Tài liệu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái nông nghiệp huyện đà bắc, tỉnh hòa bình và đề xuất các giải pháp ứng phó

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC NGUYỄN THỊ NGỌC MAI T C ỘNG CỦA BIẾ ỔI KHÍ HẬU ẾN HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP HUYỆN À BẮC, TỈ ÒA BÌ VÀ Ề XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC NGUYỄN THỊ NGỌC MAI T C ỘNG CỦA BIẾ ỔI KHÍ HẬU ẾN HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP HUYỆN À BẮC, TỈ ÒA BÌ VÀ Ề XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Hương Mai HÀ NỘI – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Đoàn Hƣơng Mai, khoa Sinh, trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội không sao chép các công trình nghiên cứu của ngƣời khác. Số liệu và kết quả của luận văn chƣa từng đƣợc công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. . HỌC VIÊN THỰC HIỆN Nguyễn Thị Ngọc Mai LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS. TS Đoàn Hƣơng Mai, khoa Sinh, trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà Nội đã nhiệt tình hƣớng dẫn, chỉnh sửa cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn trung tâm tƣ liệu Khí tƣợng thủy văn, trung tâm Dự báo khí tƣợng thủy văn Hòa Bình đã hỗ trợ giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập và xử lý số liệu phục vụ việc thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ khoa Sau đại học, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành chƣơng trình đào tạo thạc sĩ Biến đổi khí hậu. Tôi cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ của cán bộ chi cục Môi trƣờng tỉnh Hòa Bình, UBND huyện Đà Bắc, phòng Tài nguyên và môi trƣờng huyện Đà Bắc, phòng Nông nghiệp huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình đã nhiệt tình cung cấp thông tin giúp tôi hoàn thành luận văn này. Luận văn này đƣợc tài trợ bởi ĐHQG Hà Nội trong đề tài mã số QG.16.13. Cuối cùng tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình và bạn bè và đồng nghiệp trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên cao học Nguyễn Thị Ngọc Mai MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................... LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... MỤC LỤC ............................................................................................................... DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... i DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................... ii DANH MỤC BIỂU ĐỒ - HÌNH VẼ ................................................................... iii MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 CHƢƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................... 6 1.1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu ................................................................... 6 1.1.1. Tình hình nghiên cứu tác động của BĐKH đến nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam ......................................................................................... 10 1.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến ĐDSH và hệ sinh thái................. 10 1.2. Tổng quan về Hệ sinh thái nông nghiệp................................................... 10 1.2.1. Khái quát về HST nông nghiệp ......................................................... 10 1.2.2. Đặc điểm của HST nông nghiệp ........................................................ 11 1.2.3. Những đặc điểm khác nhau cơ bản giữa HST nông nghiệp cổ truyền và HST nông nghiệp tiên tiến ..................................................................... 11 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu............................................................ 12 1.3.1.Điều kiện tự nhiên huyện Đà Bắc ....................................................... 12 1.3.2. Điều kiện kinh tế -xã hội huyện Đà Bắc ............................................ 14 CHƢƠNG II : NỘI DUNG, THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................................... 19 2.1.Thời gian nghiên cứu .................................................................................. 19 2.2. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu ............................................. 19 2.2.1. Cách tiếp cận .................................................................................... 19 2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 20 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................... 23 3.1. Xu thế biến đổi của một số yếu tố khí hậu và các hiện tƣợng thời tiết cực đoan ở Đà Bắc trong những năm gần đây ............................................... 25 3.1.1. Xu thế biến đổi của nhiệt độ, lƣợng mƣa ........................................... 25 3.1.2. Các hiện tƣợng thời tiết cực đoan ...................................................... 30 3.2. Đa dạng sinh học cây trồng/vật nuôi ở các kiểu HST Nông nghiệp Đà Bắc....................................................................................................................... 31 3.2.1. Đa dạng thực vật ................................................................................ 31 3.2.2. Đa dạng động vật ............................................................................... 32 3.3. Sinh kế ngƣời dân Đà Bắc và tác động của BĐKH(các hiện tƣợng thời tiết cực đoan) đến HST nông nghiệp, sinh kế và các hoạt động khác .......... 36 3.3.1. Các nguồn sinh kế chính của cộng đồng dân cƣ huyện Đà Bắc ......... 36 3.3.2. Tác động của BĐKH đến HST nông ngiệp huyện Đà Bắc..................... 37 3.3.3. Lịch mùa vụ và các hiện tƣợng thời tiết tại huyện Đà Bắc .................. 41 3.4. Phân tích tính dễ tổn thƣơng và khả năng thích ứng thích ứng của ngƣời dân huyện Đà Bắc với BĐKH ............................................................. 47 3.4.1. Phân tích ma trận tổn thƣơng giữa các yếu tố tự nhiên và sinh kế..... 47 3.4.2. Xếp hạng ảnh hƣởng của các hiện tƣợng thời tiết cực đoan lên các đối tƣợng hộ gia đình ......................................................................................... 48 3.4.3. Khả năng thích ứng thích ứng của ngƣời dân huyện Đà Bắc với BĐKH (kết quả thảo luận nhóm SWOT) .................................................................. 49 3.5. Đề xuất một số giải pháp ứng phó với BĐKH của huyện Đà Bắc ......... 54 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.......................................................................... 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 59 PHỤ LỤC ........................................................................................................... 63 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt AAV Tổ chức quốc tế chống đói nghèo BĐKH Biến đổi khí hậu Tiếng Anh Actionaid ĐDSH Đa dạng sinh học Biodiversity HST Hệ sinh thái Ecosystem IPCC KNK Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế Khí nhà kính Intergovernmental Panel on Climate Change International Union for Conservation of Nature Greenhouse gas KT-XH Kinh tế - xã hội Socio – Economic MONRE Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng NBD Nƣớc biển dâng Ministry of Natural Resources and Environment Sea level rise PRA Bộ công cụ đánh giá nông thôn có sự tham gia Phát triển bền vững Participatory Rural Appraisal WB Chƣơng trình phát triển Liên hợp quốc Chƣơng trình Môi trƣờng Liên Hợp quốc Công ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu Ngân hàng Thế giới United Nations Development Programme United Nations Environment Programme United Nations Framework Convention on Climate Change World Bank WMO Tổ chức Khí tƣợng thế giới World Meteorological Organization IUCN PTBV UNDP UNEP UNFCCC Climate Change i Suitainable development DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Bảng thống kê tình hình sản xuất nông, lâm nghiệp huyện Đà Bắc...... 15 Bảng 2.1: Bảng chỉ số cần thu thập..... ................................................................ 21 Bảng 2.2: Phƣơng pháp/các công cụ phân tích trong nghiên cứu...................... 23 Bảng 3.1. Các hiện tƣợng thời tiết cực đoan xảy ra tại huyện Đà Bắc........................ 30 Bảng 3.2. Thống kê tổng hợp các loài thực vật thuộc HST nông nghiệp huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình ........................................................................................ 32 Bảng 3.3. Số lƣợng gia súc, gia cầm của huyện Đà Bắc giai đoạn 2010-2015............. 34 Bảng 3.6. Nguồn sinh kế chính của dân cƣ huyện Đà Bắc ................................. 36 Bảng 3.7. Lịch mùa vụ huyện Đà Bắc ......................................................... 41 Bảng 3.9. Bảng xếp hạng loại hộ bị ảnh hƣởng bởi các hiện tƣợng thời tiết cực đoan ..................................................................................................................... 49 Bảng 3.10. Các loài/giống vật nuôi có mặt tại huyện Đà Bắc ............................ 33 Bảng 3.11. Bảng tổng hợp đánh giá nhận thức của cƣ dân huyện Đà Bắc................... ................................................................................................ ....68 ii DANH MỤC BIỂU ĐỒ - HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ vị trí địa lý huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình ................................ 12 Hình 3.1. Nhiệt độ trung bình năm của trạm khí tƣợng Hòa Bình từ năm 1975 đến 2015 .............................................................................................................. 25 Hình 3.2. Nhiệt độ cực đại mùa hè của trạm khí tƣợng Hòa Bình từ năm 1975 đến 2015 .............................................................................................................. 26 Hình 3.3. Tổng lƣợng mƣa trung bình năm của trạm khí tƣợng Hòa Bình từ năm 1975 đến 2015 ..................................................................................................... 27 Hình 3.4. Tổng số ngày có mƣa trong năm của trạm khí tƣợng Hòa Bình từ năm 1975 đến 2015 ..................................................................................................... 27 Hình 3.6. Tổng lƣợng mƣa trung bình năm của trạm đo mƣa Tân Pheo từ năm 1975 đến 1991 ..................................................................................................... 28 Hình 3.7. Tổng số ngày mƣa trong năm của trạm đo mƣa Mƣờng Chiềng từ năm 1975 đến 2005 ............................................................................................. 29 Hình 3.8. Tổng số ngày mƣa trong năm của trạm đo mƣa Tân Pheo từ năm 1975 đến 1991 .............................................................................................................. 29 Hình 3.9. Biến động số lƣợng gia súc, gia cầm từ năm 2010 -2015 ................... 35 iii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài BĐKH là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Biến đổi khí hậu làm cho các hiện tƣợng thời tiết biến chuyển theo chiều hƣớng cực đoan, khắc nghiệt hơn trƣớc, khắp các châu lục trên thế giới đang phải đối mặt, chống chọi với các hiện tƣợng thời tiết cực đoan: lũ lụt, khô hạn, nắng nóng, bão tuyết…Dự báo của IPCC (Ủy ban Liên chính phủ về thay đổi khí hậu) chỉ ra, thế giới sẽ còn phải đón nhận những mùa mƣa dữ dội hơn vào mùa hè, bão tuyết khủng khiếp hơn vào mùa đông, khô hạn sẽ khắc nghiệt hơn, nắng nóng cũng khốc liệt hơn. Các báo cáo gần đây của Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã xác nhận rằng biến đổi khí hậu thực sự đang diễn ra và đã gây ra nhiều tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trƣờng tại nhiều nƣớc trên thế giới, Việt Nam là một trong những nƣớc trên thế giới phải chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất do hậu quả của BĐKH mà trực tiếp là các hiện tƣợng thời tiết cực đoan, nƣớc biển dâng gây ra (IPCC, 2007). Theo tính toán của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (MONRE, 2012), ở Việt Nam trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm đã tăng khoảng 0,5 đến 0,7oC, mực nƣớc biển dâng khoảng 20cm. Hiện tƣợng El-Nino, La-Nina ngày càng tác động mạnh mẽ đến Việt Nam, BĐKH thực sự đã làm cho thiên tai, đặc biệt là bão, lũ, hạn hán, nắng nóng... ngày càng nghiêm trọng. Nhiệt độ trung bình ở Việt Nam có thể tăng lên đến 3oC và mực nƣớc biển có thể dâng lên 1 mét vào năm 2100. Các nghiên cứu cho thấy Nông nghiệp là đối tƣợng chịu tác động trực tiếp của khí hậu, đặc biệt là tác động của bức xạ mặt trời. Thông qua quá trình quang hợp, bức xạ mặt trời quyết định quá trình phát triển và hình thành năng suất của cây trồng. Mặt khác chế độ nhiệt, mƣa, ẩm có ảnh hƣởng quan trọng đến thời vụ, tốc độ sinh trƣởng, phát triển của cây trồng... Bởi vậy BĐKH tuy không gây ra những thay đổi tức thì nhƣng sự nóng lên toàn cầu dẫn đến những BĐKH, thời tiết làm thay đổi cấu trúc mùa nhƣ rút ngắn, thậm chí mất mùa lạnh, kéo dài hay rút ngắn mùa mƣa tăng thêm tính biến động, mức độ phân hóa. Phần lớn các thiên tai khí tƣợng có xu thế gia tăng cƣờng độ hoặc xác suất xuất hiện. BĐKH có thể tác động không giống nhau đến các đối tƣợng, những giai đoạn khác nhau trong nông nghiệp nhƣ thời vụ, quy hoạch vùng, kỹ thuật tƣới tiêu, sâu bệnh, năng suất- sản lƣợng[11]. 1 Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp, nền sản xuất nông nghiệp của Việt Nam còn phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, khi nhiệt độ tăng, tính biến động và bất thƣờng của thời tiết và khí hậu tăng ảnh hƣởng rất lớn tới sản xuất nông nghiệp. Sự bất thƣờng về chu kì khí hậu không chỉ dẫn đến sự gia tăng dịch bệnh, dịch hại giảm sút năng năng suất mùa màng, mà còn gây ra các rủi ro nghiêm trọng khác. Trong sản xuất nông nghiệp thì HST nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng, bởi HST nông nghiệp là đối tƣợng hoạt động nông nghiệp nhằm sản xuất lƣơng thực, thực phẩm. Đánh giá sự tổn thƣơng của các HST trƣớc tác động bởi BĐKH và đề xuất các biện pháp giảm nhẹ đang là yêu cầu bức thiết đối với Việt Nam nhƣ trong Quyết định số 2199/QĐ-TTG ngày 5/12/2011. Tuy nhiên cho đến nay, ở Việt Nam chỉ có các nghiên cứu chung về mối quan hệ giữa BĐKH và HST, ĐDSH mà chƣa có nhiều các nghiên cứu và phân tích mối quan hệ trong các trƣờng hợp cụ thể, đặc biệt là những ảnh hƣởng của BĐKH lên các HST nông nghiệp, các nghiên cứu ở Việt Nam mới bắt đầu thực hiện đối với các hệ sinh thái biển ven bờ (rạn san hô, rừng ngập mặn, cỏ biển...) hoặc một vài HST cụ thể (HST hồ tự nhiên, HST cửa sông..) Hệ sinh thái nông nghiệp là HST do con ngƣời tạo ra và duy trì dựa trên các quy luật khách quan của tự nhiên, với mục đích thỏa mãn nhu cầu trên nhiều mặt và ngày càng tăng của mình. HST nông nghiệp là một HST tƣơng đối đơn giản về thành phần và đồng nhất về cấu trúc, cho nên nó kém bền vững , dễ bị phá vỡ hay nói cách khác, HST nông nghiệp là những hệ sinh thái chƣa cân bằng. Bởi vậy trƣớc những hiện tƣợng cực đoan xảy ra do BĐKH sẽ có tác động rất lớn tới HST nông nghiệp nó không chỉ ảnh hƣởng đến ĐDSH của HST nông nghiệp mà còn ảnh hƣởng tới chức năng quan trọng của HST nông nghiệp đó là chức năng sản xuất nhƣ: ảnh hƣởng đến cơ cấu, năng suất, chất lƣợng của cây trồng, vật nuôi trong HST nông nghiệp. Huyện Đà Bắc là nơi đƣợc lựa chọn để thực hiện luận văn bởi đây là một huyện vùng cao của tỉnh Hòa Bình, nằm trọn trong lƣu vực sông Đà, có những điều kiện tự nhiên tƣơng đối đặc thù: có địa hình đồi, núi, sông, suối xen kẽ tạo thành nhiều dải hẹp bị cắt phá mạnh mẽ nên đất có độ dốc lớn, mặc dù có diện tích đất tự nhiên lớn nhất so với các huyện trong tỉnh nhƣng đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ rất ít, chủ yếu là đất rừng. Xuất phát điểm nền kinh tế của huyện vào loại thấp trong tỉnh, đời sống ở các khu vực dân cƣ có nhƣng chênh lệch lớn. Khu vực thành thị có mức sống ổn định tƣơng đối đồng đều nhƣng tỷ lệ không cao, không có các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh lớn, 2 khu vực nông thôn có mức sống thấp còn nhiều hộ nghèo, việc xoá đói giảm nghèo hết sức khó khăn, các hộ nghèo chủ yếu ở nông thôn sản xuất theo dạng tự cung tự cấp, chƣa có thói quen tạo ra sản phẩm hàng hoá có chất lƣợng để trao đổi theo nhu cầu thị trƣờng. Nền kinh tế của huyện chủ yếu dựa vào phát triển lâm nghiệp và nông nghiệp. Mặt khác, huyện Đà Bắc lại nằm trong vùng khí hậu á nhiệt đới gió mùa, hầu hết các xã trong huyện đều ít nhiều chịu ảnh hƣởng của gió Tây khô nóng, còn vào mùa mƣa ở huyện thƣờng xảy ra những đợt lũ quét phá hoại đƣờng sá, hoa màu và diện tích ruộng lúa nƣớc. Gần đây nhất: việc thực hiện kế hoạch sản xuất vụ chiêm - xuân năm 2016, hiện trên địa bàn tỉnh Hòa Bình, nhiều địa phƣơng đã cơ bản cấy xong lúa. Tuy nhiên, tại huyện Đà Bắc, toàn huyện mới cấy đƣợc gần 50% diện tích. Nguyên nhân chủ yếu do các bãi, hồ, đập thiếu nƣớc. Vì vậy, khả năng hàng nghìn ha đất lúa và cây màu có nguy cơ hạn hán. Đây chính là biểu hiện của hiện tƣợng biến đổi khí hậu đã và đang gây ra cho Hòa Bình nói chung và Đà Bắc nói riêng nên rất cần thiết phải đánh giá tác động của BĐKH lên HST nông nghiệp của huyện Đà Bắc để từ đó đề xuất các định hƣớng ứng phó, giảm nhẹ tổn thƣơng thấp nhất có thể. Đồng thời có những đề xuất mang tính chiến lƣợc hợp lý để cải thiện sinh kế cho các hộ gia đình trƣớc những diễn biến ngày càng phức tạp của BĐKH. Bởi vậy, đề tài luận văn: “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến Hệ sinh thái nông nghiệp huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình và đề xuất các giải pháp ứng phó ” đƣợc thực hiện. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Điều tra, thu thập số liệu thứ cấp và đánh giá mức độ ĐDSH của cây trồng, vật nuôi tại khu vực nghiên cứu (chủ yếu là các cây trồng đặc hữu có giá trị kinh tế của HST nông nghiệp Đà Bắc). - Xu thế biến đổi của một số yếu tố khí hậu và các hiện tƣợng thời tiết cực đoan ở huyện Đà Bắc thông qua hai yếu tố nhiệt độ và lƣợng mƣa từ 1975 đến 2015. - Đánh giá động của BĐKH đến sinh kế của ngƣời dân huyện Đà Bắc - Đề xuất một số giải pháp ứng phó với BĐKH của HST nông nghiệp huyện Đà Bắc 3. Dự kiến những đóng góp của đề tài - Đánh giá đƣợc tác động của BĐKH đến HST nông nghiệp (đặc biệt quan tâm đến tác động của các hiện tƣợng thời tiết cực đoan tới ĐDSH của các loài cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế cao) 3 - Đánh giá tác động của BĐKH đến sinh kế của ngƣời dân huyện Đà Bắc - Các giải pháp ứng phó đƣợc đề xuất làm tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý, hoạch định chính sách kinh tế và đảm bảo phát triển bền vững. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu: * Các yếu tố khí tƣợng của khu vực nghiên cứu (cụ thể là 02 yếu tố chính có tác động lớn đến HST nông nghiệp: nhiệt độ và lƣợng mƣa). * ĐDSH cây trồng, vật nuôi của các HST thuộc HST nông nghiệp có mặt ở khu vực nghiên cứu: HST vƣờn cây lâu năm, HST ao cá, HST đồng ruộng, HST khu dân cƣ * Tác động của BĐKH đến đa dạng sinh học của các HST thuộc HST nông nghiệp. * Tác động của BĐKH đến sinh kế của khu vực nghiên cứu (chủ yếu là các cây trồng, vật nuôi đặc hữu có giá trị kinh tế của HST nông nghiệp Đà Bắc) b. Phạm vi nghiên cứu: - Tổng quan đặc điểm vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội khu vực Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình. - Các kịch bản biến đổi khí hậu của bộ Tài nguyên và Môi trƣờng. - Chuỗi số liệu về lƣợng mƣa và nhiệt độ giai đoạn: 1975-2015. - Đa dạng sinh học trong HST nông nghiệp của huyện Đà Bắc, Hòa Bình (đặc biệt quan tâm đến sự có mặt và biến động về loài của các cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế cao). - Mối quan hệ giữa tác động BĐKH đến sinh kế và HST nông nghiệp của huyện Đà Bắc, Hòa Bình. 5. Vấn đề nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu 5.1. Vấn đề nghiên cứu Tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái nông nghiệp và sinh kế của ngƣời dân huyện Đà Bắc. 5.2. Giả thuyết nghiên cứu Do những hiện tƣợng thời tiết, khí hậu cực đoan do biến đổi khí hậu xảy ra có ảnh hƣởng lớn đến ĐDSH, các cơ cấu năng suất, thành phần cây trồng/vật nuôi của HST nông nghiệp và sinh kế của ngƣời dân. 6. Bố cục luận văn 4 Nội dung chính của luận văn đƣợc chia làm ba chƣơng: Chƣơng I: Tổng quan tài liệu Chƣơng II: Nội dung, thời gian và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 5 CHƢƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu 1.1.1. Tình hình nghiên cứu tác động của BĐKH đến nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam 1.1.1.1. Những nghiên cứu trên thế giới Nông nghiệp là lĩnh vực đƣợc đánh giá là dễ bị tổn thƣơng nhất trƣớc tác động của BĐKH, do vậy việc nghiên cứu vấn đề này là mối quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu trên thế giới. Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đã xuất hiện từ rất sớm ví dụ nhƣ: Trên tạp chí khoa học Nature có bài viết: “Biến đổi toàn cầu và nông nghiệp của Mỹ„„ (Global climate change and US agriculture) của các tác giả : Adams, R.M., C.Rosenzweig, R.M.Peart, J.T. Ritchie, B.A.McCarl, J.D.Glyer, R.B.Curry, J.W.Jones, K.J.Boote, and L.H.Allen. Họ sử dụng các mô hình nông nghiệp để nghiên cứu mức độ nhạy cảm của các loại cây trồng đối với BĐKH toàn cầu. Kết quả cho thấy sự phụ thuộc mạnh mẽ của năng suất vào mức độ của BĐKH và nồng độ khí CO2 [34]. Theo báo cáo của Trung tâm xóa đói giảm nghèo và nông thôn bền vững(Centre for Alleviation of Poverty through Sustainable Agriculture-CAPSA), dự án có tên là “Dự báo an ninh lương thực dưới tác động của El Nino ở khu vực Châu Á Thái Bình Dương”, trong báo cáo tập 105 có tập hợp các nghiên cứu về tác động của BĐKH đến các loại cây trồng ở khu vực Châu Á Thái Bình Dƣơng. Trong tập báo cáo nghiên cứu này có các bài đánh giá tác động của BĐKH đến nông nghiệp cho các nƣớc Indonesia, Malaysia và Việt Nam, phƣơng pháp nghiên cứu của các tác giả là sử dụng mô hình DSSAT tính toán sự phụ thuộc của năng suất và mùa vụ vào sự biến đổi của nhiệt độ. Kết quả cho thấy năng suất các loại cây trồng nhƣ lúa có thể giảm từ 1% đến 15% mỗi năm so với năm 2006 vào vụ xuân có thể tăng từ 1-5% vào vụ hè thu ở hai khu vực đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long của Việt Nam[35]. Nghiên cứu của James W.Jones thuộc Viện nghiên cứu kỹ thuật nông nghiệp và sinh học- Đại học Frolia có nghiên cứu về độ nhạy cảm của các mô hình vụ mùa với thời tiết( Weather sensitive Crop model). Kiểm nghiệm và tính toán mô hình cây trồng đối với cây Đậu tƣơng trong điều kiện BĐKH trong tƣơng lai( CROPGRO- 6 Soybean Model); và mô hình DSSAT tính toán cho các cây lúa, lúa mỳ và ngô. Kết quả nếu nhiệt độ tăng lên 2 đến 4 0C thì năng suất sẽ giảm từ 2 đến 7,5%[38]. Những báo cáo về tác động của BĐKH đến nông nghiệp thế giới đƣợc công bố rất nhiều trên các tạp chí khoa học. Các nghiên cứu này chủ yếu tập trung ở các khía cạnh sau: - Khi nhiệt độ tăng sẽ ảnh hƣởng đến khả năng phát sinh, phát triển của cây trồng, vật nuôi làm thay đổi về năng suất và sản lƣợng. - Khi nhiệt độ tăng làm cho suy giảm tài nguyên nƣớc, nhiều vùng không có nƣớc và không thể tiếp tục canh tác làm cho diện tích canh tác bị suy giảm. - Khi nhiệt độ tăng làm cho băng tan, dẫn đến nhiều vùng đất bị xâm lấn và ngập mặn nên không tiếp tục canh tác các loại cây trồng hoặc làm giảm năng suất. - Thay đổi về các điều kiện khí hậu sẽ làm suy giảm ĐDSH, làm mất cân bằng các hệ sinh thái, đặc biệt là thiên địch và ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển cây trồng và phát sinh dịch bệnh. - Các hiện tƣợng thời tiết cực đoan, không theo quy luật nhƣ bão sớm, muộn, mƣa không đúng mùa sẽ gây khó khăn cho bố trí cơ cấu mùa vụ và thiệt hại.v.v.. Ngoài những nghiên cứu cụ thể đánh giá tác động của BĐKH đến lĩnh vực trồng trọt của nông nghiệp còn rất nhiều những báo cáo liên quan đến vấn đề kinh tế nông nghiệp trong BĐKH, nổi tiếng nhƣ báo cáo “Những vấn đề kinh tế học của BĐKH” của Stern năm 2009; “Biến đổi khí hậu và nông nghiệp. Phân tích tác động kinh tế của toàn cầu, phân bố tác đông và thích ứng” của các tác giả Mendelsohn, R., W. Nordhasu, and D.Shaw năm 1994; “Báo cáo tác động của BĐKH đến nông nghiệp” của Francesco Bosello, Jian Zhang và rất nhiều nghiên cứu khác[37]. Từ các kết quả nghiên cứu đƣợc tổng hợp ở trên cho thấy, tác động của BĐKH đến nông nghiệp là tƣơng đối rõ ràng và đều xuất phát từ các thành phần khí hậu (nhiệt độ, lƣợng mƣa, ánh sáng…). Việc giảm nhẹ tác động trên sẽ khó khăn hơn nhiều so với việc thích ứng và lựa chọn, cải tiến các công nghệ phù hợp nhằm thích ứng với BĐKH. 1.1.1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam Cũng giống nhƣ các nhà khoa học trên thế giới, các tổ chức và các nhà khoa học ở Việt Nam cũng tiến hành rất nhiều những nghiên cứu liên quan đến tác động của BĐKH đến nông nghiệp cụ thể nhƣ: 7 Trong báo cáo“Tác động của BĐKH tới tăng trưởng và phát triển kinh tế Việt Nam ” của Nhóm nghiên cứu kinh tế phát triển- Khoa kinh tế, Đại học Copenhagen kết hợp với Viện nghiên cứu quản lý kinh tế trung ƣơng và Viện nghiên cứu kinh tế phát triển thế giới- Đại học Liên hợp quốc. Trong phần đánh giá tác động của BĐKH đến nông nghiệp Việt Nam dã dùng các mô hình trồng trọt “Clicrop” mô phỏng tác động của BĐKH đến năng suất cây trồng dựa vào kịch bản BĐKH đến năm 2050. Kết quả cho thấy BĐKH làm giảm sản lƣợng cây trồng nhƣng không nhiều. Đối với hầu hết các mùa vụ, giảm sản lƣợng trung bình khoảng dƣới 5%. Sản lƣợng có thể tăng nhƣng không tăng đối với tất cả các loại cây trồng. Việc giảm sản lƣợng hơn 10% cũng có thể xảy ra ở một số loại cây nhƣng những kết quả nhƣ vậy chỉ có ở một vài kịch bản[12]. Báo cáo“ Tác động của BĐKH đến nông nghiệp Việt Nam” của Tổ chức nông lƣơng quốc tế FAO trong dự án “Nâng cao Năng lực để tăng cƣờng phối hợp và tích hợp hoạt động giảm thiểu rủi ro thiên tai và thích ứng với BĐKH trong Nông nghiệp trong các khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam”. Kết quả báo cáo: Nhiệt độ tăng sẽ làm tăng tốc độ tăng trƣởng cây trồng và do đó rút ngắn chu kỳ tăng trƣởng của thực vật. Nhiệt độ tăng 10C sẽ tƣơng ứng với chu kỳ tăng trƣởng bị rút ngắn từ 5 đến 8 ngày đối với cây lúa gạo, hoặc từ 3 đến 5 ngày đối với khoai tây và đậu tƣơng; Nhu cầu nƣớc cho nông nghiệp có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba lần vào năm 2100 so với năm 2000. Đồng thời, rủi ro ngày càng tăng của hạn hán nghiêm trọng và tình trạng thiếu nƣớc tƣới; Có khả năng gia tăng các loại sâu bệnh hại mùa màng khi lƣợng mƣa tăng; Theo kịch bản trung bình trồng trọt ở đồng bằng Sông Hồng mùa vụ có thể bị thay đổi từ 5 đến 20 ngày trên mức trung bình đối với cây trồng theo mùa, cây gieo hạt có thể muộn từ 20 đến 25 ngày; Cây trồng nhiệt đới có xu thế phát triển lên vùng cao hơn từ 10 đến 550m, dịch chuyển lên 100 đến 120 km về phía Bắc. Do mực nƣớc biển dâng, đất canh tác trên toàn quốc sẽ đƣợc giảm đáng kể. Sản lƣợng lúa có thể giảm một vài triệu tấn. Hàng triệu ngƣời sống ở các vùng thấp sẽ buộc phải nâng cao hoặc phải di dời, gây thiệt hại đáng kể cho nền kinh tế địa phƣơng và quốc gia[36]. Theo nghiên cứu “Dự báo tác động của BĐKH đến sản xuất lua ở huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ”. Trong Tạp chí Khoa học và Phát triển 2010 tập 8-số 6- trang 975 đến 982, của tác giả Đoàn Văn Điếm, Trƣơng Đức Trí và Ngô Tiền Giang. Các tác giả đã sử dụng phƣơng pháp mô hình hóa, cụ thể là dùng phần mềm mô phỏng cây trồng DSSAT ver 4.0.2 của ICASA mô phỏng năng suất giống lúa IR60 theo ba 8 kịch bản BĐKH là B1, B2 và A2, từ năm 2020 đến 2100. Kết quả cho thấy, năng suất lúa chịu tác động mạnh mẽ với kịch bản phát thải cao A2 lúa vụ xuân có thể giảm từ 41,8% vào năm 2020 đến 71% vào năm 2100. Trong vụ mùa, mức giảm thấp hơn từ 7% vào năm 2020 đến 41 % vào những năm cuối của thế kỉ XXI[6]. Theo nghiên cứu “Ứng dụng mô hình Cropwat đánh giá năng suất lúa vùng đê bao tỉnh An Giang trong điều kiện BĐKH của các yếu tố khí tƣợng thủy văn ” trong tạp chí khoa học 2012-số 24a- trang 187 đến 197, của nhóm tác giả Nguyễn Thị Mỹ Hạnh, Trần Văn Tỷ, Huỳnh Vƣơng Thu Minh, Văn Phạm Đăng Trí và Nguyễn Hiếu Trung thuộc Đại học Cần Thơ. Nghiên cứu đã sử sụng mô hình Cropwat của FAO để tính toán năng suất trong điều kiện BĐKH theo kịch bản. Kết quả cho thấy: Theo kịch bản A2 và B2 nhiệt độ tăng lần lƣợt là 0,90C và 0,70C năng suất lúa vụ đông giảm lần lƣợt là 1,35% và 1,5%; Đối với vụ hè thu nhiệt độ tăng 0,90C và 10C lần lƣợt theo kịch bản B2 và A2 thì năng suất lúa lại cho kết quả tăng 0,16% và 0,22%. Kết luận của tác giả cho rằng, năng suất lúa trong tƣơng lai sẽ giảm do lƣợng mƣa giảm và nhiệt độ tăng theo kịch bản BĐKH và ảnh hƣởng của hai yếu tố nhiệt độ và lƣợng mƣa là không đáng kể. Do các yếu tố khí tƣợng có quan hệ tƣơng hỗ lẫn nhau, nên việc nghiên cứu sự phụ thuộc của năng suất với các yếu tố khác nhƣ độ ẩm, thời gian nắng, tốc độ gió, CO2, N2 là cần thiết [7] . Theo báo cáo“ Phân tích tác động của BĐKH đến nông nghiệp Việt Nam đề xuất các biện pháp thích ứng và chính sách giảm thiểu ” trong dự án tăng cƣờng năng lực BĐKH cho Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, cũng đã đƣa ra những kết quả nghiên cứu về thiệt hại của lĩnh vực nông nghiệp trƣớc thiên tai trong giai đoạn thập niên 1990 và 2000; Đƣa ra cảnh báo về sự giảm năng suất cây trồng, mất đất do nƣớc biển dâng[1]. Với rất nhiều những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến lĩnh vực nông nghiệp của các nhà khoa học và tổ chức, nhƣng nhìn chung có một số dặc điểm chung của các nghiên cứu đó là: - Thống kê thiệt hại trong nông nghiệp trƣớc tác động của thiên tai trong quá khứ. - Nghiên cứu sự phụ thuộc của năng suất và quá trình sinh trƣởng của cây trồng thông qua các mô hình trồng trọt, trong điều kiện thời tiết khí hậu tƣơng lai dựa trên kịch bản BĐKH. 9 - Đánh giá tác động do xâm nhập mặn và nƣớc biển dâng trong tƣơng lai dựa vào kịch bản nƣớc biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng. 1.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến đa dạng sinh học và hệ sinh thái Trên phạm vi thế giới, dƣới sự chủ trì của Ban thƣ ký công ƣớc Đa dạng sinh học, nhiều thảo Hội thảo khoa học đã thảo luận, phân tích các tác động của BĐKH đến ĐDSH và HST. Ở phạm vi trong nƣớc, dƣới sự chủ trì của Bộ Tài nguyên và môi trƣờng, các viện, các Trung tâm nghiên cứu về Tài nguyên và môi trƣờng và đặc biệt là có sự tài trợ của các tổ chức quốc tế, nhiều Hội thảo khoa học cũng đƣợc tổ chức với chủ đề là mối quan hệ giữa BĐKH và HST. Có thể nêu các nhận định chính sau đây: - BĐKH sẽ gia tăng sức ép mạnh lên HST và ĐDSH nếu nhƣ các HST này bị các sức ép khác nhƣ: chia cắt nơi ở, mất hoặc chuyển đổi nơi ở, khai thác quá mức, các loài ngoại lai xâm hại, ô nhiễm môi trƣờng... - BĐKH và nồng độ CO2 trong không khí đã đƣợc xác nhận rõ tác động của chúng lên các HST tự nhiên và các loài. Một số loài và HST đã chứng tỏ có một số khả năng thích nghi tự nhiên, nhƣng nhiều loài khác thì chứng tỏ chúng bị tác động âm tính. - Tổ chức IPCC AR4 đã cho biết có khoảng 10% số các loài bị tuyệt chủng ở mức độ rủi ro cao, mỗi khi nhiệt độ trung bình trên Trái đất tăng 10C. Hậu quả này chỉ có giá trị khi mức tăng nhiệt độ ở dƣới mức 50C. - BĐKH nhƣ hiện nay, nếu vẫn cứ tiếp tục thì tác động nguy hại sẽ gia tăng và không đảo ngƣợc, đối với nhiều HST và các dịch vụ của chúng và do đó sẽ kéo theo tác động âm tính lên các khía cạnh văn hóa, xã hội và kinh tế. Tuy nhiên vẫn còn chƣa rõ về mức độ biến đổi cũng nhƣ tốc độ biến đổi của BĐKH và ngƣỡng thích ứng của các HST[32] . 1.2. Tổng quan về Hệ sinh thái nông nghiệp 1.2.1. Khái quát về HST nông nghiệp - Hệ sinh thái nông nghiệp là HST do con ngƣời tạo ra và duy trì trên cơ sở các quy luật khách quan của tự nhiên, vì mục đích thỏa mãn nhu cầu nhiều mặt và ngày càng tăng của con ngƣời. - HST nông nghiệp là HST điển hình, chịu sự điều khiển trực tiếp của con ngƣời với thành phần đơn giản, đồng nhất về cấu trúc, kém bền vững dễ bị phá vỡ. 10 - Thành phần trong HST nông nghiệp cũng có các thành phần của một HST điển hình: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân hủy và môi trƣờng vô sinh. Tuy nhiên với mục đích hàng đầu là tạo ra năng suất kinh tế cao nên đối tƣợng chính của HST nông nghiệp là các loài cây trồng và vật nuôi[14]. 1.2.2. Đặc điểm của HST nông nghiệp - Là HST do con ngƣời tạo ra và luôn chịu tác động của con ngƣời. - Các HST tự nhiên là HST tự phục hồi và có một quá trình phát triển lịch sử, còn HST nông nghiệp là các HST thứ cấp do lao động con ngƣời tạo ra[14]. - Thành phần loài đơn giản, không có khả năng tự phục hồi và bảo vệ. - HST nông nghiệp là HST trẻ, có năng suất cao hơn nhƣng lại không bền vững bằng HST tự nhiên, dễ bị thiên tai hay sâu bệnh phá hủy. Để tăng sự ổn định của các HST nông nghiệp, con ngƣời phải đầu tƣ thêm lao động và năng lƣợng để bảo vệ chúng. - Năng suất sinh vật trong HST nông nghiệp đƣợc khai thác và mang đi chỗ khác. - Chu trình vật chất không khép kín 1.2.3. Những đặc điểm khác nhau cơ bản giữa HST nông nghiệp cổ truyền và HST nông nghiệp tiên tiến [30] *HST nông nghiệp cổ truyền: - Lợi dụng triệt để các điều kiện tự nhiên, hạn chế các tác động của thiên tai. - Hệ thống cây trồng phức tạp, đa dạng về di truyền, năng suất không cao. - Chuỗi thức ăn dài, sử dụng sự quay vòng chất hữu cơ là chính, kết hợp giữa trồng trọt và chăn nuôi. - Lao động trên một đơn vị diện tích cao, sử dụng chủ yếu năng lƣợng lao động thủ công và gia súc. - HST đa dạng, năng suất thấp nhƣng ổn định, đầu tƣ thấp và ít năng lƣợng hóa thạch. *HST nông nghiệp tiên tiến: - Khắc phục khó khăn của tự nhiên bằng cách cải tạo chúng. - Hệ thống cây trồng đơn giản, ít giống, nghèo về di truyền, năng suất cao. - Chuỗi thức ăn ngắn, lấy nhiều chất dinh dƣỡng của đất và bù lại bằng phân hóa học, có khuynh hƣớng tách rời trồng trọt và chăn nuôi. - Lao động trên một đơn vị diện tích thấp, thay năng lƣợng lao động thủ công và gia súc bằng năng lƣợng hóa thạch. 11