Tài liệu Tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực trồng trọt (cây tỏi) ở huyện đảo lý sơn, tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC NGUYỄN VŨ BẢO TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC TRỒNG TRỌT (CÂY TỎI) Ở HUYỆN ĐẢO LÝ SƠN, TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:TS. Nguyễn Xuân Hiển Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Thầy giáo, TS Nguyễn Xuân Hiển, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn. Quảng Ngãi, tháng 11 năm 2015 Tác giả Nguyễn Vũ Bảo i LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sỹ với đề tài: “Tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực trồng trọt (cây tỏi) ở huyện đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi” đã được hoàn thành. Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ các cơ quan, tổ chức và cá nhân. Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS Nguyễn Xuân Hiển – người thầy đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh, chị đang công tác tại Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu, Trung tâm Khí tượng Thủy văn biển thuộc Viện khoa học Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã hỗ trợ chuyên môn, thu thập tài liệu liên quan để luận văn được hoàn thành. Xin gửi lời cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ Khoa Sau đại học - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và hướng dẫn tôi hoàn thành chương trình học tập và thực hiện luận văn. Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và những người luôn động viên, khích lệ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Trong khuôn khổ một luận văn, do thời gian và điều kiện hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, chỉ dạy quý báu của các thầy cô và các đồng nghiêp. Xin trân trọng cảm ơn! Học viên: Nguyễn Vũ Bảo ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 4 1.1. Tổng quan nghiên cứu ........................................................................................ 4 1.1.1. Những nghiên cứu về tác động của BĐKH với sản xuất nông nghiệp trên thế giới ............................................................................................................................ 4 1.1.2. Những nghiên cứu về tác động của BĐKH tới nông nghiệp tại Việt Nam .... 4 1.1.3. Một số nghiên cứu về Huyện đảo Lý Sơn ...................................................... 7 1.2. Tổng quan địa bàn nghiên cứu .......................................................................... 9 1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu .......................................................... 9 1.2.2. Kinh tế, xã hội ............................................................................................... 12 1.3. Thực trạng trồng trọt ở Lý Sơn ....................................................................... 14 1.3.1. Cây hành ....................................................................................................... 14 1.3.2. Cây ngô ......................................................................................................... 15 1.3.3. Cây tỏi ........................................................................................................... 15 1.4. Đặc điểm sinh học của cây tỏi .......................................................................... 17 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, SỐ LIỆU ..................................... 22 2.1. Phƣơng pháp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực trồng trọt tại Huyện đảo Lý Sơn ....................................................................................... 22 2.1.1. Khái niệm về đánh giá tác động của BĐKH ................................................ 22 2.1.2. Cách tiếp cận trong đánh giá tác động của biến đổi khí hậu ........................ 24 2.1.3. Các phương pháp đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến trồng trọt .... 27 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 29 2.2. Nguồn số liệu nghiên cứu .................................................................................. 35 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 36 3.1. Xu thế biến đổi của một số yếu tố khí hậu chính ở Quảng Ngãi và huyện đảo Lý Sơn trong những năm gần đây ................................................................... 36 3.1.1. Biến đổi khí hậu ở Quảng Ngãi trong những năm gần đây .......................... 36 iii 3.1.2. Xu thế biến đổi các yếu tố khí hậu chính ở Huyện đảo Lý Sơn ................... 44 3.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố thời tiết đến năng suất tỏi tại Huyện đảo Lý Sơn .. 53 3.2.1. Nhận định của nông dân Huyện đảo Lý Sơn về tác động của các yếu tố thời tiết đến năng suất tỏi ............................................................................................... 54 3.2.2. Mối tương quan giữa năng suất và các yếu tố khí hậu. ................................ 61 3.3. Tác động của BĐKH đến năng suất tỏi đƣợc trồng tại Huyện đảo Lý Sơn 65 3.3.1. Tác động của việc tăng nhiệt độ đối với năng suất tỏi tại Huyện đảo Lý Sơn. . 65 3.3.2. Tác động của một số yếu tố thời tiết cực đoan đối với cây tỏi trong tương lai . 68 3.4. Định hƣớng một số giải pháp thích ứng với BĐKH đối với lĩnh vực trồng tỏi ở Lý Sơn ............................................................................................................... 69 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................................. 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 71 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 74 iv CÁC TỪ VIẾT TẮT ATNĐ : Áp thấp nhiệt đới BĐKH : Biến đổi khí hậu BIOCLIM : Biến Sinh khí hậu CCIAC : Đánh giá tác động, thích ứng và tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu DPSIR : Phương pháp đánh giá tồng hợp IPCC : Ủy Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu MARD : Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn MONRE : Bộ Tài nguyên và Môi trường SPSS : Tên phần mềm máy tính phục vụ công tác thống kê TBNN : Trung bình nhiều năm UBND : Ủy ban nhân dân UNEP : Chương trình môi trường Liên hiệp Quốc v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Khung Đánh giá tác động của Biến đổi khí hậu đến năng suất tỏi ................ 29 Hình 3.1 Biểu đồ nhiệt độ trung bình tháng I, tháng VII tại trạm Lý Sơn .................... 46 Hình 3.2 Biểu đồ nhiệt độ trung bình tháng I, tháng VII tại trạm Lý Sơn từ năm 1985-2013 47 Hình 3.3 Lịch thời vụ hàng năm tại Huyện đảo Lý Sơn ............................................... 55 Hình 3.4 Biểu đồ xếp hạng thứ tự các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của cây tỏi theo đánh giá của người dân .............................................................................. 57 Hình 3.5 Biểu đồ mối tương quan giữa năng suất tỏi và nhiệt độ trung bình các tháng trong vụ tỏi..................................................................................................................... 63 Hình 3.6 Biểu đồ mối tương quan giữa năng suất tỏi và nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất trong vụ tỏi ............................................................................................................. 64 Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện năng suất tỏi qua các giai đoạn ứng với các kịch bản phát thải trung bình, kịch bản phát thải thấp và kịch bản phát thải cao ................................ 67 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thiệt hại do thiên tai đối với nông nghiệp tại Việt Nam (1995 – 2007).......... 5 Bảng 1.2 Một số yếu tố thời tiết tại Huyện đảo Lý Sơn ................................................ 11 Bảng 1.3 Cơ cấu lao động tại Huyện đảo Lý Sơn ......................................................... 13 Bảng 1.4 Cơ cấu kinh tế của huyện Lý Sơn năm 2013 ................................................. 14 Bảng 1.5 Bảng tổng hợp diện tích và năng suất ngô qua các năm ở Huyện đảo Lý Sơn .. 15 Bảng 1.6 Tổng hợp diện tích và năng suất tỏi qua các năm ở Huyện đảo Lý Sơn ....... 16 Bảng 1.7 Thành phần hóa học của cát tại Huyện đảo Lý Sơn....................................... 19 Bảng 2.1 Ví dụ về những tác động dự tính quan trọng lên một số ngành lĩnh vực ....... 22 Bảng 2.2 Ví dụ về mối liên kết giữa xư thế quá khứ, xu thế dự báo và hậu quả tiềm năng của tác động do biến động khí hậu ....................................................................... 24 Bảng 2.3 Một vài đặc điểm của cách tiếp cận khác nhau trong đánh giá CCIAV (Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vullnerability). ................................ 25 Bảng 2.4 Phương pháp đánh giá tác động của BĐKH trong trồng trọt......................... 27 Bảng 2.5 Bảng xác định các biến sinh khí hậu dùng để xây dựng môi trường quan .... 31 Bảng 3.1 Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn (S) và biến suất (Sr) nhiê ̣t đô ̣ trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi ...................................................................................................... 36 Bảng 3.2 Nhiệt độ trung bình của tháng I, VII, Năm các nửa thập kỷ .......................... 38 Bảng 3.3 Xu thế biến đổi nhiệt độ tại một số trạm điển hình ở tỉnh Quảng Ngãi ......... 38 Bảng 3.4 Xu thế biến đổi nhiệt độ mùa tại một số trạm điển hình ở tỉnh Quảng Ngãi . 38 Bảng 3.5 Chênh lệch nhiệt độ (0C) giữa thời kỳ (2000-2010) và thời kỳ (1980-1999) 39 Bảng 3.6 Trị số phổ biến của độ lệch tiêu chuẩn (S) và biến suất (Sr) lượng mưa tại Quảng Ngãi .................................................................................................................... 39 Bảng 3.7 Lượng mưa trung bình các nửa thập kỷ mùa khô, mùa mưa, mưa năm ........ 40 Bảng 3.8 Xu thế biến đổi đặc trưng lượng mưa mùa tại một số trạm điển hình ........... 40 Bảng 3.9 Chênh lệch lượng mưa trung bình (mm) giữa thời kỳ gần đây...................... 41 Bảng 3.10 Nhiệt độ trung bình tháng I và tháng VII tại Huyện đảo Lý Sơn từ năm 1985-2013 ...................................................................................................................... 45 Bảng 3.11 Đánh giá sự thay đổi một số yếu tố thời tiết ................................................ 47 Bảng 3.12 Phân bậc sự nhận định của người dân về sự thay đổi của các yếu tố thời tiết..... 50 Bảng 3.13 Hình thức tiếp cận các thông tin về BĐKH của người dân Lý Sơn............. 51 Bảng 3.14 Diện tích sản xuất tỏi của hộ gia đình .......................................................... 54 vii Bảng 3.15 Đánh giá nông dân về mùa tỏi trong những năm gần đây ........................... 55 Bảng 3.16 Xếp hạng thứ tự các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát triển của cây tỏi theo đánh giá của người dân .......................................................................................... 56 Bảng 3.17 Nguyên nhân góp phần tạo nên sự khác biệt của tỏi Lý Sơn ....................... 59 Bảng 3.18 Thời điểm trồng tỏi và các hình thái thời tiết cực đoan tại Huyện đảo Lý Sơn ..... 61 Bảng 3.19 Kết quả kiểm nghiệm mối tương quan giữa các yếu tố sinh khí hậu với năng suất tỏi............................................................................................................................ 61 Bảng 3.20 Mức tăng nhiệt độ trung bình năm, mùa (OC) trong các thập kỷ so với thời kỳ 1980-1999 theo các kịch bản phát thải ..................................................................... 65 Bảng 3.21 Nhiệt độ các tháng trong các vụ trồng tỏi trong vụ tỏi ứng với các giai đoạn 2025-2035 và giai đoạn 2045-2055 theo kịch bản bản biến đổi khí hậu và mực nước biển dân của tỉnh Quảng Ngãi ....................................................................................... 66 Bảng 3.22 Năng suất tỏi dự tính qua các giai đoạn theo các kịch bản phát thải ........... 67 viii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ XXI. Những 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 gây ra nhiều tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường tại nhiều nước trên thế giới, trong đó Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề do những tác động của BĐKH [26]. BĐKH sẽ tác động đến hầu hết mọi mặt của xã hội nhưng lĩnh vực chịu tác động mạnh mẽ nhất của BĐKH là nông nghiệp, thủy lợi, thủy sản, lâm nghiệp, công nghiệp và an ninh lương thực [4]. Là một trong những địa phương nằm trọn trong khu vực hứng chịu nhiều thiên tai nhất của Việt Nam, nơi được nhận định là 01 trong 05 ổ bão lớn của khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, hàng năm Quảng Ngãi chịu ảnh hưởng của nhiều cơn bão, áp thấp nhiệt đới; đối mặt với nhiều loại hình thiên tai và những diễn biến bất thường khác của thời tiết. Từ năm 1999 đến năm 2010, có 88 cơn bão và 60 cơn áp thấp nhiệt đới (ATNĐ) ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến Quảng Ngãi; trong đó ít nhất là năm 2004 có 5 cơn bão và nhiều nhất là năm 2009 có 11 cơn bão và 4 cơn ATNĐ đã ảnh hưởng và gây nên những thiệt hại nă ̣ng nề cho Quảng Ngãi nói chung và ngành nông nghiê ̣p tỉnh nói riêng [19]. Là huyện đảo duy nhất của tỉnh Quảng Ngãi và cũng là huyện đảo tiền tiêu của Tổ quốc - Huyện đảo Lý Sơn có diện tích tự nhiên khoảng 10,32km2, cư dân trên đảo sống chủ yếu dựa nông nghiệp – đánh bắt thủy sản và trồng trọt. Đã từ lâu, Lý Sơn được mệnh danh là Vương quốc tỏi. Tỏi Lý Sơn đã được Cục Sở hữu trí tuệ, Bộ Khoa học và Công nghệ cấp chứng nhận hàng hóa. Vụ sản xuất năm 2013, diện tích đất trồng tỏi trên huyện đảo là 302ha, chiếm 72% diện tích đất có thể sử dụng được cho nông nghiệp trên địa bàn toàn huyện (vụ đông xuân). Sản xuất tỏi là hoạt động kinh tế, đem lại thu nhập cho hơn 35% dân số trên huyện đảo[7]. Với những nét đặc trưng riêng về khí hậu và thổ nhưỡng, tỏi Lý Sơn có những nét riêng biệt rất khác so với các giống tỏi cùng loại. Tỏi và hành là hai trong số 3 cây trồng chủ lực của huyện đảo (cây tỏi, cây ngô và cây hành). Trong đó, tỏi là cây duy nhất được trồng vào vụ Đông – Xuân (trồng từ đầu tháng 11 năm trước và thu hoạch vào khoảng cuối tháng 2 năm sau). Năng suất tỏi 1 phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó các yếu tố thời tiết và khí hậu ảnh hưởng lớn đến năng suất tỏi [1] . Những thách thức của BĐKH đã và đang diễn ra, vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu những tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực trồng trọt trên địa bàn huyện. Đây là cơ sở khoa học để huyện đảo xây dựng kế hoạch và những giải pháp ứng phó với BĐKH trong tương lai. Vì vậy, nghiên cứu “Tác động của biến đổi khí hậu đến lĩnh vực trồng trọt (cây tỏi) ở huyện đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi” là rất cần thiết, làm cơ sở cho việc triển khai thực hiện các giải pháp ứng phó, giảm thiểu các thiệt hại do BĐKH gây ra. Trong nghiên cứu này, tác giả chỉ tập trung đánh giá những tác động của BĐKH đến cây tỏi trên cơ sở kịch bản biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được sự tác động của BĐKH đến việc trồng cây tỏi trong tương lai của huyện đảo Lý Sơn, làm cơ sở khoa học để xây dựng và thực hiện các chính sách, giải pháp ứng phó với BĐKH, phục vụ phát triển bền vững trong bối cảnh BĐKH. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu: Quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây tỏi 3.2. Phạm vi nghiên cứu: - Phạm vi không gian: huyện đảo Lý Sơn. Đề tài tập trung nghiên cứu những tác động của biến đổi khí hậu đến điều kiện cần thiết cho sự phát triển và năng suất cây tỏi. Các yếu tố khí hậu được xem xét bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và một số yếu tố khí tượng khác. - Phạm vi thời gian: Đề tài tiến hành từ tháng 11 năm 2014 đến tháng 10 năm 2015, các số liệu năng suất tỏi hồi cứu từ năm 1995 và số liệu khí tượng từ năm 1985 trở lại đây. 4. Câu hỏi và giả thiết nghiên cứu 4.1. Giả thiết nghiên cứu Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài đã đặt ra các câu hỏi nghiên cứu sau: - Xu hướng BĐKH trong thời gian qua tại Lý Sơn như thế nào? - Nhận định của người dân về vai trò của các yếu tố thời tiết tới năng suất tỏi như thế nào? - Mối tương quan giữa năng suất tỏi và các yếu tố thời tiết trong quá khứ và hiện tại? 2 - BĐKH sẽ gây ra những thách thức cho quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất tỏi ở huyện đảo Lý Sơn như thế nào? - Những giải pháp nào có thể được áp dụng nhằm thích ứng với BĐKH trong quá trình trồng tỏi ở Lý Sơn? 4.2. Giả thiết nghiên cứu Biến đổi khí hậu tác động đến các điều kiện cần thiết để trồng và ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất tỏi được trồng tại huyện đảo Lý Sơn. 5. Dự kiến đóng góp của đề tài Tìm ra được mối tương quan giữa các yếu tố thời tiết và năng suất tỏi hàng năm để nông dân chủ động can thiệp trong một số trường hợp nhằm nâng cao năng suất tỏi. 6. Bố cục của đề tài Bên cạnh các phần bắt buộc (mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo), nội dung đề tài được chia làm 3 chương như sau: Chƣơng I: Tổng quan Tổng quan tình hình nghiên cứu về tác động của BĐKH đến nông nghiệp, ngành trồng trọt trên thế giới và trong nước; Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến cây tỏi và địa bàn huyện đảo Lý Sơn; Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu. Chƣơng II: Phương pháp nghiên cứu và số liệu Cách tiếp cận về đánh giá tác động của BĐKH và tác động của BĐKH tới nông nghiệp; Những phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài; Nguồn số liệu để nghiên cứu. Chƣơng III. Kết quả và thảo luận Những thay đổi của khí hậu trên cơ sở số liệu quan trắc và nhận định của người dân; Mối tương quan giữa các yếu tố thời tiết và năng suất tỏi; Dự báo năng suất tỏi trong tương lai dựa theo các kịch bản phát thải; Định hướng một số giải pháp thích ứng với BĐKH tại địa phương. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan nghiên cứu 1.1.1. Những nghiên cứu về tác động của BĐKH với sản xuất nông nghiệp trên thế giới BĐKH sẽ gây ảnh hưởng lớn đối với sản xuất nông nghiệp ở các vùng sinh thái. Nhiều nghiên cứu đã bắt đầu từ các thành phần khí hậu và chủ yếu xuất phát từ sự ấm lên của trái đất [26, 27]. Các nghiên cứu này thể hiện ở các khía cạnh sau: - Nhiệt độ tăng sẽ ảnh hưởng đến khả năng phát triển của cây trồng, vật nuôi làm thay đổi về năng suất và sản lượng; - Nhiệt độ tăng làm suy giảm tài nguyên nước, nhiều vùng không có nước và không thể tiếp tục canh tác, khiến diện tích canh tác bị suy giảm; - Nhiệt độ tăng làm cho băng tan, dẫn đến nhiều vùng đất bị xâm lấn và ngập mặn, không thể 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 đa dạng sinh học, làm mất cân bằng sinh thái, đặc biệt là các loại thiên địch và ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây trồng và phát sinh dịch bệnh; - Các hiện tượng thời tiết cực đoan, không theo quy luật như bão sớm, bão muộn, mưa không đúng mùa sẽ gây khó khăn cho việc bố trí cơ cấu mùa vụ và gây thiệt hại về kinh tế,... Từ các kết quả nghiên cứu được tổng hợp ở trên cho thấy, tác động của BĐKH đến nông nghiệp là tương đối rõ ràng và đều xuất phát từ các thay đổi trong hệ thống khí hậu. Việc giảm thiểu các tác động ở 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. 1.1.2. Những nghiên cứu về tác động của BĐKH tới nông nghiệp tại Việt Nam Cũng giống như các nước trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu và chỉ ra những tác động của BĐKH tới ngành nông nghiệp bao gồm: (i) Vấn đề an ninh lương thực không được đảm bảo do suy giảm năng suất cây trồng [4]; (ii) Thay đổi nguồn nước do nhiều vùng bị cạn kiệt nhưng nhiều vùng lại bị ngập lụt, nước biển dâng [13]; (iii) Ảnh hưởng đến hệ sinh thái như mất cân bằng, suy giảm đa dạng sinh học; (iv) Hiện tượng thời tiết cực đoan khó dự báo; Rủi ro và các thay đổi khác như thiệt hại đến cơ sở hạ tầng [14],… 4 Sản xuất nông nghiệp chịu chi phối và nhạy cảm với sự thay đổi về điều kiện thời tiết khí hậu. Do vậy những thay đổi về điều kiện thời tiết khí hậu sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến cơ cấu mùa vụ, khả năng tích lũy quang hợp và vì thế sẽ làm thay đổi năng suất cây trồng theo hướng bất lợi, làm gia tăng chi phí đầu tư [12]. Hơn thế nữa, nước biển dâng, mưa bất thường sẽ gây nên tình trạng ngập lụt cục bộ và xâm lấn mặn được coi là nguyên nhân gây mất tới 2 triệu ha trong tổng số 4 triệu ha đất trồng lúa, an ninh lương thực sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng [4] . BĐKH làm thay đổi điều kiện sinh sống của các loài thiên địch; do vậy sẽ làm gia tăng dịch bệnh như vàng lùn, rầy nâu, lùn xoắn lá,… gây thiệt hại lớn cho năng suất và chi phí sản xuất [12]. Bảng 1.1 Thiệt hại do thiên tai đối với nông nghiệp tại Việt Nam (1995 – 2007) 3.1 Lĩnh vực nông nghiệp Tất cả các lĩnh vực Năm Triệu đồng Triệu USD Triệu đồng Triệu USD % 1995 58.369,0 4,2 1.129.434,0 82,1 5,2 1996 2.463.861,0 178,5 7.798.410,0 565,1 31,6 1997 1.729.283,0 124,4 7.730.047,0 556,1 22,4 1998 285.216,0 20,4 1.797.249,0 128,4 15,9 1999 564.119,0 40,3 5.427.139,0 387,7 10,4 2000 468,239,0 32,2 5.098.371,0 350,2 9,2 2001 79.485,0 5,5 3.370.222,0 231,5 2,4 2006 954.690,0 61,2 18.565.661,0 1.190,1 5,1 2007 432.615,0 27,7 11.513.916,0 738,1 3,8 Thiệt hại TB/năm 781.764,11 54,9 6.936.716,6 469,9 11,6 Cơ cấu thiệt hại 0.67 1.24 trong GDP (%) Nguồn: Tổng hợp từ nguồn của MARD, 1995-2007 - Theo [5], Việt Nam là một nước nông nghiệp với 75% dân số sống bằng nông nghịệp và 70% lãnh thổ là nông thôn với cuộc sống người dân còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên. Sản xuất nông nghiệp của chúng ta hiện nay còn phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết. Khi nhiệt độ, tính biến động và dị thường của thời tiết và khí hậu tăng sẽ ảnh hưởng rất lớn tới sản xuất nông nghiệp, nhất là trồng trọt. Sự bất thường của chu kỳ sinh khí hậu nông nghiệp không những dẫn tới sự tăng dịch bệnh, dịch hại, giảm sút năng suất của mùa màng, mà còn có thể gây ra các rủi ro 5 nghiêm trọng khác khó lường trước. Sự gia tăng của thiên tai và các hiện tượng cực đoan của thời tiết, khí hậu như bão, lũ lụt, hạn hán, giá rét sẽ ảnh hưởng trực tiếp và mạnh mẽ tới sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy hải sản. Trong thời gian qua, ở nhiều địa phương, mùa màng đã bị mất trắng do thiên tai (lũ lụt và hạn hán). - Theo [22], tác động của BĐKH đến nông nghiệp Việt Nam có thể nhìn nhận ở những mặt sau: + Ảnh hưởng nghiêm trọng đến đất sử dụng cho nông nghiệp: mất diện tích do nước biển dâng; bị tổn thất do các tác động trực tiếp và gián tiếp khác của BĐKH: hạn hán, lũ lụt, sạt lở, hoang mạc hóa,… + BĐKH làm thay đổi tính thích hợp của nền sản xuất nông nghiệp với cơ cấu khí hậu: Sự giảm dần cường độ lạnh trong mùa đông, tăng cường thời gian nắng nóng dẫn đến tình trạng mất dần hoặc triệt tiêu tính phù hợp giữa các tập đoàn cây, con trên các vùng sinh thái; Làm chậm đi quá trình phát triển nền nông nghiệp hiện đại sản xuất hàng hóa và đa dạng hóa cũng như làm biến dạng nền nông nghiệp cổ truyền. Ở mức độ nhất định, BĐKH làm mất đi một số đặc điểm quan trọng của các vùng nông nghiệp ở phía Bắc. + Do tác động của BĐKH, thiên tai ngày càng ảnh hưởng nhiều hơn đến sản xuất nông nghiệp: Thiên tai chủ yếu đối với sản xuất nông nghiệp ngày càng gia tăng trong bối cảnh BĐKH; Hạn hán song hành với xâm nhập mặn trên các sông lớn và vừa. + BĐKH gây nhiều khó khăn cho công tác thủy lợi: Khả năng tiêu thoát nước ra biển giảm đi rõ rệt, mực nước các sông dâng lên, đỉnh lũ tăng thêm, uy hiếp các tuyến đê sông ở các tỉnh phía Bắc, đê bao và bờ bao ở các tỉnh phía Nam; Diện tích ngập úng mở rộng, thời gian ngập úng kéo dài; Nhu cầu tiêu nước và cấp nước gia tăng vượt khả năng đáp ứng của nhiều hệ thống thủy lợi. Mặt khác, dòng chảy lũ gia tăng có khả năng vượt quá các thông số thiết kế hồ, đập, tác động tới an toàn hồ đập và quản lý tài nguyên nước... - Tại một số vùng địa lý và một số nghiên cứu cụ thể, đã nêu ra các tác động của BĐKH như: + BĐKH tại nước ta sẽ dẫn đến hiện tượng mất đất canh tác do nước biển dâng. Ngoài việc mất đất, di dân, các quá trình mặn hóa, phèn hóa cũng sẽ gia tăng làm giảm năng suất và sản lượng cây trồng. Các hiện tượng ngập lụt, hạn hán và bão tố sẽ gia tăng. Nhiều nhà khoa học tính toán và cho thấy năng suất lúa mùa sẽ giảm khoảng 36 6% vào năm 2070 so với giai đoạn 1960-1998. Với lúa xuân thì hậu quả có thể nghiêm trọng hơn, đặc biệt ở miền Bắc và năng suất có thể giảm đến 17% vào năm 2070 còn ở miền Nam có thể giảm đến 8%. Năng suất ngô xuân có thể giảm đến 4% ở miền Trung và 9% ở miền Nam. Trong khi đó tại một số vùng miền Bắc, BĐKH có thể sẽ có tác dụng tốt lên vì năng suất ngô có thể tăng đến 7% [24]. + Theo [6] thì xem xét trên phương diện về sự gia tăng nhiệt độ và hàm lượng CO2 trong thời gian tới cho thấy cơ cấu các loại cây trồng của vùng Tây Nguyên sẽ chưa có gì thay đổi lớn. Các loại cây trồng chủ lực như cà phê, cao su, hồ tiêu, lúa, ngô... vẫn tiếp tục duy trì sản xuất, song cần có những giải pháp canh tác phù hợp để thích ứng với điều kiện mới. Việc gia tăng 1OC một cách từ từ không có ảnh hưởng đáng kể đến nông nghiệp, vì thực vật và động vật có khả năng thích ứng. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ gia tăng đột ngột chỉ trong vài ngày sẽ có ảnh hưởng xấu trầm trọng đến năng suất. BĐKH trước mắt đã gây ra nhiều tác động có hại đối với sản xuất nông lâm nghiệp. Thiên tai, đặc biệt là hạn hán, ngày càng xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng hơn cả về cường độ và quy mô; quy luật phân bố mưa cũng bị thay đổi. - Ở Việt Nam việc nghiên cứu mối quan hệ giữa thời tiết - khí hậu và sự sinh trưởng, phát triển, năng suất của cây trồng đã được quan tâm nghiên cứu ở Tổng cục Khí tượng Thủy văn thông quan các đề tài nghiên cứu như: “Đánh giá điều kiện khí tượng nông nghiệp đối với một số cây trồng chính ở Đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ” của Lê Quang Huỳnh [8]; “Phương pháp tính toán năng suất cây ngô và khoai tây vụ đông ở đồng bằng Bắc Bộ” của Nguyễn Văn Viết [25]; “Nghiên cứu các thành phần cân nước đồng ruộng và ảnh hưởng của nó đến năng suất của cây đậu tương đông ở đồng bằng Bắc Bộ” của tác giả Nguyễn Văn Liêm [9] hay đề tài “Nghiên cứu dự báo năng suất ngô, đậu tương, lạc và xây dựng quy trình giám sát khí tượng nông nghiệp cho 4 cây trồng chính (lúa, ngô, lạc, đậu tương) bằng thông tin mặt đất ở Việt Nam” của Nguyễn Thị Hà và cộng sự [2]. 1.1.3. Một số nghiên cứu về Huyện đảo Lý Sơn + Đề tài “Điều tra, đánh giá hiện trạng các hệ sinh thái xây dựng luận cứ khoa học đề xuất dự án khu bảo tồn thiên nhiên phục vụ du lịch ở vùng biển ven bờ huyện Lý Sơn” do PGS-TS Vũ Thanh Ca và cộng sự thực hiện đã đưa ra những dẫn chứng khoa học về sự đa dạng sinh học rất cao ở Lý Sơn, phù hợp để xây dựng khu bảo tồn 7 biển Lý Sơn; Tiềm năng du lịch biển trên đảo Lý Sơn rất lớn, bao gồm các loại hình du lịch như văn hóa, tâm linh, nghỉ dưỡng. + Đề tài“Nghiên cứu phục tráng giống tỏi ở Lý Sơn” do TS Hồ Huy Cường và cộng sự thực hiện. Đề tài đã đưa ra những chứng cứ khoa học về đặc điểm sinh thái của cây tỏi như: yêu cầu về nhiệt độ thay đổi tùy theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây, giai đoạn củ hình thành tốt từ 17 - 180C và củ chín thuận lợi ở nhiệt độ từ 20 250C. Nhiệt độ ảnh hưởng tới trạng thái ngủ nghỉ của cây tỏi , chất cytokinins nội sinh trong củ tỏi lưu trữ trong các mô sau 8 tuần ở nhiệt độ 40C, tỏi nảy mầm sớm v à nhanh hơn ở nhiệt độ 220C. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy rằng hơn 50% số hộ nông dân cho rằng năng suất tỏi thấp là do diễn biến bất thường của thời tiết do BĐKH gây ra. + Kết quả nghiên cứu của đề tài “Giải pháp kỹ thuật canh tác hành, tỏi trong điều kiện thổ nhưỡng ở Lý Sơn”cho thấy, thay vì dùng đất và cát để làm nền khi trồng, người nông dân phải bón nhiều phân hữu cơ nhằm tăng độ xốp, nâng cao tỷ lệ hạt kết bền trong nước, điều chỉnh độ pH đất trồng tỏi bằng cách sử dụng các loại phân chua sinh lý, bón nhiều kali, lân để tăng nhanh quá trình hình thành củ tỏi, năng suất trong thực nghiệm đạt 90 tạ/ha/vụ trong khi canh tác theo phương thức truyền thống chỉ đạt 60 tạ/ha/vụ. + Đề tài “Nghiên cứu lên men tạo tỏi đen từ tỏi Lý Sơn và đánh giá tác dụng sinh học của sản phẩm tạo ra” do TS Vũ Bình Dương và cộng sự thực hiện. Đề tài nhằm tăng giá trị ứng dụng thương mại của tỏi đen, góp phần chăm sóc sức khỏe và giúp người trồng tỏi nhận được thu nhập xứng đáng. Hiện nay, tỏi Lý Sơn chỉ sử dụng vào mục đích tỏi tươi chưa có sản phẩm ứng dụng giá trị cao. Từ kết quả nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã đề xuất hình thành dự án sản xuất thử nghiệm, bào chế và sản xuất các sản phẩm từ tỏi đen. + Đào Đức Huấn, Lương Nhật Minh tại Hội thảo Chiến lược phát triển Huyện đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi 2014 cho rằng “trong sản xuất nông nghiệp, Lý Sơn không có nhiều thế mạnh về đa dạng hóa sản xuất, thâm canh – tăng vụ, áp dụng khoa học công nghệ, khả năng cạnh tranh so với các khu vực đất liền. Nhưng Lý Sơn lại có những lợi thế về sản vật, về giá trị, chất lượng và lợi thế của nông sản, hành – tỏi Lý Sơn đã trở thành một đặc sản, mang giá trị truyền thống và danh tiếng của huyện đảo. Do vậy, hình ảnh một Lý Sơn với năm ngọn núi nhô cao giữa vùng biển Đông, xen kẽ 8 là những cánh đồng cát trắng sản xuất hành – tỏi sẽ là một biểu tượng, lợi thế để Lý Sơn nâng tầm sản xuất nông nghiệp, xây dựng một sản phẩm du lịch độc đáo và ấn tượng mang tầm cỡ khu vực và quốc tế”. + Theo [11] thì một trong những vấn đề chính, quan trọng trong phát triển Huyện đảo Lý Sơn trong thời gian đến như: Cần đồng bộ và nhất quán trong cơ chế chính sách đặc thù về phát triển hải đảo; Huy động và sử dụng vốn hiệu quả; thúc đẩy sự tham gia của cộng đồng; Giảm nghèo bền vững, tạo nguồn lao động có chất lượng cao; khai thác tài nguyên biể n bề n vững , hạn chế ô nhiễm và sự suy giảm các nguồn lực môi trường, và ứng phó với BĐKH…. 1.2. Tổng quan địa bàn nghiên cứu 1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 1.2.1.1. Vị trí địa lý Cụm đảo Lý Sơn gồm hai đảo - đảo Lớn là Lý Sơn, còn có tên gọi là Cù Lao Ré, Pulo Catah (người Bồ Đào Nha gọi), Ngoại La (người Trung Quốc gọi), và đảo Bé có tên gọi là Cù Lao Bờ Bãi hay hòn Mù Cu [3]. Cụm đảo này có tổng diê ̣n tić h tự nhiên gầ n 10,32 km2 chiều dài đường bờ trên 25km. Đảo lớn nằm ngang hướng gần đông – tây, còn đảo Bé nằm cách đảo Lớn chừng 3km, hướng chếch tây. Huyện đảo Lý Sơn nằm về phía đông tỉnh Quảng Ngãi, cách đất liền 15 hải lý (28km). Toàn bộ lãnh thổ của huyện nằm trong khoảng 15o23.1’N; 109o09.0’E. Huyện đảo Lý Sơn giữ một vị trí chiến lược trên vùng biển phía đông Việt Nam, có tiềm năng về du lịch và những tư liệu quý về Hoàng Sa. Huyện Lý Sơn nằm án ngữ trên tuyến đường biển từ Bắc vào Nam, đồng thời là con đường ra biển Đông của khu vực trọng điểm kinh tế Miền Trung qua cửa khẩu Dung Quất. Vị trí đảo cách đường hàng hải quốc tế 90 hải lý, khoảng cách từ đảo Tri Tôn (thuộc quần đảo Hoàng Sa của Việt Nam) đến đảo Lý Sơn nếu lấy tọa độ (Lý Sơn 15 o23.1’N, 109o09.0’E) từ trong bản tuyên cáo đường cơ sở nội hải của nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam (Declaration on Baseline of Territorial waters, 12 tháng 11 năm 1982) thì vào khoảng 121 hải lý; cách quần đảo Trường Sa khoảng 445 hải lý. Huyện Lý Sơn được tách ra từ huyện Bình Sơn của tỉnh Quảng Ngãi vào năm 1993 theo Quyết định số 337/HĐBT ngày 01/01/1993 của Hội Đồng Bộ Trưởng (nay là Chính Phủ). Huyện được chia làm 3 xã: An Vĩnh (Trung tâm huyện Lỵ thuộc xã An Vĩnh nằm trên đảo Lớn), An Hải (đảo Lớn) và xã An Bình (đảo Bé). Các hòn đảo là 9 vết tích của một núi lửa đã tắt từ thời tiền sử. Tổng chiều dài đường bờ biển là 25km nằm ở vị trí tiền tiêu của Tổ Quốc, nên đảo Lý Sơn có vị trí rất quan trọng trong việc bảo vệ chủ quyền an ninh biển đảo, giữ vững toàn vẹn lãnh thổ và trên biển. 1.2.1.2. Về đất đai Tổng diện tích đất tự nhiên toàn đảo là 1.032ha [18]. Trong đó đất sử dụng được cho nông nghiệp 414ha, chiếm 42,12%. Bình quân đất nông nghiệp là 192m2/người (thấp nhất so với toàn tỉnh). Đất nông nghiệp Lý Sơn thích hợp cho việc trồng hành, tỏi. Đây là sản phẩm nông nghiệp từ lâu đã nổi tiếng trong và ngoài nước và là một trong bốn đặc sản của tỉnh được xác lập kỷ lục Việt Nam. Ngoài ra đất nông nghiệp Lý Sơn có thể trồng ngô, đậu, mè, dưa hấu và một số cây ăn quả khác như đu đủ, chuối….nhưng với quy mô nhỏ chỉ phục vụ cho nhân dân trên đảo. Đặc biệt, đất nông nghiệp ở Lý Sơn không thể trồng lúa. Một số loại đất chính ở Lý Sơn như : - Đất cát ven biển: Toàn huyện có diện tích 42,0ha; chiếm 2,1% diện tích đất tự nhiên, phân bố viền quanh đảo tiếp giáp với mép biển. Loại đất này chủ yếu thích hợp với việc phát triển lâm nghiệp (trồng rừng phòng hộ). - Đất cát biển: Có diện tích 110,0ha; chiếm 11,03% diện tích tự nhiên, tập trung phần lớn ở xã An Vĩnh. Diện tích này được sử dụng chủ yếu làm đất dân cư và cải tạo để sản xuất nông nghiệp. - Đất nâu đỏ trên đá Bazan: Có diện tích 845,0ha; chiếm 84,76% diện tích đất tự nhiên. Đây là nguồn tài nguyên quan trọng của huyện đảo. Trong diện tích đất này có 578ha (chiếm 56,01% so với diện tích đất tự nhiên) có tầng dày trên 100 cm, độ dốc dưới 80, độ màu khá, hàm lượng các chất dinh dưỡng trung bình trở lên, thích hợp cho phát triển nhiều loại cây trồng khác nhau. 1.2.1.3. Điều kiện khí tượng, thủy văn Lý Sơn chịu tác động chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa trên vùng biển nhiệt đới nóng, ẩm và có chế độ mưa trái mùa (từ tháng 8 đến tháng 2 năm sau). Do Lý Sơn là huyện đảo trên biển Đông, lại có vĩ độ thấp, nên chế độ nắng thuộc loại dồi dào nhất trong hệ thống các đảo ven bờ nước ta với tổng số giờ nắng trung bình khoảng 2430,3giờ/năm. Chế độ khí hậu của đảo Lý Sơn phụ thuộc chặt chẽ vùng ven biển từ 10 Đà Nẵng đến Bình Định. So sánh với các vùng khác của Quảng Ngãi thì Đảo Lý Sơn có lượng mưa nhỏ, tổng bức xạ lớn, số ngày mưa ít, số ngày nắng nhiều, ẩm độ không khí cao. Mùa nóng hạn kéo dài 4 tháng, và bắt đầu từ tháng 5 (các tháng 5,6,7,8). Huyện đảo Lý Sơn có mùa mưa lệch pha kéo dài từ tháng 9 đến tháng 2 năm sau, lượng mưa tập trung trong mùa mưa khoảng 71%. Tổng lượng mưa khá lớn vào khoảng 2.260 mm/năm. Tốc độ gió trung bình trên vùng huyện đảo lớn (tháng 6 thấp nhất trung bình vẫn lớn hơn 2m/s) cao nhất là thời kỳ gió mùa Đông Bắc (tháng 10 – tháng 6 năm sau) 5-10m/s, tuy nhiên cũng có lúc lên đến 30-40m/s, chủ yếu trong tháng 10. Tốc độ gió lớn ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, phát triển của hành, tỏi [15]. Bảng 1.2 Một số yếu tố thời tiết tại Huyện đảo Lý Sơn Năm Nhiệt độ trung bình Lƣợng mƣa Độ ẩm trung bình 1984 27,5 1343,4 83,0 1985 27,1 1585,5 85,0 1986 27,1 922,3 84,0 1987 27,3 1455,1 85,0 1988 26,8 1677,3 86,0 1989 28,9 1231,0 87,0 1990 27,3 1284,9 86,0 1991 27,3 1531,9 85,0 1992 28,8 883,3 87,0 1993 27,2 1559,9 85,0 1994 27,5 875,4 85,0 1995 27,1 1385,2 85,0 1996 27,5 1456,0 85,0 1997 28,0 1718,3 83,0 1998 27,4 890,2 86,0 1999 27,2 1370,9 85,0 2000 27,5 1341,8 85,0 2001 27,6 1343,4 86,0 2002 27,3 1464 87,0 11