2.2.1 Phương pháp thu thập và xử lý tài liệu, số liệu
Thu thập dữ liệu là một trong những giai đoạn có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với bất kỳ một nghiên cứu nào. Tuy nhiên việc thu thập dữ liệu thƣờng tốn nhiều thời gian, công sức; do đó cần phải nắm chắc các phƣơng pháp thu thập dữ liệu để từ đó chọn ra các phƣơng pháp thích hợp nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao.
Trong Luận văn, chủ yếu đề cập đến phƣơng pháp thu thập dữ liệu sơ cấp, đó là các dữ liệu thống kê, tổng hợp có sẵn ở địa phƣơng nhƣ niên giám thống kê, các báo cáo tổng kết năm, quy hoạch tổng thể, kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, báo cáo hiện trạng và quy hoạch ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn, các bản đồ hiện trạng và quy hoạch sử dụng đất… Đó là những dữ liệu chƣa qua xử lý, đƣợc thu thập sau đó lựa chọn và tính toán số liệu cần thiết.
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu dựa trên khung tiếp cận chung của IPCC
Phƣơng pháp tiếp cận dùng trong Luận văn dựa trên khung tiếp cận chung của IPCC để đánh giá tác động của BĐKH đến hệ thống tự nhiên và xã hội.
Khung tiếp cận bao gồm 3 thành phần quan trọng, đó là:
Xây dựng kịch bản về biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng cho khu vực nghiên cứu;
Xác định các tác động của biến đổi khí hậu đối với hệ thống tự nhiên và các tác động tiềm tàng đối với hệ thống xã hội của khu vực nghiên cứu;
33
Đánh giá tác động của BĐKH thông qua việc xác định tính dễ bị tổn thƣơng do BĐKH để từ đó đƣa ra các biện pháp thích ứng.
Khung đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng BĐKH là một phần trong khung khái niệm chung này, cụ thể nó bao gồm đánh giá mức độ phơi lộ, đánh giá mức độ nhạy cảm và đánh giá khả năng thích ứng với BĐKH.
Theo định nghĩa mới nhất của IPCC (IPCC AR4, 2007), tính dễ bị tổn thƣơng (V) phụ thuộc vào mức độ phơi lộ (E), mức độ nhạy cảm (S) và năng lực thích ứng (AC) của hệ thống đó đối với tác động của BĐKH.
Tính dễ bị tổn thƣơng (V) đƣợc biểu diễn theo công thức toán học nhƣ sau: V = f (E, S, AC)
Trong đó:
- Mức độ phơi lộ (E) là mức độ tiếp xúc hay mức độ phơi lộ của một hệ thống với những thay đổi đáng kể nào đó của khí hậu (IPCC TAR, 2001).
- Mức độ nhạy cảm (S) là mức độ mà một hệ thống bị ảnh hƣởng, có lợi hay bất lợi, bởi các yếu tố thay đổi của khí hậu (bao gồm sự thay đổi giá trị trung bình, giá trị cực đoan và sự dao động của khí hậu) (IPCC AR4, 2007).
- Năng lực thích ứng (AC) là năng lực của một tổ chức hoặc một hệ thống để giảm thiểu rủi ro do BĐKH hoặc để nhận ra những lợi ích từ những sự thay đổi đặc tính hoặc hành vi (IPCC AR4, 2007).
2.2.3 Phương pháp kế thừa
Để đạt đƣợc mục tiêu đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của hệ sinh thái lúa nƣớc do BĐKH ở TP. Cần Thơ, Luận văn đã kế thừa có chọn lọc các tài liệu, tƣ liệu và kết quả của các công trình nghiên cứu trong nƣớc và quốc tế liên quan đến các nội dung nghiên cứu: đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng do biến đổi khí hậu, các phƣơng pháp đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng, các chỉ thị tổn thƣơng,…
2.2.4 Phương pháp GIS
Trong Luận văn, sử dụng phƣơng pháp GIS chồng chập các lớp thông tin từ các lớp bản đồ hiện trạng (2010) và bản đồ quy hoạch đƣợc cung cấp bởi UBND TP. Cần Thơ với các bản đồ kịch bản ngập. Các bản đồ đƣợc sử dụng bao gồm:
34
Hình 2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất TP. Cần Thơ năm 2010
35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1Biến đổi khí hậu và nƣớc biển dâng ở TP. Cần Thơ
3.1.1 Kịch bản biến đổi khí hậu đối với nhiệt độ
Theo kịch bản BĐKH đƣợc Bộ TN&MT công bố vào năm 2012, nhiệt độ trung bình tại TP. Cần Thơ có xu hƣớng tăng dần theo thời gian ở các thời kỳ trong năm. Nhiệt độ vào cuối mùa khô và đầu mùa mƣa nhƣ các tháng 4, 5, 6, 7, 8 có xu hƣớng tăng cao nhất. Đến năm 2020 nhiệt độ trung bình có xu hƣớng tăng, cao nhất là 0,5 0C; vào giữa thập kỷ mức tăng khoảng 1,2 0C; đến cuối thập kỷ mức tăng cao nhất theo kịch bản có thể lên tới 2,3 0C.
Bảng 6. Mức tăng nhiệt độ (0C ) trung bình năm so với thời kỳ 1980-1999 theo
kịch bản phát thải trung bình (B2) Cần
Thơ
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
0,5 0,7 1,0 1,2 (1,0-1,4) 1,5 1,7 2,0 2,2 2,3 (1,9-2,5)
Nguồn: Kịch bản BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ TN&MT, 2012
Hình 4. Mức tăng nhiệt độ vào năm 2020 so với thời kỳ 1980 –1999 kịch bản
36
3.1.2 Kịch bản biến đổi khí hậu đối với lượng mưa
Nhìn chung, lƣợng mƣa qua các thập kỷ trong mùa khô có xu hƣớng giảm, mùa mƣa có xu hƣớng tăng, trong đó tốc độ tăng ở mùa mƣa nhanh hơn so với mức giảm vào mùa khô. Theo kịch bản phát thải trung bình (B2), đến năm 2020 mức thay đổi lƣợng mƣa năm so với thời kỳ 1980-1999 là 1,2%; vào giữa thế kỷ 21 lƣợng mƣa năm tăng khoảng 3,2% và đến cuối thế kỷ, mức tăng có thể là 6,1%.
Bảng 7. Mức thay đổi lƣợng mƣa (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo kịch bản phát thải trung bình (B2)
Cần Thơ
Các mốc thời gian của thế ký 21
2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100
1,2 1,8 2,5 3,2 (3,0-
4,0) 3,9 4,5 5,1 5,6
6,1 (5,0 – 7,0)
Nguồn: Kịch bản BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ TN&MT, 2012
Hình 5. Mức tăng lƣợng mƣa (%) vào năm 2020 so với thời kỳ 1980-1999 ở TP. Cần Thơ
37
3.1.3 Kịch bản nước biển dâng
Kịch bản phát thải khí nhà kính đƣợc lựa chọn để tính toán, xây dựng trong Luận văn là kịch bản phát thải trung bình (kịch bản B2). Theo kịch bản phát thải trung bình (B2) vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên toàn Việt Nam, mực nƣớc biển dâng trong khoảng từ 24-27cm. Đến cuối thế kỷ 21, nƣớc biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62-82cm; thấp nhất ở khu vực Móng Cái trong khoảng từ 49-64cm. Trung bình toàn Việt Nam, mực nƣớc biển dâng trong khoảng từ 57-73cm.
Bảng 8. Mực nƣớc biển dâng theo kịch bản phát thải trung bình B2 (cm)
Nguồn: Kịch bản BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam – Bộ TN&MT, 2012
Kết quả diện ngập ở TP. Cần Thơ đƣợc thể hiện trong bảng dƣới:
Bảng 9. Diện tích ngập trong thời kỳ tƣơng lai theo kịch bản biến đổi khí hậu
tƣơng ứng với các mức ngập khác nhau ở TP. Cần Thơ (km2
) Giá trị Nền 9cm 26cm 32cm 70cm 100cm >0 m 1.232,7 1.313,8 1.314,7 1.335,8 1.367,9 1.382,4 >0.5 m 871,7 1.004,8 1.021,0 1.081,9 1.266,1 1.336,0 >0.75 m 597,0 799,1 843,7 886,0 1.115,1 1.266,1 >1 m 242,9 431,4 536,5 598,2 933,7 1.124,4 >1.5 m 31,5 41,9 47,7 51,2 277,8 715,9
38
Kết quả tính toán cho thấy trong thời kỳ nền, diện tích đất bị ngập trên 0,5m là 871 km2, trên 1m là 243 km2 (xem hình dƣới).
Khi mực nƣớc biển dâng theo các kịch bản biến đổi khí hậu, vào các thời kỳ tƣơng lai, diện tích ngập sẽ tăng so với kịch bản nền, cụ thể nhƣ sau:
Khi mực nƣớc biển dâng lên 9cm diện tích ngập có độ sâu >0,5 m là 1.005 km2 (tăng 184 km2 so với thời kỳ nền) và diện tích ngập có độ sâu >1 m là 431 km2 (tăng 188 km2
so với thời kỳ nền).
Khi mực nƣớc biển dâng lên 32cm thì diện tích ngập có độ sâu > 0,5m là 1082 km2 (tăng 211 km2 so với thời kỳ nền) và diện tích ngập có độ sâu >1 m là 598 km2 (tăng 355 km2 so với thời kỳ nền)
Khi mực nƣớc biển dâng lên 100cm thì diện tích ngập có độ sâu > 0,5m là 1336 km2 (tăng 465 km2 so với thời kỳ nền) và diện tích ngập có độ sâu >1 m là 1224 km2 (tăng 981 km2 so với thời kỳ nền).
39
Hình 7. Bản đồ ngập lụt TP. Cần Thơ ứng với mực nƣớc biển dâng 9cm
Nguồn: Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, 2012
3.2 Kết quả đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng của hệ sinh thái lúa nƣớc do biến
đổi khí hậu ở TP. Cần Thơ
3.2.1 Phương pháp đánh giá tính dễ bị tổn thương
Tính dễ bị tổn thƣơng (Vulnerability) đƣợc biểu thị là hàm của mức độ phơi lộ (Exposure), tính nhạy cảm (Sensitivity) và khả năng thích ứng (Adaptative Capacity) (IPCC, 2007). V = f(E, S, AC) Trong đó: - E: Mức độ phơi lộ - S: Mức độ nhạy cảm - AC: Khả năng thích ứng
40
Đối với từng chỉ số chính E, S và AC thì có các chỉ thị E1 ÷ En, S1 ÷ Sn, AC1
÷ ACn. Đối với từng chỉ thị lại có thể có các chỉ thị thành phần con tƣơng ứng E11 ÷ E1n, En1 ÷ Enn, S11 ÷ S1n, , Sn1 ÷ Snn, và AC11 ÷ AC1n, ACn1 ÷ ACnn.
Ở mỗi chỉ thị của chỉ số dễ bị tổn thƣơng, dữ liệu thu thập đƣợc sẽ đƣợc sắp xếp theo ma trận hình chữ nhật với các hàng thể hiện các vùng và các cột thể hiện các chỉ thị thành phần con. Giả sử M là các vùng/địa phƣơng, và K là các chỉ thị thành phần con mà ta đã thu thập đƣợc. Gọi Xij là giá trị của chỉ thị thành phần con j tƣơng ứng với vùng i. Khi đó bảng dữ liệu sẽ có M hàng K cột nhƣ sau (ví dụ cho chỉ số E): Vùng/địa phƣơng E E1 E11 E12 … EJ … EK 1 X111 X112 … X1J … X1K 2 X211 X212 … X2J … X2K … … … … i Xi11 Xi12 … XiJ … XiK … … … … M XM11 XM12 … XMJ … XMK
41
Hình 8. Quy trình đánh giá tính dễ bị tổn thƣơng
V = f(E, S, AC)
Xác định bộ chỉ thị của E, S, AC: E1, E2, E3,…, En; S1, S2, S3,…, Sn; AC1, AC2, AC3,…, ACn và các hàm chức năng tƣơng ứng Chuẩn hoá các chỉ thị thành phần con Hoặc Thu thập số liệu Loại bỏ chỉ thị không đủ chuỗi số liệu Tính toán E, S, AC và VI
- Niên giám thống kê; - Báo cáo tổng kết các ngành; - Báo cáo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội toàn tỉnh và của từng ngành - Bản đồ hiện trạng, bản đồ quy hoạch Tính chỉ thị với: Tính chỉ số với E, S, AC: Tính VI: Tính trọng số cho các chỉ thị thành phần con
Lựa chọn mô hình Chuẩn bị số
liệu đầu vào
Kiểm định và hiệu chỉnh mô hình Chồng chập kết quả mô hình lên các bản đồ hiện trạng, quy hoạch để xác định số liệu thứ cấp (1) (2)
42
Trọng số của các yếu tố thành phần sẽ đƣợc xác định bằng Phƣơng pháp của Iyengar và Sudarshan (1982).
Nếu giá trị của các chỉ thị thành phần con tăng dẫn đến tính dễ bị tổn thƣơng tăng thì mối quan hệ chức năng là ↑, khi đó giá trị chuẩn hóa đƣợc tính theo hàm chức năng sau: 𝒙𝒊𝒋 = 𝑿𝒊𝒋 − 𝑴𝒊𝒏 𝒊 𝑿𝒊𝒋 𝑴𝒂𝒙 𝒊 𝑿𝒊𝒋 − 𝑴𝒊𝒏 𝒊 𝑿𝒊𝒋 ( -𝟑 − 𝟏)
Ngƣợc lại, nếu giá trị của các chỉ số phụ tăng dẫn đến tính dễ bị tổn thƣơng giảm thì mối quan hệ chức năng là ↓, khi đó giá trị chuẩn hóa đƣợc tính theo hàm chức năng sau: 𝒚𝒊𝒋 = 𝑴𝒂𝒙 𝒊 𝑿𝒊𝒋 − 𝑿𝒊𝒋 𝑴𝒂𝒙 𝒊 𝑿𝒊𝒋 − 𝑴𝒊𝒏 𝑿𝒊𝒋 (𝟑 − 𝟐)
Trọng số của từng chỉ thị thành phần con đƣợc xác định bởi công thức sau:
𝒘𝒋 = 𝑪
𝑽𝒂𝒓(𝑿𝒊𝒋)
Trong đó:
- wj: Trọng số của chỉ thị thành phần con thứ j của E, S và AC; - Xij: Giá trị đã đƣợc chuẩn hóa ở công thức (3-1) hoặc (3-2); - C: đƣợc xác định bởi công thức sau:
Trong đó:
- K: chỉ số thành phần đóng góp vào chỉ số dễ bị tổn thƣơng; - Xij: Giá trị đã đƣợc chuẩn hóa ở công thức (3-1) hoặc (3-2).
43
Lưu ý:
- 0 < wj < 1 và ;
K: Điểm chuẩn hóa cho các thành phần trong chỉ số dễ bị tổn thƣơng. Các chỉ thị đƣợc tính theo công thức sau:
𝑴 = 𝒘𝒊𝒋𝑿𝒊𝒋
𝒏 𝒊=𝟏
𝒏 ( 𝟑 − 𝟑)
Trong đó:
- M: Chỉ thị của mức độ phơi lộ, độ nhạy cảm hay khả năng thích ứng; - n: số biến thành phần trong chỉ thị.
- : Trọng số của chỉ thị thành phần con thứ i vùng j (Đƣợc tính toán theo phƣơng pháp của Iyengar và Sudarshan (1982) ;
Sau khi xác định đƣợc các chỉ thị, các chỉ số (E, S, AC) đƣợc xác định bằng công thức sau: 𝑪𝑭 = 𝑾𝑴𝑴𝒊 𝒏 𝒊=𝟎 𝑾𝑴𝒊 𝒏 𝒊=𝟎 ( 𝟑 − 𝟒) Trong đó: - CF: chỉ số chính; - Mi: Chỉ thị thứ i đƣợc xác định tại công thức (3-4);
- WMi: Số lƣợng chỉ thị thành phần con cấu tạo nên chỉ thị thứ i; Chỉ số dễ bị tổn thƣơng đƣợc xác định theo công thức sau:
𝑽𝑰 =𝑬 + 𝑺 + (𝟏 − 𝑨𝑪)
𝟑 ( 𝟑 − 𝟓)
Trong đó:
44 - E: Mức độ phơi lộ; - AC: Khả năng thích ứng; - S: Mức độ nhạy cảm 3.2.2 Lựa chọn bộ chỉ thị Chỉ số mức độ phơi lộ (E)
Từ kết quả của các nghiên cứu trƣớc đây, mức độ phơi lộ đƣợc biểu thị bởi các chỉ thị về cƣờng độ và tần xuất của các hiện tƣợng thiên tai nhƣ nhiệt độ, lƣợng mƣa, bão, lũ, hạn hán, sạt lở, nƣớc biển dâng. Tuy nhiên, căn cứ vào điều kiện cụ thể của khu vực đánh giá và sự sẵn có của thông tin, số liệu, thì bộ chỉ thị sử dụng trong Luận văn bao gồm:
Bảng 10. Số liệu đầu vào của chỉ số mức độ phơi lộ (E)
TT Thành phần Chỉ thị đánh giá tổn thƣơng Đơn vị Hiện tại Tƣơng lai 1 Hiện tƣợng khí hậu cực đoan (E1)
Số trận bão và áp thấp nhiệt đới
ảnh hƣởng trung bình năm (E1-1) Trận SLTK SLQK 2 Số trận lốc xoáy xảy ra trung bình
năm (E1-2) Trận SLTK SLQK 3 Số trận lũ lịch sử xảy ra trung bình năm (E1-3) Trận SLTK SLQK 4 Dao động khí hậu (E2)
Mức tăng nhiệt độ trung bình năm so với thời kỳ 1980-1999 (E2-1)
o
C SLTK KQMH
5 Mức thay đổi lƣợng mƣa năm so
với thời kỳ 1980-1999 (E2-2) % SLTK KQMH 6 Nƣớc biển
dâng (E3)
Mực nƣớc biển dâng (E3-1)
cm SLTK KQMH
Ghi chú: SLTK – số liệu thống kê; KQMH – kết quả mô hình; SLQK – số liệu quá khứ
45 Chỉ số mức độ nhạy cảm (S)
Theo định nghĩa của IPCC thì mức độ nhạy cảm là mức độ của một hệ thống chịu tác động (trực tiếp hoặc gián tiếp) có lợi cũng nhƣ bất lợi bởi các tác nhân kích thích liên quan đến khí hậu. Nhƣ vậy mức độ nhạy cảm đối với hệ sinh thái lúa nƣớc chính là các yếu tố làm gia tăng các tác động (có lợi cũng nhƣ bất lợi) đến hoạt động phát triển của hệ sinh thái lúa nƣớc.
Phần lớn số liệu cho các chỉ thị đƣợc khai thác từ số liệu thống kê của các quận, huyện và báo cáo quy hoạch, một số chỉ thị về mức độ tác động sẽ đƣợc tính toán từ mô hình. Trên cơ sở khả năng đáp ứng của nguồn số liệu, tính phù hợp với địa phƣơng, nhằm giảm sai số tính toán, các chỉ thị sử dụng trong Luận văn bao gồm:
Bảng 11. Số liệu đầu vào của chỉ số tính nhạy cảm (S)
TT Thành phần Chỉ thị đánh giá tổn thƣơng Đơn vị Hiện tại Tƣơng lai 1. Ảnh hƣởng do ngập lụt, thời tiết cực đoan, dao động khí hậu (S1) Tỷ lệ diện tích đất nông nghiệp bị ảnh hƣởng (S1-1) % KQMH KQMH 2. Tỷ lệ dân số nông nghiệp
bị ảnh hƣởng (S1-2) % KQMH KQMH
3. Tỷ lệ diện tích đất lúa bị
ảnh hƣởng (S1-3) % KQMH KQMH
4. Tỷ lệ đê bị ảnh hƣởng (S1-
4) % KQMH KQMH
5. Dân số (S2) Tỷ lệ dân số nông thôn (S2-
1) % SLTK
QH
6. Tỷ lệ hộ nghèo (S2-2) % SLTK QH
7. Tỷ lệ ngƣời dân tộc thiểu số
(S2-3) % SLTK
QH 8. Năng suất lúa Năng suất lúa cả năm (S3-1) ha SLTK QH
46 TT Thành phần Chỉ thị đánh giá tổn