Luận án tiến sĩ môi trường đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình các bon trong ao nuôi cá thác lác cườm (notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh hậu giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN SO
MÃ SỐ NCS P0716001

ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NI
CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala)
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
MÃ SỐ 62440303

NGƯỜI HƯỚNG DẪN
PGS. TS. Lê Anh Tuấn

NĂM 2022


CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận án này với tựa đề là “ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ
CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus
chitala) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG”, do nghiên cứu sinh Nguyễn Văn So
thực hiện theo sự hướng dẫn của PGS. TS. Lê Anh Tuấn. Luận án đã báo cáo và được
Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ thông qua ngày / / . luận án đã được chỉnh sửa
theo góp ý và được Hội đồng đánh giá luận án xem lại.
Thư ký

Ủy viên

(ký tên)

(ký tên)

Ủy viên

Phản biện 3

(ký tên)

(ký tên)

Phản biện 2

Phản biện 1

(ký tên)

(ký tên)

Người hướng dẫn

Chủ tịch Hội đồng

(ký tên)

(ký tên)

i

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường
và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý Thầy, Cô
và các bạn đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi trong suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Xin kính gửi đến PGS. TS. Lê Anh Tuấn lời cảm ơn chân thành và sâu sắc
nhất, trong những năm qua Thầy đã ân cần hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu bồi dưỡng kiến thức và hoàn
thành luận án.
Tôi gửi lời cảm ơn đến các em Nguyễn Anh Thư và Nguyễn Bảo Tiên đã nhiệt
tình giúp đỡ để tơi hồn thành luận án.
Tơi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Út và anh Hoài Anh là chủ các ao
nuôi cá Thác lác Cườm ở phường VII, thành phố Vị Thanh đã chấp thuận cho tôi bố trí
các thí nghiệm trên các ao ni cá, chia sẻ những thông tin, kinh nghiệm và kỹ thuật
nuôi trong suốt thời gian tơi thực hiện các thí nghiệm và thu mẫu hiện trường.
Tôi cảm ơn các Anh, chị viên chức Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường
Chất lượng Cần Thơ đã hỗ trợ nhiệt tình trong thu và phân tích các mẫu số liệu về khí
nhà kính và chất lượng nước của nghiên cứu này.
Một lần nữa, tôi chân thành cảm ơn gia đình nhất là cha mẹ, vợ, em, bạn và đồng
nghiệp luôn luôn động viên chia sẻ, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tơi
có thể hồn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn!

ii


Tóm tắt
Biến đổi khí hậu tác động ngày càng rõ rệt đến mọi mặt của tự nhiên và xã hội lồi
người, do gia tăng lượng khí nhà kính nhân tạo, trong đó có ni trồng thủy sản. Ni

trồng thủy sản một mặt góp phần tăng tỷ trọng trong cơ cấu kinh tế mỗi địa phương, song
việc nghiên cứu, định lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực này ít được nghiên cứu.
Vì thế, đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá Thác
lác Cườm (Notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được tiến hành. Nghiên
cứu được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2019 tại 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm tại
phường VII, thành phố Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang. Kết quả thấy rằng lượng Carbon
dioxide (CO2) sinh ra từ ao nuôi cá Thác lác Cườm chiếm 99,98%, trong khi khí mê-tan
(CH4) chỉ chiếm 0,02%. Mức phát thải CO2 trung bình là 1.652,67 g/m2/ngày, trong khi
lượng CH4 trung bình là 0,19 g/m2/ngày. Tổng lượng CO2e trung bình ngày từ chu trình
Các bon của ao cá Thác lác Cườm là 1.657,99 gCO2e/m2/ngày. Tính cả năm, tồn tỉnh với
diện tích ni cá Thác lác Cườm hiện (100 ha) sinh 605.166,35 tấn CO2e. Xây dựng được
02 phương trình hồi quy đa biến CO2 có dạng Y (CO2) = 1930.43 + 1564.39 * CH4_Tb210.43 * DO_Tb-2751.82 * TL_Ann-259.51 * TOC_Tb + 4.65 * Alkalinity +12.97 *
Precipitation và CH4 có dạng Y (CH4) = -0.47+0.06 * DO + 1.32 * TL_Eat + 0.06 *
TOC_TB - 0.001 * Alkalinity-0.004 * Precipitation + 0.001 * CO2.
Kết quả mô phỏng thấy rằng mật độ nuôi 35 con/m2 sẽ cho mức phát thải CO2 vừa
phải, cùng với đó cần kiểm sốt các yếu tố chất lượng nước theo mơ hình ao I cho kết
quả tương quan cao (R2 = 0,84). Sau cùng, phân tích SWOT xác định tỉnh Hậu Giang
có điều kiện tự nhiên thuận lợi; năng lực sản xuất, năng suất, sản lượng, chất lượng và
khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngày càng nâng cao; giá thành sản xuất cạnh tranh; thu
nhập của nông dân từ sản xuất nông nghiệp được cải thiện; tỉnh có chiến lược, giải pháp
đồng bộ, dài hạn trong quy hoạch để tăng chuỗi giá trị; quan tâm nhiều hơn đến công
tác bảo vệ môi trường nuôi trồng thủy sản. Tóm lại, nghiên cứu định lượng được mức
phát sinh khí nhà kính từ việc ni cá Thác lác Cườm trên ao đất. Bằng mơ hình tốn
Stella giúp xác định rõ nguồn gốc, cơ chế hình thành, phát sinh và khả năng làm giảm
khí nhà kính thơng qua chu trình Các bon trong ao ni cá. Nghiên cứu làm cơ sở cho
các nhà quản lý quan tâm đúng mức đến lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và khả năng phát
triển bền vững ngành ni cá Thác lác Cườm.
Từ khóa: Cá Thác lác Cườm, Chu trình Các bon, Hệ thống thơng tin địa lý, Khí
nhà kính, Phát triển bền vững

iii


Abstract
Climate change impacts more and more clearly on all aspects of nature and human
society, due to the increase in the amount of man-made greenhouse gases, including
aquaculture. On the one hand, aquaculture contributes to increasing the proportion in the
economic structure of each locality, but the research and quantification of greenhouse gas
emissions in this field is rarely studied. Therefore, the topic "Assessment of greenhouse gas
emissions from the Carbon cycle in the ponds of Notopterus chitala in Hau Giang province"
was conducted. The study was carried out from April to October 2019 in 3 fish ponds of
Notopterus chitala in Ward VII, Vi Thanh City, Hau Giang Province. The results showed that
the amount of Carbon dioxide (CO2) generated the ponds of Notopterus chitala accounted for
99.98%, while methane (CH4) accounted for only 0.02%. The average CO2 emission was
1,652.67 g/m2/day, while the average CH4 was 0.19 g/m2/day. The average total daily CO2e
from carbon cycle of the Notopterus chitala pond is 1,657.99 gCO2e/m2/day. For the whole
year, the whole province with the area of Notopterus chitala farming now (100 ha) produces
605,166.35 tons of CO2e. Two multiple equations were created of the form Y (CO2) = 1930.43
+ 1564.39 * CH4_Tb-210.43 * DO_Tb-2751.82 * TL_Ann-259.51 * TOC_Tb + 4.65 *
Alkalinity +12.97 * Precipitation and CH4 have the form Y (CH4) = -0.47+0.06 * DO + 1.32 *
TL_Eat + 0.06 * TOC_TB - 0.001 * Alkalinity-0.004 * Precipitation + 0.001 * CO2. In addition,
the research has built a database and thematic maps for the management of regions, objects and
types of farming by GIS; make updating, managing and retrieving data easy and accurate. In
addition, the study using Stella 8.0 determined that the factors of feed intake, stocking density,
amount of lime powder used, amount of water pumped in and out of the pond and oxidation
processes of organic matter play a decisive role to determine amount CO2 and CH4 generation
in the ponds of Notopterus chitala.
The simulation results show that the stocking density of 35 fish/m2 will give a
moderate level of CO2 emissions, along with the need to control water quality factors
according to the pond I model for high correlation results (R2 = 0.84). Finally, the SWOT

analysis identifies Hau Giang province with favorable natural conditions; production
capacity, productivity, output, quality and science and technology into production are
increasingly improved; competitive production cost; farmers' income from agricultural
production is improved; the province has a synchronous and long-term strategy and solution
in the planning to increase the value chain; pay more attention to the environmental
protection of aquaculture. In summary, the study quantifies the level of greenhouse gas
emissions from raising Notopterus chitala in earthen ponds. By mathematical model Stella
helps to clearly identify the origin, mechanism of formation, generation and ability to reduce
greenhouse gas through the carbon cycle in fish ponds. The research serves as a basis for
managers to pay attention to the aquaculture sector and the possibility of sustainable
development of Notopterus chitala fish farming industry.

Keywords: Notopterus chitala, Carbon cycle, Geographical information system,
Greenhouse gases, Sustainable development
iv



MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU ........................................................................................1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................................ 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................. 2
1.2.1 Mục tiêu chung .................................................................................................................. 2
1.2.2 Những mục tiêu cụ thể....................................................................................................... 2
1.3 Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................................. 2
1.4 Ý nghĩa nghiên cứu............................................................................................................... 3
1.4.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................................... 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................................... 3
1.5 Những đóng góp mới của luận án......................................................................................... 3
1.6 Câu hỏi nghiên cứu ............................................................................................................... 3
1.7 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................................ 3
1.8 Giới hạn của nghiên cứu ....................................................................................................... 4

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU....................................................................5

2.1 Những khái niệm biến đổi khí hậu, khí nhà kính, chu trình Các bon và mơ hình tốn ........ 5
2.1.1 Biến đổi khí hậu, kịch bản biến đổi khí hậu và Cơng ước khí hậu .................................... 5
2.1.2 Khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, Các bon, các-bo-nic, chu trình Các bon, mê-tan, phát
thải và phát triển bền vững ......................................................................................................... 5
2.1.3 Động học hệ thống, mơ hình và mơ hình tốn................................................................... 9
2.2 Hoạt động ni thuỷ sản và các vấn đề mơi trường ........................................................... 10
2.3 Tình hình nghiên cứu khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính từ ao ni thủy
sản ở ngồi nước ....................................................................................................................... 12
2.4 Nghiên cứu về khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính trong nơng nghiệp và
thủy sản ở trong nước ............................................................................................................... 17
2.5 Những nghiên cứu về chu trình Các bon của ao thuỷ sản .................................................. 21
2.6 Tổng quan ứng dụng mơ hình tốn và Stella trong nghiên cứu khoa học môi trường ....... 25
2.7 Tổng quan vùng nghiên cứu ............................................................................................... 28
2.7.1 Vị trí địa lý tỉnh Hậu Giang ............................................................................................. 28
2.7.2 Điều kiện tự nhiên và tác động của biến đổi khí hậu ...................................................... 29
2.8 Tổng quan đặc điểm hình thái, dinh dưỡng, sinh trưởng và sự phân bố của cá Thác lác Cườm
.................................................................................................................................................. 33
2.8.1 Phân loại .......................................................................................................................... 33
vi

2.8.2 Đặc điểm hình thái........................................................................................................... 33
2.8.3 Đặc điểm dinh dưỡng ...................................................................................................... 34
2.8.4 Sự phân bố ....................................................................................................................... 34
2.8.5 Đặc điểm sinh trưởng ...................................................................................................... 35
2.9 Tình hình ni thủy sản và cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang ............................................. 35
2.9.1 Tình hình nuôi thủy sản trên địa bàn tỉnh ........................................................................ 35
2.9.2 Thực trạng nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh ở Hậu Giang .......................................... 37
2.10 Các nghiên cứu giảm phát thải khí nhà kính, định hướng giảm phát thải khí nhà kính trong
nông nghiệp và thuỷ sản ở Hậu Giang ..................................................................................... 38
2.11 Lý thuyết về phát triển bền vững nuôi cá Thác lác Cườm ............................................... 39

CHƯƠNG 3:

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................41

3.1 Phạm vi, phương tiện nghiên cứu ....................................................................................... 41
3.1.1 Phạm vi và quy trình nghiên cứu ..................................................................................... 41
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị, phương tiện nghiên cứu ...................................................................... 41
3.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 45
3.2.1 Phương pháp thu thập, điều tra, thống kê, xử lý dữ liệu và xây dựng bản đồ chuyên đề 45
3.2.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp, điều tra, phỏng vấn và xử lý số liệu thống kê ...................... 45
3.2.1.2 Phương pháp thành lập các bản đồ chuyên đề bằng MapInfo ...................................... 47
3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm, thu mẫu và phân tích mẫu CO2, CH4, các chỉ tiêu chất
lượng nước và yếu tố môi trường ............................................................................................. 48
3.2.2.1 Bố trí thí nghiệm, thời gian, các giá trị, dụng cụ .......................................................... 48
3.2.2.2 Phương pháp thu và phân tích mẫu khí, mẫu nước ...................................................... 51
3.2.3 Phương pháp xây dựng mơ hình tốn .............................................................................. 54
3.2.3.1 Sơ đồ thực hiện mơ hình tốn Stella ............................................................................. 54
3.2.3.2 Chu trình trao đổi các-bo-nic trên ao thuỷ sản ............................................................. 55

3.2.3.3 Các tiến trình diễn ra trên ao cá Thác lác Cườm và những công thức được sử dụng trong
nghiên cứu ................................................................................................................................ 55
3.2.3.4 Dữ liệu về các yếu tố khác ảnh hưởng đến Các bon đầu vào ao nuôi cá Thác lác Cườm
.................................................................................................................................................. 58
3.2.3.5 Dữ liệu về các yếu tố gây mất CO2 trong ao cá ............................................................ 58
3.2.3.6 Sử dụng phần mềm Stella 8.0 để xây dựng lưu đồ và thiết lập phương trình tốn ...... 59
3.2.3.7 Phương pháp kiểm định, hiệu chỉnh mơ hình ............................................................... 61

vii


3.2.4 Áp dụng phương pháp phân tích SWOT xác định hướng phát triển ngành nuôi cá Thác
lác Cườm theo hướng bền vững ............................................................................................... 62
3.2.5 Một số phương pháp khác được sử dụng trong nghiên cứu ............................................ 63

CHƯƠNG 4:

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................64

4.1 Hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang ............................................................... 64
4.1.1 Sự phân bố theo diện tích nuôi cá Thác lác Cườm ở các huyện, thị xã và thành phố ..... 64
4.1.2 Lợi nhuận từ nuôi cá Thác lác Cườm .............................................................................. 64
4.1.3 Sự phân bố theo quy mô hộ nuôi cá Thác lác Cườm....................................................... 65
4.1.4 Kết quả khảo sát về giới tính, độ tuổi lao động, trình độ, nhân khẩu và lao động tham gia
nuôi cá Thác lác Cườm ............................................................................................................. 67
4.1.4.1 Tỷ lệ giới tính và độ tuổi lao động ............................................................................... 67
4.1.4.2 Về trình độ học vấn ...................................................................................................... 67
4.1.4.3 Về nhân khẩu và lao động ............................................................................................ 68
4.2 Định lượng phát thải khí nhà kính trên ao cá Thác lác Cườm............................................ 68
4.2.1 Theo diện tích và sản lượng thủy sản .............................................................................. 68

4.2.2 Lượng phát thải khí nhà kính từ ao nuôi cá Thác lác Cườm theo công thức IPCC......... 71
4.2.3 Tiềm năng ấm lên toàn cầu (GWP) ................................................................................. 71
4.2.3.1 Tiềm năng ấm lên toàn cầu (GWP) trên ao ni thủy sản tồn tỉnh............................. 71
4.2.3.2 Tiềm năng ấm lên toàn cầu phân bố theo các huyện, thị xã và thành phố trên địa bàn
tỉnh ............................................................................................................................................ 73
4.2.4 Biến động của các yếu tố môi trường nước trên ao cá Thác lác Cườm........................... 75
4.2.4.1 Biến động nhiệt độ........................................................................................................ 75
4.2.4.2 Biến động độ pH ........................................................................................................... 76
4.2.4.3 Biến động Oxy hòa tan (DO)........................................................................................ 78
4.2.4.4 Biến động Tổng độ kiềm .............................................................................................. 79
4.2.4.5 Độ dẫn điện (EC) .......................................................................................................... 81
4.2.4.6 Biến động nhu cầu oxy hóa học (COD) ....................................................................... 81
4.2.4.7 Biến động nhu cầu oxy sinh học (BOD5) ..................................................................... 82
4.2.4.8 Biến động tổng Các bon (TOC).................................................................................... 84
4.2.4.9 Biến động Phytoplankton ............................................................................................. 85
4.2.4.10 Lượng thức ăn mỗi ao nuôi cá Thác lác Cườm .......................................................... 86
4.2.5 Biến động về lượng khí CO2 và CH4 ............................................................................... 87
viii


4.2.5.1 Biến động về phát thải khí CO2 .................................................................................... 87
4.2.5.2 Biến động về phát thải khí CH4 .................................................................................... 88
4.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng sự phát thải CO2 và CH4 trên ao nuôi cá Thác lác Cườm ........... 90
4.2.6.1 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CO2 ................................................................. 90
4.2.6.2 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến CH4 ................................................................. 93
4.2.7 Phương trình hồi quy đa biến CO2 và CH4 trên ao nuôi cá Thác lác Cườm ................... 95
4.2.7.1 Phương trình hồi quy đa biến CO2 với các yếu tố ảnh hưởng ...................................... 95
4.2.7.2 Phương trình hồi quy đa biến CH4 với các yếu tố ảnh hưởng ...................................... 97
4.3 Kết quả ứng dụng mơ hình Stella 8.0 dự báo sự phát thải khí CO2 trên ao cá Thác lác Cườm
.................................................................................................................................................. 99

4.3.1 Các yếu tố thể hiện trong lưu đồ động thái CO2 ao nuôi cá Thác lác Cườm................... 99
4.3.2 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm ..................................... 100
4.3.2.1 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm I (ao I) ...................... 100
4.3.2.2 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm II (ao II).................... 101
4.3.2.3 Kết quả mô phỏng và thực đo trên ao nuôi cá Thác lác Cườm III (ao III) ................. 103
4.3.3 Phân tích độ nhạy của các mơ hình đã thiết lập............................................................. 105
4.3.4 So sánh sự tương quan giữa mô hình và thực đo........................................................... 106
4.4 Các yếu tố phát triển bền vững lĩnh vực nuôi cá Thác lác Cườm .................................... 108
4.4.1 Khía cạnh lợi ích kinh tế từ các mơ hình cá Thác lác Cườm ........................................ 108
4.4.2 Yếu tố xã hội của nuôi cá Thác lác Cườm..................................................................... 111
4.4.3 Các tác động về môi trường của nuôi cá Thác lác Cườm.............................................. 113
4.4.4 Phân tích SWOT đối với việc ni cá Thác lác Cườm ................................................. 115
4.4.4.1 Điểm mạnh (Strengths)............................................................................................... 115
4.4.4.2 Điểm yếu (Weaknesses) ............................................................................................. 116
4.4.4.3 Cơ hội (Opportunities)................................................................................................ 116
4.4.4.4 Thách thức (Threats) .................................................................................................. 116
4.4.5 Khuyến nghị giải pháp phát triển bền vững ngành nuôi cá Thác lác Cườm ................. 117
4.4.6 Khuyến nghị với công tác quản lý ở địa phương liên quan đến sự phát triển ngành nuôi cá
Thác lác Cườm ....................................................................................................................... 118

CHƯƠNG 5:

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................121

5.1 Kết luận ............................................................................................................................ 121
5.2 Đề nghị ............................................................................................................................. 122
ix


TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................124

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ...................................................143
PHỤ LỤC

I

Phụ lục 1. Thơng tin tính phát thải theo diện tích và đối tượng ni ..........................................I
Phụ lục 1a. Bảng thơng tin tính tốn ...........................................................................................I
Phụ lục 1b. Lượng phát thải theo diện tích và sản lượng ............................................................I
Phụ lục 1c. Tính phát thải cho năm 2019 .................................................................................. II
Phụ lục 1d. Tính phát thải KNK theo đối tượng ni ............................................................... II
Phụ lục 2. Tổng hợp kết quả thu, phân tích mẫu và phân tích dữ liệu bằng SPSS 22 tại các ao
nuôi cá Thác lác Cườm .............................................................................................................. V
Phụ lục 2a. Bảng số liệu đo thực tế trên các ao nuôi cá Thác lác Cườm .................................. VI
Phụ lục 2b. Bảng thống kê mô tả các yếu tố môi trường....................................................... VIII
Phụ lục 2c. Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao I ............................... X
Phụ lục 2d. Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao II .......................... XIII
Phụ lục 2e. Bảng thống kê sự tương quan của các yếu tố môi trường ao III....................... XVII
Phụ lục 3. Dữ liệu nhập vào MapInfo ................................................................................... XXI
Phụ lục 3a. Bảng thông tin dữ liệu GIS ................................................................................. XXI
Phụ lục 3b. Bảng thông tin dữ liệu GIS.............................................................................. XXIII
Phụ lục 3c. Bảng thông tin dữ liệu GIS ........................................................................... XXVIII
Phụ lục 4. Các cơng thức tốn được thiết lập trong mơ hình ............................................XXXII
Phụ lục 4a (Ao I) ...............................................................................................................XXXII
Phụ lục 4b (Ao II) ............................................................................................................. XXXV
Phụ lục 4c (Ao III) .......................................................................................................... XXXVII
Phụ lục 5. Kết quả chạy mơ hình Stella trên 3 ao....................................................................XL
Phụ lục 5a. Kết quả chạy mơ hình Stella trên Ao II ................................................................XL
Phụ lục 5b. Kết quả chạy mơ hình Stella trên Ao II ........................................................... XLIX
Phụ lục 5c. Kết quả chạy mơ hình Stella trên Ao III ............................................................ LVII
Phụ lục 6. Những hình ảnh thu mẫu hiện trường .................................................................. - 1 -

x


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Biên độ dao động CO2 khí quyển trung bình tháng từ năm 2016 đến năm 2020 và nồng
độ CO2 trong khí quyển từ năm 1958 đến năm 2020 tại trạm Mauna Loa, Hawaii [67] .............. 7
Hình 2.2: Chu trình Các bon trên trái đất gồm các bể chứa và phát thải [78] ............................... 8
Hình 2.3: Bản đồ hành chính tỉnh Hậu Giang [146] ..................................................................... 29
Hình 2.4: Các vùng địa hình của tỉnh [152] .................................................................................. 30
Hình 2.5: Cá Thác lác Cườm trưởng thành [155] ......................................................................... 33
Hình 3.1: Sơ đồ thể hiện quy trình nghiên cứu ............................................................................. 41
Hình 3.2: Buồng nổi (Chamber) gom khí CO2 và CH4 trên ao cá Thác lác Cườm ..................... 42
Hình 3.3: Các bước tiến hành điều tra, khảo sát nông hộ nuôi cá TLC ....................................... 46
Hình 3.4: Giao diện nhập dữ liệu Table trong MapInfo 15. ......................................................... 48
Hình 3.5: Sơ đồ vị trí các ao Thác lác Cườm thí nghiệm ............................................................. 49
Hình 3.6: Sơ đồ bố trí lấy mẫu khí CO2 và CH4 trên ao ni cá Thác lác Cườm........................ 50
Hình 3.7: Sơ đồ các bước thực hiện mô phỏng động thái CO2 trên ao cá Thác lác Cườm ......... 54
Hình 3.8: Sơ đồ minh họa sự trao đổi các-bo-nic trên ao cá Thác lác Cườm .............................. 55
Hình 3.9: Lưu đồ thể hiện chu trình Các bon trong ao ni cá Thác lác Cườm .......................... 60
Hình 4.1: Bản đồ vùng ni theo diện tích của từng huyện, thị xã và thành phố ........................ 64
Hình 4.2: Bản đồ về lợi nhuận của các hộ ni cá Thác lác Cườm ............................................. 65
Hình 4.3: Bản đồ phân bố hộ nuôi cá Thác lác Cườm trên địa bàn tỉnh ...................................... 67
Hình 4.4: Tiềm năng ấm lên tồn cầu theo diện tích ni thuỷ sản ở Hậu Giang từ năm 2015 đến
năm 2019 ........................................................................................................................................ 69
Hình 4.5: Sản lượng thủy sản với tổng GWP tấn CO2e từ năm 2015 đến năm 2019 .................. 70
Hình 4.6: Cơ cấu GWP các loại thủy sản trên địa bàn tỉnh Hậu Giang năm 2019 ...................... 71
Hình 4.7: Cơ cấu GWP các loại thủy sản theo huyện, thị xã và thành phố trên địa bàn tỉnh Hậu
Giang năm 2019 ............................................................................................................................. 73
Hình 4.8: Biến động nhiệt độ tại 3 ao cá TLC quan sát ............................................................... 76

Hình 4.9: Biến động độ pH trên 3 ao cá TLC quan sát ................................................................ 77
Hình 4.10: Biến động DO trên 3 ao cá TLC quan sát .................................................................. 78
Hình 4.11: Biến động tổng độ kiềm tại 3 ao cá TLC quan sát ..................................................... 80
Hình 4.12: Biến động hàm lượng COD tại 3 ao cá TLC quan sát ............................................... 82
Hình 4.13: Biến động hàm lượng BOD tại 3 ao cá TLC quan sát ............................................... 83
Hình 4.14: Biến động hàm lượng TOC tại 3 ao cá TLC quan sát ................................................ 85
xi


Hình 4.15: Mức phát thải khí CO2 theo thời gian ni cá Thác lác Cườm.................................. 88
Hình 4.16: Mức phát thải khí CH4 theo thời gian ni cá Thác lác Cườm .................................. 89
Hình 4.17: Độ tương quan giữa quan sát và kỳ vọng của phương trình hồi quy CO2................. 97
Hình 4.18: Độ tương quan giữa quan sát và kỳ vọng của phương trình hồi quy CH4................. 99
Hình 4.19: Sơ đồ động thái CO2 trên ao nuôi lát cườm I bằng phần mềm Stella 8.0................ 100
Hình 4.20: So sánh mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao I .................................... 101
Hình 4.21: Tương quan giữa mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao I ..................... 101
Hình 4.22: Lưu đồ động thái CO2 ao cá Thác lác Cườm II ........................................................ 102
Hình 4.23: So sánh mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao II ................................... 103
Hình 4.24: Tương quan giữa mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao II.................... 103
Hình 4.25: Lưu đồ chu trình CO2 trên ao cá Thác lác Cườm III ................................................ 104
Hình 4.26: So sánh mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao III.................................. 104
Hình 4.27: Tương quan giữa mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 trên ao III .................. 105
Hình 4.28: Độ nhạy của các mơ hình biến động CO2................................................................. 105
Hình 4.29: So sánh sự tương quan giữa mơ hình và thực đo về sự biến động CO2 của 3 ao .... 106
Hình 4.30: Tập huấn về kỹ thuật ni và phịng bệnh cho cá TLC (a); kinh nghiệm, kết hợp kinh
nghiệm, chuyên ngành và tập huấn (b) ....................................................................................... 112

xii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: So sánh những phương pháp đo đạc, tính phát thải khí nhà kính................................ 20
Bảng 2.2: Độ mặn cao nhất trên địa bàn tỉnh Hậu Giang từ năm 2011 đến năm 2020 (‰) ....... 31
Bảng 2.3: So sánh diện tích và sản lượng cá Thác lác Cườm với các loại thủy sản khác trên địa
bàn tỉnh Hậu Giang ........................................................................................................................ 36
Bảng 3.1: Các giá trị, phương pháp thực hiện .............................................................................. 50
Bảng 3.2: Các giá trị trung bình của ao I, II và III........................................................................ 59
Bảng 3.3: Các giá trị đầu vào trong mơ hình Stella ...................................................................... 61
Bảng 4.1: Diện tích, số hộ ni cá Thác lác Cườm được khảo sát năm 2017 ............................. 66
Bảng 4.2: Thống kê mô tả nhiệt độ nước trên 3 ao cá Thác lác Cườm (°C) ................................. 75
Bảng 4.3: Thống kê mô tả giá trị pH trên 3 ao cá Thác lác Cườm .............................................. 77
Bảng 4.4: Thống kê mô tả nồng độ DO trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) ............................. 78
Bảng 4.5: Thống kê mô tả tổng độ kiềm trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L CaCO3) ............... 80
Bảng 4.6: Thống kê mô tả độ dẫn điện (EC) trên 3 ao cá Thác lác Cườm (µS/cm).................... 81
Bảng 4.7: Thống kê mơ tả nồng độ COD trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) .......................... 81
Bảng 4.8: Thống kê mô tả nồng độ BOD5 trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) ......................... 83
Bảng 4.9: Thống kê mô tả tổng Các bon (TOC) trên 3 ao cá Thác lác Cườm (mg/L) ................ 84
Bảng 4.10: Thống kê mô tả lượng thức ăn trên 3 ao cá Thác lác Cườm (kg/ngày) .................... 87
Bảng 4.11: Hệ số tương quan (R2) giữa CO2 với các giá trị được khảo sát ................................. 91
Bảng 4.12: Hệ số tương quan (R2) giữa CH4 với các giá trị được khảo sát ................................. 93
Bảng 4.13: Tổng hợp mơ hình hồi quy, tương quan CO2b với các biến độc lậpa......................... 96
Bảng 4.14: Phân tích ANOVA mơ hình hồi quy, tương quan CO2a với các biến độc lậpb ......... 96
Bảng 4.15: Hệ số mô hình hồi quy, tương quan CO2a với các biến độc lậpb ............................... 96
Bảng 4.16: Tổng hợp mơ hình hồi quy, tương quan CH4b với các biến độc lậpa ........................ 97
Bảng 4.17: Tổng hợp ANOVA mơ hình hồi quy, tương quan CH4a với các biến phụ thuộcb .... 98
Bảng 4.18: Tổng hợp các hệ số mơ hình hồi quy, tương quan CH4a với các biến phụ thuộcb .... 98
Bảng 4.19: So sánh hiệu quả kinh tế của mơ hình ni cá Thác lác Cườm trong ao đất và trong
vèo ................................................................................................................................................ 108
Bảng 4.20: So sánh hiệu quả kinh tế của mơ hình nuôi cá Thác lác Cườm trong ao đất và trong
vèo giữa các huyện, thị xã và thành phố ..................................................................................... 109

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AOM

Anaerobic Oxidization of Methane (Oxy hóa kỵ khí của mê-tan)

AWD

Advanced wet dry (Kỹ thuật tưới ngập khơ xen kẽ)

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BOD

Biochemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy sinh học)

CFC

CloroFluoroCarbon (khí clo-rua-flo-rơ-Các bon)

CHC

Chất hữu cơ

CH4

Methane (khí mê-tan)

CO2

Carbon dioxide (khí các-bo-nic)

CO2e

Carbon dioxide equivalent (khí các-bo-nic tương đương)

COD

Chemical Oxygen Demand (nhu cầu oxy hóa học)

COP

Conference Of Parties (Hội nghị các bên)

CTR

Chất thải rắn

DIC

Dissolved Inorganic Carbon (Các bon vô cơ hịa tan)

DNDC

DeNitrification-DeComposition (sự phân hủy ni-trít-sự phân hủy hữu

cơ)

DO

Dissolved Oxygen (oxy hòa tan)

DOC

Dissolved Organic Carbon (Các bon hữu cơ hòa tan)

ĐBSCL

Đồng bằng sơng Cửu Long

ĐVT

Đơn vị tính

ER

Ecological Respiration (hơ hấp sinh thái)

EVFTA

European Union and Vietnam Free Trade Agreement (Hiệp định
Thương mại Tự do giữa Việt Nam và Liên minh châu Âu)

FTA

Free Trade Agreement (Hiệp định Thương mại Tự do)

GDP

Gross domestic product (tổng sản phẩm quốc nội)

Global
GAP

Global Good Agricultural Practice (Thực hành nơng nghiệp tốt tồn
cầu)

GWP

Global warm potential (tiềm năng ấm lên toàn cầu)

GOSAT

Greenhouse Gases Observing Satellite (vệ tinh quan sát sự thay đổi các
khí nhà kính trong bầu khí quyển)

GPP

Gross primary production (sản xuất sơ cấp)
xiv


HTX

Hợp tác xã

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change (Uỷ ban Liên Chính phủ
về Biến đổi Khí hậu)

KNK

Khí nhà kính

ME

Methane emission (phát sinh mê-tan)

MONRE

Ministry of Natural Resources and Environment (Bộ Tài nguyên và
Môi trường)

NTTS

Nuôi trồng thuỷ sản

NOAA

National Oceanic & Atmospheric Administration (Cơ quan Đại dương
và Khí quyển Quốc gia)

N2O

Nitrous oxide (khí Ni-tơ-ơ-xít)

NH3

Ammonia (khí a-mo-ni-ác)

O3

Ozone (ơ-zon)

OC

Organic carbon (Các bon hữu cơ)

PAC

Poly Aluminium Chloride (chất keo tụ, [Al2(OH)nCl6-n]m)

POC

Particular organic carbon (hạt Các bon hữu cơ)

PPM

part per million (một phần triệu)

PTBV

Phát triển bền vững

SDC

Semi-dry (bán khô)

SWD

Semi-dry-wet (ngập cạn và khô)

TLC

Thác lác Cườm

TOC

Total organic carbon (tổng Các bon hữu cơ)

UNFCCC

United Nations Framework Convention on Climate Change (Cơng ước
Khung của Liên Hợp quốc về Biến đổi khí hậu)

xv


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Việc nghiên cứu, đánh giá phát thải KNK trên thế giới tập trung ở các lĩnh vực
năng lượng, công nghiệp, sử dụng đất, canh tác nông nghiệp, lâm nghiệp nhưng lĩnh vực
ni trồng thủy sản (NTTS) ít được quan tâm, mặc dù lĩnh vực này có những minh
chứng về mức phát thải làm tăng sự ấm lên toàn cầu, ở các dạng khí CO2, CH4 và N2O
[1]. Tuy NTTS có tỉ trọng phát thải không cao như công nghiệp, dịch vụ nhưng cần được

quan tâm nghiên cứu đánh giá sự phát thải này và có giải pháp giảm thiểu [2]. Dự báo
trong thời gian tới cán cân tỉ trọng NTTS gây phát thải KNK sẽ tăng, trong khi nguồn
thải từ nhiên liệu hoá thạch đang được các nước cam kết giảm mạnh tại COP26 [3, 4].
Bên cạnh đó, IPCC [5] nhận định rằng nuôi trồng thủy sản là nguồn nhân tạo quan trọng
làm tăng nồng độ KNK, sự đóng góp này không được đánh giá hoặc chưa được kiểm kê
KNK ở phạm vi quốc gia. FAO [6] dự báo sản xuất thủy sản tồn cầu tiếp tục tăng theo
quy mơ dân số, với sản lượng thủy sản hơn 90 triệu tấn; mức phát thải KNK sẽ tăng trên
quy mơ tồn cầu [7, 8]. Tuy ni trồng thuỷ sản có mức phát thải khác nhau ở các loại
hình canh tác nhưng KNK sẽ tích lũy nồng độ trong khí quyển [9-12]. Phần lớn những
đánh giá được thực hiện dựa trên sự tính toán gián tiếp hoặc dựa trên các hệ số mặc định
của IPCC đã công bố, dẫn đến những chênh lệch lớn so với thực tiễn phát thải KNK [1316]. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu phát thải khí nhà kính có những cơng trình đã cơng
bố, đáng chú ý, bao gồm: Trịnh và ctv. [17, 18] nghiên cứu phát thải trên lúa nước và
nông nghiệp; Hải và ctv. [19] nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo phát thải khí nhà
kính tại Bình Dương; Nam và ctv. [20] sử dụng công thức của IPCC đánh giá mức phát
thải KNK từ đất ngập nước ven biển ở Hải Phòng nhưng nghiên cứu sự phát thải KNK
từ hoạt động nuôi cá Thác lác Cườm (TLC) chưa được thực hiện. Xác định mức phát
thải KNK có ý nghĩa quan trọng vì nó giúp kiểm soát hiệu quả nguồn thải, lượng KNK
phát ra [21]. Chính vì vậy, cần có những nghiên cứu sự phát thải KNK từ hoạt động nuôi
thuỷ sản này.
Vấn đề đặt ra, vì sao chọn tỉnh Hậu Giang để nghiên cứu phát thải KNK từ ao nuôi
cá Thác lác Cườm (TLC)? Hoạt động nuôi thâm canh thuỷ sản rất phổ biến ở Đồng bằng
sơng Cửu Long và tồn Việt Nam [22]. Chất thải từ nuôi thuỷ sản là một trong những
nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và phát thải KNK. Việc kiểm kê phát thải KNK là
nhiệm vụ của từng bộ, ngành, địa phương trong cả nước, trong đó có tỉnh Hậu Giang.
Mặc dù mơ hình ni thâm canh cá Thác lác Cườm khơng chiếm diện tích lớn nhất Hậu
Giang [23] nhưng đối tượng này đã được đăng ký thương hiệu do Cục Sở hữu trí tuệ cấp
và là đối tượng có giá trị kinh tế cao, được thị trường ưa thích [24]. Theo quy hoạch tỉnh
Hậu Giang, đến năm 2030 quy mơ diện tích sẽ được mở rộng gấp 3 lần so với diện tích
50 ha hiện nay [25]. Việc chọn nghiên cứu phát thải khí nhà kính từ ni thâm canh cá
Thác lác Cườm vừa góp phần củng cố thương hiệu, vừa cung cấp phương pháp để ước

1


tính phát thải khí nhà kính trên các đối tượng khác cho Hậu Giang và ĐBSCL hay cả
nước. Bên cạnh đó, KNK bao gồm 3 loại khí chính (CO2, CH4 và N2O) nhưng nghiên
cứu chỉ quan tâm đến 2 loại khí CO2 và CH4 liên quan trực tiếp và tham gia chu trình
Các bon. Tuy sự trao đổi C và N có mối liên hệ chặt nhưng N2O là khí sinh ra từ chu
trình Ni tơ [26-29]. Ngồi ra, nghiên cứu cũng thiết lập, kiểm định mơ hình tốn, đề xuất
kịch bản ni cá TLC ít phát thải Các bon từ nuôi thâm canh theo các mật độ và thời
gian trong vụ ni. Kết quả nghiên cứu có thể là phương pháp áp dụng trong kiểm kê
phát thải KNK từ các đối tượng khác cho Hậu Giang cũng như ĐBSCL hay cả nước. Do
đó, đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá
Thác lác Cườm (Notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được thực
hiện.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu chung
Nghiên cứu định lượng mức phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon, góp phần
kiểm sốt và giảm phát thải KNK từ các hoạt động nuôi cá TLC giúp phát triển một
ngành nuôi thuỷ sản bền vững trên địa bàn tỉnh Hậu Giang.
1.2.2 Những mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu thực hiện các nội dung cụ thể, bao gồm:
Điều tra, đánh giá thực trạng, xây dựng cơ sở dữ liệu, các bản đồ chuyên đề về
hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh, tạo lập công cụ phục vụ công tác quản lý
ở địa phương.
Định lượng phát thải khí CO2 và CH4 từ hoạt động ni cá TLC, xác định và xây
dựng phương trình tốn biểu thị những yếu tố ảnh hưởng khả năng gây phát thải CO2 và
CH4 trong ao ni cá TLC thâm canh.
Mơ hình hố những yếu tố trong chu trình Các bon từ ao nuôi cá Thác lác Cườm.
Nghiên cứu xây dựng công cụ tính, xác định những biến số có thể giúp giảm thiểu và
kiểm sốt phát thải KNK từ ni cá TLC.

Phân tích những điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức, từ đó khuyến nghị
giải pháp ni cá Thác lác Cườm bền vững.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện trên diện tích ni cá Thác lác Cườm địa bàn tỉnh Hậu
Giang. Nghiên cứu đã tiến hành điều tra ngẫu nhiên 50 hộ nuôi cá Thác lác Cườm trên
địa bàn tỉnh. Nghiên cứu đã chọn 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh trên địa bàn
thành phố Vị Thanh để đo đạc thực nghiệm lượng phát thải khí CO2 và CH4. Ngồi ra,
nghiên cứu sử dụng một số báo cáo của ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn để
xây dựng cơ sở dữ liệu về thông tin và hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm trên toàn tỉnh.

2


1.4 Ý nghĩa nghiên cứu
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
Luận án đã xác định được hiện trạng phát thải khí nhà kính đối với khí CO2 và CH4
từ chu trình Các bon ở ao nuôi cá Thác lác Cườm. Nghiên cứu xác định được mối tương
quan giữa các yếu tố ảnh hưởng sự phát thải khí nhà kính từ ao ni cá Thác lác Cườm.
Nghiên cứu xây dựng được mơ hình toán biểu thị động thái CO2 và CH4 từ chu trình
Các bon trên ao cá Thác lác Cườm.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, đo đạc, tính phát thải trên đơn vị diện tích ở điều
kiện mật độ các ao được chọn thí nghiệm tại địa bàn tỉnh Hậu Giang, nơi có diện tích
ni cá Thác lác Cườm lớn nhất Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã kiểm định, báo cáo,
phân tích và so sánh với những kết quả tính tốn tương tự đã cơng bố. Kết quả nghiên
cứu giúp cơ quan quản lý về môi trường, nông nghiệp và kinh tế ở địa phương biết thực
trạng về tình hình phát thải KNK từ việc ni cá TLC để có những giải pháp phù hợp
góp phần hiện thực hóa lộ trình cam kết giảm thiểu phát thải khí nhà kính của Việt Nam
với quốc tế; xây dựng được cơng cụ tính phát thải, xác định hệ số phát thải, yếu tố chi
phối khả năng sinh khí CO2 và CH4, giúp địa phương có kế hoạch phát triển quy mô sản

xuất cá Thác lác Cườm theo hướng bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu.
1.5 Những đóng góp mới của luận án
Về mặt lý thuyết: nghiên cứu đã xây dựng được mơ hình tính tốn phát thải KNK
từ ao ni cá TLC. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng xây dựng được các phương trình hồi
quy tuyến tính đa biến liên quan sự phát sinh khí CO2 và CH4 từ hoạt động nuôi cá TLC.
Về mặt thực nghiệm: nghiên cứu cung cấp thông tin về diễn biến chất lượng nước
và định lượng được mức phát thải KNK từ chu trình Các bon trong ni cá TLC. Nghiên
cứu xác định hệ số phát thải KNK trên ao nuôi cá TLC. Xây dựng kịch bản nuôi TLC
phát thải Các bon thấp đối với mật độ và thời gian. Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu
quản lý và thành lập các bản đồ phân bố hiện trạng nuôi cá TLC ở Hậu Giang.
1.6 Câu hỏi nghiên cứu
Nghiên cứu cần trả lời được thực trạng nuôi cá TLC ở Hậu Giang như thế nào?
Quản lý vùng nuôi cá TLC bằng cách nào? Mối liên hệ giữa các yếu tố môi trường tác
động đến sự phát sinh KNK như thế nào trong ao nuôi cá TLC? Trong ao nuôi cá TLC,
KNK nào phát sinh nhiều nhất? Tổng lượng phát thải khí nhà kính trên tồn tỉnh từ ao
ni cá Thác lác là bao nhiêu? Cơng cụ gì để mơ phỏng khả năng phát sinh và kiểm soát
sự phát thải KNK? Giải pháp phát triển bền vững nghề nuôi cá TLC như thế nào?
1.7 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện với bốn nội dung chính, bao gồm:
3


(i) Đánh giá tổng quan tình hình ni cá Thác lác Cườm trên tồn tỉnh Hậu Giang.
Các thơng tin phục vụ cho nghiên cứu được điều tra, phỏng vấn đối với 50 hộ nuôi cá
Thác lác Cườm, kết hợp các dữ liệu thứ cấp được thu thập từ Niên giám thống kê, các
sở, ban ngành tỉnh Hậu Giang. Trên cơ sở dữ liệu được thu thập, nghiên cứu xây dựng
cơ sở dữ liệu hiện trạng nuôi cá Thác lác Cườm và các bản đồ chuyên đề bằng MapInfo
15.0.
(ii) Tiếp đến, nghiên cứu đã triển khai thí nghiệm trên 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm
bằng cách đặt các buồng nổi trên mặt ao để gom khí CO2 và CH4, bên cạnh đó thu các

mẫu chất lượng nước và các yếu tố khí tượng cùng thời điểm thu mẫu khí, kỹ thuật ni,
những thơng tin liên quan q trình ni.
(iii) Ngồi ra, nghiên cứu đã ứng dụng phần mềm Stella 8.0 để thiết lập các lưu đồ,
phương trình tốn q trình hình thành, biến đổi, chuyển hóa và phát sinh CO2 từ ao
nuôi cá Thác lác Cườm.
(iv) Sau cùng, nghiên cứu xác định các nội dung, định hướng đến sự phát triển bền
vững mơ hình ni cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang. Các phương pháp nghiên cứu của
từng nội dung được trình bày ở các nội dung tiếp theo.
1.8 Giới hạn của nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được thực hiện ở phạm vi tỉnh Hậu Giang. Việc sử dụng phương
pháp nghiên cứu, đo đạc, tính phát thải KNK trên ao thuỷ sản theo phương pháp lấy mẫu
thủ công và sử dụng các thiết bị phịng thí nghiệm chuẩn trong điều kiện Việt Nam.
Nghiên cứu chưa xác định phát thải khí nhà kính theo vịng đời và cân bằng vật chất của
quy trình ni cá Thác lác Cườm. Do khó khăn trong việc tìm vị trí ao bố trí đo KNK
đối chứng, thực nghiệm, vì vậy số lượng mẫu phân tích được thực hiện trên hiện trạng
phát thải của các ao chọn thí nghiệm.

4


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Những khái niệm biến đổi khí hậu, khí nhà kính, chu trình Các bon và mơ
hình tốn
2.1.1 Biến đổi khí hậu, kịch bản biến đổi khí hậu và Cơng ước khí hậu
Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của khí hậu trong một khoảng thời gian dài do tác
động của các điều kiện tự nhiên và các hoạt động của con người. Biến đổi khí hậu hiện
nay biểu hiện bởi sự nóng lên toàn cầu, mực nước biển dâng và gia tăng các hiện tượng
khí tượng thủy văn cực đoan [30].
Kịch bản biến đổi khí hậu là sự khác biệt giữa kịch bản khí hậu và khí hậu hiện tại.
Do kịch bản biến đổi khí hậu xác định từ kịch bản khí hậu, nó bao hàm các giả định có

cơ sở khoa học và tính tin cậy về sự tiến triển trong tương lai của các mối quan hệ giữa
kinh tế - xã hội, GDP, phát thải khí nhà kính, biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng
[31-35].
Công ước Khung của Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu [36] thường gọi tắt là
Cơng ước khí hậu, được hơn 150 quốc gia và vùng lãnh thổ ký tại Hội nghị Thượng đỉnh
trái đất ở Rio de Janeiro, Brazil, năm 1992. Mục tiêu của Cơng ước là “ổn định nồng độ
KNK trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được tác động nguy hiểm của con người
vào hệ thống khí hậu” [31]. Hội nghị của các bên lần thứ 21 (COP21), hơn 150 quốc gia
đã tham gia Thỏa thuận Paris [37]. Đây là cơ sở để các nước cùng hướng đến mục tiêu
duy trì lượng CO2 tồn cầu ở mức vừa phải, đảm bảo nhiệt độ trung bình tăng khơng
q 2°C vào năm 2100. Đến năm 2021, Hội nghị COP26 đã thông qua Hiệp ước
Glasgrow nhằm cụ thể hố lộ trình và cam kết của Chính phủ các nước để chung tay
kiềm chế sự gia tăng nóng lên tồn cầu [38].
2.1.2 Khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, Các bon, các-bo-nic, chu trình Các
bon, mê-tan, phát thải và phát triển bền vững
Khí nhà kính là các khí trong khí quyển, cả tự nhiên và nhân tạo, hấp thụ và phát
ra bức xạ ở các bước sóng trong quang phổ bức xạ hồng ngoại của bề mặt trái đất, khí
quyển, mây. Các khí nhà kính chính trong khí quyển, bao gồm: CO2, CH4, N2O, O3, hơi
nước và CFC [34, 39-45].
Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng bức xạ hồng ngoại (bức xạ sóng dài) của tất cả các
thành phần hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển. Các thành phần này, bao gồm: các
chất khí nhà kính, mây, sol khí hấp thụ bức xạ sóng dài từ bề mặt trái đất, mọi nơi trong
khí quyển và phát xạ bức xạ sóng dài trở lại theo mọi hướng [41, 46-48]. Tuy nhiên,
tổng năng lượng bức xạ các thành phần này phát ra không gian nhỏ hơn phần chúng
nhận được dẫn tới một phần năng lượng bức xạ sóng dài được giữ lại trong khí quyển
làm trái đất ấm hơn trường hợp khơng có các thành phần gây hiệu ứng nhà kính. Trong
tự nhiên, hiệu ứng này giúp duy trì nhiệt độ trái đất khoảng 30°C so với trường hợp không
5

có các chất khí đó và do vậy trái đất không bị quá lạnh. Tuy nhiên, sự gia tăng nồng độ
các khí nhà kính do hoạt động của con người làm tăng hiệu ứng này, gia tăng tốc độ ấm
lên toàn cầu trong giai đoạn mấy thập kỷ gần đây [40, 49-52].
Các bon (bắt nguồn từ tiếng Pháp carbone/kaʁbɔn/) còn được viết “carbon”, là
nguyên tố hóa học trong Bảng tuần hồn các ngun tố hố học có ký hiệu là C và số
nguyên tử bằng 6, nguyên tử khối bằng 12 [53]. Các bon là một nguyên tố phi kim có
hóa trị 4 phổ biến, có nhiều dạng thù hình khác nhau, phổ biến nhất là 4 dạng thù hình
gồm Các bon vơ định hình, gra-phít, kim cương và Q-Các bon. Các sợi Các bon là tương
tự như Các bon thủy tinh. Dưới các xử lý đặc biệt (kéo giãn các sợi hữu cơ và Các bon
hóa) nó có khả năng sắp xếp các mặt tinh thể Các bon theo hướng của sợi. Vng góc
với trục của sợi khơng có các mặt tinh thể Các bon. Kết quả là các sợi có độ bền đặc biệt
cao hơn cả thép. Các bon tồn tại đa số trong mọi sự sống hữu cơ và nó là nền tảng của
hóa hữu cơ. Phi kim này cịn có thuộc tính hóa học đáng chú ý là có khả năng tự liên kết
với nó và liên kết với một loạt các nguyên tố khác, tạo ra gần 10 triệu hợp chất đã biết.
Khi liên kết với ơ-xy, nó tạo ra Các bon đi-ơ-xít rất thiết yếu đối với sự sinh trưởng của
thực vật. Khi liên kết với hi-đrơ, nó tạo ra một loạt các hợp chất gọi là các hi-đrô-Các
bon là rất quan trọng đối với cơng nghiệp ở dạng của các nhiên liệu hóa thạch. Khi liên
kết với cả ơ-xy và hi-đrơ, nó có thể tạo ra rất nhiều nhóm các hợp chất bao gồm các axít béo, là cần thiết cho sự sống và ét-ste, tạo ra hương vị của nhiều loại hoa quả. CO2
hấp thụ bước sóng hồng ngoại có độ dài từ 13 mi-crô-mét đến 100 mi-crô-mét. Đồng vị
Các bon-14 được sử dụng trong xác định tuổi tuyệt đối cho các mẫu vật nguồn gốc sinh
vật theo phương pháp định tuổi bằng đồng vị Các bon, được ứng dụng trong khảo cổ
học và nghiên cứu địa chất kỷ Đệ Tứ [54].
Các-bo-nic (CO2) một loại khí sinh ra tự nhiên bởi quá trình hơ hấp của thực vật
và sinh vật, là một sản phẩm phụ của việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, đốt sinh khối,
thay đổi sử dụng đất và các quy trình cơng nghiệp khác [8, 55-57]. Đây là khí nhà kính
cơ bản do con người gây ra có ảnh hưởng đến sự cân bằng bức xạ của trái đất, là khí
tham chiếu để so sánh cho các loại KNK khác [58]. CO2 khí quyển được trao đổi với bề
mặt đại dương qua khí [59-62]. Sự phát thải này tạo sự chênh lệch CO2 giữa khơng khí
và biển. Trong đại dương, Các bon chủ yếu ở dạng Các bon vô cơ hịa tan, khoảng
38.000 PgC, đó là H2CO3 (CO2 hịa tan trong nước), HCO3- và CO32-, đồng thời xảy ra

quá trình hóa học [63-65]. Bên cạnh đó, đại dương chứa Các bon hữu cơ hòa tan, khoảng
700 PgC, chu kỳ phân rã hàng ngàn năm hoặc lâu hơn; sinh vật biển, ưu thế là phiêu
sinh thực vật và vi sinh vật cũng là bể chứa Các bon (khoảng 3 PgC), chuyển hóa rất
nhanh chỉ trong vịng vài ngày đến vài tuần [66]. Theo số liệu quan trắc của NOAA tại
trạm Maura Loa (Hawaii) thể hiện ở Hình 2.1 cho thấy rằng biên độ dao động của CO2
khí quyển tăng liên tục hàng năm từ 2016 đến 2020 và tăng đều trong cả giai đoạn 62
năm (từ năm 1958 đến năm 2020), đạt ngưỡng khoảng 413 ppm (năm 2020); xu hướng
CO2 tiếp tục tăng theo thời gian.
6


Hình 2.1: Biên độ dao động CO2 khí quyển trung bình tháng từ năm 2016 đến năm 2020 và
nồng độ CO2 trong khí quyển từ năm 1958 đến năm 2020 tại trạm Mauna Loa, Hawaii [67]

Chu trình Các bon là thuật ngữ dùng để mơ tả dịng Các bon trong bầu khí quyển,
thủy quyển, sinh quyển trên mặt đất và thạch quyển [68-77]. Theo Remer et al. [78],
tính tổng lượng CO2 toàn cầu khoảng 750 GtC/năm, Các bon chuyển đổi qua các dạng
khác nhau (Hình 2.2), trong đó các số liệu có màu đen là lượng Các bon được lưu giữ
trong các bể chứa, tính bằng tỉ tấn Các bon, GtC (Gigatons of Carbon). Các số màu xanh
lam sẫm chỉ ra lượng Các bon di chuyển giữa các nguồn mỗi năm. Các loại trầm tích,
như định nghĩa trong biểu đồ này không bao gồm khoảng 70 triệu GtC trong các loại đá
các-bo-nat và ke-ro-gen [79].

7


Hình 2.2: Chu trình Các bon trên trái đất gồm các bể chứa và phát thải [78]

Mê-tan (CH4) là một hợp chất hóa học, một thành phần chính của khí tự nhiên.
Trong trạng thái tự nhiên, mê-tan được tìm thấy ở cả dưới mặt đất, trầm tích và dưới đáy

biển. Nó là một trong sáu khí nhà kính được kiểm sốt bởi Nghị định thư Kyoto. Các
nguồn khí mê-tan chủ yếu là bãi rác thải, mỏ than, ruộng lúa, các hệ thống khí tự nhiên
và gia súc ni [80].
Phát thải là sự thải các khí nhà kính hoặc các tiền tố của chúng vào khí quyển trên
một khu vực và thời gian cụ thể [81-83].
Phát triển bền vững là sự phát triển đáp ứng được nhu cầu của thế hệ hiện tại mà
không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở
kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi
trường [84].
Phát triển bền vững là sự phát triển tồn diện, lồng ghép q trình sản xuất với bảo
tồn tài nguyên và nâng cao chất lượng môi trường sống. Phát triển bền vững vừa đáp
ứng các nhu cầu của thế hệ hiện tại mà không phương hại đến khả năng đáp ứng nhu
cầu của thế hệ tương lai. Phát triển bền vững là vấn đề được thế giới và Chính phủ Việt
Nam quan tâm, là định hướng chiến lược của các quốc gia trên thế giới [85].
Trên nguyên tắc, phát triển bền vững có thể hiểu là quá trình phát triển và có sự
kết hợp chặt chẽ, hợp lý, hài hịa đồng thời cả ba bình diện, bao gồm: kinh tế, xã hội và
8


mơi trường. Trong đó, kinh tế tăng trưởng bền vững; xã hội tiến bộ, cơng bằng, văn hóa;
mơi trường trong lành, tài nguyên được khai thác đảm bảo duy trì bền vững [86].
2.1.3 Động học hệ thống, mơ hình và mơ hình tốn
Động học hệ thống (systematic dynamics) là một phương pháp luận về phân tích
hệ thống và các vấn đề phức tạp với sự trợ giúp của phần mềm mơ phỏng trên máy vi
tính. Động học hệ thống được Forrester (1961) xây dựng từ những năm 1960. Tác giả
nhận thấy con người thường nhận biết một hoặc hai nhân tố và cho rằng những nhân tố
này ảnh hưởng trực tiếp đến đầu ra. Vì thế, con người thực hiện các bước đơn giản để
giải quyết vấn đề và thường đưa đến những kết quả trái ngược, đôi khi thất bại. Để việc
ra quyết định và phương pháp được cải thiện, Forrester đã sáng tạo phương pháp Động
học hệ thống, là một cách tiếp cận cho phân tích các hệ thống phức tạp bao gồm mọi

tương quan nhân - quả, quan trọng hơn là hiện tượng trễ và vòng lặp phản hồi trong các
hệ thống này mà nó là nguyên nhân đưa đến hầu hết những kết quả không mong đợi.
DYNAMO là một chương trình của máy vi tính được phát triển để tạo thuận lợi trong
xây dựng mơ hình mô phỏng hệ thống. Đến cuối những năm 1970, đầu những năm 1980
với sự ra đời của máy vi tính, phần mềm Micro-DYNAMO giúp việc mơ hình hố Động
hệ thống trở nên phổ biến đến nhiều người hơn. Đến những năm 1983, quyển sách
“Computer Simulation: A system Dynamics Modeling Approach” được công bố, đây là
quyển sách dạy ứng dụng mô hình hố động học cho bậc Trung học phổ thơng và Đại
học, có liên quan đến các ngành sinh học, tâm lý học, khoa học tự nhiên, sinh thái học,
kinh tế và tốn học. Với ngơn ngữ lập trình khá đơn giản, nó giúp giải quyết vấn đề
trong một hệ thống phức tạp. Kể từ đó, nhiều phần mềm vi tính mạnh trong mơ hình hố
Động học hệ thống đã được phát triển trên hệ điều hành Windows và Macintosh, có thể
kể đến Powersim, Stella, Extend và I think [87, 88].
Hệ thống có thể hiểu là thành phần giới hạn của sự vật mà nó chứa các thành phần
có liên hệ nhau, cùng hoạt động cho một số mục đích để hỗ trợ cho sự hiện hữu của sự
vật đó. Vì thế, sự vật đó khơng thể tồn tại hoặc hoạt động bình thường nếu nó có hệ
thống sai chức năng [89].
Mơ hình có thể là hình ảnh hoặc một vật thể cụ thể thu nhỏ phóng đại, chỉ làm gọn
bằng phương trình tốn học, cơng thức vật lý, một phần mềm tin học để mô tả một hiện
tượng thực tế mang tính điển hình [90].
Mơ hình tốn sử dụng ngơn ngữ lập trình mơ tả mối quan hệ tốn học giữa các yếu
tố trong hệ thống (các quá trình hóa học, vật lý, sinh học) được mơ phỏng từ hệ thống
thực. Ý nghĩa thể hiện mối tương quan giữa các thành phần thơng qua các phương trình
cụ thể và sử dụng các ngơn ngữ lập trình như pascal, excel, Java, C++, C, Fortan, v.v.
[91].

9