CHƢƠNG 2 : NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp đánh giá biến đổi khí hậu huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La
- Để đánh giá sự biến đổi của các yếu tố khí hậu tại huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La sử dụng hàm tính tốn thống kê trung bình và tổng (dựa vào phần mềm excel) theo từng giai đoạn và tính tốn trung bình nhiều năm. So sánh giá trị các yếu tố theo từng giai đoạn và với trung bình nhiều năm, từ đó rút ra nhận xét.
- Từ bảng số liệu đã xử lý, tiến hành vẽ đồ thị (phần mềm excel) để thấy rõ đƣợc sự biến đổi của các yếu tố khí hậu.
2.2.2. Phương pháp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất Lúa đơng xn, Lúa mùa, Mía, Sắn trên địa bàn huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La
Theo Viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn và Mơi trƣờng (2011) để đánh giá tác động của BĐKH đến năng suất cây trồng, thƣờng áp dụng các mơ hình
động thái hình thành năng suất cây trồng hoặc các mơ hình thống kê [28].
Đối với mơ hình động thái hình thành năng suất cây trồng, năng suất cây trồng đƣợc mơ phỏng định lƣợng từ những q trình quang hợp, hơ hấp, sinh trƣởng và chế độ nhiệt ẩm trong quần thể cây trồng. Loại mơ hình này u cầu số liệu đầu vào rất phức tạp nhƣ: số liệu về tính chất lý hố của đất, nƣớc (nƣớc trong đất, pH nƣớc, pH đất, dung trọng, tỉ trọng, tổng nitrogen, phosphor, kali, hàm lƣợng hữu cơ, lƣợng rễ… theo các độ sâu khác nhau), số liệu về chế độ canh tác, bón phân và các số liệu ngày về bức xạ, nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp, lƣợng mƣa theo ngày trong suốt mùa vụ.
Đối với các mơ hình thống kê, mơ phỏng năng suất dựa trên mối quan hệ giữa năng suất và các yếu tố khí tƣợng trong các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển và hình thành năng suất cây trồng: Dùng phƣơng pháp phân tích thống kê để đánh giá xu thế biến đổi các đặc trƣng khí tƣợng nơng nghiệp và tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất cây trồng theo các kịch bản về biến đổi khí hậu. Nghiên cứu mối quan hệ giữa năng suất với các yếu tố khí tƣợng trong quá khứ để từ đó có thể dự báo năng suất trong tƣơng lai trên cơ sở các kịch bản biến đổi khí hậu.
Với cơ sở dữ liệu thu thập đƣợc (là năng suất các loại cây lúa mùa, lúa đơng xn, sắn, mía từ năm 1995 đến 2016 trên địa bàn huyện Mai Sơn) và khả năng cho phép tác giả luận văn sử dụng phƣơng pháp xây dựng mơ hình thống kê trong đó kết hợp hai phƣơng pháp đó là sử dụng hệ số Fecner và phƣơng pháp trọng lƣợng điều hòa.
Số liệu về năng suất và các yếu tố khí hậu từ 1995 đến 2014 dùng để xây dựng phƣơng trình năng suất thời tiết, số liệu về năng suất và các yếu tố khí hậu các năm 2015 và 2016 dùng để kiểm chứng.
Về mặt định tính: Sử dụng hệ số Fecner
Dựa vào chuỗi số liệu về năng suất cây trồng thực tế, tính biến động năng suất năm sau so với năng suất năm trƣớc, xét mối quan hệ giữa biến động năng suất và các yếu tố khí hậu.
Khí tƣợng Thủy Văn và Mơi trƣờng, Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam sử dụng có hiệu quả, trong đó có đề tài “Nghiên cứu tác động của các yếu tố khí hậu thời tiết đến sản xuất lúa đông xuân và các giải pháp đảm bảo sản xuất ổn định vụ lúa đông xuân tại vùng đồng bằng sông Hồng” [25] do PGS.TS. Nguyễn Văn Viết thuộc Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam thực hiện năm 2007 có hiệu quả cao.
Lợi thế của cơng thức này là có thể giúp bƣớc đầu xác định đƣợc mối tƣơng quan giữa năng suất và các yếu tố khí tƣợng, đồng thời giảm thiểu các ảnh hƣởng của các yếu tố con ngƣời đến năng suất, từ đó giúp giảm sự phức tạp khi tính tốn định lƣợng mối quan hệ giữa các yếu tố khí hậu thời tiết đến năng suất cây trồng. Cơng thức tính có dạng: (1) Trong đó: F - hệ số Fecner Kd - Số trƣờng hợp có độ lệch cùng dấu Kk - Số trƣờng hợp có độ lệch khác dấu
Hệ số Fecner lớn khi hiệu số đại lƣợng cùng dấu (Kd) và không cùng dấu (Kk) lớn. Hệ số bằng 1 khi Kk = 0 và có giá trị âm khi Kk>Kd. Hệ số Fecner cịn áp dùng để tính biến thiên đồng pha của các yếu tố khí hậu thời tiết giữa các giai đoạn với nhau so với trung bình nhiều năm.
Kết quả tính tốn hệ số F giữa dao động năng suất với dao động của các yếu tố khí tƣợng nơng nghiệp theo cơng thức (1) có thể biết đƣợc sự dao động của năng suất lúa, mía, sắn với các yếu tố khí hậu nơng nghiệp trong các giai đoạn khác nhau.
Nhƣ vậy về mặt định tính có thể nhận định đƣợc mức độ ảnh hƣởng của các chỉ tiêu khí hậu nơng nghiệp đối với sự dao động của năng suất loại cây lúa, mía, sắn của huyện.
Về mặt định lƣợng: Sử dụng phƣơng pháp trọng lƣợng điều hòa
Để xây dựng mối quan hệ giữa năng suất cây trồng và các nhân tố khí hậu, địi hỏi phải biết đƣợc xu thế năng suất cây trồng, là năng suất do tiến bộ về mặt
khoa học kỹ thuật, biện pháp xử lý đất, phân bón, giống cây trồng và cơng nghệ sản xuất. Nghĩa là phải tính xu thế năng suất theo thời gian từ đó cho phép tách năng suất ra làm 2 thành phần: phần do con ngƣời tác động và phần do khí hậu thời tiết tác động.
Tiến hành xây dựng các phƣơng trình hồi quy tuyến tính giữa năng suất với các yếu tố khí hậu có quan hệ tốt đồng pha hay nghịch pha với năng suất. Từ những yếu tố có tƣơng quan chặt chẽ đã chọn, lập bảng, sử dụng hàm Linest trong excel xây dựng phƣơng trình hồi quy tuyến tính giữa năng suất lúa đơng xn, lúa mùa, sắn, mía và các yếu tố khí hậu đó (Phương trình năng suất thời
tiế - Ytt).
Từ đó có thể tính năng suất các loại cây lúa, mía, sắn của theo cơng thức: Yn = Yt(n-1) + Yttn (2)
Trong đó: Yn: Năng suất các loại cây lúa, mía, sắn năm thứ n (tạ/ha) Yt(n-1): Năng suất thực các loại cây lúa, mía, sắn năm (n-1) (tạ/ha) Yttn: Năng suất thời tiết các loại cây lúa, mía, sắn năm thứ n (tạ/ha)
2.2.3. Phương pháp kiểm chứng kết quả đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất các loại cây lúa, mía, sắn trên địa bàn huyện Mai Sơn, hậu đến năng suất các loại cây lúa, mía, sắn trên địa bàn huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La
Theo Nguyễn Thị Hà (2005) sau khi đã xây dựng đƣợc phƣơng trình năng suất thời tiết, thực hiện kiểm chứng phƣơng trình [11]. Phƣơng trình sẽ đƣợc kiểm chứng và đánh giá dựa trên cơ sở so sánh mức độ phù hợp của các kết quả tính tốn năng suất theo phƣơng trình đã xây dựng so với năng suất thực. Mức độ phù hợp của kết quả tính năng suất theo phƣơng trình so với năng suất thực đƣợc đánh giá chủ yếu dựa trên cơ sở tính tốn và so sánh các chỉ tiêu về sai số cho phép (Scf), sai số dự báo (Sdự báo), mức bảo đảm dự báo (P%). Kết quả dự báo của phƣơng trình đƣợc đánh giá chung theo mức bảo đảm dự báo (%) giữa số lần dự báo đúng với tổng số lần dự báo trên cơ sở kiểm tra đối với số liệu phụ thuộc (Số liệu trực tiếp sử dụng để xây dựng phƣơng trình) và đối với số liệu độc lập (số liệu khơng sử dụng trong q trình xây dựng phƣơng trình).
Từ kết quả tính tốn đƣợc theo công thức (2) tiến hành kiểm chứng và đánh giá phƣơng trình năng suất thời tiết dựa trên cơ sở so sánh mức độ phù hợp của
Phƣơng trình dự báo sẽ đƣợc kiểm chứng và đánh giá dựa trên cơ sở so sánh mức độ phù hợp của các kết quả tính năng suất theo mơ hình đã chọn so với năng suất thực và sự phù hợp về mặt sinh học đối với cây trồng đƣợc nghiên cứu. Mức độ phù hợp của kết quả tính năng suất theo mơ hình so với năng suất thực đƣợc đánh giá chủ yếu dựa trên cơ sở tính tốn và so sánh các chỉ tiêu về sai số cho phép (Scf), sai số chuẩn Sy, sai số dự báo (Sdự báo), mức bảo đảm dự báo (P%) [1, 2, 7]. Những chỉ tiêu trên đƣợc tính nhƣ sau:
Scf = 0,674 (3)
Sdự báo = Yi - Y'i (4)
(5)
Trong đó: Yi - giá trị năng suất thực
- giá trị TBNN của chuỗi số liệu năng suất Yi' - năng suất dự báo ( tính tốn)
n - số số hạng của chuỗi số liệu
m - số bậc tự do trong quan hệ dùng để dự báo
- độ lệch chuẩn của năng suất thực, đƣợc tính theo cơng thức:
i n 1 2 (6)
Kết quả dự báo cho từng vụ/năm đƣợc tính là đúng nếu sai số dự báo nhỏ hơn hoặc bằng sai số cho phép.
Kết quả dự báo của mơ hình đƣợc đánh giá chung theo mức bảo đảm dự báo (P%) giữa số lần dự báo đúng với tổng số lần dự báo trên cơ sở kiểm tra đối với số liệu phụ thuộc và đối với số liệu độc lập.
(7)
Với P - mức bảo đảm dự báo, % N’ - số lần dự báo đúng
2.2.4. Phương pháp đánh giá tiềm năng năng suất các loại cây lúa, mía, sắn ở huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La đến năm 2035 dựa trên kịch bản biến đổi khí hậu huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La đến năm 2035 dựa trên kịch bản biến đổi khí hậu
Dựa vào phƣơng trình đã xây dựng đƣợc và theo kịch bản BĐKH dự báo đƣợc năng suất cây trồng ở thời điểm tƣơng ứng theo công thức (2).