Hình 1.3. Biểu đồ nhiệt độ trung bình năm qua các năm (1980-2015) tại Trạm khí tƣợng TP.Thanh Hóa
Hình 1.4. Biểu đồ theo dõi nhiệt độ trung bình năm qua các năm (1980-2015) tại trạm Yên Định
Hình 1.5. Biểu đồ theo dõi nhiệt độ trung bình năm qua các năm (1980-2015) tại trạm Hồi Xuân
Nắng nóng có xu thế xuất hiện sớm và kết thúc muộn, số đợt nhiều hơn, xảy ra cục bộ và diễn biến phức tạp. Số ngày nắng nóng gay gắt nhiều hơn, điển hình là đợt nắng nóng gay gắt kéo dài gần 30 ngày của mùa hè năm 2008 với nhiệt độ tối cao tuyệt đối từ 39-410C; hoặc mùa hè năm 2010, nhiều đợt nắng nóng gay gắt diễn ra, nhiệt độ tối cao tuyệt đối dao động từ 40-430C.
Khơng khí lạnh có nhiều biểu hiện bất thƣờng, mùa lạnh đến sớm hơn (cuối tháng 8 đã xuất hiện), số đợt nhiều hơn, cƣờng độ không mạnh nhƣ nhiều năm trƣớc đây song lại có những năm xuất hiện rét đậm rét hại kéo dài mang tính lịch sử nhƣ năm 2008, 2010 và 2011.
1.3.2.2. Chế độ mưa
Theo kịch bản B2 tổng lƣợng mƣa năm trên tồn tỉnh Thanh Hóa tại các trạm khí tƣợng: Bái Thƣợng, Hồi Xuân, Thanh Hóa; Nhƣ Xuân; Tĩnh Gia, Yên Định cho thấy lƣợng mƣa trong các thời kỳ đến 2100 có xu thế tăng lên về tổng lƣợng năm. Trong khi tháng mùa mƣa (V-X) có lƣợng mƣa tăng nhẹ trong khoảng hơn 100mm
Tổng lƣợng mƣa năm trung bình của tỉnh Thanh Hóa dao động trong khoảng từ 1200 - 2100mm/năm, đây là lƣợng mƣa trung bình tồn tỉnh nên sẽ có vùng lƣợng mƣa cao hơn (vùng ven biển) và có vùng có lƣợng mƣa trung bình thấp hơn. Lƣợng mƣa trung bình năm cao nhất là vào năm 2011 là 2093,9mm; lƣợng mƣa thấp nhất là vào năm 2009 là 1227,8mm.
Theo Đài Khí tƣợng thủy văn tỉnh Thanh Hóa, tổng lƣợng mƣa năm trên địa bàn tỉnh Thanh Hố đƣợc thể hiện ở hình sau
Hình 1.6. Biểu đồ lượng mưa trung bình năm (2007-2016) của tỉnh Thanh Hóa
Vùng núi cao và trung du: Ba tháng 7, 8, 9 có mƣa nhiều nhất, cao nhất là tháng 8, chiếm 15 - 20% lƣợng mƣa trong năm, tháng có mƣa ít nhất là tháng 12, chỉ chiếm 1 - 2% lƣợng mƣa trong năm.
Vùng đồng bằng: Ba tháng có mƣa nhiều nhất là 8, 9, 10, trong đó tháng 9 có lƣợng mƣa cao nhất, chiếm khoảng 18 - 26% lƣợng mƣa trong năm và tháng thấp nhất là tháng 1, chiếm 1% lƣợng mƣa trong năm.
Vùng ven biển phía Bắc: Ba tháng mƣa nhiều nhất là 7, 8, 9. Tháng có mƣa nhiều nhất là tháng 9, chiếm khoảng 24 - 26% lƣợng mƣa trong năm và tháng thấp nhất là tháng 1, chỉ chiếm 1 - 2% lƣợng mƣa trong năm.
Theo kịch bản B2 tổng lƣợng mƣa năm trên tồn tỉnh Thanh Hóa tại các trạm khí tƣợng: Bái Thƣợng, Hồi Xuân, Nhƣ Xuân, Tĩnh Gia, Yên Định cho thấy lƣợng mƣa trong các thời kỳ đến 2100 có xu thế tăng lên về tổng lƣợng năm. Trong khi tháng mùa mƣa (V-X) có lƣợng mƣa tăng nhẹ trong khoảng hơn 100mm.
Hình 1.7. Biểu đồ thay đổi lƣợng mƣa tại Thanh Hóa qua các năm (B2)
(Nguồn: Báo cáo “cập nhật kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH tỉnh Thanh Hóa đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” )
Ngoài ra, lƣợng mƣa cũng có những biểu hiện khác với quy luật thơng thƣờng nhiều năm, trong mùa khơ ít mƣa nhƣng có ngày mƣa trên 100 mm xảy ra cục bộ. Trong những tháng cao điểm của mùa mƣa bão, lƣợng mƣa thiếu hụt so với trung bình nhiều năm rất nhiều, điển hình là năm 2008 và 2009. Một số năm gần đây mùa mƣa đến muộn, nhƣng lại kết thúc sớm hơn bình thƣờng từ 15 ngày đến 1 tháng.
1.3.2.3. Tình hình ngập lụt
Mực NBD (cm) so với thời kỳ 1980 - 1999 theo các kịch bản phát thải công bố bởi Bộ Tài nguyên & Môi trƣờng năm 2012:
Bảng 1.2. Mực NBD qua các thời kỳ so với thời kỳ nền
Mốc thời gian 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Mực nƣớc biển tăng (cm) theo kịch bản phát thải thấp 8-9 11- 13 15- 17 19- 23 24- 30 29- 37 34- 44 38- 51 42- 58 Mực nƣớc biển tăng (cm) theo kịch bản phát thải trung bình 7-8 11- 13 15- 18 20- 24 25- 32 31- 39 37- 48 43- 56 49- 65 Mực nƣớc biển tăng (cm) theo kịch bản phát thải cao 8-9 12- 14 16- 19 22- 27 30- 26 38- 47 47- 59 56- 72 66- 86
(Nguồn: Báo cáo “cập nhật kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH tỉnh Thanh Hóa đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” )
BĐKH trong thế kỷ XXI phụ thuộc nhiều vào mức độ phát thải khí nhà kính, tức là phục thuộc vào sự phát triển kinh tế - xã hội. Vì vây, các kịch bản BĐKH đƣợc xây dựng dựa trên kịch bản phát triển kinh tế xã hội toàn cầu. Sự phát triển của kinh tế kéo theo sự phát thải quá mức khí nhà kính vào khí quyển từ cac hoạt động khác nhau trong nhiều lĩnh vực hàng ngày: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sản xuất,… Chính vì vây, cơ sở để xác định kịnh bản phát thải khí nhà kính là: Sự phát triển kinh tế ở quy mơ tồn cầu; Dân số thế giới và mức độ tiêu dùng; tiêu thụ năng lƣợng và tài nguyên năng lƣợng; thay đổi sử dụng đất, …
Qua bảng tổng hợp mực nƣớc biển dâng qua các thời kì so với thời kì nền. Với kịch bản phát thải trung bình đến năm 2020 mực nƣớc biển dâng trung bình là 7-8cm. Đến năm 2050 mực nƣớc đã tăng lên đến 20-24cm và cuối thế kỉ năm 2100 mực nƣớc tăng lên 49-65cm. Nhƣ vậy đến cuối thế kỷ nƣớc biển đã tăng hơn 8 lần so với năm 2020.
Bảng 1.3. Tổng hợp diện tích ngập lụt của các huyện ven biển và một số huyện vùng trũng
STT Huyện Diện tích bị ngập (ha)
2020 2050 2100 1 Hà Trung 587,3 696,6 1.183,4 2 Hậu Lộc 3.043,2 3.679,0 5.406,8 3 Hoằng Hóa 4.324,6 5.073,0 7.168,5 4 Nga Sơn 4.409,6 5.020,4 6.353,6 5 Tx. Sầm Sơn 599,4 722,5 887,0 6 Quảng Xƣơng 4.684,2 5.965,7 8.441,8 7 Nông Cống 777,6 1.163,2 2.162,7 8 Tĩnh Gia 1.712,3 2.111,7 3.623,9 9 TP. Thanh Hóa 972,0 1.303,3 2.758,1 Tổng 21.110,22 25.735,32 37.985,76
(Nguồn: Báo cáo “cập nhật kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH tỉnh Thanh Hóa đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” )
Kết quả tổng hợp diện tích ngập lụt cho các huyện ven biển và một số huyện vùng trũng cho thấy các huyện này sẽ có nguy cơ ngập lụt nhiều hơn, diện tích ngập lụt đƣợc tổng hợp trong bảng trên. Diện tích ngập lụt này chỉ tính riêng cho ảnh hƣởng của nƣớc biển dâng mà khơng tính tới các nhân tố khác tác động đến ngập lụt.
Đây là các huyện dễ bị tác động nhất từ ảnh hƣởng của nƣớc biển dâng. Qua bảng tổng hợp, thấy rằng diện tích ngập lụt tăng lên liên tục từ năm 2020-2100. Nƣớc biển dâng làm ngập lụt nhiều nhất tại 3 huyện: Quảng Xƣơng, Hoằng Hóa và Nga Sơn với diện tích bị ngập đều trên 6.000ha đến cuối thế kỉ. Tốc độ ngập tăng lên nhiều nhất tại 3 huyện là Quảng Xƣơng, Hoằng Hóa và Hậu Lộc với tốc độ tăng đều trên 2.000ha bị ngập lụt tính đến năm 2100.
Chƣơng 2. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Thời gian nghiên cứu
Luận văn đƣợc thực hiện từ tháng 1 năm 2014 đến tháng 7 năm 2017 Công tác khảo sát thực địa thu thập mẫu vật đƣợc tiến hành 5 đợt nhƣ sau:
Đợt 1: Tháng 9 năm 2014, Đợt 2: Tháng 4 năm 2015, Đợt 3: Tháng 9 năm 2015, Đợt 4: Tháng 4 năm 2016, Đợt 5: Tháng 9 năm 2016. Mỗi đợt đi điều tra thu mẫu trong khoảng thời gian 12- 15 ngày.
2.2. Địa điểm nghiên cứu
Trên cơ sở điều tra khảo sát đã thiết kế 40 điểm thu mẫu trên lƣu vực sông Mã (đoạn qua tỉnh Thanh Hóa) từ ngã ba Suối Sim thuộc huyện Mƣờng Lát, tỉnh Thanh Hóa, giáp với biên giới Việt - Lào đổ ra biển Đông qua 3 cửa: cửa Hới, huyện Hoằng Hóa, cửa Lạch Trƣờng, huyện Hậu Lộc và cửa Lạch Sung, huyện Nga Sơn (Hình 2.1, phụ lục 01).
Trong nghiên cứu này chúng tôi tập chung nghiên cứu ở 3 vùng: vùng thƣợng lƣu, vùng trung lƣu và vùng hạ lƣu.
- Vùng thƣợng lƣu từ biên giới Việt - Lào thuộc huyện Mƣờng Lát đến huyện Quan Hóa.
- Vùng trung lƣu từ huyện Quan Hóa đến huyện Cẩm Thủy. - Vùng hạ lƣu từ huyện Cẩm Thủy đến cửa sông ven biển.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập, kế thừa tài liệu
Thu thập các thông tin liên quan đến các nội dung nghiên cứu từ các luận án, sách, bài báo khoa học, báo cáo, dự án đầu tƣ, websites, ….
Tổng hợp các nghiên cứu theo từng nội dung nghiên cứu. Sử dụng phƣơng pháp phân tích, so sánh, đánh giá các kết quả đã kế thừa, làm nổi bật những kết quả đạt đƣợc, áp dụng, phát hiện những tồn tại cần phải tiếp tục nghiên cứu cần làm sáng tỏ.
Kết quả của phƣơng pháp này là kế thừa đƣợc thông tin khoa học liên quan đến từng nội dung nghiên cứu của đề tài từ hiện trạng nguồn tài liệu đã thu thập đƣợc. Một số thơng tin đƣợc kế thừa: đặc điểm khí hậu, kinh tế - xã hội, …
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học
2.3.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực vật nổi
+ Thu mẫu định tính: Mẫu đƣợc thu bằng lƣới phù du thực vật số 64.
+ Thu mẫu định lượng: Mẫu đƣợc thu bằng lƣới phù du thực vật số 64. Mẫu TVN đƣợc lắng trong các ống đong hình trụ, qua nhiều giai đoạn trong vịng 48 - 96 giờ, sau đó loại bỏ phần nƣớc trên và giữ lại phần mẫu cuối cùng với thể tích 3 - 5 ml, thao tác này cần nhẹ nhàng và phải rất cẩn thận để tránh mất tế bào TVN trong mẫu.
Mẫu định tính và định lƣợng sau khi thu đƣợc bảo quản trong lọ có dung tích 400 - 1.000ml, cố định mẫu bằng dung dịch Formalin (5-7%), lugol. Phân tích vật mẫu bằng các thiết bị nhƣ: kính lúp, kính hiển vi, lam, la men...
Quan sát, đếm số lƣợng tế bào duới kính hiển vi. Xác định mật độ tế bào theo phƣơng pháp của UNESCO (1978), sử dụng buồng đếm chuyên dụng để đếm tế bào.
Xác định tên khoa học các loài TVN theo các tài liệu định loại chính: Dƣơng Đức Tiến và Võ Hành (1997) [23],…
2.3.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực vật bậc cao
Áp dụng phƣơng pháp điều tra thực địa đƣợc Nguyễn Nghĩa Thìn giới thiệu trong “Cẩm nang nghiên cứu Đa dạng sinh vật” (1997) [24], “HST rừng nhiệt đới” (2004) [25]…“Hệ thực vật và đa dạng loài (2004)” [26]và “Các phƣơng pháp nghiên cứu thực vật” (2007) [27],...
2.3.2.3. Phương pháp nghiên cứu động vật nổi
+ Thu mẫu định tính: Mẫu đƣợc thu bằng lƣới Zooplankton số 52. Tại mỗi điểm
thu mẫu, dùng lƣới chao đi, chao lại nhiều lần trên mặt nƣớc.
+ Thu mẫu định lượng: Mẫu đƣợc thu bằng lƣới Zooplankton số 57. Tại mỗi điểm nghiên cứu, lọc 50 lít nƣớc ở tầng mặt qua lƣới số 57, thu lấy 30 ml.
Mẫu định tính và định lƣợng sau khi thu đƣợc đựng trong lọ có dung tích 400 - 1.000ml, cố định mẫu bằng dung dịch Formalin (5-10%).
Tại phịng thí nghiệm, xác định mật độ ĐVN bằng cách dùng pipet lấy 1ml nƣớc có chứa mẫu ở trong 50ml cho lên buồng đếm chuyên dụng, quan sát dƣới kính hiển vi có độ phóng đại 10X, 40X. Đếm trực tiếp bằng cách di chuyển lamen theo tọa độ từ trên xuống dƣới, từ trái qua phải. Số lƣợng ĐVN thu đƣợc tính theo cơng thức:
Trong đó: N0: Số lƣợng ĐVN (con/m3 ); C : Số cá thể đếm đƣợc trên buồng đếm;
V‟: Số ml nƣớc mẫu cịn lại sau khi lọc (20ml); V‟‟: Thể tích mẫu nƣớc đã thu (50l).
Xác định tên khoa học các loài ĐVN theo tài liệu định loại chính: Đặng Ngọc Thanh và cộng sự (1980)[19]...
2.3.2.4. Phương pháp nghiên cứu động vật đáy
Nghiên cứu động vật đáy, luận văn chia ra 2 phần để nghiên cứu cho rõ: nghiên cứu về động vật thân mềm và nghiên cứu về giáp xác.
Thu mẫu định tính: Mẫu vật đƣợc thu bằng vợt ao (Pond Net), vợt cào, lƣới vét
đáy. Sử dụng dụng cụ sục vợt vào cây bụi thủy sinh ven bờ, các đám cây thủy sinh sống nổi trên mặt nƣớc, chân các đám cỏ. Vật mẫu đƣợc vớt lên cùng với các vật khác (bùn, rác, đá..) đƣợc rửa qua rây lọc với kích thƣớc mắt rây khác nhau. Sử dụng kẹp mềm, thìa và khay nhơm để đựng và nhặt vật mẫu.
Thu mẫu định lượng: Mẫu vật đƣợc thu bằng gầu Petersen với diện tích ngoạm
bùn là 0,02 m2. Tại mỗi điểm thu mẫu thu 5 gầu. Dùng rây để lọc toàn bộ khối lƣợng bùn, dùng kẹp mềm thu lấy vật mẫu.
Toàn bộ vật mẫu đƣợc bảo quản trong lọ nhựa có dung tích 400 - 1.000ml và đƣợc cố định ngay tại hiện trƣờng bằng cồn 700 hoặc Formalin (7-8%) đối với mẫu có kích thƣớc lớn.
Xác định tên khoa học các loài thân mềm, giáp xác theo các tài liệu định loại chính: Đặng Ngọc Thanh và cộng sự (1980) [19], Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001) [15], Đặng Ngọc Thanh và Hồ Thanh Hải (2001) [21]...
Phân tích định lƣợng thân mềm, giáp xác bằng cách xác định số cá thể/m2 .
2.3.2.5. Phương pháp nghiên cứu cá
Điều tra thu mẫu cá trực tiếp từ ngƣ dân đánh bắt với nhiều loại hình khai thác khác nhau nhƣ kéo đáy, đăng, lƣới cƣớc, lƣới vây, câu... tại các thủy vực nhƣ sông, một số suối đổ vào sông…
Ngồi ra mẫu cịn đƣợc thu ở các bến cá, chợ cá và kiểm tra cẩn thận về địa điểm đánh bắt để có thêm mẫu vật bổ sung. Cố định mẫu trong Formalin (8 - 12%), tùy thuộc vào kích thƣớc mẫu vật và đƣợc lƣu giữ cẩn thận để chuyển về phịng thí nghiệm tiến hành định loại và sắp xếp hệ thống.
Xác định tên khoa học các lồi cá theo các tài liệu định loại chính: Mai Đình Yên (1978) [29], Mai Đình Yên (1992) [30], Eschmeyer W.N. (1998) [33], Maurice K. (2001) [42],….
2.3.2.6. Phương pháp xác định chỉ số đa dạng sinh học
* Chỉ số đa dạng loài Shannon - Weiner
Là chỉ số biểu hiện mức độ đa dạng nội tại của mẫu. Cơng thức tính:
∑ với
Trong đó:
H‟: Chỉ số đa dạng loài Shannon - Weiner ni: Số lƣợng cá thể của loài thứ i
Ni: Tổng số cá thể lồi i
Từ kết quả tính tốn đƣa ra nhận xét về mức độ ĐDSH theo các mức sau: - Nếu chỉ số đa dạng: H‟ > 3: ĐDSH tốt và rất tốt
- Nếu chỉ số đa dạng: H‟ 2÷3: ĐDSH trung bình khá - Nếu chỉ số đa dạng: H‟ 1†2: ĐDSH trung bình kém - Nếu chỉ số đa dạng: H‟ <1: ĐDSH kém và rất kém
2.3.3. Phương pháp chuyên gia
Tổ chức các buổi thảo luận nhóm nhằm lấy ý kiến các chuyên gia về khí tƣợng thủy văn, thủy lợi, ĐDSH, kinh tế - xã hội về ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu đối với ĐDSH.
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Hiện trạng đa dạng sinh học khu vực sông Mã
Các mẫu sinh vật sau khi đƣợc điều tra thu thập ngoài thực địa đƣợc tiến hành phân tích dựa trên các tài liệu phân loại theo từng nhóm sinh vật khác nhau.Kết quả nghiên cứu tại sông Mã đã xác định đƣợc 747 loài thuộc 493 giống/chi, 218 họ thuộc các nhóm sinh vật: Thực vật nổi, thực vật bậc cao có mạch, động vật nổi , thân mềm, giáp xác, cá. Kết quả cụ thể đƣợc trình bày tại bảng 3.1
Bảng 3.1. Số lƣợng sinh vật ghi nhận tại lƣu vực sơng Mã, tỉnh Thanh Hóa
TT Nhóm sinh vật Số lƣợng họ Số lƣợng giống/chi Số lƣợng loài 1 Thực vật nổi 28 69 153 2 Thực vật bậc cao có mạch 85 185 232 3 Động vật nổi 19 42 71 4 Thân mềm 21 31 40 5 Giáp xác 11 22 48 6 Cá 54 144 203