Nghiên cứu ảnh hưởng của khí hậu biến đổi đến sản xuất một số cây trồng chính và đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sông phó đáy, huyện sơn dương, tỉnh tuyên quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN GIÁP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU BIẾN ĐỔI ĐẾN SẢN XUẤT MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VÙNG LƯU VỰC SƠNG PHÓ ĐÁY, HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG THÁI NGUYÊN - 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN GIÁP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU BIẾN ĐỔI ĐẾN SẢN XUẤT MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VÙNG LƯU VỰC SƠNG PHÓ ĐÁY, HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG Ngành: Khoa học môi trường Mã số: 44 03 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Thị Lan TS Phạm Mạnh Cường THÁI NGUYÊN - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu độc lập riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc chưa sử dụng để bảo vệ học vị Kết nghiên cứu luận án khách quan, trung thực, trích dẫn đầy đủ theo quy định Tơi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận án nhà trường thông tin, số liệu luận án Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2021 Người viết cam đoan Nguyễn Văn Giáp ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận án này, tơi nhận giúp đỡ thầy giáo giáo, khoa, phịng, ban đơn vị ngồi trường Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Cô giáo PGS.TS Đỗ Thị Lan, thầy giáo TS Phạm Mạnh Cường - Ban Giám hiệu Trường Đại học Tân Trào - Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, lãnh đạo Khoa Mơi trường tận tình hướng dẫn, bảo, truyền thụ kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu viết luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, giáo Khoa mơi trường, phịng ban đơn vị Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên hỗ trợ, tạo điều kiện giúp đỡ thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn quan, ban, ngành tỉnh Tuyên Quang tạo điều kiện giúp đỡ thời gian triển khai thực luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm động viên tơi suốt q trình nghiên cứu thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Văn Giáp MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Khí hậu biến đổi (KHBĐ) có tác động tiềm tàng, bất lợi đến phát triển KHBĐ không vấn đề mơi trường, khơng cịn vấn đề ngành riêng lẻ mà vấn đề phát triển bền vững KHBĐ tác động đến yếu tố đời sống người phạm vi toàn cầu nước, lương thực, lượng, sức khỏe mơi trường Hàng trăm triệu người phải lâm vào nạn đói, thiếu nước lụt lội Vì thích ứng trở nên ngày quan trọng, ngày quan tâm nhiều nghiên cứu tiến trình thương lượng Cơng ước quốc tế biến đổi khí hậu (BĐKH) Những năm gần tình hình diễn biến thời tiết, khí hậu ngày trở nên phức tạp khó lường Mùa nắng thường kéo dài nắng nóng gay gắt Có đợt nắng nóng kéo dài nhiệt độ xấp xỉ 40 oC Lượng mưa hàng năm giảm, thời gian phân bổ đợt mưa không nằm quy luật tự nhiên trước đây, có đợt mưa trái mùa với lượng mưa lớn bất thường Mùa đơng nhiệt độ trung bình xuống thấp, xảy nhiều đợt rét đậm, rét hại kéo dài Dịch bệnh trồng, vật nuôi diễn biến ngày phức tạp Tất tượng gây nên thiệt hại đáng kể cho sản xuất nông nghiệp ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống người dân Nhận thức tác động tiềm tàng biến đổi khí hậu, năm 2008 Chính phủ phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu Chương trình xây dựng chiến lược tổng thể biến đổi khí hậu với mục tiêu dài hạn thích ứng giảm nhẹ tác động tiêu cực biến đổi khí hậu gây ra, đồng thời cung cấp sở cho việc lập kế hoạch hành động tất lĩnh vực địa phương hỗ trợ nghiên cứu nâng cao nhận thức Các mục tiêu chiến lược Chương trình đánh giá tác động biến đổi khí hậu lĩnh vực kinh tế vùng địa lý xây dựng kế hoạch hành động khả thi để ứng phó hiệu với biến đổi khí hậu ngắn hạn dài hạn Chính phủ ban hành chiến lược quốc gia biến đổi khí hậu đến năm 2020 thơng qua Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg xác định chiến lược quốc gia biến đổi khí hậu giai đoạn 2012-2015 thông qua Quyết định số 1183/2012/QĐ-TTg (Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg, 2011; Quyết định số 1183/2012/QĐ-TTg, 2012) Biến đổi khí hậu vấn đề quan tâm, ngày có tác động mạnh mẽ tới sản xuất nông nghiệp đời sống người Trong đó, nơng nghiệp lĩnh vực nhạy cảm yếu tố khí hậu nhiệt độ, số ngày nắng, số ngày mưa, lượng mưa… Các tượng thời tiết cực đoan gia tăng nắng nóng kéo dài, rét hại, bão lụt, hạn hán,… ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt vùng ven biển, vùng lưu vực sông Việt Nam nhà khoa học đánh giá đứng thứ 13 số 16 nước hàng đầu chịu tác động mạnh biến đổi khí hậu, đó, nơng nghiệp nói chung trồng trọt nói riêng chịu tác động nặng nề BĐKH nước biển dâng Tổng sản lượng sản xuất trồng trọt giảm từ - 5%, suất trồng giảm đến 10%, đặc biệt sản xuất lúa (Nguyễn Thị Tố Trân, 2014) Thích ứng trồng biện pháp cần thiết để nơng nghiệp đứng vững trước hình thái BĐKH Nơng dân gặp phải khó khăn mà trước họ chưa có kinh nghiệm: Thời tiết thay đổi cực đoan, nhiệt độ trung bình tăng cao, số ngày cực nóng cực lạnh nhiều hơn, mùa vụ lại có khuynh hướng rút ngắn, xạ mặt trời mạnh hơn, áp lực hạn, ẩm hay mặn ngày cao xuất tập đoàn sâu hại bệnh Nằm bối cảnh chung đó, vùng lưu vực sơng Phó Đáy thuộc huyện Sơn Dương vùng phía Nam tỉnh Tuyên Quang có diện tích đất nơng, lâm nghiệp lớn, thuận lợi hình thành vùng sản xuất hàng hóa tập trung, mang lại thu nhập cho người dân Tuy nhiên, năm qua tác động khí hậu biến đổi, khu vực bị tác động BĐKH Từ vấn đề nêu trên, việc thực đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng khí hậu biến đổi đến sản xuất số trồng đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện Sơn Dương, tỉnh Tun Quang” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Đánh giá tác động khí hậu biến đổi đến sản xuất số trồng đề xuất giải pháp thích ứng nhằm góp phần cho phát triển bền vững địa phương 2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá diễn biến thời tiết khí hậu ảnh hưởng đến vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện Sơn Dương - Đánh giá tác động khíhậu biến đổi đến sản xuất số trồng vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện sơn Dương - Đề xuất giải pháp thích ứng với khí hậu biến đổi Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài luận án cung cấp cách có hệ thống sở khoa học ảnh hưởng khí hậu biến đổi đến sản xuất số trồng đề xuất giải pháp thích ứng Kết nghiên cứu đề tài thơng tin có ý nghĩa cho nghiên cứu thuộc lĩnh vực khí hậu biến đổi tài liệu có giá trị khoa học phục vụ nghiên cứu, giảng dạy 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài có ý nghĩa thực tiễn việc đánh giá ảnh hưởng khí hậu biến đổi đến sản xuất nơng nghiệp thơng qua đóng góp luận án Các kết nghiên cứu giúp hoạt động sản xuất nông nghiệp vùng lưu vực sơng Phó Đáy nơi có điều kiện tương tự có giải pháp thích ứng phù hợp với bối cảnh khí hậu biến đổi diễn Đóng góp đề tài luận án - Đánh giá xu hướng khí hậu biến đổi tác động khí hậu biến đổi đến suất số trồng vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện Sơn Dương - Đánh giá diễn biến thời vụ, thời gian sinh trưởng, suất số trồng vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện Sơn Dương qua kịch BĐKH, qua đề xuất số giải pháp thích ứng với điều kiện khí hậu biến đổi Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài 1.1.1 Các khái niệm liên quan đến đề tài Khí hậu - Climate: Là tổng hợp điều kiện thời tiết vùng định, đặc trưng đại lượng thống kê dài hạn yếu tố khí tượng vùng (Luật Khí tượng thủy văn, 2015) Thời tiết - Weather: Thời tiết trạng thái khí thời điểm khu vực cụ thể xác định yếu tố tượng khí tượng (Luật Khí tượng thủy văn, 2015) Thời tiết cực đoan: Là gia tăng cường độ yếu tố thời tiết thay đổi cực nhiệt độ (những đợt nóng với nhiệt độ cao xảy thường xuyên hơn, rét đậm hơn, bão nhiệt đới mạnh hơn, mưa lớn tập trung nắng hạn gay gắt ) Thời tiết cực đoan bao gồm tượng yếu tố thời tiết diễn trái quy luật thông thường Yếu tố khí hậu - Climatic Element: Một tính chất hay điều kiện khí (như nhiệt độ khơng khí) đặc trưng cho trạng thái vật lý thời tiết hay khí hậu nơi, vào khoảng thời gian định Kịch khí hậu - Climate Scenario: Một biểu diễn phù hợp đơn giản hóa khí hậu tương lai, dựa sở tập hợp quán quan hệ khí hậu xây dựng, sử dụng việc nghiên cứu hệ tiềm tàng thay đổi khí hậu người gây ra, thường dùng đầu vào cho mơ hình tác động Các dự tính khí hậu thường dùng ngun liệu thơ để xây dựng kịch khí hậu, kịch khí hậu thường u cầu thơng tin bổ sung ví dụ quan trắc khí hậu Kịch biến đổi khí hậu - Climate Change Scenario: Là khác biệt kịch khí hậu khí hậu Do kịch biến đổi khí hậu xác định từ kịch khí hậu, bao hàm giả định có sở khoa học tính tin cậy tiến triển tương lai mối quan hệ kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Biến đổi khí hậu: Thiên tai tượng khí hậu cực đoan khác gia tăng hầu hết nơi giới, nhiệt độ mực nước biển trung bình tồn cầu tiếp tục tăng nhanh chưa có mối lo ngại quốc gia giới Trong Chương trình Mục tiêu quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Bộ Tài Nguyên Môi Trường xuất tháng 7/2008 đưa định nghĩa BĐKH sau: BĐKH biến đổi trạng thái khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động khí hậu trì khoảng thời gian dài, thường vài thập kỷ dài BĐKH trình tự nhiên bên trọng tác động bên ngoài, hoạt động người làm thay đổi thành phần khí hay khai thác sử dụng đất (Bộ Tài Nguyên Môi trường, 2008) Ủy ban Liên phủ BĐKH (IPCC) định nghĩa Biến đổi khí hậu sau: Bất biến đổi khí hậu theo thời gian, diễn biến tự nhiên kết hoạt động người (Isponre, 2009) Về bản, định nghĩa đưa có số điểm đồng thời gian không gian diễn biến, tác nhân BĐKH Như vậy, nghiên cứu dựa định nghĩa Bộ Tài Nguyên Môi trường đưa Chương trình mục tiêu quốc gia Ứng phó với BĐKH luongmua_dong Sig (2-tailed) N Pearson nsuatlac_xuan Correlation Correlations Sig (2-tailed) N Pearson Correlation nsuatlac_thu Sig (2-tailed) N Pearson Correlation nsuatlac_dong Sig (2-tailed) N * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed) ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed) Mối tương quan điều kiện nhiệt độ lượng mưa với suất đậu tương Correlations Pearson Correlation Nhietdo_xuan Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nhietdo_he Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nhietdo_thu Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nhietdo_dong Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Luongmua_xu Sig (2-tailed) an N Pearson Correlation Luongmua_he Sig (2-tailed) N Correlations Pearson Correlation Luongmua_th u Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Luongmua_do ng Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nsuat_xuan Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nsuat_thu Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nsuat_dong Sig (2-tailed) N * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed) ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed) Mối tương quan điều kiện nhiệt độ lượng mưa với suất khoai lang Correlations Pearson Correlation Nhietdo_xuan Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nhietdo_he Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nhietdo_thu Sig (2-tailed) N Nhietdo_dong Pearson Correlation Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Luongmua_xuan Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Luongmua_he Sig (2-tailed) N Correlations Pearson Correlation Luongmua_thu Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Luongmua_dong Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nsuat_xuan Sig (2-tailed) N Pearson Correlation Nsuat_dong Sig (2-tailed) N * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed) ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed) PHỤ LỤC 3: Phiếu điều tra CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự Hạnh phúc PHIẾU ĐIỀU TRA THU THẬP SỐ LIỆU Đề tài: Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật thích ứng với biến đổi khí hậu số nơng nghiệp vùng lưu vực sơng Phó Đáy, tỉnh Tuyên Quang Họ tên người vấn: ………………………………………………… Họ tên người vấn: …………………………………………… Địa bàn vấn: Ngày vấn: ./ / Thôn: Xã: Giới tính: Nam Nữ ; Tuổi: Nghề nghiệp chính: Chúng tơi mong muốn gia đình ơng/bà cung cấp cho số thông tin biểu thời tiết hoạt động sản xuất nông nghiệp khu vực I LỊCH SỬ CANH TÁC Câu 1: Cây trồng chủ yếu gia đình ơng (bà)? A Lúa B NgôC Lạc D Khoai langE Đỗ TươngG Cây trồng khác Câu 2: Loại giống mà ông (bà) trồng giống gì? A Lúa: B Ngô: C Lạc: D Khoai lang: E.Đỗ Tương: G Cây trồng khác: Câu 3: Diện tích loại trồng bao nhiêu? A Lúa B Ngô C Lạc D Khoai lang E Đỗ Tương G Cây trồng khác Câu 4: Chi phí cho vụ (đồng/sào)? A Lúa B Ngô C Lạc D Khoai lang E Đỗ Tương G Cây trồng khác Câu 5: Sản lượng/vụ, gia đình Ơng (bà) thu bao nhiêu? A Lúa B Ngô C Lạc D Khoai lang E Đỗ Tương AI NHỮNG G Cây trồng khác BIỂU HIỆN CỦA THỜI TIẾT ĐẾN SẢN XUẤT Câu 1: Ông (bà) nghe biết đến khái niệm BĐKH chưa? Có Câu 2: Thay đổi thời tiết có ảnh hưởng đến suất mùa vụ trồng? A Không đáng kể B Nghiêm trọng C Rất nghiêm trọng Câu 3: Theo ông (bà) thời tiết năm gần có thay đổi khơng? Có Nếu có xin ơng (bà) mơ tả biểu hiện: Nhiệt độ: Lương mưa: Thiên tai (bão, lũ, gió lốc, ) thường vào tháng có thay đổi? Hạn hán (thường vào tháng nào, có thay đổi)? Rét đậm, rét hại (thường vào tháng nào, có thay đổi)? Câu 4: Biến đổi khí hậu gây tác động tiêu cực đến hoạt động trồng trọt gia đình? - Năng suất: …………………………………………………………… - Sâu, bệnh hại: ………………………………………………………… - Mùa vụ: Câu 5: Trong 10 năm qua ơng (bà) có thay đổi phương thức canh tác trồng nông nghiệp không? A Lúa: B Ngô: C Lạc: D Khoai lang: E Đỗ Tương: G Cây trồng khác: Câu 6: Ông (bà) gặp khó khăn canh tác số loại trồng: lúa, ngô, lạc, đỗ tương, khoai lang nay? Ảnh hưởng nó? Yếu tố Thiên tai - Nắng nóng kéo dài - Rét đậm, rét hại - Ngập lụt - Hạn hán - Bão lũ Sâu bệnh hại Chất lượng đất Tưới tiêu Thị trường tiêu thụ Ghi chú: a Rất nghiêm trọng; b Nghiêm trọng; c Ít nghiêm trọng; d Khơng ảnh hưởng III NHỮNG BIỆN PHÁP THÍCH ỨNG Câu 1: Ơng (bà) có cho sâu, bệnh số loại trồng: lúa, ngô, lạc, đỗ tương thay đổi thời tiết? Đúng Sai Ông (bà) dùng biện pháp để xử lý sâu, bệnh (kinh nghiệm thân): Lúa: Ngô: Lạc: Đỗ tương: Khoai lang: Câu 2: Ông (bà) áp dụng biện pháp canh tác để giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu? Chuyển đổi cấu trồng Ứng dụng biện pháp "3 giảm, tăng" (giảm lượng giống, thuốc trừ sâu, phân đạm; tăng suất, chất lượng, hiệu kinh tế) "1 phải, giảm" (phải dùng giống xác nhận; giảm gồm: nước, thất thoát sau thu hoạch giảm lượng giống, thuốc trừ sâu, phân đạm; tăng suất, chất lượng, hiệu kinh tế) Biện pháp khác: Câu 3: Dựa vào kinh nghiệm sống ơng (bà) cho biết dấu hiệu dự báo tượng thời tiết xấu phục vụ sản xuất nông nghiệp? IV MƠ HÌNH CÂY TRỒNG THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Câu 1: Ơng (bà) có tham gia mơ hình cải tiến phương thức canh tác ngơ có khả chống chịu tốt, nâng cao suất khơng? A: Có B: Khơng Câu 2: Diện tích trồng ngơ gia đình bao nhiêu? Câu 3: Ơng (bà) bón phân cho ngơ có lượng theo khuyến cáo khơng? A: Có B: Ít C: Nhiều Câu 4: Kỹ thuật canh tác ngô có quy trình ngành nơng nghiệp khơng? A: Có B: Khơng Câu 5: Có hiệu so với giống ngô ông (bà) sử dụng trước khơng? A: Có B: Khơng Câu 6: Ơng (bà) có tham gia mơ hình lúa chịu hạn, chịu rét khơng? A: Có B: Khơng Câu 7: Diện tích trồng lúa gia đình bao nhiêu? Câu 8: Ơng (bà) bón phân cho lúa có lượng theo khuyến cáo khơng? A: Có B: Ít C: Nhiều Câu 9: Kỹ thuật canh tác lúa có quy trình ngành nơng nghiệp khơng? A: Có B: Khơng Câu 10: Có hiệu so với giống lúa ông (bà) sử dụng trước khơng? A: Có B: Khơng Câu 11: Ơng (bà) có tham gia mơ hình lạc chịu hạn khơng? A: Có B: Khơng Câu 12: Diện tích trồng lạc gia đình bao nhiêu? Câu 13: Ơng (bà) bón phân cho lạc có lượng theo khuyến cáo khơng? A: Có B: Ít C: Nhiều Câu 14: Kỹ thuật canh tác lạc có quy trình ngành nơng nghiệp khơng? A: Có B: Khơng Câu 15: Có hiệu so với giống lạc ông (bà) sử dụng trước khơng? A: Có B: Khơng Xin chân thành cảm ơn! ... NGUYỄN VĂN GIÁP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ HẬU BIẾN ĐỔI ĐẾN SẢN XUẤT MỘT SỐ CÂY TRỒNG CHÍNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG VÙNG LƯU VỰC SƠNG PHÓ ĐÁY, HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG Ngành: Khoa... diễn biến thời tiết khí hậu ảnh hưởng đến vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện Sơn Dương - Đánh giá tác động kh? ?hậu biến đổi đến sản xuất số trồng vùng lưu vực sơng Phó Đáy, huyện sơn Dương - Đề xuất. .. động khí hậu biến đổi, khu vực bị tác động BĐKH Từ vấn đề nêu trên, việc thực đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng khí hậu biến đổi đến sản xuất số trồng đề xuất giải pháp thích ứng vùng lưu vực sơng Phó