5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
1.3.2.Tình hình nghiên cứu trong nước
1.3.2.1. Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS ứng phó biến đổi khí hậu:
Tại Việt nam nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS đã đánh giá sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với các vùng miền trên cả nước nhằm mục đích ngập chế đến mức thấp nhất sự ảnh hường xấu của thiên tai đối với đời sống và sản xuất.
Năm 2011, Các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế phối hợp với Viện Hải dương học Nha Trang đã thực hiện thành công đề tài “nghiên cứu sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) tại vùng đất ngập nước xã Hương Phong, huyện Hương Trà -Thừa Thiên-Huế”, xác định được diện tích tài nguyên khoảng gần 77ha ở ba khu vực Vân Quốc Đông (27,5ha), Cồn Sáo (hơn 17,5ha) và Cồn Tè (gần 32 ha) có thảm thực vật gồm ba loại cỏ biển thuộc ba chi, ba họ, một bộ và một ngành.
Độ bao phủ của cỏ đạt gần 36%, trong đó loài cỏ hẹ phân bố đặc trưng nhất ở độ ngập từ 15%o đến 19%o; loài cỏ kim bao phủ ở độ ngập từ 10%o đến 15%o. Ở khu vực Vân Quốc Đông, cỏ hẹ phát triển tạo thành thảm cỏ cách bờ khoảng 200m, với độ sâu từ 0,4m đến 0,8m. Khu vực Cồn Tè với một bãi triều rộng và thoải từ trong bờ ra đến phá Tam Giang khoảng 500m, độ sâu trung bình từ 0,2m đến 0,5m là địa hình thuận lợi cho cỏ biển phát triển. Việc sử dụng GIS để quản lý vùng đất ngập nước Hương Phong cũng cho thấy những hoạt động sản xuất nông nghiệp, khai thác và nuôi trồng thủy sản của cộng đồng đã và đang ảnh hưởng đến môi trường và nguồn lợi đầm phá Tam Giang. Ngoài ra, vùng đất ngập nước Hương Phong cũng dễ bị tổn thương do phải chịu tác động trực tiếp của thiên tai. Việc thực hiện thành công nghiên cứu sử dụng GIS phục vụ cho bảo tồn và quản lý các vùng đất ngập nước có ý nghĩa thiết thực góp phần quan trọng cho việc định hướng sử dụng và phát triển bền vững tài nguyên vùng đất ngập nước ở Việt Nam. Đây là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
những khu vực có sự đa dạng sinh học cao nên có vai trò rất quan trọng trong việc ứng phó với thiên tai, nhất là trước biến đổi khí hậu./.
Năm 2012, Lê Quang Cảnh và đồng nghiệp “ứng dụng GIS xây dựng bản đồ bị tổn thương do nước biển dâng gây ra đối với diện tích đất trồng lúa ở dải ven biển tỉnh Phú Yên”. Nghiên cứu đã sử dụng phần mềm ArcGIS 9.2 và MapInfo phục vụ cho việc xây dựng mô hình số hóa độ cao (DEM), các bản đồ ngập lụt cho khu vực nghiên cứu, tính toán và dự báo diện tích đất trồng lúa ở dải ven biển tỉnh Phú Yên có nguy cơ bị ngập bởi mực nước biển dâng ứng với kịch bản phát thải trung bình ở các mốc thời gian khác nhau. Năm 2010 diện tích đất trồng lúa ở tỉnh Phú Yên đạt 32.828 ha, trong đó diện tích đất chuyên trồng lúa nước là 26.540 ha chiếm 80,8%. Với mực nước biển dâng lần lượt 8 cm; 13 cm; 26 cm vào năm 2020; 2030; 2050 cho thấy: diện tích đất trồng lúa bị ngập hoàn toàn là 180, 91 ha; 224,16 ha; 334,41 ha lần lượt. Trong đó thành phố Tuy Hòa có diện tích ngập lớn nhất với 129,41 ha chiếm 6,17% tổng diện tích đất trồng lúa vào năm 2050 [4].
Năm 2012, tại Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc nhóm nghiên cứu thuộc khoa Môi trường & Tài nguyên thiên nhiên - Viện nghiên cứu Biến đổi khí hậu (Trường ĐH Cần Thơ) đã tiến hành “Nghiên cứu ứng dụng GIS trong công tác đánh giá tác động của biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng (NBD) lên các ngành nông nghiệp và thủy sản của thành phố Cần Thơ”. Nghiên cứu đã thực hiện đánh giá tác động của BĐKH và NBD theo các kịch bản khác nhau lên hai ngành sản xuất chính của Cần Thơ là nông nghiệp và thủy sản. Các kịch bản ngập do NBD 30cm, 50cm và 100cm kết hợp với lũ lớn ở thượng nguồn được đưa vào mô hình MIKE 11 để xác định các vùng bị ngập lũ của thành phố Cần Thơ. GIS kết hợp với kiến thức chuyên gia đã được sử dụng để tìm ra các khu vực có các mức độ tổn thương khác nhau về nông nghiệp và thủy sản của thành phố dựa theo kịch bản quy hoạch chiến lược kinh tế xã hội thành phố Cần Thơ đến năm 2025. Kết quả cho thấy, đối với lúa, mùa vụ bị ảnh hưởng cao nhất là vụ Thu Đông và Đông Xuân, sản lượng bị sụt giảm từ 50% đến 100%. Các vùng cây ăn trái cũng bị ngập úng từ 30% trở lên. Thủy sản của thành phố cũng bị ảnh hưởng nếu hệ thống bờ bao không được nâng cấp. Kết quả nghiên cứu bước đầu đã được sử dụng vào việc xây dựng kế hoạch ứng phó với BĐKH của thành phố [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
1.3.2.2. Chọn tạo và phát triển giống lúa chịu ngập ứng phó Biến đổi khí hậu
Từ nhiều năm nay Viện Cây lương thực & CTP (thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) đã có chương trình lai tạo các giống lúa cao cây, chịu nước sâu, ngập úng và cho năng suất cao trong vụ mùa. Các loại giống úng (U) như: U6, U14, U16, U17 và các giống lúa khác chính vụ như: C10, C15 đã được đưa ra khảo nghiệm từ 1982 ở phía Bắc và năm 1983 ở phía Nam. Nhiều giống đã được công nhận khu vực hoá và công nhận là giống quốc gia.
Theo (Arumugam Pillai, G.B. Gregorio, 2002)[1]: Các thí nghiệm và thực tiễn sản xuất nhiều năm tại Viện Cây lương thực và CTP chứng minh các giống U14, U17, C10 có khả năng chịu ngập tràn qua ngọn (ở điều kiện nước trong) từ 7-10 ngày, cây lúa vẫn duy trì sự sống. Sau đó, khi nước rút dần các giống có khả năng hồi phục nhanh chóng, nếu tiếp tục chăm bón vẫn có thể cho năng suất chấp nhận.
Liên quan đến nghiên cứu giống lúa chịu ngập, nhóm tác giả (Nguyen Thi Lang, N.V.T.a.B.C.B, 2011)[31] đã tiến hành thu thập và nghiên cứu nhóm lúa nổi ở một số tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long (18 giống), thí nghiệm được tiến hành tại IRRI cho thấy: Trong thí nghiệm thanh lọc giống chịu ngập tại hồ nước sâu của IRRI năm 1985 với mức độ nước dâng 5 cm/ngày sử dụng giống có tuổi mạ 30 ngày, tác giả nhận thấy: các giống lúa nổi Ba sào, Nàng chệt cụt, Nàng đùm nhỏ, Nàng đùm to, Nàng đùm trắng, Nàng phước, Nàng rừng, Nàng son, Nàng tây, Nàng tây C, Nàng Tây đùm, Nàng tri, Nếp cô Ba, đều vượt nước ở điểm 1; các giống lúa nước sâu như Trắng chùm, Trắng lựa, Tàu nút, Lúa Thước vẫn phát triển bình thường ở độ sâu 70 cm, nhưng ở độ sâu 120cm, tất cả đều bị thiệt hại. Hơn nữa, sự khác biệt về tuổi mạ và tốc độ mực nước dâng cao mỗi ngày cho thấy có sự khác nhau giữa 2 thí nghiệm ở IRRI và Viện Lúa Đồng bằng Sông Cửu Long. Các giống Nàng đùm to, Nàng tây C thể hiện mức độ vượt nước trung bình hoặc yếu trong điều kiện thí nghiệm tại Viện Lúa Đồng bằng Sông Cửu Long nhưng tỏ ra vượt nước tốt trong điều kiện ở IRRI.
Khi nghiên cứu khả năng vươn lóng của các giống lúa được thu thập tại Đồng bằng Sông Cửu Long (Nguyen Thi Lang, N.V.T.a.B.C.B, 2011)[31] cho rằng với mức độ nước dâng 5cm/ngày, sử dụng tuổi mạ 30 ngày, giống lúa nổi có khả năng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
tạo lóng thân rất sớm (ghi nhận 60 ngày sau khi gieo) số lóng thân biến thiên từ 4-6 lóng/thân lúa. Sự khác biệt về số lóng giữa các giống lúa nổi Việt Nam không có ý nghĩa (F=1,169 ns), so sánh với các giống lúa nổi khác nhau Baisbish, IR11141-6- 1-4, các giống lúa nổi Việt Nam có số lóng thân ít hơn và có xu hướng phát triển chiều dài lóng nhiều hơn, chiều dài lóng trung bình của những giống lúa nổi Việt Nam khác biệt có ý nghĩa (LSD 0.05= 0,662) ở các giống Nàng son, Nàng đùm nhỏ, Nàng đùm to, Nàng tây đùm và có chiều dài trung bình lóng lớn nhất.
Với sự thành công trong công tác nghiên cứu chuyển gen chịu ngập (Sub1) vào hầu hết các giống đáng được trồng phổ biến ở Nam và Đông nam Châu Á như: IR64-Sub1,TDK-Sub1,Inbara3-Sub1, Swarna-Sub1, PSbRc68… Năm 2007, IRRI đã phối hợp với Viện Khoa học KTNN Duyên hải Nam Trung Bộ - ASISOV (thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) triển khai trồng thử nghiệm 7 loại giống lúa chịu ngập tại Bình Định, gồm các xã Nhơn Ngập và Nhơn Hưng (huyện An Nhơn), Phước Thuận (huyện Tuy Phước), mỗi xã 100 m2. Theo đánh giá ban đầu của ASISOV (Phụng, L.M, 1991)[11] 3/7 giống lúa triển khai thử nghiệm trong năm 2007 đã cho kết quả tốt đó là các giống IR64-Sub1; Swarna-Sub1; Inbara3-Sub1 phù hợp với thổ nhưỡng vùng duyên hải Nam Trung bộ. Hiện nay giống IR64-Sub1 đã được tỉnh Bình Định tiếp nhận và xây dựng mô hình cho vùng chịu ngập trong vụ Đông Xuân và Hè Thu 2010. Trong thời gian tới, giống lúa chịu ngập sẽ được tiếp tục khuyến cáo phát triển cho các tỉnh khác như Quảng Nam, Phú Yên, Quảng Ngãi… là những tỉnh có diện tích lúa trên vùng đất thấp khá lớn và hàng năm thường bị thiệt hại nặng do lũ lụt gây ra. Việc thử nghiệm thành công giống lúa chịu ngập hy vọng sẽ giúp nông dân các vùng chiêm trũng, đặc biệt là vùng duyên hải miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long an tâm hơn mỗi khi lũ lụt tràn về.
Năm 2008, Viện Cây lương thực & CTP phối hợp với IRRI thử nghiệm và điều tra sở thích của nông dân cho thấy: giống Samba Mahsusi – Sub1 được nông dân lựa chọn do có thời gian sinh trưởng ngắn, thân cứng, đẻ nhánh khoẻ và chống chịu sâu bệnh tốt, giống tiếp theo được nông dân lựa chọn là giống Swarna – Sub1.
Trong khuôn khổ Chương trình Hợp tác của Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI) và Viện nghiên cứu lúa đồng bằng Sông Cửu Long (thuộc Viện Khoa học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Nông nghiệp Việt Nam), dự án hợp tác về giống lúa chống chịu ngập nước đã được thực hiện với mục tiêu đánh giá những thiệt hại và rủi ro ở những vùng trồng lúa bị ngập nước, nghiên cứu chọn tạo giống lúa cho vùng ngập nước, đánh giá tính thích nghi, tập huấn cho các nhà nghiên cứu và các nhà khuyến nông kỹ thuật trồng các giống lúa chịu ngập nước. Qua đó tìm ra các giống lúa có gen chịu ngập nước tốt (Sub1) ứng dụng vàp trong sản xuất, trong vụ Hè thu 2009 có 19 giống lúa đã được trồng thí nghiệm ở Viện Lúa Đồng bằng Sông Cửu Long. Trong đó có các giống lúa chịu ngập có thời gian sinh trưởng ngắn, thích hợp với cơ cấu mùa vụ ở ĐBSCL được chú ý như IR07F102 (IR64 Sub-1), IR50F1 (Surama Sub-1), IR07F01 (Sambo Mathsuri Sub-1), IRRI19 (PSBRc68 Sub-1), ỊR82355-5-1-3 (IR053193) v.v... và chương trình sẽ tiếp tục hợp tác với các tỉnh Đồng bằng SCL để triển khai các giống lúa có triển vọng trồng ở các vùng ngập nước của vùng Tứ giác Long Xuyên (An Giang, Kiên Giang), Đồng Tháp Mười (Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang) và một số tỉnh thuộc các vùng ven biển.
Theo đánh giá của IRRI dẫn theo (Bửu Bùi Chí, N.T.L, 2003)[2] các giống lúa chịu ngập được trồng ở một số tỉnh thuộc đồng bằng Cửu Long cho thấy: Tại Phụng Hiệp trồng thử 300m2 giống IR64-Sub1 thu hoạch tháng 4-2008 năng suất đạt 3.7 tấn/ha, thời gian sinh trưởng 105 ngày; Swarna – Sub1 (IR82810 - 407) đạt năng suất 5,8 tấn/ha và có khả năng chịu ngập từ 7-10 ngày. Thí nghiệm tại chợ Mới huyện Vĩnh Hưng – Long An nông dân lựa chọn giống IR 82355-5-2-3 và tiếp đó là giống IR64-Sub1 đều cho năng suất lần lượt là 4,2 tấn/ha và 4,6 tấn/ha và có khả năng chịu ngập 7-10 ngày.
Gần đây nhất, (Viện, K.h.K.D.h.N.T.B, 2009)[12] nhờ phương pháp sử dụng chỉ thị phân tử và lai trở lại (MABC) đã tạo ra được các dòng triển vọng trong quần thể phân ly của tổ hợp lai OM1490/IR64-Sub1 (nhờ chỉ thị phân tử RM23850 liên kết chặt chẽ với gen Sub-1 định vị trên nhiễm sắc thể số 9). Đa hình được ghi nhận với kích thước phân tử của băng giống nhiễm OM1490 và băng giống chống chịu IR64-Sub1 là 240 bp và 230 bp. Có 10 dòng (được đánh số 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, và 19) bước đầu thử nghiệm cho tỷ lệ sống sót cao (90-99%) sau 2 tuần ngập.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Chƣơng 2
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các yếu tố thủy văn dẫn đến biến đổi khí hậu tại lưu vực sông Sò tỉnh Nam Định. - Một số dòng lúa thuần trồng phổ biến tại vùng đồng bằng sông Hồng và các dòng lúa mang gen chịu ngập Sub-1.
Bảng 1.1: Vật liệu nghiên cứu thí nghiệm
TT Kí hiệu thí nghiệm Tên dòng Cơ quan/ tổ chức chọn tạo Ghi chú Đối chứng ngập (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 IR IR42 (chuẩn nhiễm) IRRI Giống mẫn cảm
2 BT7 Bắc thơm7 (đ/c) 3 D2 BT7/Sub1 -D2 4 D7 BT7/Sub1-D7 SHPT 5 D9 BT7/Sub1- D9 SHPT 6 D11 BT7/Sub1- D11 SHPT 7 D12 BT7/Sub1- D12 SHPT 8 D15 BT7/Sub1- D15 SHPT 9 D18 BT7/Sub1- D18 SHPT 10 D19 BT7/Sub1- D19 SHPT 11 D20 BT7/Sub1- D20 SHPT 12 D21 BT7/Sub1- D21 SHPT 13 D22 BT7/Sub1- D22 SHPT 14 D23 BT7/Sub1- D23 SHPT 15 KD Khang dân 18 (đ/c) 16 D1 KD/PSB-RC-68 -1 SHPT 17 D2 KD/PSB-RC-68 -2 SHPT 18 D3 KD/PSB-RC-68 -3 SHPT 19 D4 KD/PSB-RC-68 -4 SHPT 20 D5 KD/PSB-RC-68 -5 SHPT 21 D6 KD/PSB-RC-68 -6 SHPT 22 D7 KD/PSB-RC-68 -7 SHPT 23 D8 KD/PSB-RC-68 -8 SHPT 24 D9 KD/PSB-RC-68 -9 SHPT 25 D10 KD/PSB-RC-68 -10 SHPT
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
2.1.2.1. Địa điểm nghiên cứu:
- Trung tâm nghiên cứu Thuỷ văn và Tài nguyên nước - Viện khoa học khí tượng và Môi trường.
- Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh học phân - Viện Di truyền Nông nghiệp (Từ Liêm, Hà Nội).
- Hệ thống đồng ruộng tại xã Giao Long – Giao Thuỷ - Nam Định.
2.1.2.2 Thời gian thực hiện:
- Thời gian nghiên cứu: Từ 8/2013 đến 10/2014.
2.2 Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá điều kiện tự nhiên lưu vực sông Sò tỉnh Nam Định.
- Đánh giá tình hình ngập lụt lưu vực sông Sò tỉnh Nam Định thuộc vịnh Bắc Bộ xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu ngập của một số giống lúa mang gen Sub1 ứng phó biến đổi khí hậu lưu vực sông Sò.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu
Thu thập số liệu sơ cấp: kết quả điều tra khảo sát, theo chu kì 3 tháng 1 lần tại các địa điểm khác nhau.
Thu thập số liệu thứ cấp: thu thập các báo cáo, tài liệu, các niêm gián thống kê, thông tin trên báo chí, truyền hình, internet và các nghiên cứu trước đây.
2.3.2. Phương pháp tổng hợp, so sánh
Từ những số liệu thông tin thu thập được, ta tiến hành tổng hợp chúng lại sau đó đem so sánh rồi đem phân tích các chỉ tiêu có được trong quá trình so sánh, từ đó đưa ra nhận xét đánh giá rút ra kết luận hoặc nêu ra nguyên nhân của sự thay đổi.
2.3.3 Phương pháp GIS-RS
Kết hợp giữa dữ liệu GIS nối kết với các lớp thông tin môi trường và xử lý bằng máy tính để đưa ra kết quả hiển thị một cách dễ hiểu. Trong đó, chúng tôi xây dựng các bản đồ hiển thị với tỷ lệ thích hợp các đối tượng nghiên cứu. Sử dụng ảnh viễn thám...đưa các dữ liệu bổ sung vào GIS. Số hóa các lớp thông tin từ các bản đồ nền, xây