Phương pháp bản đồ và thông tin địa lý (GIS)

4. Đóng góp mới của luận văn

2.3.6. Phương pháp bản đồ và thông tin địa lý (GIS)

Đề tài đánh giá mức độ phù hợp của cây trồng dựa trên bản đồ SKH. Bản đồ SKH được thành lập bằng phần mềm Mapinfor và được quản lý trong cơ sở dữ liệu GIS.

2.4. Cấu trúc của luận văn

Luận văn bao gồm các nội dung chính sau: Mở đầu

Phần mở đầu nêu lên lý do chọn đề tài, đưa ra các mục tiêu nghiên cứu cũng như các câu hỏi nghiên cứu. Ngoài ra, nội dung chính của báo cáo cũng được giới thiệu ở phần này.

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương này tập trung vào khái quát tổng quan vấn đề nghiên cứu đã được trình bày trong các báo cáo của các chuyên gia trên thế giới, trong khu vực và Việt Nam. Tổng quan các nghiên cứu trước đây trên thế giới, trong nước và trên địa bàn nghiên cứu được tóm lược nhằm tìm hiểu phương pháp nghiên cứu, đề tài kế thừa một số kết quả nghiên cứu đã được công bố để tránh thực hiện trùng lặp và thiếu chính xác. Bên cạnh các khái niệm cơ bản liên quan đến đề tài, chương này còn trình bày khung lý thuyết vận dụng trong nghiên cứu. Các khái niệm và quy trình nghiên cứu được đưa ra rõ ràng làm cơ sở để phân tích dữ liệu thu thập được. Khung lý thuyết vận dụng trong nghiên cứu cũng được tóm tắt lại tiến trình thực hiện nghiên cứu và được thể hiện bằng sơ đồ.

Chương 2: Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu

Chương 2 là chương giới thiệu địa bàn nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu. Chương này cung cấp các thông tin về điều kiện tự nhiên và đặc điểm kinh tế-xã hội của tỉnh Bắc Kạn. Cách tiếp cận liên ngành

được vận dụng để thu thập thông tin cho phân tích, đánh giá một cách toàn diện. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập, phân tích,xử lý tài liệu, tham vấn chuyên gia, phân loại sinh khí hậu,đánh giá mức độ phù hợp về sinh khí hậu của cây trồng, phân tích thống kê, bản đồ và thông tin địa lý (GIS).

Chương 3: Phân loại tài nguyên sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn và đánh giá mức độ phù hợp của một số loài cây trồng với điều kiện SKH tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH

Chương này trình bày về các biểu hiện của biến đổi khí hậu tại tỉnh Bắc Kạn, diễn biến của biến đổi khí hậu thông qua các phân tích về nhiệt độ, lượng mưa trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn .

Xây dựng hệ thống chỉ tiêu phân loại SKH (hệ chỉ tiêu nhiệt gồm 2 chỉ tiêu: nhiệt độ trung bình và số tháng lạnh trong năm; hệ chỉ tiêu ẩm bao gồm 2 chỉ tiêu: lượng mưa trung bình và số tháng khô trong năm), từ đó xây dựng phương pháp đánh giá tài nguyên sinh khí hậu.

Từ các số liệu thu thập được, thành lập bản đồ sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 1961 – 2016, tỷ lệ 1:100.000.

Xây dựng hệ thống chỉ tiêu đánh giá (gồm chỉ tiêu nhiệt và ẩm) và phương pháp đánh giá mức độ phù hợp đối với điều kiện sinh khí hậu của một số loài cây trồng (cam, chè, mía bầu).

Căn cứ vào đặc điểm sinh thái của cây trồng và điều kiện sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn, đánh giá mức độ phù hợp của một số loại cây trồng chủ lực (cam, chè, mía bầu) đối với điều kiện sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn trong bối cảnh BĐKH và quy hoạch không gian canh tác cho một số loài cây trồng phù hợp với điều kiện sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn, nhằm giảm nhẹ các tác động của biến đổi khí hậu và tăng năng suất cây trồng giúp hoàn thành mục tiêu phát triển bền vững của tỉnh Bắc Kạn.

Kết luận và kiến nghị

Trình bày những kết quả nghiên cứu chủ yếu của đề tài. Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép xem xét mục tiêu nghiên cứu có đạt hay không; và đạt được ở mức độ như thế nào.Từ kết quả nghiên cứu, luận văn đưa ra các kết luận, nhận định ngắn gọn củavề sự phân hoá của sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn và qui hoạch không gian canh tác cam, chè, mía trên địa bàn tỉnh. Luận văn cũng đưa ra một vài khuyến nghị cho địa phương và các bên liên quan trong nghiên cứu này.

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Bắc Kạn

Khí hậu của tỉnh Bắc Kạn cũng có những sự thay đổi về nhiệt độ trung bình năm, tổng lượng mưa năm và các hiện tượng thời tiết, khí hậu cực đoan, gây ra nhiều tác động tích cực lên đời sống kinh tế - xã hội của Tỉnh.

- Nhiệt độ:

Trong giai đoạn 1961-2016, nhiệt độ trung bình năm tỉnh Bắc Kạn tăng khoảng 0,23°C. Ngày có nhiệt độ cao nhất 41,5°C (ngày 3/5/1994 tại trạm Chợ Rã), ngày có nhiệt độ lạnh nhất là -1,7°C (ngày 27/17/1982). Trong đó,

nhiệt độ trung bình năm ở trạm Chợ Rã tăng 0,67°C, trạm Bắc Kạn tăng 0,018°C ở trạm Ngân Sơn tăng 0,015°C. Từ năm 1961 đến năm 2016, nhiệt độ theo mùa tại các trạm thuộc tỉnh Bắc Kạn đều có xu hướng tăng lên. Cụ thể, nhiệt độ trung bình tại trạm Chợ Rã tăng 0,13°C vào mùa Xuân; tăng 0,17°C vào mùa Hè; tăng 0,18°C vào mùa Thu vàtăng 0,02°C vào mùa Đông. Từnăm 1961 đến năm 2016, nhiệt độ tăng tại trạm Bắc Kạn vào mùa Xuân, Hè, Thu, Đônglần lượt là 0,02°C; 0,018°C;0,06°C; 0,02°C. Tại trạm Ngân Sơntăng 0,04°C; 0,07°C lần lượt vào mùa Xuân, Hạ; tăng0,06°C; 0,06°C lần lượt vào mùa Thu, Đông. (Hình 3.1).

Hình 3.2: Sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm tại trạm Chợ Rã, Ngân Sơn, Bắc Kạn (tỉnh Bắc Kạn) thời kỳ 1961 – 2016

- Lượng mưa:

Trong thời kỳ 1961 – 2016, lượng mưa trung bình năm trên toàn tỉnh Bắc Kạn có xu hướng giảm. Trong đó, lượng mưa trung bình năm tại trạm Chợ Rã tăng 0,17 mm; tại trạm Bắc Kạn giảm 0,24 mm và tại trạm Ngân Sơn tăng 0,2 mm.

Lượng mưa mùa tại các trạm đều có sự biến động, tuy nhiên, lượng mưa không biến động đều ở các tháng, mà có xu hướng giảm nhẹ vào mùa Hè và giảm mạnh vào mùa Thu. Trong khi đó, lượng mưa có xu hướng tăng lên mùa Xuân và mùa Đông, nhưng không đáng kể.Tại trạm Chợ Rã, lượng mưa trung bình mùa Xuân tăng 0,19mm; mùa Hè giảm 0,18mm; mùa Thu giảm 0,47mm; mùa Đông tăng 0,12mm. Tại trạm Bắc Kạn, lượng mưa tăng 0,09mm vào mùa Xuân; giảm 0,06mm vào mùa Hè; giảm 0,68mm vào mùa Thu; giảm 0,19mm vào mùa Đông. Mức tăng, giảm tương ứng vào mùa Xuân, Hè, Thu, Đông tại trạm Ngân Sơn lần lượt tăng 0,1mm; tăng 0,06mm; giảm 0,48mm; tăng 0,07mm.

Hình 3.4: Sự thay đổi lượng mưa trung bình năm tại trạm Chợ Rã, Bắc Kạn, Ngân Sơn (tỉnh Bắc Kạn) thời kỳ 1961 – 2016

3.2. Nghiên cứu và thành lập bản đồ sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn

3.2.1. Vai trò, ý nghĩa của việc nghiên cứu và thành lập bản đồ sinh khí hậu

Việc nghiên cứu SKH và thành lập bản đồ SKH đã đóng góp tích cực cho khoa học địa lý thực vật, cho khoa học địa lý tự nhiên và khí hậu nông nghiệp. Ý nghĩa khoa học của các đơn vị SKH mà các bản đồ đưa ra cho phép người nghiên cứu có thể dùng nó như một đơn vị cơ sở, như một chỉ tiêu cụ thể trong nghiên cứu địa lý thảm thực vật, địa lý tự nhiên tổng hợp và khí hậu nông nghiệp.

Trên cơ sở sử dụng các bản đồ sinh khí hậu, việc nghiên cứu, đánh giá tài nguyên SKH có một ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Kết quả đánh giá mức độ thích hợp của điều kiện SKH của từng vùng lãnh thổ cụ thể đối với các cây trồng khác nhau cho phép xác định được một cơ cấu cây trồng nông, lâm nghiệp thích hợp cho vùng lãnh thổ nghiên cứu, nhằm sử dụng hợp lý tài nguyên SKH và bảo vệ môi trường lâu dài và bền vững. Từ đó, có thể từng bước chuyển dịch cơ cấu cây trồng, mang lại nguồn hàng hóa nông, lâm nghiệp có giá trị kinh tế cao cho từng vùng cụ thể[34].

3.2.2. Nguyên tắc thành lập bản đồ sinh khí hậu

Xuất phát từ quan điểm nghiên cứu SKH trên cơ sở xem xét mối quan hệ mật thiết giữa điều kiện khí hậu và quan điểm sinh thái phát sinh của TTV tự nhiên, bản đồ SKH được thành lập cần phải thỏa mãn một số nguyên tắc cơ bản[14]:

- Phản ánh được đặc điểm khí hậu của vùng lãnh thổ nghiên cứu, sự phân hóa của chúng trong không gian và theo thời gian.

- Phản ánh được đặc điểm sinh thái của các kiểu TTV có trên lãnh thổ nghiên cứu.

- Đáp ứng được nhu cầu phục vụ sản xuất nông, lâm nghiệp, quy hoạch không gian lãnh thổ nghiên cứu[34].

3.2.3. Hệ thống chỉ tiêu khí hậu phục vụ thành lập bản đồ sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn Bắc Kạn

Thành lập bản đồ SKH tỉnh Bắc Kạn đưa ra cơ sở khoa học cho các nhà hoạch định chính sách ra quyết định bố trí hợp lý, phát triển các loài cây trồng chủ lực (với các nhu cầu và giới hạn sinh thái khác nhau) trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn.

Để đánh giá và xây dựng bản đồ SKHvới tỷ lệ 1: 100.000, ở phạm vi tỉnh Bắc Kạn, chúng tôi lựa chọn cấp phân loại cơ sở là loại sinh khí hậu.

Các chỉ tiêu được lựa chọn làm hệ thống chỉ tiêu nghiên cứu và xây dựng bản đồ SKH đối với các loại cây trồng ở tỉnh Bắc Kạn là nền nhiệt ẩm, độ dài

và cường độ mùa khô, mùa lạnh. 3.2.3.1. Hệ chỉ tiêu nhiệt

* Nhiệt độ không khí trung bình năm(Tn) được sử dụng để phân tích sự phân hóa của các đặc trưng nhiệt độ, đánh giá điều kiện chung trong mối liên hệ với các đặc điểm phân bố của một số kiểu TTV tự nhiên.

Tổng hợp số liệu quan trắc từ các trạm trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 1961-2016 cho thấy, nền nhiệt tỉnh Bắc Kạncó sự phân hóa theo không gian, theo sự thay đổi của vị trí địa lý và điều kiện địa hình. Ở các vùng thấp,

nhiệt độ trung bình năm khoảng 22,3oC. Càng lên cao nhiệt độ càng hạ thấp, mùa lạnh kéo dài hơn, phù hợp với quy luật giảm nhiệt độ theo độ cao.

Trên cơ sở đó, nền nhiệt tỉnh Bắc Kạn được chia làm 4 cấp: Nóng, Hơi nóng, Mát và Hơi lạnh (Bảng 3.1)

Bảng 3.1: Phân cấp nhiệt độ để xây dựng bản đồ SKH tỉnh Bắc Kạn Ký hiệu

và tên gọi

Đai độ cao

(độ cao tuyệt đối) Thảm thực vật

I - Nóng < 200m Thực vật nhiệt đới vùng thấp. Các cây trồng

nhiệt đới đủ nhiệt. II –Hơi

Nóng 200 - 600m

Thực vật nhiệt đới phát triển bình thường, có thể xen một số cây á nhiệt đới.

III - Mát 600 – 1000m

Thực vật á nhiệt đới núi thấp, tầng dưới. Có thể tồn tại thực vật nhiệt đới, bắt đầu xuất hiện các loài cây ôn đới.

IV - Hơi

Lạnh >1000 m

Thực vật á nhiệt đới núi thấp, tầng dưới. Rau màu, cây ăn quả xứ lạnh có thể phát triển tốt. Rừng hỗn giao cây lá rộng, cây lá kim phát triển.

* Chỉ tiêu Độ dài mùa lạnh: Chỉ tiêu này phản ánh đặc thù của chế độ nhiệt của khu vực nghiên cứu. Chỉ tiêu về độ dài mùa lạnh được phân chia căn cứ vào số tháng lạnh trong năm (Tháng lạnh là tháng có nhiệt độ trung bình dưới 18oC- nhiệt độ mà Koppen coi là nhiệt độ của vùng ôn đới ấm). Chỉ tiêu độ dài mùa lạnh tỉnh Bắc Kạn được phân làm 3 cấp: Mùa lạnh dài, mùa lạnh trung bình, mùa lạnh ngắn (Bảng 3.2)

Bảng 3.2: Phân cấp chỉ tiêu độ dài mùa lạnh (N) ở tỉnh Bắc Kạn Cấp Độ cao địa

hình (m)

Số tháng lạnh

trong năm (N) Cấp độ dài mùa lạnh

1 < 200 N = 2-3 Mùa lạnh ngắn

2 200 – 1000 N = 3-4 Mùa lạnh trung bình

3.2.3.2. Hệ chỉ tiêu ẩm:

Chỉ tiêu ẩm được biểu thị qua Tổng lượng mưa năm (Rn) và Độ dài mùa khô (n).

*Tổng lượng mưa năm (Rn)

Trên cơ sở phân tích quan hệ giữa lượng mưa và đặc điểm các kiểu thảm thực vật tự nhiên trên lãnh thổ nghiên cứu, Tổng lượng mưa năm (Rn) được phân chia ra 3 cấp: Mưa nhiều, Mưa vừa, Mưa ít (bảng 3.3)

Bảng 3.3: Phân cấp Tổng lượng mưa năm (R) ở tỉnh Bắc Kạn Cấp Lượng mưa (mm) Các cấp của tổng lượng

mưa năm

A 1800<R Mưa nhiều

B 1500< R≤1800 Mưa vừa

C R≤1500 Mưa ít

* Chỉ tiêu Độ dài mùa khô(n): Độ dài mùa khô được phân chia căn cứ vào số tháng khô trong năm(Trong đó, số tháng khô được xác định theo chỉ tiêu của Gaussen (n< 2t). Theo Gaussen, tháng khô đối với “thực vật cạn” là tháng có lượng mưa nhỏ hơn 2 lần nhiệt độ tháng đó. Vùng nhiệt đới nơi đất thấp, khi nhiệt độ trung bình tháng xấp xỉ 25ºC, thì lượng mưa tháng thường dưới 50mm[5].

Theo thống kê lượng mưa trung bình theo tháng trong năm, độ dài mùa khô trên lãnh thổ tỉnh Bắc Kạn được phân chia thành 2 cấp: Mùa khô dài và

Mùa khô trung bình (bảng 3.4)

Bảng 3.4: Phân cấp độ dài mùa khô tỉnh Bắc Kạn Cấp Số tháng khô (n) Cấp độ dài mùa khô

a n= 3-4 tháng Mùa khô trung bình

b n ≥ 5 tháng Mùa khô dài

mùa lạnh, tổng lượng mưa năm, độ dài mùa khô), các cấp loại SKH được tổng hợp dưới dạng bảng ma trận. Trong đó, các đơn vị SKH được thể hiện trên bản đồ là các loại SKH, thể hiện thông qua một tổ hợp các chỉ tiêu khí hậu (bảng 3.4, 3.5).

Bảng 3.5: Hệ chỉ tiêu tổng hợp và các loại SKH tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 1961 – 2016 Ẩm Nhiệt Rn n A - Mưa nhiều R ≥ 1800mm B – Mưa vừa 1800mm > R ≥ 1500mm C - Mưa ít R ≤ 1500mm Tn N a.Mùa khô trung bình n =3-4 tháng a. Mùa khô trung bình n =3-4 tháng b. Mùa khô dài n ≥ 5 tháng b. Mùa khô dài n ≥ 5 tháng IV-Hơi lạnh Tn < 18°C 3. Mùa lạnh dài N ≥4 IVA3a (3) IVB3a (2) IVC3b (1) III - Mát 18° C ≤ Tn< 20°C 2. Mùa lạnh trung bình N = 3 – 4 IIIA2a (1) IIIB2a (2) IIIC2b (3) II–Hơi nóng 20° C ≤ Tn< 22°C 2. Mùa lạnh trung bình N = 3 – 4 IIB2a (3) IIC2b (2) I- Nóng Tn≥ 22°C 1. Mùa lạnh ngắn N = 2 – 3 IB1a (2) IB1b (1) IC2b (3)

Dựa trên hệ thống chỉ tiêu đã được xác định, bản đồ SKH của tỉnh Bắc Kạn trong giai đoạn 1961 – 2016 được thành lập (Hình 3.5).

Hình 3.6: Chú giải bản đồ sinh khí hậu tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 1961- 2016

* Bản đồ SKH tỉnh Bắc Kạn tỉ lệ 1:100.000 giai đoạn 1961-2016, cho thấy trên toàn tỉnh xuất hiện 11 loại SKH phân bố ở 4 đai khí hậu (Nóng, Hơi

- Đai khí hậu nóng:

+ IB1a: Loại SKH nhiệt đới gió mùa, nóng, mưa vừa, mùa lạnh ngắn và mùa khô trung bình.

Trên bản đồ SKH, loại SKH này xuất hiện với hai khoanh vi, có tổng diện tích 15.552,9 ha; chủ yếu phân bố ở thị xã Bắc Kạn, huyện Phủ Thông và một phần huyện Chợ Đồn.

+ IB1b: Loại SKH nhiệt đới gió mùa, nóng, mưa vừa, độ dài mùa lạnh ngắn và mùa khô trung bình

Loại SKH này xuất hiện với một khoanh vi và chiếm khoảng 18.190 ha, phân bố ở huyện Chợ Mới và một phần huyện Phủ Thông .

+ IC1b: Loại SKH nhiệt đới gió mùa, nóng, ít mưa, mùa lạnh ngắn và mùa khô dài

Loại SKH này chỉ xuất hiện ở ba khoanh vi, kéo dài trên địa phận 3 huyện: huyện Ba Bể, huyện Chợ Đồn và huyện Chợ Mới với tổng diện tích 8.822 ha.

- Đai khí hậu hơi nóng

+ IIB2a: Loại SKH nhiệt đới gió mùa, ấm, mưa vừa, mùa lạnh trung bình và mùa khô trung bình

Loại SKH này cũng chỉ xuất hiện trên bản đồ SKH với ba khoanh vi, có diện tích 202.170 ha, chiếm phần lớn diện tích của toàn tỉnh, xuất hiện ở các huyện: Ba Bể, Chợ Đồn, Chợ Mới, Phủ Thông và Ngân Sơn.

+IIC2b: Loại SKH nhiệt đới gió mùa, ấm, ít mưa, mùa lạnh trung bình và mùa khô dài

Xuất hiện 2 khoanh vi của loại SKH này trên bản đồ SKH, tổng diện tích