Nghiên cứu đánh giá khả năng xuất hiện sương muối phục vụ phát triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên

Header Page 1 of 16.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Hồng Sơn

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
XUẤT HIỆN SƯƠNG MUỐI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
CÂY CÀ PHÊ CHÈ Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2012

Footer Page 1 of 16.


Header Page 2 of 16.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Hồng Sơn

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
XUẤT HIỆN SƯƠNG MUỐI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
CÂY CÀ PHÊ CHÈ Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN
Chuyên ngành:

Sử dụng và bảo vệ tài nguyên môi trường

Mã số: 60 85 15

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Dương Văn Khảm,
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi
trường
Bộ Tài nguyên và Môi trường

Hà Nội, 2012
i
Footer Page 2 of 16.


Header Page 3 of 16.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ Địa lý "Nghiên cứu đánh giá khả năng
suất hiện sương muối phục vụ phát triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và
Điện Biên" là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu trong luận
văn là số liệu trung thực.

Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Nguyễn Hồng Sơn
Học viên cao học khóa 8
Chuyên ngành: Sử dụng và bảo vệ tài nguyên môi trường
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

ii
Footer Page 3 of 16.


Header Page 4 of 16.

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Dương Văn Khảm đã trực tiếp hướng dẫn
tôi làm luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Địa
Lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ
văn và Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình
học tập và làm luận văn; lãnh đạo các đơn vị trực thuộc Viện KH KTTV&MT,
các đồng nghiệp trong cơ quan đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các đơn vị: Trung tâm Viễn thám Quốc gia,
Trung tâm tư liệu Khí tượng Thủy văn, Tổng công ty cà phê Việt Nam và các
cơ quan ở các địa phương trong khu vực nghiên cứu, ... đã tạo điều kiện cho
tôi thu thập các tài liệu, số liệu để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến gia đình và bạn bè, đồng nghiệp đã
giúp đỡ trong thời gian học tập và làm luận văn.

iii
Footer Page 4 of 16.


Header Page 5 of 16.

MỤC LỤC
Trang

PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................... 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................... 3
2.1. Mục tiêu ....................................................................................... 3
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................. 3
3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 4
4. Phương pháp khoa học sử dụng trong luận văn.................................. 4
5. Những kết quả đạt được ...................................................................... 5
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................ 5
6.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................... 5
6.2. Ý nghĩa thực tiễn.......................................................................... 5
7. Cơ sở dữ liệu đã sử dụng .................................................................... 6
7.1. Về các dữ liệu khí tượng.............................................................. 6
7.2. Các dữ liệu về viễn thám ............................................................. 6
8. Bố cục của đề tài ................................................................................ 6
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SƯƠNG MUỐI
VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CÀ PHÊ Ở 2 TỈNH SƠN LA,
ĐIỆN BIÊN .................................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về sương muối và đặc điểm sinh thái cây cà
phê .......................................................................................................... 1
1.1.1. Tổng quan về sương muối ....................................................... 1
1.1.2. Đặc điểm sinh thái cây cà phê ............................................... 10

iv
Footer Page 5 of 16.


Header Page 6 of 16.

1.2. Tổng quan nghiên cứu về sương muối .......................................... 13

1.2.1. Các nghiên cứu về sương muối trên thế giới ......................... 13
1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về sương muối ở Việt Nam ............... 18
1.3. Tình hình phát triển cà phê ở Sơn La và Điện Biên ...................... 20
1.3.1. Tình hình phát triển cà phê ở tỉnh Điện Biên ......................... 20
1.3.2. Tình hình phát triển cà phê ở tỉnh Sơn La .............................. 22
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XUẤT
HIỆN SƯƠNG MUỐI Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN...................... 25
2.1. Điêu kiên tự nhiên tỈnh Sơn La, Điện Biên .................................. 25
2.1.1. Tỉnh Sơn La ........................................................................... 25
2.1.2. Tỉnh Điện Biên ....................................................................... 30
2.2. Đặc trưng và khả năng xuất hiện sương muối ở 2 tỉnh Sơn
La và Điện Biên.................................................................................... 38
2.2.1. Số liệu sử dụng ....................................................................... 38
2.2.2. Đặc trưng và khả năng xuất hiện sương muối ở 2 tỉnh
Sơn La và Điện Biên ........................................................................ 41
2.2.3. Phân hạng mức độ khắc nghiệt của sương muối ....................... 60
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG TẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ VỀ
SƯƠNG MUỐI VÀ ĐỀ XUẤT VÙNG AN TOÀN SƯƠNG MUỐI
Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN .......................................................... 64
3.1. Nội suy dữ liệu không gian bằng thông tin viễn thám và
GIS phục vụ xây dựng bản đồ sương muối khu vực nghiên cứu ......... 64
3.1.1. Số liệu sử dụng ....................................................................... 64
3.1.2. Tính toán nhiệt độ lớp phủ bề mặt từ ảnh MODIS và
ảnh NOAA ........................................................................................ 65
3.1.3. Tính toán nhiệt độ không khí tối thấp từ giá trị LST. ............ 72
3.1.4. Tính toán độ ẩm không khí từ ảnh MODIS và NOAA .......... 76
v
Footer Page 6 of 16.

Header Page 7 of 16.

3.1.5. Tính toán khả năng xuất hiện sương muối trên cơ sở
dữ liệu ảnh viễn thám ....................................................................... 82
3.2. Xây dựng tập bản đồ chuyên đề về sương muối ........................... 89
3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu ......................................................... 89
3.2.3. Quy trình thành lập bản đồ chuyên đề ................................... 98
3.2.4. Kết quả xây dựng các bản đồ chuyên đề về sương
muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên ............................................... 100
3.3. Đề xuất vùng an toàn sương muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện
Biên..................................................................................................... 108
3.3.1. Tỉnh Sơn La .......................................................................... 108
3.3.2. Tỉnh Điện Biên ..................................................................... 109
KẾT LUẬN ............................................................................................... 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 115

vi
Footer Page 7 of 16.


Header Page 8 of 16.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Diễn biến diện tích (ha) cà phê của tỉnh Điện Biên...................... 22
Bảng 1.2. Diễn biến về diện tích (ha) cà phê ở Sơn La ............................... 23
Bảng 1.3. Các tiểu vùng trồng cà phê tại Sơn La ......................................... 24
Bảng 2.1. Một số đặc trưng trung bình năm về khí hậu của tỉnh Sơn
La .................................................................................................................. 30
Bảng 2.2.Một số đặc trưng khí hậu của tỉnh Điện Biên................................ 38

Bảng 2.3. Lưới trạm khí tượng khu vực nghiên cứu .....................................39
Bảng 2.4. Thống kê về sương muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
và các vùng lân cận ....................................................................................... 43
Bảng 2.5. Số ngày xuất hiện sương muối trung bình nhiều năm
(ngày) ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên và các vùng lân cận .............................. 45
Bảng 2.6. Ngày bắt đầu xảy ra sương muối với các suất bảo đảm .............. 47
Bảng 2.7. Ngày kết thúc sương muối với các suất bảo đảm ........................ 47
Bảng 2.8. Ảnh hưởng của KKL đến khả năng xuất hiện sương muối
ở các khu vực có độ cao dưới 1500m .......................................................... 50
Bảng 2.9. Đặc trưng của nhiệt độ không khí (0C) trong thời gian
xuất hiện sương muối (từ 0 - 7 giờ) ở Sơn La, Điện Biên và các
vùng lân cận ................................................................................................. 52
Bảng 2.10. Tỷ lệ (%) khả năng xuất hiện sương muối theo các
ngưỡng nhiệt độ tối thấp tuyệt đối từ 0 - 7 giờ ở Sơn La, Điện Biên
và các vùng lân cận ...................................................................................... 53
Bảng 2.11. Đặc trưng của độ ẩm không khí (%) trong thời gian xuất
hiện sương muối (từ 0 - 7 giờ) ở Sơn La, Điện Biên và các vùng lân
cận ................................................................................................................ 54

vii
Footer Page 8 of 16.


Header Page 9 of 16.

Bảng 2.12. Tỷ lệ (%) khả năng xuất hiện sương muối theo các
ngưỡng độ ẩm không khí trung bình từ 0 -7 giờ ở Sơn La, Điện Biên
và các vùng lân cận ....................................................................................... 55
Bảng 2.13. Tỷ lệ (%) khả năng xuất hiện sương muối theo các
ngưỡng tốc độ gió lúc 1giờ ở Sơn La, Điện Biên và các vùng lân

cận ................................................................................................................ 56
Bảng 2.14. Tỷ lệ (%) khả năng xuất hiện sương muối theo các
ngưỡng lượng mây tổng quan lúc 1giờ và 7giờ ở Sơn La, Điện Biên
và các vùng lân cận ...................................................................................... 57
Bảng 2.15. Kịch bản xuất hiện sương muối ở Sơn La, Điện Biên và
các vùng lân cận ........................................................................................... 59
Bảng 2.16. Chỉ tiêu phân hạng mức độ khắc nghiệt
của sương muối theo số liệu quan trắc ở Sơn La, Điện Biên và các
vùng lân cận .................................................................................................. 61
Bảng 2.17. Kết quả phân hạng mức độ khắc nghiệt của sương muối
trên mạng lưới trạm khí tượng ở Sơn La, Điện Biên và các vùng lân
cận ................................................................................................................ 62
Bảng 3.1. Hệ số ai đối với thoạt toán LST1 .................................................. 67
Bảng 3.2. Các đặc trưng thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm
giữa nội suy và quan trắc trong vùng nghiên cứu (tháng 1, 2, 3) ................ 72
Bảng 3.3. Các đặc trưng thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm
giữa nội suy và quan trắc trong vùng nghiên cứu (tháng 11,12) ................. 76
Bảng 3.4 Kết quả thống kê mức độ tin cậy của phương trình trên
chuỗi số liệu phụ thuộc ................................................................................. 85
Bảng 3.5. So sánh số liệu quan trắc và số liệu tính toán số ngày có
sương muối trung bình thời kỳ 2000-2009 .................................................. 88
Bảng 3.6. Diện tích đất tự nhiên (km2) bị ảnh hưởng của sương muối
theo các đai độ cao ở tỉnh Sơn La .............................................................. 111
Bảng 3.7. Diện tích đất tự nhiên (km2) bị ảnh hưởng của sương
muối theo các đai độ cao ở tỉnh Điện Biên ................................................ 112
viii
Footer Page 9 of 16.


Header Page 10 of 16.

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Mô hình xây dựng bản đồ giám sát sương muối bằng số
liệu viễn thám và số khí tượng .................................................................... 14
Hình 1.2. Bản đồ giám sát sương muối ảnh hưởng đến cây trồng
mùa đông cho từng tháng ở Châu âu ........................................................... 15
Hình 1.3. Bản đồ nguy cơ sương muối tháng 3 của Hy Lạp ........................ 15
Hình 1.4. Bản đồ phân bố sương muối, ngày 2 tháng 3 năm 2008 ở
tỉnh Quảng Tây Trung Quốc ......................................................................... 16
Hình 1.5. Bản đồ phân bố sương muối Nam Brazil ..................................... 16
Hình 1.6. Bản đồ số ngày xuất hiện sương muối với độ phân giải 1
km tại vùng Otago ......................................................................................... 17
Hình 1.7 Bản đồ phân bố sương muối khu vực Emilia-Romagna của
Ý ................................................................................................................... 17
Hình 1.8. Bản đồ ngày kết thúc khả năng xuất hiện sương muối với
suất bảo đảm 10% ........................................................................................ 18
Hình 2.1. Phân bố các khu vực xuất hiện sương muối ................................ 45
Hình 2.2. Mối quan hệ giữa các đợt không khí lạnh và ngày xảy ra
sương muối năm 1999 ở một số khu vực ở Sơn la, Điện Biên và các
vùng lân cận ................................................................................................. 50
Hình 3.1. Nhiệt độ bề mặt lớp phủ LST theo ảnh MODIS và NOAA...........69
Hình 3.2. Đồ thị quan hệ giữa số liệu thực đo và LST theo ảnh viễn
thám ...............................................................................................................72
Hình 3.3. Mối quan hệ giữa Tmin và LST ở Sơn La, Điện Biên ................... 73
Hình 3.4. Bản đồ LST và Tmin trong một số đêm ........................................ 74
Hình 3.5. Sơ đồ RH ....................................................................................... 77
Hình 3.6. Mối quan hệ giữa tổng cột hơi nước và độ ẩm riêng của
ix
Footer Page 10 of 16.

Header Page 11 of 16.

hơi nước do W. Timothy xây dựng ...............................................................79
Hình 3.7. Bản đồ RH trong một số đêm khu vực nghiên cứu ......................81
Hình 3.8. Một số kết quả minh hoạ sự phân bố sương muối theo
không gian .....................................................................................................86
Hình 3.9. Bản đồ số ngày có sương muối trung bình nhiều năm thời kỳ
2000 - 2009 ............................................................................................................ 87

Hình 3.10. Biểu diễn bản đồ A bằng mô hình quan hệ ................................ 89
Hình 3.11. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm ...............................91
Hình 3.12. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng cung .............................91
Hình 3.13. Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon) .............92
Hình 3.14. Mối quan hệ giữa thông tin bản đồ và thông tin thuộc
tính ................................................................................................................95
Hình 3.15. Sơ đồ khối thành lập bản đồ chuyên đề ..................................... 99
Hình 3.16. Bản đồ ngày bắt đầu và kết thúc sương muối ở tỉnh Sơn
La .................................................................................................................. 97
Hình 3.17. Bản đồ ngày bắt đầu và kết thúc sương muối ở tỉnh Điện
Biên ............................................................................................................ 101
Hình 3.18. Bản đồ xác xuất xuất hiện sương muối tỉnh Sơn La ................ 102
Hình 3.19. Bản đồ xác xuất xuất hiện sương muối tỉnh Điện Biên ........... 104
Hình 3.20. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sương muối ở tỉnh Sơn
La ................................................................................................................ 105
Hình 3.21. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sương muối ở tỉnh Điện
Biên ............................................................................................................ 106

x

Footer Page 11 of 16.


Header Page 12 of 16.

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG BÁO CÁO

ASCII

Khuôn dạng chuẩn chuyển đổi thông tin

ASTER

Bức xạ kế phát xạ và phản xạ nhiệt nâng cao

CSDL

Cơ sở dữ liệu

DEM

Mô hình số độ cao

ĐPG

Độ phân giải

e

Sức trương hơi nước

E

Sức trương hơi nước bão hoà

ETM

Hệ thống lập bản đồ chuyên đề nâng cao

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

HIRS

Máy quét phổ độ phân giải cao

KKL

Không khí lạnh

LST

Nhiệt độ bề mặt đất

LWIR

Sóng dài hồng ngoại

MODATM

Sản phẩm khí quyển của MODIS

MODIS

Máy quét ảnh phổ độ phân giải trung bình

NCAR

Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển Mỹ

NDVI

Chỉ số thực vật chuẩn hóa

NOAA

Cơ quan quốc gia về Đại dương và Khí quyển

P

Áp suất không khí
xi

Footer Page 12 of 16.


Header Page 13 of 16.

Q

Độ ẩm riêng

RGB

Ba màu cơ bản (đỏ, lục, lam)

RH

Độ ẩm không khí

RMSE

Sai số quân phương

RS

Viễn thám

SST

Nhiệt độ mặt nước biển

SWIR

Sóng ngắn hồng ngoại

TIR

Hồng ngoại nhiệt

TM

Lập bản đồ chuyên đề

Tmin

Nhiệt độ không khí tối thấp

UTM

Hệ tọa độ chuyển đổi tổng hợp của Mỹ

W

Tổng cột hơi nước

xii
Footer Page 13 of 16.


Header Page 14 of 16.

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vùng Tây Bắc đang được đánh giá là vùng có nhiều lợi thế để phát
triển diện tích trồng các cây lâu năm, nhất là các cây công nghiệp dài ngày
(cao su, cà phê) và các cây ăn quả. Sương muối và sương giá là những hiện
tượng rất nguy hại đối với cây trồng, trong đó sự sinh trưởng, phát triển, hình
thành năng suất và hiệu quả kinh tế của các cây dài ngày phụ thuộc rất nhiều

vào sự tác động của sương muối và nhiệt độ thấp. Tác hại nghiêm trọng của
các đợt sương muối đối với các mô hình trồng các cây công nghiệp dài ngày,
đặc biệt là cà phê ở vùng Tây Bắc trong những năm gần đây đã góp phần
minh chứng vai trò và ảnh hưởng của nó.
2 tỉnh Sơn La và Điện Biên, với một hệ thống núi non trùng điệp bao
quanh các bồn địa, các cao nguyên nằm ở phía tây dãy Hoàng Liên Sơn, điều
kiện khí hậu ôn hòa thích hợp với cây cà phê chè. Cà phê được trồng trên các
sườn dốc của chân các dãy núi thấp hoặc trên các chỏm đồi với độ cao trên
mực nước biển chừng 600m với một vùng đất đỏ đá vôi có tầng thật dày và độ
phì nhiêu khá cao. Tuy độ cao trên mặt biển chưa thật là cao song vùng cà phê
Sơn La, Điện Biên có đặc điểm là nằm ở vĩ độ khá cao về phía Bắc, có vị trí
địa lý tương tự như vùng cà phê chè tập trung vùng Sao Paulo, Minas Gerais
của Braxin cùng với độ cao khoảng 600m so với mực nước biển, có khác
chăng là hai vùng cà phê ở hai phía bắc và nam bán cầu. Khí hậu Sơn La,
Điện Biên nóng và nhiều mưa vào mùa hạ, lạnh và khô vào mùa đông. Cây cà
phê ở đây sinh trưởng xanh tốt cho sản lượng cao.
Đồng bộ với hình thành hệ thống chế biến tốt, cà phê Tây Bắc hoàn
toàn ghi tên trên bản đồ cà phê chất lượng của thế giới. Ông Joao Brandao –
Đại diện Tập đoàn số một thế giới về thiết bị chế biến cà phê quả tươi khẳng
định: “Nếu lựa chọn định hướng phát triển bền vững, cà phê Tây Bắc có thể
sánh ngang với cà phê Brazil về chất lượng”.

Footer Page 14 of 16.

1


Header Page 15 of 16.

Vừa qua được sự giúp đỡ, cho vay vốn với điều kiện ưu đãi của cơ

quan phát triển Pháp, chúng ta đã mở rộng diện tích cà phê chè ở một số địa
phương, đưa tổng diện tích cà phê chè trong cả nước lên trên 2 vạn hecta. Tuy
nhiên trong quá trình thực hiện chương trình phát triển cây cà phê chè cũng có
những thiếu sót dẫn đến hiệu quả thấp, một số vùng trồng rồi lại phải hủy bỏ
đi vì vườn cây quá xấu kém. Và người ta đã truy tìm các nguyên nhân dẫn đến
những tổn thất đó. Không ít người cho là vì công tác quy hoạch kém, trồng cà
phê vào vùng đất xấu không thích hợp hoặc vùng có sương muối.
Lựa chọn định hướng phát triển cà phê bền vững sẽ mang lại những lợi
ích to lớn như giá trị sản phẩm được nâng lên, tạo việc làm, đảm bảo an ninh
xã hội. Quan trọng hơn là thông qua phát triển cà phê bền vững theo chứng
chỉ sẽ góp phần tạo ra cộng đồng có trách nhiệm – một yếu tố phát triển xã
hội bền vững. Lựa chọn phát triển cà phê bền vững là con đường tốt nhất để
xây dựng vùng cà phê Tây Bắc đạt một tầm vóc mới, hoàn toàn có thể đối
xứng vùng phát triển cà phê với Tây Nguyên, không chỉ về số lượng mà cả
chất lượng. Vùng cà phê Tây Bắc có ưu thế là thích hợp cho phát triển cà phê
chè – đang là xu hướng tiêu dùng của thế giới, do đó bán được với giá cao,
hiện từ 2.300 – 2.400 USD/tấn nhân, trong khi cà phê Robussta Tây Nguyên
chỉ bán được với giá 1.400 – 1500 USD/tấn. Là nhà hàng đầu Việt Nam về
sản xuất, chế biến cà phê, Tập đoàn Thái Hòa cam kết quyết tâm cùng người
dân Tây Bắc phát triển cà phê bền vững theo quy tắc quốc tế và xây dựng trở
thành thương hiệu lớn trên thị trường thế giới
Vì vậy sau 10 năm thiệt hại nặng nề của trận sương muối thiêu rụi gần
cả vùng cà phê của năm 1999, cây cà phê đã được khôi phục và khẳng định là
một trong những cây công nghiệp chủ lực trong chương trình xuất khẩu.
Nằm trong chủ trương chuyển đổi cơ cấu cây trồng, thực hiện công
nghiệp hoá nông nghiệp - nông thôn và miền núi, cây cà phê đã lên vùng Tây
Bắc trong sự hy vọng của người dân cũng như lãnh đạo các cấp. Thời gian
đầu, cây phát triển tương đối tốt và ổn định, nhưng khi bước vào thời kỳ thu

Footer Page 15 of 16.

2


Header Page 16 of 16.

hoạch đã “vấp” phải sự khắc nghiệt của thời tiết nơi đây. Sương muối đã làm
hàng nghìn hecta cà phê không ra quả và chết dần. Sau 4 năm liền mất trắng,
từ sự háo hức ban đầu, người dân chán nản và bỏ mặc cà phê.
Nhận thấy sự thiệt hại to lớn đối với sản xuất cà phê chủ yếu do điều
kiện thời tiết – khí hậu mà đặc biệt là sương muối gây ra, học viên đã chọn đề
tài "Nghiên cứu đánh giá khả năng suất hiện sương muối phục vụ phát
triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên" nhằm góp phần phát
triển bền vững cây cà phê chè ở khu vực Tây Bắc.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu:
1) Đánh giá được khả năng xuất hiện và ảnh hưởng của sương muối đến cây
cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên.
2) Xây dựng được tập bản đồ chuyên đề về sương muối tác động đến cây cà
phê chè.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ sau đây:
-

Thu thập và xử lý số liệu khí tượng, thực trạng sản xuất cây cà phê chè
ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên ;

-

Thu thập số liệu bản đồ nền, ảnh vệ tinh phục vụ toán tính toán nhiệt độ

bề mặt, đổ ẩm không khí hỗ trợ xây dựng bản đồ chuyên đề sương
muối;

-

Tổng quan tình hình nghiên cứu về sương muối trong và ngoài nước;

-

Nghiên cứu khả năng xuất hiện sương muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện
Biên;

-

Đánh giá ảnh hưởng của sương muối đến khả năng phát triển cây cà
phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên;

Footer Page 16 of 16.

3


Header Page 17 of 16.

-

Xử lý, chiết xuất các thông tin trên ảnh MODIS phục vụ xây dựng các
bản đồ chuyên đề về sương muối;

-

Xây dựng tập bản đồ chuyên đề sương muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện
Biên bằng công nghệ GIS

-

Đề xuất vùng an toàn sương muối phục vụ quy hoạch phát triển sản
xuất cà phê chè ở vùng nghiên cứu.

3. Phạm vi nghiên cứu
2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
4. Phương pháp sử dụng trong luận văn
-

Thu thập và kế thừa: thu thập, tổng hợp và kế thừa các tài liệu có liên
quan đến sương muối, sản xuất cây cà phê của các đề tài, dự án đã
tiến hành cho khu vực nghiên cứu;

-

Điều tra khảo sát thực địa: nhằm bổ xung những tài liệu, dữ liệu về
sương muối và cây cà phê ở vùng nghiên cứu trong những năm gần
đây;

-

Điều tra nhanh nông thôn: điều tra, phỏng vấn trực tiếp nông dân về
ảnh hưởng của sương muối đến cây cà phê ở vùng nghiên cứu;

-

Phân tích và tổng hợp tài liệu: các kết quả thu được về điều kiện tự
nhiên, kinh tế xã hội được phân tích đánh giá hệ thống theo từng mục
đích, yêu cầu cụ thể trong từng nội dung của luận văn

-

Thống kê áp dụng trong khí tượng - khí hậu

-

Viễn thám trong phân tích ảnh vệ tinh

-

GIS: sử dụng công nghệ GIS với một số phần mềm chuyên dụng
(ARC GIS; MapInfor; ARC VIEW, Envi...) để xử lý ảnh viễn thám và
thành lập các bản đồ.

-

Footer Page 17 of 16.

Phương pháp chuyên gia

4


Header Page 18 of 16.

5. Những kết quả đạt được:
-

Làm rõ được khả năng xuất hiện của sương muối ở 2 tỉnh Sơn La,
Điện Biên

-

Đánh giá được ảnh hưởng của sương muối đến việc phát triển cà phê
chè ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên

-

Các bản đồ chuyên đề về sương muối ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên

-

Đề xuất được các vùng trồng cà phê chè với các mức an toàn khác
nhau ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên

-

Báo cáo tổng kết của luận văn

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học
Các bản đồ chuyên đề về sương muối được xây dựng trên nền tảng công
nghệ viễn thám và GIS là một bước tiến mới về ứng dụng kỹ thuật cao đối với
công tác phát triển khoa học công nghệ ở trong nước, từng bước tiếp cận với
công nghệ hiện đại ở trên thế giới.

Cung cấp cơ sở khoa học các thông tin viễn thám và GIS trong điều tra
cơ bản nhằm nâng cao hiệu quả công tác nghiên cứu, giám sát và khai thác
hợp lý tài nguyên khí hậu, thuỷ văn, khí hậu nông nghiệp trong sự phát triển
chung của nền kinh tế.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tăng cường số liệu phục vụ công tác điều tra cơ bản nhằm quản lý và
khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên cho từng vùng cụ thể trong sự phát
triển kinh tế xã hội, đặc biệt là phát triển kinh tế vùng núi và những vùng khó
khăn.
Cung cấp công cụ giám sát sương muối, phục vụ phát triển nông nghiệp
nói chung và phát triển cà phê nói riêng, giảm thiệt hại do thiên tai gây ra

Footer Page 18 of 16.

5


Header Page 19 of 16.

nâng cao hiệu quả kinh tế cho các hộ gia đình và các công ty cà phê ở các tỉnh
nghiên cứu
7. Cơ sở dữ liệu đã sử dụng
7.1. Về các dữ liệu khí tượng
- Các số liệu khí tượng được thu thập từ các trạm khí tượng trong vùng với
chuỗi số liệu trong thời gian đủ dài (từ năm 1981 đến 2010);
- Các tài liệu từ các đề tài, các tạp chí và các nguồn khác cũng đã được thu
thập để tham khảo và lựa chọn sử dụng;
7.2. Các dữ liệu về viễn thám
- Các ảnh viễn thám cũng được thu thập từ các nguồn miễn phí (Phòng nghiên cứu
Viễn thám và GIS - Viện Khoa học Khí tượng Thuỷ văn và Môi trường; Trung

tâm Viễn thám Quốc gia và trên một số trang web)
8. Bố cục của đề tài
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về sương muối và tình hình phát
triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
Chương 2. Nghiên cứu đánh giá khả năng xuất hiện sương muối ở 2 tỉnh Sơn
La và Điện Biên
Chương 3. Xây dựng tâp bản đồ chuyên đề về sương muối và đề xuất vùng an
toàn sương muối ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên.

Footer Page 19 of 16.

6


Header Page 20 of 16.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SƯƠNG MUỐI VÀ TÌNH HÌNH
PHÁT TRIỂN CÀ PHÊ Ở 2 TỈNH SƠN LA, ĐIỆN BIÊN
1.1. TỔNG QUAN VỀ SƯƠNG MUỐI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI
CÂY CÀ PHÊ
1.1.1. Tổng quan về sương muối
1.1.1.1. Khái niệm về sương muối
Sương muối là hiện tượng hơi nước đóng băng thành các hạt nhỏ, rắn,
xốp và trắng như muối ngay trên mặt đất hay bề mặt cây cỏ hoặc các vật thể
khác khi không khí trên đó ẩm và lạnh [5]. Sương muối là hiện tượng thời tiết
nguy hiểm vì nhiệt độ quá lạnh của nó làm chết cây trồng và vật nuôi.
Hạt sương được cấu thành từ nhiều băng li ti, đường kính chỉ khoảng
0,03 - 0,2mm. Bên trong hạt sương muối có những đường dẫn hoặc ống

không khí cực kì nhỏ bé, đường kính chỉ khoảng 0,005 - 0,002mm xen lẫn các
khối hạt băng [3].
1.1.1.2. Điều kiện hình thành sương muối
Thông thường sương muối hình thành về đêm hoặc sáng sớm, trời lặng
gió, quang mây, nhiệt độ không khí xuống thấp làm cho nhiệt độ bề mặt các
vật thể hay cây cỏ ở mặt đất đạt tới điểm sương đủ cho hơi nước ngưng kết,
và điều kiện độ ẩm không khí thích hợp. Trong điều kiện thời tiết như vậy,
bức xạ hiệu dụng mạnh, nhiệt độ của vật chất trên mặt đất hạ thấp, khi không
khí tiếp xúc bị lạnh và hơi nước ngưng kết lại thành hạt băng. Vào lúc này, áp
lực của hạt băng bé hơn áp lực của hạt nước nên các hạt nước trên bề mặt vật
chất, ngay phía dưới hạt băng, lần lượt di chuyển lên phía trên và tụ lại quanh
hạt băng. Cứ như vậy, các hạt nước nối kết nhau di chuyển lên phía trên làm

Footer Page 20 of 16.

7


Header Page 21 of 16.

cho hạt băng to dần lên và dẫn đến việc hình thành hạt sương muối. Nếu nhiệt
độ thấp hơn, hoặc độ ẩm thấp hơn khoảng giá trị thích hợp nói trên, sương
muối không hình thành mà chỉ xuất hiện các hạt băng hoặc lớp băng. Ngoài
ra, sương muối cũng có thể hình thành do hơi nóng, ẩm từ các lớp đất sâu bốc
lên.
Sương muối thường hình thành trên nền đất nhẹ và ít hạt, ở những nơi
có độ ẩm vừa phải, trong các thung lũng, bồn địa... nhiệt độ hạ thấp hơn các
nơi khác nên sương muối dễ xuất hiện hơn so với sườn núi hoặc đỉnh đồi. Hầu
như sương muối không hình thành trên bãi cát.
1.1.1.3. Phân loại sương muối

a/ Phân loại sương muối theo quá trình hình thành hay diễn biến của mây ban
đêm.
Theo Lại Văn Chuyển và nnk thì sương muối được phân loại [3]:
Loại a1: Sương muối khi trời quang suốt đêm
Sương muối thường hình thành ngay sau khi mặt trời lặn rồi tiếp tục
phát triển cho đến sáng sớm, khi nhiệt độ thấp nhất. Lúc này hạt sương muối
đạt tới cực đại. Sau khi mặt trời mọc, sương muối bắt đầu tan.
Loại a2: Sương muối khi trời quang vào nửa trước đêm
Sương muối hình thành ngay sau khi mặt trời lặn rồi phát triển nhanh,
đến giữa đêm đạt tới cực đại. Từ giữa đêm, trời nhiều mây lên, hạt sương
muối tan dần
Loại a3: Sương muối vào những đêm mây thay đổi
Vào những đêm lúc quang mây lúc đầy mây, nhiệt độ lúc đi xuống lúc
dừng lại, sương muối sau khi hình thành, có lúc phát triển rồi có lúc tan đi...

Footer Page 21 of 16.

8


Header Page 22 of 16.

b/ Phân loại sương muối theo mùa (chỉ có ở các nước ôn đới).
Loại b1: Sương muối nửa đầu mùa đông
Từ cuối mùa thu thời tiết trở nên mát mẻ, nhiệt độ thấp dần cho đến khi
bước vào mùa đông. Ngay từ khi chớm đông, nhiệt độ trở nên thích hợp với
việc hình thành sương muối. Càng đi sâu vào giữa mùa đông, sương muối
càng nhiều. Đến chính đông, do nền nhiệt độ quá thấp, không còn điều kiện
thích hợp để xuất hiện sương muối.
Loại b2: Sương muối nửa sau mùa đông

Sau thời kì chính đông băng giá, nhiệt độ lại nhích dần lên trở nên thích
hợp với việc hình thành sương muối. Sương muối lại xuất hiện cho đến đầu
mùa xuân.
c/ Phân loại sương muối theo hình thế thời tiết
Loại c1: Sương muối bình lưu (phong sương)
Sương muối xảy ra trong quá trình hàn triều (gió mùa đông bắc hay
Fron lạnh tràn xuống), nhiệt độ xuống tới 00C hoặc thấp hơn nữa.
Ở các nước Nhật Bản, Trung Quốc, người ta gọi sương muối bình lưu
là phong sương. Diễn biến thông thường của sương muối bình lưu như sau:
- Gió mùa đông bắc về, nhiệt độ hạ thấp
- Sau khi mặt trời lặn, nhiệt độ hạ thấp đáng kể, trên đất, trên lá cây,
trên ngọn cỏ xuất hiện sương muối.
Đặc điểm của sương muối bình lưu là hình thành trên diện rộng.
Loại c2: Sương muối bức xạ (tịnh sương)
Vào những ngày nền nhiệt độ khá thấp sau khi gió mùa tràn về, ban
đêm xuống trời quang mây hoặc rất ít mây, gió lặng, hơi khô, mặt đất, mặt cỏ,

Footer Page 22 of 16.

9


Header Page 23 of 16.

lá cây bức xạ mạnh, nhiệt độ xuống đến hoặc gần đến 00C, sương muối xuất
hiện.
Sương muối bức xạ không xảy ra trên diện rộng như sương muối bình
lưu. Thông thường sương muối bức xạ xảy ra trên địa hình lõm, khuất gió.
Loại c3: Sương muối hỗn hợp
Khi có sự phối hợp tác động giữa điều kiện bức xạ và điều kiện bình lưu,

nghĩa là sau khi gió mùa đông bắc về, nền nhiệt độ hạ thấp nhanh, vào những
đêm quang mây hoặc rất ít mây, gió nhẹ, nhiệt độ hạ thấp đáng kể, sương
muối hình thành.
Sương muối hỗn hợp xảy ra trên diện rộng, tác hại nghiêm trọng đến
cây trồng.
1.1.1.4. Tác hại của sương muối
Khi nhiệt độ bề mặt thực vật hạ thấp xuống dưới 00C, nước trong
thân cây sẽ đóng băng lại và giãn nở thể tích, phá vỡ các tế bào, các ống dẫn
nhựa cũng ngừng hoạt động không vận chuyển được các chất dinh dưỡng
nuôi cây. Vì vậy, ngày hôm sau, sau khi có sương muối, cây trồng bắt đầu
xuất hiện những vết "cháy táp" trên mặt lá. Ngọn cây khô dần, lớp vỏ tróc ra,
cây héo úa rồi chết. Ngay cả khi sương muối chưa hình thành nhưng nếu nhiệt
độ không khí xuống rất thấp làm các quá trình sinh lý bị ngừng trệ gây ra hiện
tượng héo sinh lý.
1.1.2. Đặc điểm sinh thái cây cà phê
Cây cà phê thường trồng chủ yếu bao gồm bốn giống: cà phê chè (coffea
arabica), cà phê vối (coffea canephora Pierre), cà phê mít (coffea excelsa Clreo)
và cà phê mít dâu da (coffee liberia Bull, in hieru).[1], [2], [3], [8]

Footer Page 23 of 16.

10


Header Page 24 of 16.

Cà phê chè được trồng lâu đời nhất và chiếm tới 70% sản lượng cà phê
toàn thế giới. Giống cà phê này có nguồn gốc ở cao nguyên Êtiôpi, cao 15002000m, vĩ tuyến 80N.
Cà phê chè là cây bụi cao 3-4m, ở điều kiện thuận lợi có thể cao 6-7m.
Cà phê vối mới được phát hiện ở châu Phi và đầu thế kỉ này trên các cánh

rừng thấp thuộc châu thổ sông Công Gô. Cây dễ trồng, năng suất cao, khỏe,
có thể cao đến 8-12m. Cà phê mít được phát hiện năm 1902 ở Ubangui Chari, ít sâu bệnh, sinh trưởng khoẻ, cao khoảng 15-20m. Cà phê mít dâu da
nguồn gốc ở Liberia, quả to giống quả dâu da, cao khoảng 15-18m.
Vòng đời cây cà phê gồm ba giai đoạn: giai đoạn sinh trưởng, từ khi hạt
nảy mầm đến khi cây trưởng thành, giai đoạn sản xuất suốt thời kì cho quả và
giai đoạn tàn lụi, khi cây già cỗi, hoạt động giảm sút,...
Điều kiện ngoại cảnh quan trọng đối với cà phê nảy mầm là nhiệt độ,
nước, ôxi, pH,...
Nhiệt độ thích hợp cho cà phê nảy mầm là 30-320C, nhiệt độ càng thấp
thời gian nảy mầm càng kéo dài, xuống tới 100C cà phê khó nảy mầm.
Sau khi nảy mầm, rễ ăn xuống đất. Rễ phát triển thuận lợi với nhiệt độ 26320C, quá 380C có hại cho rễ cà phê.
Cà phê chè, cà phê vối bắt đầu ra hoa khi cây được 24-30 tháng tính từ
khi gieo hạt. Cà phê mít nở hoa chậm hơn 1-2 năm so với cây cà phê chè.
Hoa cà phê thường nở về khuya và hoàn thành vào lúc sáng sớm. Tại
trạm thí nghiệm Tây Hiếu, quan sát thấy 60-70% hoa nở vào khoảng 2-3 giờ
sáng, trong điều kiện nhiệt độ 24-250C, độ ẩm 94-97%. Trong quá trình nở
hoa thụ phấn, gặp thời tiết bất thuận như sương muối gió Lào tràng hoa bị
chết khô. Sau khi hoa thụ phấn, noãn sào cà phê phát triển thành quả. Từ khi

Footer Page 24 of 16.

11


Header Page 25 of 16.

thụ phấn cho đến khi quả chín kéo dài từ 6-8 tháng đối với cà phê chè và 9-10
tháng đối với cà phê vối.... Thực tế, thời tiết cũng ảnh hưởng đến quá trình
này.
Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát dục của cà phê

là nhiệt độ, mưa, nắng và gió,... Song nhiệt độ vẫn là yếu tố tác động quan
trọng nhất đối với cà phê.
Đa số giống cà phê đều thích hợp với nhiệt độ trung bình năm khoảng
22-260C, riêng cà phê chè giới hạn đó là 19-260C. Cà phê vối chịu rét kém
nhất. Với nhiệt độ 20C, các vườn cà phê vối bị “cháy” phần lớn cành lá. Cà
phê mít sức chịu rét khá hơn nhưng với nhiệt độ dưới 20C cũng bị hại. Cà phê
chè chịu rét hơn cả. Khi nhiệt độ xuống đến 1-20C trong một vài đêm, chỉ làm
cho một số lá non trên ngọn và rìa tán lá bị “cháy”. Song nhiệt độ xuống đến
00C, -20C, nhiều vườn cà phê bị cháy cành tới 1/3 hoặc 1/2 tán cây. Ở một số
khu vực trũng, cà phê chè có thể chết với nhiệt độ đó. Với sương muối, tùy
thuộc loài và tuổi cà phê, tác hại có thể nhiều hay ít. Nhiều vườn cà phê chết
hàng loạt. Một số vườn cà phê non 1-3 tuổi, qua các đợt sương muối bị chết,
phải phá đi trồng lại.
Nhiệt độ 36-390C cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây cà phê,
làm cho các lá non bị khô. Về khả năng chịu nóng, cà phê chè hơn hẳn các
chủng loại khác, nhất là cà phê vối.
Liên quan đến sinh trưởng cây cà phê và chất lượng cà phê cần phải kể
tới biên độ ngày của nhiệt độ, chênh lệch giữa nhiệt độ cao nhất vào ban ngày
và nhiệt độ thấp nhất vào ban đêm. Biên độ cao thúc đẩy hoạt động quang
hợp, tích lũy chất khô vào ban ngày và hạn chế tiêu hao vật chất vào ban đêm.
Ngoài nhiệt độ, nước có tính chất quyết định đối với sinh trưởng và
năng suất cà phê. Cà phê đòi hỏi lượng mưa cao, phân bố đều và mùa khô

Footer Page 25 of 16.

12