Tài liệu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh vĩnh phúc

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN ĐẤT Ở TỈNH VĨNH PHÚC NGUYỄN THỊ NINH CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - Năm 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN TÀI NGUYÊN ĐẤT Ở TỈNH VĨNH PHÚC NGUYỄN THỊ NINH CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ : 60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH Hà Nội - Năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS Doãn Hà Phong Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thế Hưng Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường Hà Nội HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 03 tháng 01 năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh Vĩnh Phúc”. Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam. Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật. Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ninh LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học môi trường “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh Vĩnh Phúc” đã hoàn thành tháng 12 năm 2017. Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình. Trước hết tác giả luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo TS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Quý thầy cô giáo Khoa môi trường Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tác giả cũng chân thành cảm ơn tới các cán bộ thuộc Trung tâm Lưu trữ dữ liệu Khí tượng Thủy văn Hà Nội, Viện Khoa học khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc, Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn tỉnh Vĩnh Phúc đã hỗ trợ tài liệu và đóng góp ý kiến cho một số nội dung của luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện để tác giả có thể hoàn thành luận văn này. Trong khuôn khổ một luận văn, do sự giới hạn về thời gian và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2018 Tác giả Nguyễn Thị Ninh MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài nghiên cứu ................................................................................ ..1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2 3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 4 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu, mối quan hệ giữa khí hậu với tài nguyên đất và tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ....................................................... 4 1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu .......................................................................... 4 1.1.2. Mối quan hệ giữa khí hậu với tài nguyên đất.................................................... 7 1.1.3. Tác động của BĐKH đến tài nguyên đất ........................................................ 10 1.2. Tổng quan của các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam về tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất .................................................................................. 11 1.2.1. Trên thế giới .................................................................................................... 11 1.2.2. Tại Việt nam .................................................................................................... 20 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ..................................................................... 26 1.3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................... 26 1.3.2. Các nguồn tài nguyên ...................................................................................... 34 1.3.3. Hiện trạng sử dụng đất .................................................................................... 35 1.3.4. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội .............................................................. 37 CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................... 39 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu ..................................................................... 39 2.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 39 2.3. Số liệu sử dụng trong nghiên cứu ...................................................................... 40 2.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 42 2.4.1. Phương pháp phân tích hiện trạng................................................................... 42 2.4.2. Phương pháp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến TNĐ .................... 43 2.5. Các phương pháp phân tích khác ....................................................................... 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 48 3.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ khô hạn đất ................................... 48 3.1.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến khô hạn đất tại Tam Đảo ......................... 51 3.1.2. Kết quả tính toán tại Vĩnh Yên ....................................................................... 54 3.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ xói mòn đất .................................. 58 3.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ xói mòn đất tại Tam Đảo .......... 59 3.2.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ xói mòn đất tại Vĩnh Yên .......... 62 3.3. Đề xuất các giải pháp ứng phó với tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở khu vực nghiên cứu trong giai đoạn nửa đầu thế kỷ 21 ................................... 63 3.3.1. Các giải pháp ứng phó với hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa .................... 65 3.3.2.Các giải pháp chống xói mòn đất ..................................................................... 65 3.3.3.Các giải pháp về tăng cường chính sách, tuyên truyền giáo dục ..................... 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 68 PHỤ LỤC ………………………………………………………………………… 76 TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ và tên học viên: Nguyễn Thị Ninh Lớp : CH2MT Khóa: 2016 – 2018 Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh Tên đề tài: Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh Vĩnh Phúc. 1. Đặt vấn đề Với hơn 75% dân số sống dọc theo bờ biển dài khoảng 3260 km, Việt Nam là một trong năm nước bị ảnh hưởng nặng bởi biến đổi khí hậu toàn cầu (BĐKH). Trong đó, tài nguyên đất là một trong những đối tượng chịu tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu. Những thay đổi về điều kiện thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa, hiện tượng khí hậu cực đoan,…) đã làm diện tích đất bị xâm nhập mặn, khô hạn, xói mòn, sạt lở… xảy ra ngày càng nhiều hơn. Tại các tỉnh miền núi phía Bắc, nơi còn nhiều vùng đồi núi trọc đang bị mưa lũ làm lở đất, xói mòn và suy thoái đến khô cằn. Đây là những vấn đề đáng lo ngại, là thách thức lớn cho việc sử dụng đất của Việt Nam hiện nay. Đối với tỉnh Vĩnh Phúc, theo số liệu niên giám thống kê năm 2016, cơ cấu sử dụng đất ở tỉnh như sau: đất sản xuất nông nghiệp là 92.823 ha; đất phi nông nghiệp 29.733 ha; đất chưa sử dụng là 959 ha bao gồm đất trống, đồi núi trọc, … hạn chế khả năng khai thác để mở rộng diện tích canh tác. Trong bối cảnh BĐKH, tài nguyên đất của tỉnh sẽ chịu tác động không nhỏ, làm ảnh hưởng đến việc xây dựng kế hoạch phát triển kinh tế của tỉnh. Trước thực tế đó, để có cơ sở đưa ra những giải pháp cải tạo và sử dụng đất hợp lý ứng phó với tác động của biến đổi khí hậu, việc nghiên cứu “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh Vĩnh Phúc” là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn. Kết quả nghiên cứu sẽ đánh giá được ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa, xói mòn đất ở tỉnh Vĩnh Phúc. Cung cấp các thông tin cho các nhà quản lý để đưa ra giải pháp ứng phó với tác động động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất tại địa phương 2. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến tài nguyên đất: quá trình xói mòn đất, quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Vĩnh Phúc; Đề xuất được các giải pháp cải tạo và sử dụng đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH. 3. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Vĩnh Phúc: - Tính toán chỉ số CMI cho giai đoạn quá khứ 1986-2005; - Xây dựng dự tính khí hậu chi tiết cho tỉnh Vĩnh Phúc theo các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5; - Tính toán chỉ số CMI cho các giai đoạn 2016- 2055, đánh giá thay đổi của hạn hán ở tỉnh Vĩnh Phúc; - Đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa do hạn hán ở tỉnh Vĩnh Phúc. Nội dung 2. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình xói mòn đất ở tỉnh Vĩnh Phúc: - Tính toán số lượng đất mất do xói mòn ở tỉnh Vĩnh Phúc trong giai đoạn 1986-2005; - Tính toán số lượng đất mất do xói mòn ở tỉnh Vĩnh Phúc trong các giai đoạn 2016 - 2055 nhằm đánh giá mức độ xói mòn đất theo các kịch bản BĐKH. Nội dung 3. Đề xuất các giải pháp cải tạo và sử dụng bền vững tài nguyên đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH: - Các giải pháp ứng phó với hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa; - Các giải pháp chống xói mòn đất. 4. Kết quả nghiên cứu đạt được Đề tài đã tính toán và đánh giá được tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất tại khu vực nghiên cứu cụ thể như sau: (1) Biến đổi khí hậu đã tác động đến tài nguyên đất gây nên hiện tượng khô hạn và nguy cơ hoang mạc hóa đất ở huyện Tam Đảo và Thành Phố Vĩnh Yên Kết quả tính toán và phân tích chỉ số CMI (Chỉ số ẩm cây trồng) theo số liệu quan trắc thời kỳ 1986 – 2005 cho thấy, tình trạng khô hạn kéo dài từ tháng 1 đến tháng 3. Mức độ khô hạn ở khu vực Vĩnh Yên là cao hơn so với ở khu vực Tam Đảo với chỉ số CMI tiệm cận ngưỡng “hạn nặng”. Kết quả tính toán chỉ số CMI theo kịch bản BĐKH trung bình RCP4.5 và kịch bản BĐKH cao RCP8.5 của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016) giai đoạn 20162055 đã chỉ ra, điều kiện khô hạn đất trung bình mùa từ tháng 1 đến tháng 3 đều có xu thế tăng về cường độ (giảm chỉ số CMI) trong tương lai so với thời kỳ 19862005. Rừng ở khu vực Tam Đảo có đóng góp nhất định khiến mức độ gia tăng khô hạn đất ít hơn so với khu vực Vĩnh Yên. (2) Tác động của biến đổi khí hậu đến xói mòn đất Các kết quả tính toán tổng lượng đất mất do xói mòn từ số liệu quan trắc và kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016) cho khu vực Tam Đảo và Vĩnh Yên cho thấy: Xói mòn đất theo số liệu quan trắc thời kỳ 1986-2015: Tổng lượng đất mất do xói mòn ở khu vực Vĩnh Yên (đồng bằng) lớn hơn so với ở khu vực Tam Đảo (rừng núi). Trong giai đoạn 1986-2015, tổng lượng đất mất do xói mòn đều có xu thế gia tăng ở hai khu vực này, bề mặt đất rừng có vai trò nhất định trong việc giảm nguy cơ xói mòn ở khu vực Tam Đảo so với khu vực đồng bằng. Dự tính biến đổi xói mòn đất theo kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 cho thời kỳ 2016-2055, tổng lượng đất bị mất do xói mòn được dự tính gia tăng ở cả khu vực Tam Đảo và Vĩnh Yên. Trong đó, tổng lượng đất bị mất ở vùng đồng bằng (thành phố Vĩnh Yên) theo kịch bản RCP8.5 nhiều hơn so với vùng rừng núi (Tam Đảo). Đến thập kỷ 2046-2055, so với trung bình thời kỳ cơ sở, mức tăng của tổng lượng đất mất do xói mòn được dự tính là khoảng 10 (RCP4.5) đến 16% (RCP8.5) tại Tam Đảo; từ 19,3 (RCP4.5) đến 20,3% (RCP8.5) tại Vĩnh Yên. Như vậy, tổng lượng đất mất do xói mòn tại Vĩnh Yên vào thời kỳ này có thể lên tới từ 6,88 đến 7,24 tấn/ha/năm. (3) Đề xuất các giải pháp cải tạo và sử dụng bền vững tài nguyên đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH Từ kết quả nghiên cứu đề tài đã đề xuất được các giải pháp sau đây: + Các giải pháp ứng phó với nguy cơ hạn hán và hoang mạc hóa như biện pháp thủy lợi, biện pháp cây trồng, biện pháp phân bón. + Các giải pháp chống xói mòn đất như canh tác theo đường đồng mức, trồng dày, trồng xen, luân canh gối vụ… + Các giải pháp tăng cường chính sách, tuyên truyền giáo dục nâng cao nhận thức cho người dân về biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất để chủ động ứng phó với những thời tiết cực đoan trong sản xuất nông nghiệp. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu BTN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường CMI Chỉ số ẩm cây trồng (Crop Moisture Index) ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long KH&CN Khoa học và công nghệ UNFCCC Công ước khung của Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change) UNDP Chương trình phát triển Liên hợp quốc (United Nations Development Programme) UNEP Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (United Nations Environment Programme) FAO Tổ chức LHQ về lương thực và nông nghiệp (Food and Agriculture Organization) DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Ảnh hưởng của lượng mưa đến độ chua của đất ........................................ 9 Bảng 1.2. Nhiệt độ không khí trung bình tháng, năm của thành phố Vĩnh Yên và huyện Tam Đảo giai đoạn 1986 – 2016 .................................................................... 28 Bảng 1.3. Độ ẩm không khí trung bình tháng, năm của thành phố Vĩnh Yên .......... 29 Bảng 1.4. Tổng lượng bốc hơi trung bình tháng, năm của thành phố Vĩnh Yên và huyện Tam Đảo giai đoạn 1986-2016. ...................................................................... 29 Bảng 1.5. Tốc độ gió trung bình tháng, năm của thành phố Vĩnh Yên và huyện Tam Đảo giai đoạn 1986 – 2016. ...................................................................................... 30 Bảng 1.6. Lượng mưa trung bình tháng, năm của thành phố Vĩnh Yên ................... 30 Bảng 1.7. Biến động đất đai theo đơn vị hành chính ............................................... 35 Bảng 1.8. Biến động diện tích theo loại đất ............................................................. 36 Bảng 2.1. Danh sách trạm quan trắc được sử dụng trong nghiên cứu ...................... 40 Bảng 2.2. Chỉ số K của các loại đất ở khu vực nghiên cứu ...................................... 46 Bảng 2.3. Ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc và độ dốc .......................................... 46 Bảng 2.4. Hệ số C của các loại thảm phủ thực vật.................................................... 47 Bảng 3.1. Kết quả điều tra đối với các nhà quản lý về tác động của Biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất tại tỉnh Vĩnh Phúc ....................................................................... 48 Bảng 3.2. Kết quả điều tra đối với các hộ gia đình về tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ khô hạn và nguy cơ hoang mạc hóa đất ............................................... 49 Bảng 3.3. Kết quả điều tra đối với các hộ gia đình về tác động của biến đổi khí hậu đến nguy cơ xói mòn đất ........................................................................................... 59 Bảng 3.4. Dự tính mức độ biến đổi của lượng đất mất do xói mòn (%) trung bình các thập kỷ trong tương lai so với thời kỳ cơ sở (1986-2005) theo các phương án kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 tại Tam Đảo ................................................................ 61 Bảng 3.5. Dự tính mức độ biến đổi của lượng đất mất do xói mòn (%) trung bình các thập kỷ trong tương lai so với thời kỳ cơ sở (1986-2005) theo các phương án kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 tại Vĩnh Yên ............................................................... 63 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ liên kết các nội dung nghiên cứu của đề tài ......................................... 3 Hình 1.1: Vị trí địa lý của tỉnh Vĩnh Phúc [16]......................................................... 27 Hình 3.1. Kết quả tính toán chỉ số CMI trung bình mùa vụ từ tháng 1 đến tháng 3 thời kỳ 1986-2005 và thời kỳ 2006-2055 tại Tam Đảo............................................. 52 Hình 3.2. Kết quả tính toán mức độ biến đổi của chỉ số CMI trung bình mùa vụ từ tháng 1 đến tháng 3 thời kỳ 1986-2005 và thời kỳ 2006-2055 tại Tam Đảo ............ 53 Hình 3.3. Dự tính mức độ biến đổi chỉ số CMI trung bình các thập kỷ trong tương lai so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 tại Tam Đảo .................. 54 Hình 3.4. Kết quả tính toán chỉ số CMI trung bình mùa vụ từ tháng 1 đến tháng 3 thời kỳ 1986-2005 và thời kỳ 2006-2055 tại Vĩnh Yên ............................................ 55 Hình 3.5. Kết quả tính toán mức độ biến đổi của chỉ số CMI trung bình mùa vụ từ tháng 1 đến tháng 3 thời kỳ 1986-2005 và thời kỳ 2006-2055 tại Vĩnh Yên ........... 56 Hình 3.6. Dự tính mức độ biến đổi chỉ số CMI trung bình các thập kỷ trong tương lai so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản RCP4.5 và RCP8.5 tại Vĩnh Yên .................. 56 Hình 3.7 Sạt lở bờ sông Lô tỉnh Vĩnh Phúc do mưa lũ tháng 6 năm 2016 ............... 58 Hình 3.8. Kè kênh Bến tre bị sụt trượt do ảnh hưởng của bão lũ, 2014 ................... 59 Hình 3.9. Diễn biến tổng lượng đất mất do xói mòn thời kỳ 1986-2015 theo số liệu quan trắc tại Tam Đảo ............................................................................................... 60 Hình 3.10. Kết quả tính toán chỉ số xói mòn đất thời kỳ 1986-2015 từ số liệu quan trắc tại Vĩnh Yên ....................................................................................................... 62 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài nghiên cứu Một trong những thách thức lớn nhất hiện nay đối với nhân loại đó là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng - những biểu hiện chính của biến đổi khí hậu (BĐKH). Với hơn 75% dân số sống dọc theo bờ biển dài khoảng 3260 km, Việt Nam là một trong năm nước bị ảnh hưởng bởi BĐKH toàn cầu. Trong đó, tài nguyên đất là một trong những đối tượng chịu tác động mạnh mẽ của BĐKH. Tài nguyên đất của các nước trên thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng đã và đang bị xâm hại nặng nề, tình trạng thoái hóa đất và hoang mạc hóa ngày càng lan rộng và ở mức độ trầm trọng không chỉ do các sức ép gia tăng dân số và hoạt động sống của con người mà còn do khí hậu và biến đổi khí hậu (BĐKH) [42]. Hiện nay, biến đổi khí hậu đang là mối đe dọa đến mục tiêu phát triển bền vững của các quốc gia. Trong giai đoạn 1901 - 2012, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,98oC; chỉ tính giai đoạn 1951 - 2012 thì nhiệt độ đã tăng khoảng 0,72oC (IPCC, 2012). Năm 2007, IPCC đưa ra cảnh báo, nếu đến năm 2080, nhiệt độ Trái đất tăng thêm 3-40C thì thế giới có thêm 600 triệu người bị suy dinh dưỡng; 1,8 tỷ người sống trong tình trạng khan hiếm nước; 330 triệu người mất chỗ ở tạm thời hoặc vĩnh viễn do nước biển dâng, các căn bệnh nguy hiểm sẽ tăng lên và lan rộng, có thể có thêm 400 triệu người bị bệnh sốt rét [29]. Việt Nam là một quốc gia được xếp vào loại khan hiếm đất, tính bình quân đất cho một người xếp thứ 159 và chỉ bằng khoảng 1/6 bình quân của thế giới. Những thay đổi về điều kiện thời tiết (nhiệt độ, lượng mưa, hiện tượng khí hậu cực đoan,…) đã làm diện tích đất bị xâm nhập mặn, khô hạn, hoang mạc hóa, ngập úng, xói mòn, rửa trôi, sạt lở… xảy ra ngày càng nhiều hơn. Sự không đồng nhất về địa hình, địa mạo, khí hậu, thổ nhưỡng cũng như sự phát triển kinh tế - xã hội đã tạo nên những vùng lãnh thổ đặc trưng, đồng thời cũng gặp phải những tác động của sự thay đổi các yếu tố khí hậu đến tài nguyên đất khác nhau. Nguyên nhân của chúng không thể khẳng định hoàn toàn là do BĐKH nhưng cũng không thể phủ nhận là không chịu ảnh hưởng của BĐKH. Điều đáng nói là sự gia tăng nhanh chóng diện tích hoang mạc ở các vùng khô hạn, bán khô hạn, kể cả một số vùng ẩm ướt không chỉ do khí hậu và BĐKH, mà còn do sức ép của sự gia tăng dân số và hoạt động sống của con người. Diện tích đất 1 liên quan đến hoang mạc hóa phân bố trên khắp các vùng trong cả nước, đặc biệt là ở Tây Bắc và Duyên hải Miền Trung. Đối với tỉnh Vĩnh Phúc, theo số liệu niên giám thống kê năm 2016, cơ cấu sử dụng đất ở tỉnh như sau: đất sản xuất nông nghiệp là 92.823 ha; đất phi nông nghiệp 29.733 ha; đất chưa sử dụng là 959 ha bao gồm đất trống, đồi núi trọc, … Như vậy, đất chưa sử dụng còn 959 ha, bao gồm đất trống, đồi núi trọc, đất ao hồ v.v.. hạn chế khả năng khai thác để mở rộng diện tích canh tác, trồng cây công nghiệp hoặc sử dụng vào việc xây dựng công nghiệp. Trong bối cảnh BĐKH, tài nguyên đất của tỉnh sẽ chịu những tác động không nhỏ, làm ảnh hưởng đến việc bố trí các kế hoạch phát triển kinh tế của tỉnh. Trước thực tế đó, để có cơ sở đưa ra những giải pháp cải tạo và sử dụng đất hợp lý ứng phó với các tác động của biến đổi khí hậu, tác giả thực hiện đề tài luận văn thạc sỹ với tiêu đề: “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất ở tỉnh Vĩnh Phúc”. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được ảnh hưởng của BĐKH đến tài nguyên đất: quá trình xói mòn đất, quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Vĩnh Phúc; - Đề xuất được các giải pháp cải tạo và sử dụng đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH. 3. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa ở tỉnh Vĩnh Phúc: - Tính toán chỉ số CMI cho giai đoạn quá khứ 1986-2005; - Xây dựng dự tính khí hậu chi tiết cho tỉnh Vĩnh Phúc theo các kịch bản RCP4.5 và RCP8.5; - Tính toán chỉ số CMI cho các giai đoạn 2016- 2055, đánh giá thay đổi của hạn hán ở tỉnh Vĩnh Phúc; - Đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa do hạn hán ở tỉnh Vĩnh Phúc. Nội dung 2. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình xói mòn đất ở tỉnh Vĩnh Phúc: 2 - Tính toán số lượng đất mất do xói mòn ở tỉnh Vĩnh Phúc trong giai đoạn 1986-2015; - Tính toán số lượng đất mất do xói mòn ở tỉnh Vĩnh Phúc trong các giai đoạn 2016 - 2055 nhằm đánh giá mức độ xói mòn đất theo các kịch bản BĐKH. Nội dung 3. Đề xuất các giải pháp cải tạo và sử dụng bền vững tài nguyên đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH: - Các giải pháp ứng phó với hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa; - Các giải pháp chống xói mòn đất. Toàn bộ nội dung nghiên cứu của đề tài được thể hiện qua hình 1. Tính toán chỉ số CMI cho giai đoạn quá khứ 1986-2005 Tính toán chỉ số CMI cho các giai đoạn 2006- 2055, đánh giá thay đổi của hạn hán. Tính toán số lượng đất mất do xói mòn ở tỉnh Vĩnh Phúc trong giai đoạn 1986-2015 Tính toán số lượng đất mất do xói mòn trong các giai đoạn 2016 - 2055 theo các kịch bản BĐKH 1. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình hạn hán và nguy cơ hoang mạc hóa Điều tra xã hội học về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình hạn hán, nguy cơ hoang mạc hóa và xói mòn đất 3. Đề xuất các giải pháp cải tạo và sử dụng bền vững tài nguyên đất nhằm ứng phó với các tác động của BĐKH 2. Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến quá trình xói mòn đất Hình 1. Sơ đồ liên kết các nội dung nghiên cứu của đề tài 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu, mối quan hệ giữa khí hậu với tài nguyên đất và tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất 1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu Trái Đất của chúng ta đang nóng dần lên do chịu ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính. Nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính là do nồng độ các khí tự nhiên có trong bầu khí quyển và các khí do các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người thải vào khí quyển đang có xu hướng tăng lên. Theo định nghĩa của Công ước khung Liên Hiệp Quốc (UNFCCC): BĐKH là sự thay đổi của khí hậu, được quy định trực tiếp hay gián tiếp là do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần khí quyển, và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên quan sát được trong khoảng thời gian so sánh được. Theo IPCC (2007), BĐKH là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống khí hậu, có thể được nhận biết qua sự biến đổi trung bình và sự biến động của các thuộc tính của nó, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thể do quá trình tự nhiên bên trong hệ thống khí hậu, hoặc do những tác động bên ngoài, hoặc do tác động thường xuyên của con người làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển hoặc sử dụng đất (IPCC, 2007). Những biểu hiện của BĐKH bao gồm: - Biểu hiện của BĐKH chủ yếu thể hiện qua sự thay đổi của các yếu tố, hiện tượng như: Nhiệt độ, lượng mưa và nước biển dâng. Kèm theo đó là sự gia tăng cường độ và tần suất của các thiên tai như hạn hán, bão và áp thấp nhiệt đới, lũ lụt,... - Sự nóng lên của khí quyển và Trái đất nói chung. - Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên Trái đất. - Sự dâng cao mực nước biển do băng tan, giãn nở đại dương dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp và các đảo nhỏ trên biển. 4 - Sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của Trái đất dẫn tới nguy cơ đe dọa sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người. - Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hóa khác. - Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thủy quyển, sinh quyển và địa quyển được xem như là hệ quả của BĐKH. Khí hậu là trạng thái trung bình của thời tiết tại một khu vực nào đó (tỉnh, quốc gia, châu lục hay toàn cầu) trên cơ sở chuỗi số liệu dài khoảng 30 năm trở lên. Khí hậu thường ít thay đổi. Thời tiết là trạng thái nhất thời của khí quyển tại một địa điểm nhất định được xác định bằng tổ hợp hoặc riêng lẻ các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ gió, mưa... Thời tiết thay đổi trong một ngày, từ ngày này qua ngày khác, năm này qua năm khác (Vũ Văn Triệu và cs, 2010). Theo IPCC, BĐKH là sự thay đổi trạng thái của khí hậu có thể xác định được (bằng cách sử dụng công cụ thống kê) thông qua những thay đổi giá trị trung bình hoặc sự thay đổi các thuộc tính của nó và kéo dài trong thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc lâu hơn. Sự thay đổi đó có thể do sự thay đổi tự nhiên hoặc là kết quả của những tác động của con người. Định nghĩa này của IPCC có đôi chút khác với định nghĩa của Công ước khung Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC), trong đó BĐKH liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp tới hoạt động của con người, làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu bên cạnh những biến đổi do tự nhiên có thể quan sát thấy trong cùng thời gian (IPCC, 2007). Biến đổi khí hậu thường được đánh giá thông qua sự thay đổi nhiệt độ, thay đổi lượng mưa, tăng mực nước biển… Biểu hiện của biến đổi khí hậu trên Thế giới: Những năm gần đây, thế giới đã chứng kiến sự ấm lên toàn cầu rất rõ ràng với những biểu hiện của sự gia tăng nhiệt độ không khí và đại dương, sự tan băng trên diện rộng và qua đó tăng mực nước biển trung bình toàn cầu. Theo IPCC (2007), trong 100 năm qua (1906-2005), nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,74oC. Thế kỷ XX, cùng với sự tăng lên của nhiệt độ có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung bình ở Bắc Cực giảm khoảng 2,1-3,3% mỗi thập kỷ. IPCC (2007) cũng đưa ra nhận định, mực nước biển tăng phù hợp với xu thế 5 nóng lên, do có sự đóng góp của: hiện tượng giãn nở nhiệt của đại dương; tan băng ở Greenland, Nam Cực và các khu vực khác; thay đổi khả năng giữ nước ở đất liền. Trong các nhân tố này, hiện tượng nở vì nhiệt của đại dương đã từng được xem là nhân tố chủ yếu dẫn đến sự dâng lên của mực nước biển. Tuy nhiên, số liệu mới về tỷ lệ tan băng ở Greenland và Nam Cực cho thấy ảnh hưởng này còn có thể lớn hơn (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012). Theo số liệu quan trắc và tính toán của IPCC (2007), mực nước biển trung bình toàn cầu trong thời kỳ 1961-2003 đã dâng lên với tốc độ 1,8-0,5 mm/năm. Trong đó, đóng góp do giãn nở nhiệt làm mực nước biển tăng khoảng 0,42-0,12 mm/năm và tan băng làm mực nước biển tăng khoảng 0,70-0,50 mm/năm. Bộ TN&MT (2012) đã tập hợp, phân tích và công bố số liệu cập nhật năm 2011 cho rằng, tốc độ mực nước biển trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8 mm/năm và mực nước biển thay đổi không đồng đều trên toàn bộ các đại dương: một số vùng tốc độ dâng có thể gấp một vài lần tốc độ dâng trung bình toàn cầu, trong khi mực nước biển ở một số vùng khác lại có thể hạ thấp. Xu thế tăng của mực nước trung bình xuất hiện tại hầu hết các trạm quan trắc trên toàn cầu, mặc dù vẫn xuất hiện một số khu vực có xu hướng giảm như ở bờ biển phía Đông của Nam Mỹ và khu vực ven biển phía Nam Alaska, Đông Bắc Canada và vùng biển Scandinavia. Bộ TN&MT (2012) cũng nhận định rằng trong thập kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh nhất ở vùng phía Tây Thái Bình Dương và phía Đông Ấn Độ Dương. Biểu hiện của biến đổi khí hậu tại Việt Nam: Xu thế biến đổi của nhiệt độ và lượng mưa rất khác nhau ở các vùng trong 50 năm qua. Nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,5oC trên phạm vi cả nước và lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc, tăng ở phía Nam. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn so với mùa hè và nhiệt độ vùng sâu trong đất liền tăng nhanh hơn nhiệt độ vùng ven biển và hải đảo (Bộ TN&MT, 2012). Vào mùa đông, nhiệt độ ở Tây Bắc Bộ, Đông Bắc Bộ, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ tăng nhanh hơn các vùng khác (khoảng 1,3-1,5oC/50 năm). Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ có nhiệt độ tháng 1 tăng chậm hơn so với các vùng khí hậu phía Bắc (khoảng 0,6-0,9oC/50 năm). Tính trung bình cho cả nước, nhiệt độ mùa đông đã tăng lên 1,2oC trong 50 năm qua. Nhiệt độ tháng 7 tăng khoảng 0,3-0,5oC/50 năm trên tất cả các vùng. Nhiệt độ trung bình năm tăng 0,5-0,6oC/50 năm ở Tây Bắc, 6 Đông Bắc Bộ, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Nam Bộ còn mức tăng nhiệt độ trung bình năm ở Nam Trung Bộ thấp hơn, chỉ vào khoảng 0,3oC/50 năm. Nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các khu vực trên cả nước. Tuy nhiên những khu vực nhỏ thuộc vùng ven biển Trung Bộ và Nam Bộ như Thừa Thiên - Huế, Quảng Ngãi, Tiền Giang có xu hướng giảm. Đáng lưu ý là, ở những nơi này, lượng mưa tăng trong cả hai mùa (mùa khô và mùa mưa). Phân tích số liệu mực nước quan trắc tại các trạm hải văn ven biển Việt Nam, Bộ TN&MT (2012) cho rằng, mực nước biển trung bình năm có xu hướng tăng khoảng 2,8 mm/năm. Bộ TN&MT (2012) cũng dẫn số liệu mực nước đo đạc từ vệ tinh từ năm 1993 đến 2010 để chứng minh xu thế tăng mực nước biển trên toàn Biển Đông (4,7 mm/năm) và trung bình cho toàn dải ven biển Việt Nam tăng khoảng 2,9 mm/năm. Kịch bản biến đối khí hậu 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Bộ TNMT (2016) đã chọn thời kỳ 1986-2005 là cơ sở để xây dựng các kịch bản BĐKH cho Việt Nam đến năm 2100. Biến đổi khí hậu trong tương lai được phân tích và trình bày cho giai đoạn đầu thế kỷ (2016-2035), giữa thế kỷ (20462065) và cuối thế kỷ (2080-2099) với các kịch bản RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, và RCP8.5. Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, chúng tôi lựa chọn kịch bản biến đổi khí hậu trung bình RCP4.5 và kịch bản biến đổi khí hậu cao RCP8.5 để tính toán tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất liên quan tới các biểu hiện như xói mòn, nguy cơ hoang mạc hóa và hạn hán. Đồng thời, so sánh tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên đất giữa kịch bản biến đổi khí hậu trung bình RCP4.5 và kịch bản biến đổi khí hậu cao RCP8.5. Căn cứ vào kết quả nghiên cứu, tác giả đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việc lựa chọn kịch bản trung bình RCP4.5 và kịch bản cao RCP8.5 cũng phù hợp với những khuyến nghị của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc áp dụng kịch bản này đối với các tiêu chuẩn thiết kế cho các công trình mang tính không lâu dài, lâu dài và các quy hoạch, kế hoạch ngắn hạn. 1.1.2. Mối quan hệ giữa khí hậu với tài nguyên đất Khí hậu là một trong những nhân tố quan trọng tham gia vào quá trình hình thành đất, có ảnh hưởng lớn đến đất đai. Khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến đất thể hiện ở lượng mưa và nhiệt độ, chu trình cacbon và nitơ trong đất, ảnh hưởng gián tiếp thông qua sinh vật. Biến đổi khí hậu gây rối loạn chế độ mưa, gây ra nguy cơ 7