng hết lợi tài nguyên khí hậu vùng lãnh thổ, thu lợi nhuận cao phát triển bền vững Sơn La tỉnh có nhiều lợi phát triển trồng trọt, vùng có tiềm đất đai rộng lớn với nguồn tài ngun khí hậu nơng nghiệp (KHNN) đa dạng phong phú Tuy nhiên, vùng cịn gặp khơng khó khăn nhiều mặt, cụ thể như: địa hình đồi núi phức tạp dẫn đến điều kiện khí hậu nơng nghiệp có thay đổi lớn phạm vi hẹp, đất dốc chiếm diện tích lớn, sở hạ tầng kém, mặt dân trí thấp, tỷ lệ hộ nghèo cao Đặc biệt, vùng phải đối mặt với loại thiên tai tượng thời tiết cực đoan sương muối, nhiệt độ thấp, hạn hán gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp Vì tốc độ phát triển ngành trồng trọt chậm, chưa tương xứng với tiềm địa phương Theo định hướng phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La, trọng tâm giai đoạn tới bao gồm nội dung cụ thể như: (1) Phát triển nông nghiệp theo hướng xây dựng cánh đồng mẫu lớn; (2) Tập trung chuyển đổi cấu kinh tế nông nghiệp, gia tăng giá trị sản phẩm đơn vị diện tích; (3) Nâng cao suất, chất lượng nông sản, đạt hiệu cao bền vững [22], [24], [25] Có thể thấy chiến lược lâu dài phát triển nông nghiệp tỉnh, vậy, cần có đánh giá mức tài ngun khí hậu nơng nghiệp, có định hướng quy hoạch, mở rộng không gian phát triển trồng trọt, phát triển vùng chuyên canh ăn có giá trị kinh tế hàng hoá cách cụ thể Trong đó, việc xác định vùng có khả mở rộng sản xuất nông nghiệp, lựa chọn loại trồng phát triển phù hợp vấn đề cấp thiết Vì vậy, đánh giá điều kiện khí hậu nông nghiệp cách khoa học phục vụ phát triển trồng trọt việc làm cần thiết phù hợp Cây trồng nơng nghiệp có nhiều loại nên tiến hành nghiên cứu, đánh giá tài nguyên khí hậu nơng nghiệp cho phát triển trồng trọt vùng, cần chọn lựa số trồng chủ lực, thích hợp với điều kiện khí hậu địa phương, có giá trị kinh tế, ưu tiên loại trồng mạnh tỉnh Chính tỉnh Sơn La, việc lựa chọn nghiên cứu, đánh giá tài ngun khí hậu nơng nghiệp cho phát triển ăn ôn đới, nhiệt đới có giá trị kinh tế trồng hàng năm việc làm cần thiết Từ phân tích nêu trên, với lịng mong muốn góp phần đưa kết nghiên cứu vào thực tiễn nhằm khai thác hiệu nguồn tài ngun khí hậu nơng nghiệp, giảm thiểu tác động bất lợi yếu tố khí hậu cực đoan, hướng tới phát triển nông nghiệp bền vững, tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nơng nghiệp phục vụ phát triển ngành trồng trọt tỉnh Sơn La” Mục tiêu luận án - Đánh giá phân hóa theo khơng gian, thời gian tiêu KHNN ảnh hưởng chúng đến suất loại trồng tỉnh Sơn La; - Xây dựng sơ đồ phân vùng KHNN cho tỉnh Sơn La xác định không gian canh tác phù hợp (về điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng) số loại chủ lực tỉnh theo kịch biến đổi khí hậu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Điều kiện tự nhiên thực trạng sản xuất nông nghiệp tỉnh Sơn La - Quy luật phân hóa số khí hậu nơng nghiệp; - Ảnh hưởng phân bố số KHNN đến phân bố trồng; Phạm vi nghiên cứu - Trên địa bàn tỉnh Sơn La; - Một số khu vực lân cận Câu hỏi nghiên cứu luận điểm bảo vệ luận án 4.1 Câu hỏi nghiên cứu (1) Những tiêu tổ hợp tiêu KHNN sử dụng làm tiêu để đánh giá phân vùng KHNN phục vụ phát triển ngành trồng trọt tỉnh Sơn La? (2) Mức độ phù hợp điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng trồng nông nghiệp phân vùng KHNN tỉnh Sơn La nào? 4.2 Giới hạn nghiên cứu Đối với trồng nông nghiệp, luận án xem xét loại trồng chủ lực tỉnh quan tâm đầu tư phát triển giai đoạn tới, bao gồm: loại ăn ôn đới (đào, lê, mận); loại ăn nhiệt đới (xồi, nhãn); hàng năm (lúa, ngơ) 4.3 Luận điểm bảo vệ luận án Luận điểm 1: Bản đồ phân vùng KHNN phản ánh quy luật phân hóa chủ yếu điều kiện KHNN thơng qua tiêu chí tổng nhiệt năm độ dài mùa sinh trưởng địa bàn tỉnh Sơn La; Luận điểm 2: Phân vùng KHNN tỉnh Sơn La có liên quan mật thiết với phân bố trồng có khả phục vụ quy hoạch phát triển trồng trọt theo hướng chun canh, có tính đến vấn đề BĐKH Phương pháp nghiên cứu Để trả lời câu hỏi nghiên cứu, Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: (1) Các phương pháp thống kê khí hậu, KHNN WMO, FAO áp dụng để xây dựng số KHNN phục vụ đánh giá quy luật phân hóa điều kiện KHNN ảnh hưởng số KHNN đến suất trồng tỉnh Sơn La (2) Áp dụng công nghệ GIS để xác định phân bố theo khơng gian số KHNN, có xét đến kiến thức chuyên gia (3) Áp dụng phương pháp đánh giá thích nghi FAO để xác định khả trồng loại ăn ôn đới, ăn nhiệt đới loại hàng năm vùng KHNN tỉnh Sơn La Đóng góp Luận án - Xây dựng sơ đồ phân vùng KHNN cho tỉnh Sơn La, tích hợp đặc trưng KHNN như: nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ tháng nóng nhất, nhiệt độ tháng lạnh nhất, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm, thời kỳ có khả xảy rét hại, thời kỳ bắt đầu - kết thúc nhiệt độ 20oC, số lạnh tổng lượng mưa năm vùng tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La - Luận án áp dụng thành công công cụ LUSET FAO để xác định mức độ phù hợp điều kiện khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng loại trồng chủ lực (các loại ăn ôn đới, nhiệt đới trồng hàng năm) vùng KHNN tỉnh Sơn La, có xét đến ảnh hưởng biến đổi khí hậu (BĐKH) Ý nghĩa khoa học thực tiễn 7.1 Ý nghĩa khoa học Luận án làm rõ đặc điểm phân hóa số KHNN địa bàn tỉnh Sơn La Các phương pháp luận án kế thừa phát triển nguồn tư liệu hữu ích việc nghiên cứu phân vùng KHNN đánh giá khả trồng trọt đơn vị lãnh thổ 7.2 Ý nghĩa thực tiễn Các số khí hậu nơng nghiệp lựa chọn đánh giá điều kiện KHNN phân vùng KHNN có liên quan mật thiết với trồng, thực số liệu quan trắc đủ dài, phản ánh thực trạng vùng nghiên cứu Do vậy, kết phân vùng KHNN làm sở khoa học phục vụ quy hoạch phát triển nông nghiệp, giúp nhà quản lý điều chỉnh đề xuất cấu trồng hợp lý Bản đồ phân vùng khí hậu nơng nghiệp tích hợp với đồ mức độ phù hợp điều kiện khí hậu, địa hình thổ nhưỡng trồng chủ lực cho phép tính tốn phần diện tích gieo trồng thích hợp vùng khí hậu nơng nghiệp, thuận lợi công quy hoạch phát triển trồng trọt khuyến cáo hoạt động sản xuất nông nghiệp hàng năm cho địa phương Các kết luận án xem xét áp dụng quy hoạch phát triển loại trồng khác có giá trị kinh tế cao Sơn La, với điều kiện nhu cầu KHNN loại trồng có tính tương đồng trồng xem xét luận án Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, nội dung luận án chia thành chương: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu đánh giá phân vùng khí hậu nơng nghiệp cho phát triển trồng trọt Chương 2: Số liệu phương pháp nghiên cứu Chương 3: Đánh giá phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La Chương 4: Tác động biến đổi khí hậu đến phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NƠNG NGHIỆP CHO PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Cho đến nay, việc đánh giá phân vùng KHNN tiến hành nhiều quy mơ khác nhau, giới, châu lục, quốc gia, đơn vị lãnh thổ quốc gia (cấp tỉnh, huyện ) Theo báo cáo khí tượng nơng nghiệp WMO [52], [96], kết phân vùng KHNN chia thành loại sau: (1) Phân vùng KHNN tổng quát; (2) Phân vùng KHNN cho trồng giống chúng theo vụ trồng trọt, (3) Phân định vùng đồng khí hậu - thổ nhưỡng để quy hoạch trồng hệ thống canh tác; (4) Phân vùng KHNN phục vụ xác định thời vụ gieo trồng trồng, tránh rủi ro; (5) Phân vùng nhằm nâng cao suất trồng; (6) Phân vùng để đánh giá suất tiềm năng; (7) Phân vùng để khai thác tài nguyên KHNN cho mục đích cụ thể Từ kết nghiên cứu đánh giá phân vùng KHNN giới nhận thấy: - Việc nghiên cứu tài nguyên khí hậu nơng nghiệp hướng nghiên cứu có bề dày lịch sử với tích hợp nhiều ngành khoa học (Khí hậu học, Địa lí học, Thổ nhưỡng học, Sinh thái học ) - Những nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao hoạt động sản xuất nông nghiệp Các kết nghiên cứu sở khoa học vững để xây dựng quy trình biện pháp khai thác hợp lý tài nguyên khí hậu nơng nghiệp theo khơng gian lãnh thổ - Đối với việc xây dựng đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp cho loại trồng, tiêu chí phân vùng khơng điều kiện khí hậu nơng nghiệp, đặc tính sinh thái trồng mà cịn bao gồm điều kiện địa hình đất đai xem xét trình nghiên cứu, đánh giá khả trồng trọt vùng Đó học cho tác giả tham khảo tiến hành đánh giá phân vùng KHNN tỉnh Sơn La 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Các kết nghiên cứu khí hậu, KHNN nước có liên quan đến luận án lớn, tài liệu nguồn tham khảo hữu ích việc triển khai nội dung liên quan đến luận án Tuy vậy, nghiên cứu phân vùng KHNN với tiêu mang tính kinh điển (phần lớn dựa vào tiêu nhiệt- ẩm) để phân vùng KHNN chung Trong phân vùng KHNN tồn số hạn chế như: (1) Chưa đánh giá mối quan hệ số phân vùng với yếu tố KHNN khác nhiệt độ tối cao, tối thấp, nhiệt độ tháng lạnh nhất, tháng nóng nhất, thời kỳ xảy rét đậm, rét hại, số lạnh…; (2) Chưa đánh giá cách hệ thống mức độ phù hợp trồng với điều kiện khí hậu, đất đai độ dốc; (3) Chưa tính đến khả tác động BĐKH đến sơ đồ phân vùng KHNN phân bố trồng tương lai (4) Ít cơng trình quan tâm đến ăn ôn đới nhiệt đới sơ đồ phân vùng KHNN Những phần khuyết thiếu tác giả nghiên cứu bổ sung luận án 1.3 Định hướng phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La Dựa văn kiện dự thảo trình Ðại hội Ðảng tỉnh Sơn La lần thứ 15 (nhiệm kỳ 2020 - 2025) [22], chọn ứng dụng nông nghiệp công nghệ cao, đẩy mạnh kinh tế nông nghiệp, nông thôn định hướng lớn, đột phá tỉnh Ðể nông nghiệp Sơn La phát triển bền vững, tỉnh đạo cho rà soát lại quy hoạch, phát huy lợi đất đai, khí hậu để gắn với quy hoạch chung nước Một số định hướng ngành trồng trọt như: (1) Phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa với hiệu cao bền vững, ứng dụng tiến kỹ thuật khoa học để nâng cao suất, chất lượng nơng sản, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm trọng tâm giai đoạn tới; (2) Tập trung việc thực chuyển đổi cấu kinh tế nông nghiệp, tăng giá trị sản phẩm đơn vị diện tích Như vậy, nhận thấy ngành trồng trọt Sơn La hướng tới phát triển vùng chuyên canh trồng chủ lực có hiệu kinh tế cao nhằm khai thác ưu nguồn tài nguyên thiên nhiên tỉnh Tiểu kết Chương Để có sở khoa học cho việc đánh giá phân vùng KHNN phục vụ quy hoạch phát triển ngành trồng trọt tỉnh Sơn La, Nghiên cứu sinh 10 đặc trưng khí hậu, độ dốc địa hình độ sâu tầng đất; modulle tính tốn Trên sở đặc tính đất đai, đối chiếu so sánh với yêu cầu sử dụng trồng để xác định mức độ phù hợp không phù hợp Kết đầu LUSET tích hợp với đồ phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La nhằm làm rõ phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La có quan hệ mật thiết với loại trồng ôn đới trồng nhiệt đới Tiểu kết Chương Các loại số liệu phương pháp có liên quan đến nội dung nghiên cứu luận án thuyết minh làm rõ Trong số liệu sử dụng phương pháp nghiên cứu đa đạng, phản ánh tính liên ngành luận án, bao gồm kiến thức liên quan đến Khí hậu học, Địa lí học, Thổ nhưỡng học Sinh thái học CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG KHÍ HẬU NÔNG NGHIỆP TỈNH SƠN LA 3.1 Đánh giá phân hóa số khí hậu nơng nghiệp 3.1.1 Vai trò điều kiện địa lý phân bố các chỉ số khí hậu nơng nghiệp Nhìn chung, số nhiệt Sơn La có quan hệ tốt với độ cao địa hình: Đối với nhiệt độ trung bình năm hệ số tương quan đạt bội (R2) 0.95, lên cao nhiệt độ giảm, với tốc độ nhiệt giảm (gradient) 0.52oC/100m; Tổng nhiệt năm giảm xấp xỉ 185oC/100m; Nhiệt độ tối thấp tối cao trung bình năm tưng ứng giảm khoảng khoảng 0.49oC/100m (tối thấp) 0.66oC/100m (tối cao); Càng lên cao, ngày bắt đầu rét hại đến sớm (khoảng 3,8 ngày/100m) ngày kết thúc rét hại đến muộn (khoảng ngày/100m); Càng lên cao, ngày bắt đầu nhiệt độ qua 20oC đến sớm (khoảng 5,4 ngày/100m) ngày kết thúc đến muộn (khoảng 4,5 ngày/100m) Đơn vị lạnh tích lũy có quan hệ tốt với độ cao, hệ số tương quan bội R2 đạt 0.91 Càng lên cao, số lạnh tăng Ở độ cao 600m số lạnh đạt 50 giờ, 800m số lạnh đạt 100 11 3.1.2 Đặc điểm phân hóa khí hậu Sơn La 1) Phân hóa điều kiện nhiệt Điều kiện nhiệt Sơn La gắn chặt với điều kiện địa hình Các dãy núi thuộc địa giới Sơn La - Hoàng Liên Sơn làm cho gió mùa Đơng Bắc bị suy yếu dẫn đến mùa đơng vùng lạnh tỉnh vùng đông Bắc Các dãy núi dọc biên giới Việt Lào gây hiệu ứng phơn, làm cho gió Tây Nam Sơn La trở nên khơ nóng tháng mùa hè Trong phạm vi tỉnh có chia cắt nội vùng mạnh mẽ địa hình dẫn tới phân hoá sâu sắc nhiệt độ Trên độ cao, điều kiện nhiệt thay đổi theo vĩ độ mà tuân theo quy luật giảm theo độ cao địa lý Nhìn bao qt từ Đơng Bắc xuống Tây Nam, có phân hóa điều kiện nhiệt xen kẽ Vùng núi cao phía Đơng Bắc tỉnh có độ cao khoảng 1000 đến 2500m, thuộc huyện phía Đơng Mường La, Bắc Bắc n phần nhỏ Tây Bắc Phù Yên Với địa hình cao, nhiệt thấp, mùa đông lạnh, mùa hè mát, tổng nhiệt năm phổ biến 7000oC tương đương với nhiệt độ 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng ôn đới Vùng núi cao vừa thấp Cao nguyên Sơn La, Nà Sản, Thung lũng sông Đà có độ cao phổ biến khoảng 300 đến 1000m, thuộc huyện phía Tây Quỳnh Nhai, Đơng Thuận Châu, Thành phố Sơn La, Đông Mai Sơn, Nam Bắc Yên, Bắc Yên Châu, Phù Yên, Bắc Mộc Châu, Bắc Vân Hồ Với dạng địa hình thung lũng núi thấp, nhiệt cao tỉnh, mùa hè nóng, tổng nhiệt năm phổ biến đạt 7000oC tương đương với nhiệt độ 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng nhiệt đới Vùng núi cao nằm hai hệ thống thung lũng sông Mã Quỳnh Nhai đến Vân Hồ có độ cao phổ biến khoảng 1000 đến 1500m, thuộc huyện Tây Thuận Châu, Tây Mai Sơn, Nam Yên Châu, Nam Mộc Châu Với dạng địa hình núi cao, nhiệt tương đối thấp, mùa đông lạnh, tổng nhiệt năm phổ biến đạt 7000oC tương đương với nhiệt độ 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng ôn đới Vùng núi cao vừa thấp thuộc Huyện Sơng Mã có độ cao phổ biến khoảng 500 đến 1000m Với dạng địa hình thung lũng núi thấp, 12 nhiệt cao, mùa hè nóng, tổng nhiệt năm phổ biến khoảng 7000 - 8000oC tương đương với nhiệt độ 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng nhiệt đới Vùng núi cao thuộc huyện Sốp Cộp phía Tây Sơng Mã có độ cao phổ biến khoảng 1000 đến 1700m Với dạng địa hình núi cao, nhiệt tương đối thấp, mùa đông lạnh, tổng nhiệt năm phổ biến đạt 7000oC tương đương với nhiệt độ 20oC, đạt tiểu chuẩn vùng ơn đới 2) Phân hóa điều kiện mưa ẩm Tỉnh Sơn La bị chắn dãy núi cao, phía Bắc đơng bắc dãy Hồng Liên Sơn, phía Tây Tây Nam dãy núi cao phía tỉnh Điện Biên Thượng Lào Đặc điểm địa hình dẫn đến gió mùa mùa hè gió mùa mùa đơng đến Sơn La bị biến tính mạnh mẽ Như nhân tố ảnh hưởng hồn lưu gió mùa điều kiện mưa ẩm Sơn La không rõ nét vùng đón gió khác Phần lớn lãnh thổ Sơn La, mùa mưa từ tháng IV tới tháng IX mùa khô từ tháng X tới tháng III hàng năm Tuy nhiên, biến trình mưa số vùng có lệch thời gian lượng dẫn đến mùa mưa đến sớm kết thúc sớm, đến muộn, kết thúc muộn, độ dài mùa mưa dài hay ngắn Điều giải thích vùng hay tiểu vùng khí hậu Sơn La, ngồi tính chất chung khí hậu Tây Bắc cịn mang số đặc điểm riêng độ cao địa hình, dạng địa hình vị trí sườn núi (sườn khuất hay đón gió) 3) Những phân hóa các chỉ số khí hậu quan trọng sản xuất nơng nghiệp tỉnh Sơn La a) Tổng nhiệt năm Trong sản xuất nơng nghiệp, số định sinh trưởng, phát triển hình thành suất, sản lượng trồng tài nguyên nhiệt biểu thị tổng nhiệt năm, tổng nhiệt giới hạn cao thời gian sinh trưởng thực vật rút ngắn lại, vậy, tổng nhiệt năm cho biết khả trồng vụ cho trồng hàng năm Tổng nhiệt năm cho biết khả trồng loại ôn đới hay nhiệt đới 13 Ngoài ra, yếu tố tổng nhiệt yếu tố khí hậu thường khơng thể điều khiển điều tiết, người sinh vật thích nghi mà thơi Mặt khác, tổng nhiệt năm có liên quan đến nhiều yếu tố khí hậu khác như: biến trình năm nhiệt độ, nhiệt độ tháng lạnh nhất, nhiệt độ tháng nóng nhất, nhiệt độ tối thấp trung bình năm, thời kỳ có khả xảy rét hại, số ngày có nhiệt độ 20oC, tổng số lạnh (giờ) Do biết tổng nhiệt năm, tính tốn đặc trưng nhiệt khác b) Chỉ số độ dài mùa sinh trưởng Với hệ thống trồng trọt chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nước mưa Sơn La nay, số độ dài mùa sinh trưởng có ý nghĩa thực tiễn điều kiện đủ nước trồng sử dụng lượng mặt trời, điều kiện nhiệt độ điều kiện thâm canh khác Độ dài mùa sinh trưởng tính tốn thơng qua toán cán cân nước đồng ruộng rút gọn (lượng mưa lượng bốc thoát tiềm năng), mùa sinh trưởng phụ thuộc vào biến trình lượng mưa khả bốc theo tháng khu vực nghiên cứu, số phản ánh thời kỳ có trữ lượng ẩm hữu hiệu đất đủ để trồng sinh trưởng phát triển 3.2 Phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La Trên sở cấp tổng nhiệt năm cấp độ dài mùa sinh trưởng, tỉnh Sơn La chia thành vùng 10 tiểu vùng KHNN (Bảng 3.17; Hình 3.19) Bảng 3.17 Các tiêu phân vùng tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La Vùng khí hậu nơng Tiểu vùng khí hậu nơng nghiệp nghiệp Tổng Độ dài mùa Tên Địa giới nhiệt Tên Địa giới sinh trưởng (oC) (ngày) Sườn Tây 4500Quỳnh Nhai, Đơng I Hồng Liên 7000 (I)*** Mường La, Bắc Bắc 270 - 300 Sơn Yên II Cao nguyên 7000- (II1)*** Sơn La, Nà 8500 Đơng Thuận Châu 270 - 300 14 Vùng khí hậu nông nghiệp Tổng Tên Địa giới nhiệt (oC) Sản, Thung lũng sơng Đà Tiểu vùng khí hậu nơng nghiệp Tên Địa giới Độ dài mùa sinh trưởng (ngày) (II2)** Thành phố Sơn La, Đông Mai Sơn 240 - 270 (II3)* (II4)** (III1)*** III Pha Đin đến 6000Mộc Châu 7000 (III2)** (III3)*** Nam Bắc Yên, Bắc Yên Châu Phù Yên, Bắc Mộc Châu Tây Thuận Châu Tây Mai Sơn, Nam Yên Châu Nam Mộc Châu 210 - 240 240 - 270 270 - 300 240 - 270 270 - 300 Sông 7000IV Huyện Mã 8000 (IV)* Huyện Sông Mã 210 - 240 Huyện Sốp 5500Cộp 7000 (V)** Huyện Sốp Cộp 240 - 270 V Hình 3.19 Bản đồ phân vùng khí hậu nông nghiệp tỉnh Sơn La 15 3.3 Đặc điểm khí hậu nơng nghiệp vùng Theo quy luật phân hóa tiêu KHNN, vùng KHNN tỉnh Sơn La phân chia theo thứ tự từ Đông sang Tây, tiểu vùng có xu hướng phân chia từ Bắc xuống Nam Đặc điểm KHNN vùng tiểu vùng cụ thể sau: Vùng I: Vùng núi cao nhiệt đới thuộc sườn phía tây Hồng Liên Sơn với độ cao từ 1000- 2500m, có tổng nhiệt từ 4500 - 7000°C, tưng ứng với nhiệt độ trung bình năm từ 12 - 19°C, nhiệt độ tháng lạnh từ đến 13°C, tháng nóng từ 17 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm phổ biến -3 đến 3°C; thời kỳ có khả xảy rét hại ngày liên tục khoảng từ đến tháng tùy theo mức độ cao, tháng 10 kết thúc vào khoảng tháng năm sau, thời kỳ có nhiệt độ 20°C phổ biến - 10 tháng, tháng kết thúc vào khoảng tháng năm sau; tổng số lạnh đạt từ 190 - 505 Vùng có tiểu vùng (I)*** thuộc phía đơng Mường La, đơng bắc Bắc n tây bắc Phù Yên với độ dài mùa sinh trưởng từ 270 - 300 ngày, tổng lượng mưa năm khoảng 1600 - 1800mm Vùng II: Vùng núi cao vừa thấp nhiệt đới thuộc khu vực cao nguyên Sơn La, Nà Sản Thung lũng sông Đà với độ cao phổ biến từ 300 đến 1000m Có tổng nhiệt độ năm từ 7000 - 8500°C tương đương với nhiệt độ trung bình từ 19 - 23°C, nhiệt độ tháng lạnh từ 13 - 17°C, tháng nóng từ 23 - 27°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ - 6°C; thời kỳ có khả xảy rét hại ngày liên tục khoảng từ đến tháng, tháng 11 kết thúc vào tháng năm sau, thời kỳ có nhiệt độ 20°C phổ biến từ - tháng, tháng 10 kết thúc vào cuối tháng năm sau; tổng số lạnh đạt từ 10 - 190 Vùng chia thành tiểu vùng: Tiểu vùng (II1)*** thuộc Quỳnh Nhai, phía tây Mường La đơng bắc Thuận Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 270 - 300 ngày tổng lượng mưa năm từ 1600 - 1800mm; 16 Tiểu vùng (II2)** thuộc TP Sơn La, tây nam Mường La đông bắc Mai Sơn, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày tổng lượng mưa năm từ 1400 - 1600mm; Tiểu vùng (II3)* thuộc tây bắc Bắc Yên bắc Yên Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 210 - 240 ngày tổng lượng mưa năm 1400 mm; Tiểu vùng (II4)** chủ yếu thuộc Phù Yên, nam Bắc Yên, trung tâm huyện Yên Châu đông Mộc Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày tổng lượng mưa năm 1400 - 1600mm; Vùng III: Vùng núi cao nhiệt đới chạy dài từ Pha Đin đến Mộc Châu với độ cao phổ biến từ 1000 đến 1500m Có tổng nhiệt độ từ 6000 - 7000°C, tương đương với nhiệt độ trung bình năm từ 16 - 19°C, nhiệt độ tháng lạnh từ 10 - 13°C, tháng nóng 21 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ - 3°C; thời kỳ có khả xảy rét hại ngày liên tục khoảng từ đến tháng, tháng 11 kết thúc vào cuối tháng năm sau, thời kỳ có nhiệt độ 20°C phổ biến từ - tháng, tháng kết thúc vào tháng năm sau; tổng số lạnh đạt từ 270 - 300 Vùng chia thành tiểu vùng: Tiểu vùng (III1)*** thuộc phần phía bắc Thuận Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 270 - 300 ngày tổng lượng mưa năm 1400mm; Tiểu vùng (III2)** thuộc nam Thuận Châu, trung tâm huyện Mai Sơn, tây Yên Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày tổng lượng mưa năm từ 1400 - 1600mm; Tiểu vùng (III3)*** thuộc phần phía đơng n Châu tây Mộc Châu, với độ dài mùa sinh trưởng 270 - 300 ngày tổng lượng mưa năm 1600mm Vùng IV: Vùng núi cao vừa thấp nhiệt đới thuộc khu vực dọc phía bắc huyện Sông Mã với độ cao phổ biến từ 500 đến 1000m Có tổng nhiệt độ năm từ 7000 - 8000°C tương đương với nhiệt độ trung bình năm từ 19 - 22°C, nhiệt độ tháng lạnh từ 13 - 16°C, tháng nóng từ 23 - 17 26°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ - 5°C; thời kỳ có khả xảy rét hại ngày liên tục khoảng từ 1,5 đến tháng, tháng 11 kết thúc vào cuối tháng năm sau, thời kỳ có nhiệt độ 20°C phổ biến từ - tháng, tháng 10 kết thúc vào cuối tháng năm sau; tổng số lạnh đạt từ 65 - 190 Vùng có tiểu vùng (IV)* thuộc tây bắc Thuận Châu, phía tây Mai Sơn Sơng Mã, với độ dài mùa sinh trưởng 210 - 240 ngày tổng lượng mưa năm từ 1200 - 1400mm Vùng V: Vùng núi cao nhiệt đới thuộc huyện Sốp Cộp dọc phía nam huyện Sông Mã với độ cao phổ biến từ 1000 đến 1700m Có tổng nhiệt độ năm từ 5500 - 7000°C, tương đương với nhiệt độ trung bình năm từ 15 19°C, nhiệt độ tháng lạnh từ - 13°C, tháng nóng 19 - 23°C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối trung bình năm từ -1 đến 3°C; thời kỳ có khả xảy rét hại ngày liên tục khoảng từ đến tháng, cuối tháng 10 kết thúc vào cuối tháng năm sau, thời kỳ có nhiệt độ 20°C phổ biến từ - tháng, tháng kết thúc vào cuối tháng năm sau; tổng số lạnh đạt từ 190 - 380 Vùng có tiểu vùng (V)** thuộc phần phía tây Sơng Mã huyện Sốp Cộp, với độ dài mùa sinh trưởng 240 - 270 ngày tổng lượng mưa năm từ 1400 - 1600mm Tiểu kết Chương Do đặc điểm địa hình, lãnh thổ Sơn La có phân hóa rõ rệt điều kiện KHNN Luận án lựa chọn yếu tố KHNN chủ đạo phù hợp để phân định vùng tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La Các yếu tố chủ đạo có quan hệ mật thiết với điều kiện KHNN, đồ phân vùng KHNN phản ánh cách khách quan đặc điểm KHNN vùng tiểu vùng Để minh chứng cho tính phù hợp phân vùng, có quan hệ mật thiết với phân bố trồng, đánh giá mức độ phù hợp điều kiện khí hậu, địa hình, đất đai loại ăn ôn đới, ăn nhiệt đới hàng năm vùng tiểu vùng KHNN Các kết không 18 có ý nghĩa mặt khoa học mà cịn cung cấp thơng tin hữu ích cho cơng tác phát triển trồng trọt tỉnh Sơn La CHƯƠNG 4: TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN PHÁT TRIỂN TRỒNG TRỌT Ở TỈNH SƠN LA 4.1 Áp dụng kịch biến đổi khí hậu vào việc điều chỉnh sơ đồ phân vùng khí hậu nơng nghiệp Đối với đồ phân vùng KHNN theo kịch RCP4.5 giai đoạn đầu thể kỷ, đường tổng nhiệt năm 7000oC dịch chuyển lên độ cao cao 80 m so với đồ phân vùng Tương tự giai đoạn kỷ, đường tổng nhiệt 7000oC dịch chuyển lên độ cao cao 240 m so với đồ phân vùng Như vậy, vùng có tổng nhiệt năm 7000oC bị thu hẹp lại ngược lại, vùng có tổng nhiệt năm 7000oC mở rộng Điều tưng ứng với vùng I, III IV có diện tích thu hẹp lại so với thời kỳ ngược lại, vùng II, IV có xu hướng mở rộng Trong đó, mức biến đổi % diện tích vùng thời kỳ 2030 so với kỳ dao động khoảng từ -2 đến 2%, thời kỳ 2050 có mức biến đổi mạnh hơn, từ -5 đến 6% Vùng có mức biến đổi lớn vùng II, nhỏ vùng I V (Bảng 4.2) Bảng 4.2 Sự thay đổi tỷ lệ diện tích đất tự nhiên vùng KHNN theo kịch BĐKH (%) Tên Vùng Tỷ lệ diện tích thời kỳ Mức biến đổi % diện tích thời kỳ 2030 so với I II III IV V 9% 42% 22% 14% 13% -1% 2% -2% 1% -1% Mức biến đổi % diện tích thời kỳ 2050 so với -2% 6% -5% 3% -2% 19 4.2 Tác động biến đổi khí hậu đến phân bố trồng vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La 4.2.1 Tác động biến đổi khí hậu đến phân bố ăn ôn đới Từ bảng 4.3 nhận thấy: Đối với thời kỳ tại, vùng I, III VI có tỷ lệ % diện tích đất phù hợp cho phát triển ăn ôn đới lớn nhiều so với vùng II vùng IV Phần lớn diện tích đất vùng I, III VI phù hợp cho việc trồng đào, lê, mận với diện tích phổ biến 70%, vùng II IV thường đạt 30% Theo kịch RCP4.5 thời kỳ 2030, phần diện tích trồng loại đào, lê, mận vùng có giảm đáng kể so với thời kỳ Trong đó, giảm mạnh vùng III với mức giảm từ 15% đến 20% tùy loại cây, vùng I có mức giảm với mức giảm 10% Đến kỷ (thời kỳ 2050), phần diện tích trồng loại ăn ơn đới có giảm mạnh so với thời kỳ tại, giảm mạnh vùng III với mức giảm từ 30% đến 46% tùy loại cây, tiếp đến vùng V với mức giảm từ 28% đến 40%, vùng I có mức giảm Bảng 4.3 Tỷ lệ diện tích phù hợp điều kiện nhiệt ăn ôn Cây trồng đới bối cảnh biến đổi khí hậu Mức biến Thời kỳ đổi % diện tích phù Khơng hợp thời kỳ Phù hợp phù hợp 2030 so với Vùng I Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với Cây đào 92% 8% -5% -15% Cây lê 77% 23% -9% -20% 20 Thời kỳ Cây trồng Cây mận Phù hợp Không phù hợp 83% 17% Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2030 so với -8% Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với -20% Vùng II Cây đào 24% 76% -13% -21% Cây lê 3% 97% -2% -3% Cây mận 6% 94% -3% -5% Vùng III Cây đào 83% 17% -15% -46% Cây lê 39% 61% -17% -30% Cây mận 54% 46% -20% -42% Vùng IV Cây đào 52% 48% -14% -32% Cây lê 20% 80% -9% -16% Cây mận 29% 71% -11% -22% Vùng V Cây đào 98% 2% -7% -28% Cây lê 71% 29% -17% -38% Cây mận 82% 18% -15% -40% 4.2.2 Tác động biến đổi khí hậu đến phân bố ăn nhiệt đới Khác với ăn ôn đới, phần diện tích phù hợp cho phát triển ăn nhiệt đới vùng II vùng IV lớn nhiều so với vùng I, III V Đạt 99% vùng II 93% vùng IV, vùng I, III V đạt tương ứng 37%, 88% 58% diện tích tồn vùng (Bảng 4.4) Theo kịch RCP4.5 thời kỳ 2030, phần diện tích trồng loại xồi nhãn vùng có tăng đáng kể so 21 với thời kỳ với mức tăng từ 1% đến 13% Trong đó, tăng mạnh vùng V (13%) vùng II Đến kỷ, phần diện tích có tăng mạnh, đặc biệt vùng I, III V tương ứng với mức tăng 11%, 8% 21% diện tích tồn vùng Bảng 4.4 Tỷ lệ diện tích phù hợp điều kiện nhiệt ăn nhiệt đới đới bối cảnh biến đổi khí hậu Mức biến Mức biến Thời kỳ đổi % diện đổi % diện tích phù tích phù Cây trồng Phù Khơng phù hợp thời kỳ hợp thời kỳ hợp hợp 2030 so với 2050 so với tại Vùng I Xoài, nhãn 37% 63% 9% 11% 1% 1% 3% 8% 5% 7% 13% 21% Vùng II Xoài, nhãn 99% 1% Vùng III Xoài, nhãn 88% 12% Vùng IV Xoài, nhãn 93% 7% Vùng V Xoài, nhãn 58% 42% 4.2.3 Tác động biến đổi khí hậu đến phân bố hàng năm Đối với hàng năm, phổ thích nghi điều kiện nhiệt có phần rộng so với loại ăn Vì vậy, tác động BĐKH giai đoạn 2030 2050 chưa có ảnh hưởng lớn đến phân bố hàng năm Hầu hết diện tích đất vùng KHNN mức phù hợp thời kỳ 22 tại, từ vùng II đến vùng V đạt 100% diện tích đất phù hợp, riêng có vùng I đạt 78% lúa 93% ngô (Bảng 4.5) Bảng 4.5 Tỷ lệ diện tích phù hợp điều kiện nhiệt trồng hàng Cây trồng Lúa Ngô Lúa Ngô Lúa Ngô Lúa Ngô Lúa Ngô năm bối cảnh biến đổi khí hậu Thời kỳ Mức biến đổi % diện tích phù Khơng phù hợp thời kỳ Phù hợp hợp 2030 so với Vùng I 78% 22% 7% 93% 7% 3% Vùng II 100% 0% 0% 100% 0% 0% Vùng III 100% 0% 0% 100% 0% 0% Vùng IV 100% 0% 0% 100% 0% 0% Vùng V 100% 0% 0% 100% 0% 0% Mức biến đổi % diện tích phù hợp thời kỳ 2050 so với 14% 6% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tiểu kết Chương Nhằm hướng tới quy hoạch phát triển trồng trọt giai đoạn tới, luận án đánh giá tác động BĐKH (theo kịch RCP4.5) đến đồ phân vùng khí hậu nơng nghiệp phân bố trồng thời kỳ 2030 2050 tỉnh Sơn La Trong đó, tính tốn thay đổi diện tích số loại trồng vào năm 2030 2050, làm sở khoa học cho công tác thích ứng với BĐKH địa phương 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1) Sự xếp hướng núi, kiểu địa hình kết hợp với vị trí địa lý yếu tố hồn lưu tạo nên tài ngun khí hậu nông nghiệp đặc sắc đa dạng tỉnh Sơn La, tiêu KHNN có phân hóa rõ rệt theo độ cao địa hình 2) Kết đánh giá ảnh hưởng yếu tố khí hậu nơng nghiệp đến suất trồng cho thấy có tồn mối quan hệ điều kiện nhiệt - ẩm với suất số loại trồng tỉnh Sơn La Đặc biệt loại ăn lâu năm mận, xoài nhãn, nhiệt độ tháng II thường có ảnh hưởng lớn đến suất loại 3) Trên sở đường ranh giới tiêu tổng nhiệt năm 7000oC cấp độ dài mùa sinh trưởng 210 ngày, 240 ngày, 270 ngày 300 ngày, tỉnh Sơn La chia thành vùng 10 tiểu vùng khí hậu nơng nghiệp thuộc vùng núi cao nhiệt đới vùng núi cao vừa thấp nhiệt đới Các vùng tiểu vùng phân định phản ánh tốt quy luật phân hóa chủ yếu điều kiện KHNN tỉnh Sơn La 4) Kết đánh giá mức độ phù hợp điều kiện nhiệt trồng cho thấy có liên quan mật thiết phân vùng KHNN với phân bố trồng nông nghiệp Sơn La Đối với vùng vùng núi cao nhiệt đới (vùng I, III V), phần lớn diện tích đất phù hợp cho phát triển ăn ôn đới đào, lê, mận Ngược lại, vùng núi cao vừa thấp nhiệt đới (vùng II III), phần lớn diện tích đất phù hợp cho phát triển nhiệt đới 5) Kết tích hợp điều kiện khí hậu, địa hình, đất đai tỉnh Sơn La sở khoa học quan trọng việc quy hoạch không gian canh tác phát triển loại trồng (cây ăn ôn đới, ăn nhiệt đới hàng năm) Việc tích hợp đồ phân vùng KHNN với đồ mức độ phù hợp loại trồng với điều kiện khí hậu, địa hình, thổ 24 nhưỡng thơng tin hữu ích việc khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La 6) Dưới tác động biến đổi khí hậu (Theo Kich RCP4.5 Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016), vào thời kì 2030 2050, sơ đồ phân vùng KHNN phân bố mức độ phù hợp trồng có khác biệt so với thời kỳ tại: (i) Các vùng I, III V có diện tích thu hẹp lại so với thời kỳ ngược lại, vùng II IV lại có xu hướng mở rộng ra; (ii) Diện tích canh tác phù hợp đào, lê mận có xu hướng giảm, diện tích canh tác phù hợp xồi, nhãn, lúa, ngơ có xu hướng mở rộng so với Kiến nghị 1) Việc bố trí trồng địa bàn tỉnh Sơn La cần phải vào nhiều tiêu chí, phân hóa tiêu khí hậu nơng nghiệp điều kiện thổ những, địa hình tiêu chí đặt lên hàng đầu Chính quyền quan chức tỉnh Sơn La cần dựa vào đồ phân vùng KHNN đồ phân bố mức độ phù hợp trồng để qui hoạch không gian canh tác trồng cho phù hợp 2) Dựa dẫn liệu sơ đồ phân vùng KHNN phân bố mức độ phù hợp trồng, địa phương cần xây dựng kế hoạch chi tiết quy hoạch không gian canh tác cho trồng tương lai, thích ứng với biến đổi khí hậu 3) Ngồi loại trồng đánh giá luận án, quyền quan chức tỉnh Sơn La dựa vào kết nghiên cứu luận án để xem xét quy hoạch phát triển loại trồng khác có nhu cầu điều kiện tự nhiên tương tự trồng xem xét luận án ... tỉnh Sơn La 2.2.2 Phương pháp phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La Phân vùng khí hậu nơng nghiệp tỉnh Sơn La tiến hành theo nguyên tắc sau: 1) Nguyên tắc khách quan: Phân vùng KHNN tỉnh Sơn. .. nguyên khí hậu nông nghiệp, giảm thiểu tác động bất lợi yếu tố khí hậu cực đoan, hướng tới phát triển nông nghiệp bền vững, tác giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu đánh giá và phân vùng khí hậu nông nghiệp. .. sinh trưởng, tỉnh Sơn La chia thành vùng 10 tiểu vùng KHNN (Bảng 3.17; Hình 3.19) Bảng 3.17 Các tiêu phân vùng tiểu vùng KHNN tỉnh Sơn La Vùng khí hậu nơng Tiểu vùng khí hậu nông nghiệp nghiệp