Ứng dụng GIS đánh giá sự ảnh hưởng của nước biển dâng đến biến động đất nông nghiệp huyện giao thủy tỉnh nam định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



VÕ TRẦN HIẾU


ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC
BIỂN DÂNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP
HUYỆN GIAO THỦY - TỈNH NAM ĐỊNH







LUẬN VĂN THẠC SĨ







HÀ NỘI - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM



VÕ TRẦN HIẾU


ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC
BIỂN DÂNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP
HUYỆN GIAO THỦY - TỈNH NAM ĐỊNH








CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
MÃ SỐ

: 60.85.01.03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. LÊ THỊ GIANG

HÀ NỘI - 2014
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là hoàn toàn trung thực, chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Mọi sự
giúp đỡ cho hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu
trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn


Võ Trần Hiếu









Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài: “Ứng dụng GIS đánh giá sự ảnh hưởng của
nước biển dâng đến biến động đất nông nghiệp huyện Giao Thủy – tỉnh
Nam Định”, ngoài sự nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự chỉ bảo và
giúp đỡ nhiệt tình của cô giáo TS. Lê Thị Giang, giảng viên khoa Quản lý đất
đai. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS. Lê Thị Giang.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo trong khoa Quản lý đất
đai đã trang bị cho em những kiến thức hữu ích về chuyên môn phục vụ cho việc
học tập, nghiên cứu đề tài tốt nghiệp và trong công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ phòng Tài
nguyên và Môi trường huyện Giao Thủy đã tạo điều kiện cho em tiếp xúc với
tình hình thực tế tại địa phương, giúp em làm rõ được mục tiêu nghiên cứu
của đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trường cũng như trong quá trình
nghiên cứu, hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp.
Vì vốn kiến thức của bản thân còn hạn chế nên báo cáo này sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của
thầy, cô để báo cáo của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn


Võ Trần Hiếu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ vii
DANH MỤC HÌNH viii
DANH MỤC VIẾT TẮT ix
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Yêu cầu của đề tài 2
Chương I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tình trạng nước biển dâng 3
1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu 3
1.1.2. Tình trạng nước biển dâng 8
1.1.3. Cơ sở pháp lý về các hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu và
kịch bản nước biển dâng của Việt Nam 10
1.2. Tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.1. Lịch sử phát triển Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.2. Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.3. Các bộ phận cấu thành GIS 13
1.2.4. Chức năng của GIS 14
1.2.5. Kết quả nghiên cứu ứng dụng của GIS hiện nay 15
1.3. Giới thiệu phần mềm ArcGIS 10.1 17
Chương II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iv

2.1. Đối tượng nghiên cứu 19
2.2. Phạm vi nghiên cứu 19
2.3. Nội dung nghiên cứu 19
2.3.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội huyện Giao Thủy 19
2.3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu 19
2.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng đến biến động đất nông
nghiệp tại huyện Giao Thủy 20
2.3.4. Đề xuất các giải pháp nhằm đối phó tình trạng nước biển dâng 21
2.3.5. Đánh giá chung về khả năng ứng dụng của GIS trong quá trình
thực hiện đề tài 21
2.4. Phương pháp nghiên cứu 21
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 21
2.4.2. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ 21
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu, phân tích không gian trong GIS 21
2.4.4. Phương pháp trình bày kết quả, minh họa trên bản đồ 22
Chương III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 23
3.1.1. Điều kiện tự nhiên 23
3.1.2 Các nguồn tài nguyên 25
3.1.3 Thực trạng môi trường 29
3.1.4. Điều kiện kinh tế - xã hội 30
3.1.5. Dân số, lao động, việc làm và thu nhập 34
3.1.6 Thực trạng phát triển đô thị và các khu dân cư nông thôn 35
3.1.7. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng 35
3.1.8. Đánh giá chung về điều kiện tư nhiên, kinh tế, xã hội và môi
trường 38
3.1.9. Tình hình quản lý sử dụng đất đai 43
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page v

3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc đánh giá mức độ ảnh hưởng
của nước biển dâng tới việc sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy . 46
3.2.1. Thu thập số liệu 46
3.2.2. Chuẩn cơ sở dữ liệu 47
3.2.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu 47
3.3. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của nước biển dâng đến việc sử dụng đất
nông nghiệp huyện Giao Thủy 51
3.4. Đề xuất giải pháp nhằm ứng phó với nước biển dâng 74
3.4.1. Giải pháp công trình 74
3.4.2. Giải pháp chọn giống cây trồng vật nuôi 74
3.4.3. Giải pháp thay đổi cơ cấu cây trồng 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76
1. Kết luận 76
2. Kiến nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
PHỤ LỤC 80
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Số trang


1 Kịch bản nước biển dâng của huyện Giao Thủy theo các mốc thời
gian của thế kỷ 21 12
2 Tình hình sử dụng đất trên địa bàn huyện qua các năm 45
3 Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp bản đồ hiện trạng sử dụng đất
nông nghiệp huyện Giao Thủy 48

4 Bảng thống kê diện tích đất nông nghiệp các xã theo hiện trạng sử
dụng 48
5 Bảng thống kê diện tích loại hình sử dụng đất theo hiện trạng sử
dụng 49
6 Giá trị được thê hiện khi phân lớp địa hình theo kịch bản B1 54
7 Giá trị được thể hiện khi phân lớp địa hình theo kịch bản B2 55
8 Giá trị được thể hiện khi phân lớp địa hình theo kịch bản A1FI 56
9 Bảng diện tích đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của các xã theo
các kịch bản B1, B2, A1FI 67
10 Bảng diện tích các loại hình sử dụng đất nông nghiệp bị ngập năm
2030 theo các kịch bản B1, B2, A1FI 69
11 Bảng so sánh diện tích đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của các
kịch bản B1, B2, A1FI 70
12 Bảng dự báo đất nông nghiệp các xã còn lại đến năm 2030 theo 3
kịch bản 72
13 Bảng dự báo đất nông nghiệp từng loại hình sử dụng đất đến năm
2030 theo 3 kịch bản 73
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

DANH MỤC SƠ ĐỒ

STT Tên sơ đồ Số trang


1.1 Các bộ phận cấu thành GIS 14
3.1 Mô hình xây dựng bản đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập vào
năm 2030 theo các kịch bản nước biển dâng. 53
3.2 Mô hình phân lớp địa hình huyện Giao Thủy theo các kịch bản
vào năm 2030 54

3.3 Mô hình chuyển các phân lớp giá trị 1 và 2 từ raster sang vector57
3.4 Mô hình tạo bản đồ đất nông nghiệp bị ngập vào năm 2030 theo
các kịch bản. 58
3.5 Mô hình tạo vùng bị ngập thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng
đất nông nghiệp huyện Giao Thủy. 63
3.6 Mô hình tạo vùng bị ngập thể hiện các thuộc tính như trên bản đồ
hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy 64


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Số trang


1 Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy 48
2 Sơ đồ địa hình huyện Giao Thủy 51
3 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 12cm 55
4 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 13cm 56
5 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 14cm 57
6 Sơ đồ phân lớp đất nông nghiệp khi nước biển dâng 12 cm 58
7 Chọn vùng chỉ chứa giá trị 1 59
8 Sơ đồ đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 60
9 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 60
10 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B2 61
11 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập vào năm 2030 của kịch bản A1FI 62
12 Vùng đất nông nghiệp bị ngập khi mực nước biển dâng 12cm thể
hiện lên trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của huyện

Giao Thủy 63
13 Đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 64
14 Tìm kiếm thông tin thửa đất. 65
15 Sơ đồ dự báo loại đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 65
16 Sơ đồ dự báo loại đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B2 66
17 Sơ đồ dự báo loại đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản A1FI 66
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ix

DANH MỤC VIẾT TẮT

NBD : Nước biển dâng
A1FI : Kịch bản nước biển dâng cao
B1 : Kịch bản nước biển dâng thấp
B2 : Kịch bản nước biển dâng trung bình
CO
2
: Cacbon dioxit
DEM : Mô hình số hóa độ cao (Digital Elevation Model)
ĐVT : Đơn vị tính
ESRI : The Economic and Social Rersearch Institute
GIS : Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System)
IPCC : Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental
Panel on Climate Change)
NTTS : Nuôi trồng thủy sản
SLR : Nước biển dâng (Sea Level Rise)
UNDP : Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc (United Nations
Environment Programme)
UTM : Universal Transverse Mercator
WMO : Tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organization)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu với các hiện tượng tăng nhiệt độ, băng tan làm nước
biển dâng đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sản xuất, môi trường
ở quy mô toàn cầu và là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại
phải đối mặt trong thế kỷ 21.
Nước biển dâng vừa là vấn đề có tính toàn cầu nhưng thực sự là vấn đề
của mỗi quốc gia. Nước biển dâng sẽ gây tổn thương nhiều nhất cho các vùng
đất thấp ven biển, trong đó có Việt Nam. Nhận biết, đánh giá những tác động
của quá trình nước biển dâng đối với sự tồn tại và phát triển của đất nước nói
chung và ĐBSCL nói riêng trên cơ sở đó có những hành động ứng phó phù
hợp và kịp thời là công việc cần được thực hiện cấp bách một cách nghiêm
túc, có hệ thống.
Việt Nam là nước sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu khi
nước biển dâng do có đường bờ biển dài 3.260 km. Ảnh hưởng rõ nhất khi
nước biển dâng là sự giảm sút nghiêm trọng diện tích đất nông nghiệp của các
địa phương ven biển.
Huyện Giao Thủy là một huyện ven biển tỉnh Nam Định nằm trong
vùng bờ biển thuộc vùng Nam đồng bằng sông Hồng được bao bọc bởi sông
và biển. Huyện có chiều dài bờ biển là 32km, nước biển dâng gây ảnh hưởng
đáng kể tới tình hình sử dụng đất nông nghiệp tại địa phương, trong khi đó đất
đai là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá của mỗi quốc gia, là tư liệu sản
xuất đặc biệt và không thể thay thế được trong ngành sản xuất nông nghiệp;
sự giảm sút diện tích đất nông nghiệp tại huyện Giao Thủy đã ảnh hưởng trực

tiếp đến việc sử dụng đất có hiệu quả, bền vững vì thế cần có những nghiên
cứu cụ thể để đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng tới đất nông nghiệp.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

Hiện nay, công nghệ thông tin phát triển mạnh, các ứng dụng của công
nghệ thông tin được sử dụng rộng rãi, có hiệu quả cao trong đời sống, xã hội
trong đó Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ trợ giúp đắc lực trong
hoạt động quản lý tài nguyên, môi trường của nhiều quốc gia trên thế giới.
GIS có khả năng đánh giá hiện trạng, phân tích, mô hình hóa,dự báo…thông
qua chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin
được gắn với nền hình học bản đồ nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu
đầu vào. Do đó việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý là cần thiết, phù hợp
đối với yêu cầu đánh giá mức độ ảnh hưởng của nước biển dâng đến tình hình
sử dụng đất nông nghiệp của các địa phương ven biển ở nước ta.
Đã có rất nhiều nghiên cứu nước biển dâng nhưng huyện Giao Thủy
chưa ai nghiên cứu. Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự phân công của Khoa
Tài nguyên và Môi trường - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, dưới sự
hướng dẫn của giảng viên – TS. Lê Thị Giang, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng GIS đánh giá sự ảnh hưởng của nước biển dâng đến biến động đất
nông nghiệp huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định”
2. Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng đến biến động đất nông nghiệp
huyện Giao Thủy để từ đó đề xuất giải pháp đối phó với nước biển dâng.
3. Yêu cầu của đề tài
- Các thông tin thu thập phải chính xác, đầy đủ, phù hợp, thể hiện rõ
ứng dụng của ArcGIS trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu.
- Cơ sở dữ liệu phải đáp ứng nhu cầu phân tích, xử lý, lưu trữ số liệu,
cung cấp thông tin và có thể trao đổi dữ liệu đối với hệ thống thông tin khác.
Cấu trúc cơ sở dữ liệu phải thống nhất, hợp lý và có tổ chức.

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng để phục vụ cho công
tác sử dụng đất nông nghiệp trong tương lai nhằm hạn chế sự ảnh hưởng của
nước biển dâng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

Chương I
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tình trạng nước biển dâng
1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
1.1.1.1. Khái niệm, biểu hiện và nguyên nhân gây nên biến đổi khí hậu
a) Khái niệm biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh
học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục
hồi của các hệ sinh thái tự nhiên, ảnh hưởng đến các hoạt động của các hệ
thống kinh tế - xã hội hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe và phúc lợi của con
người. [14, Liên Hiệp Quốc (1992)]
Biến đổi khí hậu toàn cầu kèm theo nhiều hậu quả hết sức tai hại: nước
dâng ngập các vùng đồng bằng thấp ven biển, bão lụt, hạn hán xảy ra thường
xuyên hơn, khốc liệt hơn gây thiệt hại lớn cho nông nghiệp và đa dạng sinh
học, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của nhiều quốc gia. Kết quả của
nhiều nghiên cứu cho thấy các hiện tượng này có nguyên nhân là do sự gia
tăng nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển dẫn đến nhiệt độ không khí
không ngừng tăng trên phạm vi toàn cầu. Trái đất ấm lên làm tan chảy băng ở
các vùng cực, nước biển dâng cao sẽ đe doạ cả hành tinh chúng ta
b) Biểu hiện của biến đổi khí hậu
Các biểu hiện của biến đổi khí hậu bao gồm:
- Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên do sự nóng lên của bầu khí
quyển toàn cầu

- Sự dâng mực nước biển do dãn nở vì nhiệt và băng tan
- Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển
- Sự di chuyển của các đới khí hậu trên các vùng khác nhau của Trái đất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

- Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển,
chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh, địa, hóa khác
- Sự thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và
thành phần của thủy quyển, sinh quyển, địa quyển.
Tuy nhiên, sự gia tăng nhiệt độ không khí và đại dương, sự tan băng
trên diện rộng và qua đó là mức tăng mực nước biển trung bình toàn cầu
thường được coi là biểu hiện chính của biến đổi khí hậu.[13, IPCC (2007)]
c) Nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu
Khí hậu biến đổi do 2 nhóm nguyên nhân:
- Nhóm nguyên nhân khách quan (do sự biến đổi của tự nhiên) bao
gồm: sự biến đổi các hoạt động của mặt trời, sự thay đổi quỹ đạo Trái đất, sự
thay đổi vị trí của các châu lục, sự biến đổi của các dòng hải lưu và sự lưu
chuyển trong nội bộ hệ thống khí quyển.
- Nhóm nguyên nhân chủ quan (do sự tác động của con người) xuất
phát từ sự thay đổi mục đích sử dụng đất, nguồn nước, sự gia tăng lượng phát
thải khí CO
2
và các khí nhà kính khác từ các hoạt động của con người.[18,
UNDP (2008)].
1.1.1.2. Thực trạng biến đổi khí hậu trên thế giới
Trong khoảng 100 năm qua (giai đoạn 1906 – 2005) nhiệt độ trung bình
toàn cầu đã tăng khoảng 0,74°C. Hàm lượng khí CO
2
trong bầu khí quyển

toàn cầu thường dao động ở mức 200 – 300ppm trong suốt 800.000 năm
nhưng đã tăng lên mức 387ppm trong 150 năm qua, nguyên nhân chủ yếu là
do đốt nhiên liệu hóa thạch, hoạt động sản xuất nông nghiệp và thay đổi việc
sử dụng đất. Theo báo cáo của WMO, trong 10 năm (2001 -2010) nhiệt độ
trung bình toàn cầu đã cao hơn 0,5°C so với giai đoạn 1961 – 1990.
Nhiệt độ toàn cầu tăng lên, lượng mưa tại các khu vực khác nhau đang
thay đổi, các vùng biển ấm dần lên, băng tại các cực đang tan ra và mực nước
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

biển đang dâng lên. Bên cạnh nhiệt độ tăng và mực nước biển dâng, hạn hán
và lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn, các cơn bão trở lên mạnh và thường xuyên
hơn, số ngày lạnh, đêm lạnh, sương giá giảm đi, trong khi các đợt nắng nóng
ngày càng xảy ra thường xuyên hơn, cường độ của những cơn bão và lốc
nhiệt đới đã trở nên nghiêm trọng hơn.
1.1.1.3. Kịch bản biến đổi khí hậu và xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai
a) Kịch bản biến đổi khí hậu chung
Việc dự báo xu hướng biến đổi khí hậu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố
trong đó chủ yếu dựa vào dự báo về sự phát thải khí nhà kính mà sự phát thải
khí nhà kính lại phụ thuộc rất lớn vào sự phát triển kinh tế – xã hội toàn cầu,
dân số, sự thay đổi về công nghệ, tiêu dùng, sản xuất, sử dụng đất và năng
lượng do đó nhiều kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau đã được xây dựng dựa
trên sự thay đổi của các biến số khác nhau.
Các kịch bản về biến đổi khí hậu được xây dựng trong khuôn khổ các
nghiên cứu của IPCC
[Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu ]
dựa trên các dự
báo về phát thải khí nhà kính từ thấp đến cao và dựa trên các kịch bản phát
triển kinh tế - xã hôi toàn cầu. IPCC đã đưa ra một nhóm 6 kịch bản (dựa trên
4 kịch bản gốc) để xác định những lộ trình phát thải có thể xảy ra cho thế kỷ

21. Các kịch bản này khác nhau về các giả định liên quan đến sự phát triển
kinh tế ở quy mô toàn cầu, dân số thế giới và mức độ tiêu dùng, chuẩn mực
cuộc sống và lối sống, tiêu thụ năng lượng và tài nguyên năng lượng, chuyển
giao công nghệ và thay đổi sử dụng đất.
Bốn kịch bản gốc là A1, A2, B1, B2 với các ký hiệu A là chú trọng
phát triển kinh tế, B là chú trọng bảo vệ môi trường; 1 là chú trọng tính toàn
cầu và 2 là chú trọng tính khu vực.
Các kịch bản phát thải được sắp xếp từ thấp đến cao là: B1 và A1T là
các kịch bản phát thải thấp; B2 và A1B là các kịch bản phát thải trung bình;
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

A2 và A1F1 là các kịch bản phát thải cao.[4, Bộ Tài nguyên và Môi trường
(2012)].
b) Xu hướng biến đổi khí hậu trên thế giới
Trong một vài thập kỷ tới, nhiệt độ trung bình toàn cầu dự kiến sẽ tăng
0,2 – 0,3°C mỗi thập kỷ, nếu không thực hiện các nỗ lực giảm thiểu biến đổi
khí hậu hiệu quả thì đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ tăng
từ 2,5°C đến 7°C so với thời kỳ tiền công nghiệp hóa.[15, Ngân hàng thế giới
(2010)].
Cùng với sự gia tăng nhiệt độ, mực nước biển dâng cao là một mối đe
dọa lớn. Các kịch bản của IPCC năm 2007 chỉ ra rằng đến cuối thế kỷ 21 mực
nước biển có thể dâng tăng thêm từ 26 cm đến 59 cm đối với kịch bản cao
A1FI [
Kịch bản nước biển dâng cao]
và từ 18cm đến 38cm đối với kịch bản
thấp B1. Tuy nhiên, các dự đoán về sự gia tăng mực nước biển của IPCC
được coi là thấp vì các dự báo này chủ yếu dựa trên các ước tính của năm
2005 và chỉ dựa trên kết quả tính toán của sự nóng lên toàn cầu mà chưa tính
đến khả năng băng tan. Theo nghiên cứu của Dasupta và cộng sự (2007) cho

rằng “sự phát thải khí nhà kính đang tiếp tục tăng và hiện tượng nóng lên toàn
cầu sẽ làm cho mực nước biển dâng từ 1m đến 3m vào cuối thế kỷ 21, ngoài
ra các tảng băng ở Greenland và Bắc Cực có thể tan nhanh ngoài dự kiến có
thể làm cho mực nước biển dâng tới 5m”.
1.1.1.4. Các tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu có những tác động tiềm tàng đến nhiều lĩnh vực, nhiều
khu vực và nhiều cộng đồng khác nhau. Biến đổi khí hậu chủ yếu gây ảnh
hưởng đến 3 lĩnh vực là kinh tế (bao gồm các ngành nông nghiệp, lâm nghiệp,
thủy sản, năng lượng, giao thông vận tải, công nghiệp, xây dựng và du lịch);
xã hội (sức khỏe con người); môi trường (bao gồm tài nguyên nước, tài
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

nguyên rừng, tài nguyên biển, hệ sinh thái và đa dạng sinh học, chất lượng
không khí).
Các khu vực dễ bị tổn thương nhất trước tác động của biến đổi khí hậu
là các đảo nhỏ, các vùng châu thổ của các con sông lớn, dải ven biển và vùng
núi. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến tất cả các đối tượng trên tất cả các quốc
gia trên thế giới nhưng người nghèo là những đối tượng dễ bị tổn thương nhất.
Từ những tác động trên cho thấy biến đổi khí hậu có ảnh hưởng lớn tới
sự phát triển kinh tế, xã hội của tất cả các quốc gia trên thế giới và mọi nỗ lực
phát triển của con người đều đang có nguy cơ bị hủy hoại bởi biến đổi khí hậu.
1.1.1.5. Ứng phó với biến đổi khí hậu
Để ứng phó với biến đổi khí hậu, thế giới đang thực hiện cùng một lúc
2 chiến lược đó là giảm thiểu biến đổi khí hậu và thích ứng với biến đổi khí
hậu, tuy nhiên thách thức để giảm thiểu và thích ứng đều rất lớn.
a) Giảm thiểu biến đổi khí hậu
Giảm thiểu hoạt động biến đổi khí hậu là các hoạt động nhằm giảm
mức độ hoặc cường độ phát thải khí nhà kính.[1, Báo cáo tổng kết (2010)]
Các nỗ lực làm giảm phát thải khí nhà kính có thể đạt được thông qua

việc tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng và phát triển công nghệ mới.
- Tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng: hiện nay, tình trạng phát
thải nhiều khí CO
2
xuất phát từ việc sử dụng năng lượng không hiệu quả, do
đó cần sử dụng hiệu quả hơn các công nghệ hiện đại để có thể làm giảm 20%
đến 30% mức tiêu thụ năng lượng trong các ngành công nghiệp, ngành điện
từ đó giảm bớt lượng phát thải CO
2
mà không ảnh hưởng tới mức tăng trưởng
kinh tế. Trên thế giới đang áp dụng một số biện pháp như tăng thuế nhiên liệu
để giảm nhu cầu tiêu dùng nhiên liệu, hợp lý hóa các khoản trợ cấp năng
lượng để hướng tới đối tượng là người nghèo, khuyến khích các hoạt động
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

giao thông sử dụng năng lượng bền vững, hoạt động quản lý đất và rừng hợp
lý… nhằm giảm lượng phát thải khí CO
2
toàn cầu.
- Phát triển công nghệ mới: trong thời gian tới, cùng với sự gia tăng các
hoạt động kinh tế, lượng phát thải nhà kính sẽ tiếp tục gia tăng, đặc biệt ở các
nước đang phát triển – nơi có nhu cầu mở rộng mạnh mẽ các hoạt động năng
lượng, giao thông, sản xuất công nghiệp. Nếu tiếp tục sử dụng các nhiên liệu
truyền thống là nhiên liệu hóa thạch thì việc mở rộng sẽ tạo ra nhiều khí nhà
kính hơn và làm cho tình trạng biến đổi khí hậu trở nên nghiêm trọng hơn vì
thế các giải pháp về công nghệ mới xuất hiện như thu gom và lưu trữ CO
2
,
nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai và quang điện mặt trời…

b) Thích ứng với biến đổi khí hậu
Thích ứng với biến đổi khí hậu là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc
con người đối với hoàn cảnh hoặc môi trường thay đổi nhằm mục đích giảm
khả năng bị tổn thương do biến đổi khí hậu hiện hữu hoặc biến đổi khí hậu
tiềm tàng và tận dụng các cơ hội do nó mang lại.
Thích ứng với biến đổi khí hậu bao gồm những hoạt động điều chỉnh
trong các hệ thống tự nhiên và con người để đối phó với những tác động có
thể có của biến đổi khí hậu, làm giảm bớt sự nguy hại hoặc khai thác những
cơ hội có lợi từ biến đổi khí hậu. Các hoạt động thích ứng được thực hiện
nhằm giảm thiểu khả năng bị tổn thương và tăng cường khả năng chống chịu
với biến đổi khí hậu để đạt được các mục tiêu phát triển.
Các hoạt động thích ứng được tiến hành bởi các cá nhân, hộ gia đình,
cộng đồng, doanh nghiệp, chính phủ trên các phương diện thích ứng về công
nghệ, tài chính, thông tin, thể chế, chính sách nhằm quản lý rủi ro và phát
triển các mạng lưới an sinh tốt hơn để bảo vệ những đối tượng dễ bị tổn
thương nhất do biến đổi khí hậu gây ra.
1.1.2. Tình trạng nước biển dâng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9

1.1.2.1. Nguyên nhân gây ra hiện tượng nước biển dâng
Sự nóng lên của khí hậu được minh chứng rõ ràng thông qua số liệu quan
trắc ghi nhận sự tăng lên của nhiệt độ không khí, nhiệt độ nước biển trung bình
toàn cầu, sự tan chảy nhanh của các lớp băng làm tăng mực nước biển trung bình
toàn cầu. Mực nước biển tăng phù hợp với xu thế nóng lên do các nguyên nhân
như hiện tượng giãn, nở nhiệt của đại dương; băng tan ở Greenland, Nam Cực và
các khu vực khác; thay đổi khả năng giữ nước ở đất liền.
Các số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy mực nước biển trung bình
toàn cầu trong thời kỳ 1961 – 2003 đã dâng với tốc độ 1,8 ± 0,5mm/năm,
trong đó đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và băng tan

trong khoảng 0,70 ± 0,50mm/năm.
1.1.2.2. Thực trạng nước biển dâng hiện nay
a) Thực trạng nước biển dâng trên thế giới
Theo nghiên cứu cập nhật năm 2009 cho rằng: tốc độ mực nước biển
trung bình toàn cầu dâng khoảng 1,8mm/năm, tuy nhiên mực nước biển thay
đổi không đồng đều trên toàn bộ đại dương trên thế giới. Ở một số vùng, mực
nước biển dâng gấp một vài lần so với tốc độ dâng trung bình toàn cầu như
vùng biển phía Tây Thái Bình Dương và phía Đông Ấn Độ Dương , trong khi
đó ở một số vùng như bờ biển phía Đông của Nam Mỹ, khu vực ven biển phía
Nam Alaska và Đông Bắc Canada, vùng biển Scandinavia mực nước biển đã
hạ thấp hơn. Xu thế tăng của mực nước biển trung bình xuất hiện hầu hết tại
các trạm quan trắc trên toàn cầu.
b) Thực trạng nước biển dâng tại Việt Nam
Dấu hiệu quan trắc tại các trạm hải văn dọc ven biển Việt Nam cho
thấy tốc độ tăng lên của mực nước biển trung bình ở Việt Nam hiện nay là
khoảng 3mm/năm (giai đoạn 1993 – 2008), tương đương với tốc độ tăng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

trung bình trên thế giới. Trong khoảng 50 năm (1960 – 2005), mực nước biển
tại Trạm Hải văn Hòn Dấu dâng lên khoảng 20cm.
Các hiện tượng như bão nhiệt đới, xâm nhập mặn, triều cường, ngập
lụt, sạt lở hệ thống đê, kè… xảy ra thường xuyên đối với các vùng ven biển,
ảnh hưởng rõ nhất là vùng Đồng bằng sông Hồng và vùng Đồng bằng sông
Cửu Long do nền đẩt các vùng này thấp, trũng. [4, Bộ Tài nguyên và Môi
trường (2012)]
1.1.3. Cơ sở pháp lý về các hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu và kịch
bản nước biển dâng của Việt Nam
1.1.3.1. Cơ sở pháp lý của Nhà nước về các hoạt động nhằm ứng phó với biến
đổi khí hậu

Là một trong những nước chịu tác động nặng nề nhất của biến đổi khí
hậu, Việt Nam coi ứng phó với biến đổi khí hậu là vấn đề có ý nghĩa sống còn
vì thế Nhà nước đã ban hành các văn bản pháp lý làm cơ sở cho các hoạt động
đánh giá mức độ ảnh hưởng và tác động của biến đổi khí hậu đến các ngành,
các địa phương, từ đó đề ra các giải pháp nhằm ứng phó hiệu quả với biến đổi
khí hậu.
- Nghị quyết số 60/2007/NQ-CP của Chính phủ ban hành ngày 03
tháng 12 năm 2007 về phiên họp Chính phủ thường kỳ tháng 11 năm 2007.
- Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02 tháng 12 năm 2008 của
Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó
với biến đổi khí hậu.
- Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg ngày 05 tháng 12 năm 2011 của
Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược Quốc gia về biến đổi khí hậu.
- Quyết định số 43/2012/QĐ-TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012 của Thủ
tướng Chính phủ về việc thành lập Ủy ban Quốc gia về biến đổi khí hậu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

- Quyết định số 1474/2012/QĐ-TTg ngày 05/10/2012 của Thủ tướng
Chính phủ về việc ban hành Kế hoạch hành động Quốc gia về biến đổi khí hậu.
- Thông tư số 28/2012/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2012 của
Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc quy định nội dung, chế độ báo cáo tình
hình quản lý hoạt động điều tra cơ bản, khai thác, sử dụng tài nguyên và bảo
vệ môi trường biển, hải đảo.
1.1.3.2. Kịch bản nước biển dâng của Việt Nam
Việt Nam lựa chọn các kịch bản phát thải khí nhà kính để xây dựng
kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam là kịch bản thấp (kịch bản B1), kịch
bản trung bình của nhóm các kịch bản trung bình (kịch bản B2) và kịch bản
cao nhất của nhóm các kịch bản cao (kịch bản A1FI). Các kịch bản nước biển
dâng được xây dựng cho bảy khu vực bờ biển của Việt Nam bao gồm các khu

vực bờ biển từ Móng Cái đến Hòn Dấu, khu vực bờ biển từ Hòn Dấu đến Đèo
Ngang, khu vực bờ biển từ Đèo Ngang đến Đèo Hải Vân, khu vực bờ biển từ
Đèo Hải Vân đến Mũi Đại Lãnh, khu vực bờ biển từ Mũi Đại Lãnh đến Mũi
Kê Gà, khu vực bờ biển từ Mũi Kê Gà đến Mũi Cà Mau, khu vực bờ biển từ
Mũi Cà Mau đến Hà Tiên.
+ Theo kịch bản thấp (B1): vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên toàn
Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 18 cm đến 25 cm. Đến cuối thế kỷ
21, nước biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong
khoảng từ 54 cm đến 72 cm, thấp nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu
trong khoảng từ 42 cm đến 57 cm. Trung bình toàn Việt Nam, nước biển dâng
trong khoảng từ 49 cm đến 64 cm.
+ Theo kịch bản trung bình (B2): vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên
toàn Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 24 cm đến 27 cm. Đến cuối
thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang
trong khoảng từ 62cm đến 68 cm, thấp nhất trong khu vực từ Móng Cái đến
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 12

Hòn Dấu trong khoảng từ 49 cm đến 64 cm. Trung bình trên toàn Việt Nama,
nước biển dâng khoảng từ 57 cm đến 73 cm.
+ Theo kịch bản cao (A1FI): vào giữa thế kỷ 21, trung bình trên toàn
Việt Nam, nước biển dâng trong khoảng từ 26 cm đến 29 cm. Đến cuối thế kỷ
21, nước biển dâng cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong
khoảng từ 85 cm đến 105 cm, thấp nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu
trong khoảng từ 66cm đến 85 cm. Trung bình toàn Việt Nam, nước biển dâng
trong khoảng từ 78cm đến 95 cm.


1.1.3.3. Kịch bản nước biển dâng đối với vùng biển huyện Giao Thủy
Vùng biển huyện Giao Thủy nằm trong khu vực biển từ Hòn Dấu tới

Đèo Ngang, dựa trên các kịch bản thấp (B1), kịch bản trung bình (B2), kịch
bản cao nhất (A1FI) theo các mốc thời gian thế kỷ 21 của kịch bản nước biển
dâng Việt Nam, kịch bản nước biển dâng cho vùng biển huyện Giao Thủy
được thể hiện trong bảng 1.
Bảng 1. Kịch bản nước biển dâng của huyện Giao Thủy theo các mốc
thời gian của thế kỷ 21
Đơn vị tính: cm
Kịch bản nước
biển dâng
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030

2040

2050

2060 2070

2080

2090

2100
Thấp (B1) 8 12 17 23 30 37 44 51 58
Trung bình (B2) 9 13 18 24 32 39 48 56 65
Cao (A1FI) 9 14 19 27 36 47 59 72 86
(Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản biến đổi khí
hậu, nước biển dâng cho Việt Nam 2012)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13

1.2. Tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.2.1. Lịch sử phát triển Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Ngày nay, GIS được biết đến nhiều trên thế giới như là một hệ thống
thông tin địa lý có nhiệm vụ thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị các dữ liệu
địa lý. GIS đang ngày càng thể hiện được rõ những ưu điểm nổi trội hơn so
với các công nghệ khác, hỗ trợ việc đưa ra quyết định liên quan đến đất đai,
môi trường, tài nguyên thiên nhiên, cơ sở hạ tầng, kinh tế xã hội. Bên cạnh sự
phát triển nhanh và mạnh của GIS là cả một quá trình hình thành và phát triển
với các tiến bộ khoa học tiên tiến qua các thời kỳ.
Năm 1977, GIS phát triển, đến những năm 1980’s đã phát triển việc
thương mại hóa GIS, phần cứng. Nền công nghiệp phần mềm tăng nhanh với
các phần mềm hỗ trợ việc làm bản đồ như ArcInfo(năm 1981),
MapInfo(1986). Thế kỷ 21 được coi là thế kỷ bùng nổ của GIS với các con số
biết nói như nền công nghiệp phần mền đạt 7 tỷ USD vào năm 2000, tăng
10% mỗi năm, hơn 1 triệu người sử dụng cố định, hơn 5 triệu người sử dụng
không cố định.
1.2.2. Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System - GIS) là
một tập hợp các công cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các
dữ liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán
ứng dụng phục vụ cho các mục đích cụ thể.
1.2.3. Các bộ phận cấu thành GIS
Các bộ phận cấu thành GIS được thể hiện như sau:
ĐẦU VÀO ĐẦU RA



Bản đồ

Số liệu
thống kê
Điều tra,
khảo sát
Dữ liệu số
Tư liệu
vi
ễ
n thám

QUẢN LÝ CSDL, GIS
Thu thập,
mã hóa
biên tập
Lưu trữ và
truy xu
ấ
t

Xử lý và
phân tích

Hiển thị
và báo cáo
Báo cáo dạng
văn bản
Bản đồ
Sản phẩn dạng
ảnh
Số liệu thống

kê bảng biểu
D
ữ

li
ệ
u cho các
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 14










Sơ đồ 1.1. Các bộ phận cấu thành GIS
1.2.4. Chức năng của GIS
Chức năng của GIS bao gồm thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích, thể
hiện dữ liệu được gắn với một nền hình học bản đồ nhất quán trên cơ sở tọa
độ của các dữ liệu đầu vào.
* Thu thập dữ liệu là quá trình mã hóa dữ liệu thành dạng có thể dùng
trên máy tính và ghi dữ liệu vào cơ sở dữ liệu của GIS.
Dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như:
+ Nguồn tư liệu bản đồ (bản đồ số, bản đồ giấy)
+ Nguồn tư liệu viễn thám
+ Nguồn tư liệu đo đạc, điều tra thực tế.

* Lưu trữ dữ liệu là các dữ liệu không gian được lưu trữ ở dang vector
hoặc raster, dữ liệu thuộc tính được lưu trữ ở mô hình quan hệ.
* Truy vấn dữ liệu là các chức năng của GIS có thể giúp người sử dụng
tìm kiếm thông tin của đối tượng bất kỳ trong cơ sở dữ liệu bằng các lệnh tìm
kiếm nhanh, chính xác.
* Phân tích dữ liệu được thể hiện thông qua các thao tác chồng xếp bản
đồ, nội suy, tạo vùng đệm…
* Thể hiện dữ liệu sản phẩm dưới dạng bản đồ, biều đồ.