Phương pháp tính tổng lượng khí CH4 phát thải

Phần 3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.5. Phương pháp nghiên cứu

3.5.5. Phương pháp tính tổng lượng khí CH4 phát thải

Tổng lượng phát thải CH4 = in (Fi x Di)

Trong đó: Fi là lượng khí mê tan phát thải ở ngày thứ i lấy mẫu (g/m2/ngày); Di là số ngày lấy mẫu lần thứ i; n là số lần lấy mẫu trong vụ trồng lúa.

3.5.6. Phương pháp đo một số yếu tố ảnh hưởng tới phát thải khí mê tan

Đo Eh đất: Sử dụng máy đo Eh cầm tay Fujiwara PRN-41 với điện cực Pt được lắp đặt trên ruộng lúa, cắm sâu vào đất 10 cm, vị trí giữa 4 khóm lúa tại nơi lấy mẫu khí (trong chân đế chữ U). Các điện cực này được đặt thường xuyên trên ruộng từ sau khi cấy tới khi gặt để tránh làm xáo trộn đất hoặc làm oxy xâm nhập vào đất.

Đo nhiệt độ trong buồng kín: nhiệt kế thủy tinh được lắp sẵn trong buồng, xác định giá trị nhiệt độ khi đạt ổn định bằng thang đo vạch trên thân của nhiệt kế.

Đo nhiệt độ đất: Nhiệt kế được cắm vào đất tại vị trí giữa 4 khóm lúa. Nhiệt độ đất được xác định tại thời điểm lấy mẫu khí. Giá trị được xác định bằng thang đo vạch sẵn trên thân của nhiệt kế.

Đo mực nước mặt ruộng: Trên ruộng lúa, cắm sẵn thước đo vào đất, khi lấy mẫu khí, có thể quan sát và ghi chép mực nước mặt ruộng lúa thông qua thước này.

Các yếu tố Eh đất, nhiệt độ buồng kín, nhiệt độ đất, mực nước mặt ruộng nêu trên được đo tại thời điểm lấy mẫu khí mê tan trên ruộng lúa.

3.5.7. Phương pháp sản xuất than sinh học

Than sinh học được sản xuất từ rơm rạ theo phương pháp đốt gián tiếp. rơm rạ khô được nhồi đầy chặt vào lị, sau đó đốt lửa bên trong làm mồi, đậy nắp lò để nhiệt bên trong lị tự than hố rơm rạ ở điều kiện thiếu ô xy trong 3-4 giờ, q trình cháy rơm rạ trong lị được giám sát chặt chẽ.

3.5.8. Phương pháp ủ phân compost từ rơm

Rơm vụ trước, sau khi thu hoạch vẫn còn tươi, đem cắt ngắn khoảng 10 cm, phun thêm chế phẩm vi sinh vật, ủ cho 1 tấn rơm rạ. Rơm được vun đánh đống theo từng lớp, mỗi lớp được phun dung dịch chế phẩm vi sinh vật. Đống ủ được phủ bằng bạt rứa. Sau khoảng 1-2 ngày các đống ủ bắt đầu tăng nhiệt 50°C- 60°C và duy trì trong khoảng 15-20 ngày, có hiện tượng giảm nhiệt, mở bạt phủ, đảo trộn rơm từ trong ra ngoài, đậy bạt, ủ trở lại, quá trình tăng nhiệt lại xuất hiện do vi sinh vật hoạt động. Đến khi đống ủ xẹp xuống và giảm nhiệt là khi xác rơm rạ chuyển màu xẫm, mềm, xốp.

s2 n n 1 n  1 n ∑ (xi  x )2 i1 s2( 1  1 ) n1n2

Bảng 3.1. Một số tính chất của vật liệu hữu cơ được chế biến từ rơm rạ

Chỉ tiêu phân tích Rơm rạ Than sinh học Phân Compost

pHH2O - 9,78 - OC (%) 45,03 26,7 33,2 N tổng số (%) 1,47 1,95 2,03 P2O5 tổng số (%) 0,33 0,85 0,89 K2O tổng số (%) 1,14 1,99 1,62 Tỷ lệ C/N 30,6 13,7 16,4

Tỷ lệ thu lại sau xử lý (%) - 29,5 60,5

3.5.9. Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê tương quan hồi quy

Sử dụng phần mềm SAS version 9.1 để sử lý số liệu thống kê, trong đó sử dụng các hàm sau:

Trung bình cộng: X  1 n

n i1

Trong đó: X là số trung bình cộng; Xi là trị số của đơn vị thứ i; n là số đơn vị

tổng thể

Sai số chuẩn (se) đo tính biến động của giá trị mang tính thống kê

s

se  

Trong đó: s là độ lệch chuẩn; n là số lượng mẫu

Độ lệch chuẩn (SD) dùng để đo mức độ phân tán của dữ liệu

SD 

Phương sai là một giá trị đo sự phân tán thống kê của biến, nó hàm ý các giá trị của biến đó thường ở cách giá trị kỳ vọng bao xa.

n

2 2

s  (xi  x )

i1

T-test: Đánh giá sự khác biệt hai số trung bình mẫu

n ( x n  x )2  (x  x )2 x  x i 1 j 2 t  1 2 s2  i1 j1 n1  n2  2  n  1 1 2 1 Xi

i1

n (x  x )( y  y )2 n

i  2

i i1i1

Tương quan hồi quy để xác định độ liên hệ giữa các tính chất, thơng qua hệ số r

((xi  x )( yi  y ))

r 

Ngồi ra, cịn sử dụng phần mềm Microsoft Excel với các hàm và cơng cụ để tính tốn.

Hàm trung bình cộng (mean) = AVERAGE (number1, number2...) Hàm tính phương sai (variance) = VAR (number1, number2....)

Hàm tính sai số trung bình với P cho trước = CONFIDENCE (alpha, standard_dev, size).

PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

4.1.1. Khái quát chung về vùng đồng bằng sông Hồng

Đồng bằng sông Hồng (hay cịn gọi là vùng châu thổ sơng Hồng) là vùng đất nằm quanh khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc miền Bắc Việt Nam, gồm 11 tỉnh và thành phố: Vĩnh Phúc, Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Quảng Ninh. Tồn vùng có diện tích năm 2019 là 21.260,0 km2, dân số khoảng trên 21 triệu người. Mật độ dân số trung bình 1.004 người/km2 (Nhà xuất bản thống kê, 2020).

Vùng đồng bằng sơng Hồng có địa hình tương đối đa dạng, phong phú với nhiều kiểu địa hình từ đồng bằng, ven biển đến trung du, miền núi. Nhìn tổng thể thì vùng có địa hình khá bằng phẳng ở khu vực trung tâm và ho nghiêng xuống phía Nam; ở phía Bắc, Tây Bắc và Đơng Bắc là vùng trung du và núi cao có địa hình phức tạp và bị chia cắt mạnh, độ cao trung bình từ 0,4 m đến 12 m so với mạ nước biển. Tồn vùng có thể chia thành các dạng tiểu vùng địa hình là tiểu vùng đồi núi, trung du và tiểu vùng đồng bằng, ven biển. Đất đai nông nghiệp là nguồn tài nguyên cơ bản của vùng do phù sa của hệ thống sơng Hồng và sơng Thái Bình bồi đắp. Hiện có khoảng 2,027 triệu ha đất đã được sử dụng, chiếm 95,36 % diện tích đất tự nhiên của vùng.

4.1.2. Đặc điểm khí hậu

Vùng Đồng bằng sơng Hồng có đặc trưng của khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới gió mùa, được phân thành 4 mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông). Mùa xuân bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 4, nhiệt độ tăng dần, kèm theo mưa xuân. Mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 7, thời tiết nóng nực, kéo theo mưa rào và gió bão, mùa thu từ tháng 8 đến tháng 10, thời tiết mát dịu, mùa đông từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau, nhiệt độ xuống thấp, giá rét, gây lạnh kéo theo mưa phùn ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất và sinh hoạt. Tuy vậy do vị trí địa lý, cấu tạo địa hình nên khí hậu

trong vùng cũng biến đổi khá phức tạp. Khí hậu của vùng chịu ảnh hưởng rất mạnh của gió mùa Đơng Bắc (mùa đơng) xuất hiện từ tháng 10 đến tháng 3 hoặc

tháng 4 năm sau; gió mùa Đơng Nam (mùa hạ) xuất hiện trong suốt thời gian còn lại của năm. Ngồi ra chế độ khí hậu vùng cịn chịu ảnh hưởng sâu sắc của biển Đông mà trực tiếp là ảnh hưởng của Vịnh Bắc Bộ, thể hiện ở các yếu tố chính là: giảm nóng mùa hè, giảm lạnh mùa đơng; tạo ra các dạng thời tiết khí hậu đặc trưng như sương mù và thời tiết ẩm ướt trong mùa đông lạnh; tạo ra một chế độ mưa phong phú quanh năm.

Nhiệt độ khơng khí trung bình năm là 23,5C và tương đối đồng đều trong toàn vùng, đạt giá trị cực tiểu vào tháng 1, cực đại vào tháng 7. Lượng bức xạ cao, khoảng 115 kcal/cm2/nam, từ tháng 5 đến tháng 10 mặt đất có thể thu nhận từ 10 - 15 kcal/cm2, từ tháng 11 đến tháng 4 lượng bức xạ khoảng từ 7 - 9 kcal/cm2/tháng. Cân bằng bức xạ ngay cả những tháng mùa đông đều dương, tổng số giờ nắng đạt tới 1.400 - 1.600 giờ, tổng tích ơn na từ 7.500 - 8.000C.

Lượng mưa trung bình trong năm khoảng 1.500 - 2.000 mm nhưng phân bố không đồng đều theo mùa; mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa chiếm trên 85% tổng lượng mưa cả năm, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa ít chiếm khoảng 15% lượng mưa cả năm. Cá biệt có một số vùng như phía Tây tỉnh Quảng Ninh, lượng mưa trung bình hàng năm thấp hơn, chỉ đạt từ 1.000 - 1.200 mm/năm.

Độ ẩm trung bình trong năm khoảng 84,3%, biên độ dao động độ ẩm trung bình các tháng trong na chênh lệch khơng lớn, tháng có độ ẩm cao nhất và tháng có độ ẩm thấp nhất chênh nhau 12%. Độ ẩm trung bình tối đa là 92%, độ ẩm trung bình tối thiểu là 80%. Độ ẩm trung bình tháng dưới 85% chỉ chiếm khoảng 4 tháng. Ngồi ra hằng năm địa bàn vùng thường có ảnh hưởng từ 2 - 3 cơn bão hoặc áp thấp nhiệt đới trực tiếp đi qua với lượng mưa lớn gây l lụt làm ngập khu vực thấp trũng vùng đồng bằng; triều dâng sóng lớn gây sạt lở đất vùng cửa sông, ven biển. Về mùa cạn lượng nước sông xuống thấp, độ mặn từ biển xâm nhập sâu vào đất liền (trên sông Hồng 20 km, trên sơng Thái Bình là 40 km) ảnh hưởng nhiễm mặn đến đất canh tác vùng cửa sông, ven biển.

Các quá trình hình thành đất liên quan chặt chẽ với các yếu tố khí hậu. Ở những vùng có khí hậu khác nhau thì hàm lượng các chất dinh dưỡng và quá trình phân giải chất hữu cơ trong đất khác nhau. Do đặc điểm khí hậu với nền

nhiệt độ cao, nên vào mùa khô lượng bốc ho mạnh, độ ẩm thấp, thiếu nước cho cây trồng, thường gây ra hạn hán, nhất là tại các khu vực có địa hình cao, hệ thống thủy lợi chưa được xây dựng.

Tổng lượng mưa trung bình năm của vùng đang có xu hướng giảm, tuy nhiên xét theo các tháng trong năm thì số tháng mùa mưa giảm và tăng cường độ mưa. Lượng mưa trung bình ở hầu hết các tháng của giai đoạn 2002 - 2017 đều giảm so với giai đoạn 1960 - 2000, trong đó giảm mạnh ở các tháng 6 (giảm 72,4 mm), tháng 7 (giảm 42,8 mm), tháng 8 (giảm 78,4 mm) và tháng 9 giảm 81,2 mm.

Nền nhiệt độ trung bình năm giữa 02 giai đoạn 1960 - 2000 và 2002 - 2017 cho thấy nhiệt độ trung bình của vùng có xu hướng tăng. Nhiệt độ trung bình trong giai đoạn 2001 - 2015 tăng nhanh so với giai đoạn 1960 - 2000, từ 23,2C lên 23,7C; đặc biệt tại các tháng 2 tăng 1,5C, tháng 3, tháng 4 tăng 0,6C, tháng 6 tăng 0,9C, tháng 10 tăng 0,9C và tháng 11 nhiệt độ trung bình tháng tăng 0,8C (Bộ TN&MT, 2019).

Theo số liệu của Viện Khoa học Khí tượng thuỷ văn và biến đổi khí hậu (2016; 2017) và Tổng cục Thống kê (2016; 2017), lượng mưa trung bình năm 2015 đạt 1520,0 mm và năm 2016 đạt 1631,1 mm, tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 (từ 1158,4 đến 1211,8 mm chiếm 71-79% tổng lượng mưa cả năm). Tổng số giờ nắng đạt từ 1.322,0 -1.339,8 giờ, trong đó tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10.

Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 25,2ºC-25,3ºC, số tháng có nhiệt độ trung bình trên 20ºC từ 9-10 tháng. Mùa đơng nhiệt độ trung bình vào khoảng 17ºC-18ºC, tháng lạnh nhất là tháng 1 và tháng 2. Mùa hè nhiệt độ trung bình vào khoảng 27ºC-28ºC, tháng nóng nhất là tháng 6, nhiệt độ khơng khí trung bình cao nhất dao động trong khoảng 30,9ºC-31,5ºC. Nhiệt độ khơng khí và nhiệt độ mặt đất từ tháng 5 đến tháng 10 cao hơn các tháng cịn lại. Đối với nhiệt độ khơng khí tối cao có giá trị dao động từ 25,0ºC-29,1ºC và giá trị tối thấp từ 11,4ºC-25,7ºC. Điều kiện khí hậu này rất thuận lợi cho các q trình sinh hố trong đất, ảnh hưởng khơng nhỏ đến sự phát thải khí CH4 từ ruộng lúa. Kết quả nghiên cứu của một số tác giả trong và ngồi nước cho thấy lượng khí CH4 phát thải từ ruộng lúa trong vụ mùa thường lớn hơn so với lượng phát thải CH4 trong vụ xuân do nền nhiệt độ trong vụ mùa cao hơn.

Đồ thị 4.1. Diễn biến một số yếu tố khí tượng vùng đồng bằng sơng Hồng năm 2015, 2016

Nguồn: Viện Khoa học Khí tượng thuỷ văn và Biến đổi khí hậu (2016, 2017)

4.1.3. Tài nguyên nước

Đồng bằng sơng Hồng có mạng lưới sơng, ngịi, hồ, ao phong phú và đa dạng, với mật độ mạng lưới sông từ 1 - 1,3 km/km2. Lượng nước mặt cung cấp cho vùng khá dồi dào về số lượng, tốt về chất lượng, chủ yếu được cung cấp bởi nguồn nước từ hai hệ thống sơng chính là hệ thống sơng Hồng và sơng Thái Bình với tải lượng phù sa lớn tạo nên vùng đồng bằng châu thổ phì nhiêu màu mỡ, thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, là vùng được thủy lợi hóa cao nhất cả nước và cũng là vùng thủy lợi cao trên thế giới.

Sông Hồng là con sơng lớn nhất miền Bắc có chiều dài phía hạ lưu chảy qua vùng khoảng 200 km, độ dốc rất nhỏ, trung bình 0,02 - 0,05 m/km. Dịng chảy chính theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam, có tổng lượng nước hàng năm khá lớn trung bình tới 1.220 tỷ m3. Chế độ thủy văn sông Hồng chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa l từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa cạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.

Sơng Thái Bình bao gồm ba phụ lưu chính là sơng Cầu, sơng Thương và sơng Lục Nam. Hàng năm sơng Thái Bình nhận từ sơng Hồng 32,6% tổng lượng nước ở Sơn Tây qua sông Đuống và sông Luộc. Sông Đuống chảy vào sơng Thái Bình ở gần Phả Lại, cách chỗ hợp lưu của các sông Cầu, sông Thương, sông Lục

Nam với sơng Thái Bình. Mùa cạn nước sơng Thái Bình xuống rất thấp, ảnh hưởng của thủy triều mạnh và hiện tượng dòng nước chảy ngược lại khi triều cường rõ rệt ho ở sơng Hồng. Mùa lũ sơng Thái Bình đóng vai trị tiêu nước rất quan trọng cho sông Hồng.

Nguồn nước ngọt khá dồi dào về số lượng, tốt về chất lượng. Lượng nước mạ vùng được tạo bởi hai nguồn chủ yếu một từ thượng nguồn sông Hồng đổ về, hai là lượng mưa nội vùng. Lưu lượng nước sơng Hồng ở mức bình qn khoảng 3.250 m3/s, mức thấp nhất khoảng 1.460 m3/s và cao nhất 5.600 m3/s, lượng mưa trong vùng bình quân từ 1.600 mm đến 2.000 mm đã cung cấp một nguồn nước mặt khá lớn.

Nguồn nước ngầm cũng khá dồi dào, có chất lượng khá tốt và trữ lượng lớn, nguồn nước ngầm ở các tỉnh, thành phố trong vùng đã được khai thác phục vụ cho đời sống dân sinh và nhu cầu sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên nguồn nước ngầm mới chỉ dùng ở 20-25%.

4.1.4. Hiện trạng sử dụng đất và diện tích các nhóm đất chính trồng lúa

Đồng bằng sông Hồng là vùng đất nằm quanh khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc miền Bắc Việt Nam, gồm 11 tỉnh và thành phố: Vĩnh Phúc, Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Du

Bình, Quảng Ninh.

̛̛ng, Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định, Ninh

Đồ thị 4.2. Cơ cấu đất đai vùng đồng bằng sông Hồng

Nguồn: Bộ TN&MT (2019)

Theo thống kê năm 2019 của Bộ Tài ngun và Mơi trường, diện tích tự nhiên của tồn vùng là 2.126.000 ha, trong đó đất nơng nghiệp là 1.419.558 ha. Các tỉnh, thành phố có diện tích đất nông nghiệp lớn trên 100.000 ha gồm: Quảng Ninh 461.090 ha, Hà Nội 196.009 ha, Nam Định 112.694 ha, Thái Bình 108.078 ha và Hải Dương 106.985 ha, chiếm 66,77%. Đất phi nông nghiệp 607.818 ha, chiếm 28,59% và đất chưa sử dụng 98.624 ha, chiếm 4,64%.

Bảng 4.1. Hiện trạng sử dụng đất vùng đồng bằng sông HồngSTT Loại đất Mã Diện tích STT Loại đất Mã Diện tích (ha) Cơ cấu (%) Tổng diện tích tự nhiên 2.126.000 1 Đất nông nghiệp NPP 1.419.558 66,77

1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 791.942 37,25

1.1.1 Đất trồng cây hàng năm CHN 669.679 31,50

- Đất trồng lúa LUA 591.067 27,80

- Đất trồng cây hàng năm khác HNK 78.612 3,70

1.1.2 Đất trồng cây lâu năm CLN 122.263 5,75

1.2 Đất lâm nghiệp LNP 493.753 23,22 1.2.1 Đất rừng sản xuất RSX 272.398 12,81 1.2.2 Đất rừng phòng hộ RPH 144.982 6,82 1.2.3 Đất rừng đặc dụng RDD 76.373 3,59 1.3 Đất nuôi trồng thuỷ sản NTS 121.083 5,70 1.4 Đất làm muối LMU 926 0,04