Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất cây ngô (bắp) trên địa bàn tỉnh long an và đề xuất giải pháp thích ứng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ÁNG THÙY AN

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN
NĂNG SUẤT CÂY NGÔ (BẮP) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH LONG
AN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG

Chuyên ngành: QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
Mã số: 60.85.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỔ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ÁNG THÙY AN

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN
NĂNG SUẤT CÂY NGÔ (BẮP) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH LONG
AN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THÍCH ỨNG

Chuyên ngành: QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
Mã số: 60.85.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỔ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG – HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Kỳ Phùng

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Đào Thanh Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Đinh Minh Hiệp

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 06
tháng 01 năm 2015.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS. Lê Văn Khoa (Chủ tịch)
2. TS. Võ Lê Phú (Thư ký)
3. TS. Đào Thanh Sơn (Phản biện 1)
4. TS. Đinh Minh Hiệp (Phản biện 2)
5. TS. Đặng Vũ Bích Hạnh (Ủy viên)
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Áng Thùy An

MSHV: 12260636

Ngày, tháng, năm sinh: 10/6/1987

Nơi sinh: Long An

Chuyên ngành: Quản lý Môi trường

Mã số: 60.85.10

I. TÊN ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY
NGÔ (BẮP) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH LONG AN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
THÍCH ỨNG
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất cây ngô (bắp) trên
địa bàn tỉnh Long An dựa trên sự thay đổi các yếu tố khí tượng được dự báo theo
hai kịch bản phát thải B2 và A1FI trong giai đoạn 2020, 2030 và 2050.
Đề xuất các giải pháp thích ứng giúp phát triển ngành sản xuất ngơ trong
điều kiện biến đổi khí hậu tồn cầu.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2014
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/2015
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS. Nguyễn Kỳ Phùng
Tp. HCM, ngày … tháng 02 năm 2015
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO

TẠO

PGS. TS. Nguyễn Kỳ Phùng
TRƯỞNG KHOA


i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn Thạc sĩ này, đầu tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn đến
tất cả Quý Thầy Cô của Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM đã trang bị cho tơi
những kiến thức hữu ích trong thời gian theo học tại trường.
Xin được gửi lời biết ơn trân trọng và sâu sắc đến PGS. TS. Nguyễn Kỳ
Phùng, người đã hỗ trợ, quan tâm và tận tình hướng dẫn tơi về chun mơn trong
suốt q trình thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Phân viện Quy hoạch và Thiết kế nông
nghiệp, Trung tâm Khuyến nơng tỉnh Long An, Phịng Nơng nghiệp và Phát triển
nơng thơn huyện Đức Hịa đã tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp và chia sẻ cho tôi
những thông tin hữu ích phục vụ cho q trình nghiên cứu. Xin cảm ơn chị Đặng
Thị Thanh Lê đã nhiệt tình hỗ trợ tôi về mặt kỹ thuật trong thời gian chạy mơ hình.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã
ln là nguồn động viên tinh thần lớn lao và điểm tựa vững chắc cho tơi trong
những lúc khó khăn nhất. Xin cảm ơn mẹ và anh trai đã nuôi dạy tôi trưởng thành,
luôn yêu thương, ủng hộ và tạo điều kiện cho tôi được học tập trong suốt những
năm qua./.
TP. HCM, ngày 06 tháng 02 năm 2015
Nguyễn Áng Thùy An

ii

TĨM TẮT
Năng suất ngơ tỉnh Long An được mơ phỏng bằng mơ hình DSSAT dựa trên
hai kịch bản biến đổi khí hậu B2 và A1FI của Bộ Tài nguyên và Môi trường tại các
thời điểm: 2020, 2030 và 2050. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cùng với sự gia tăng
nhiệt độ và sự thay đổi lượng mưa theo hướng tăng lên từ tháng 6 đến tháng 11 và
giảm đi từ tháng 12 đến tháng 5, năng suất ngô của khu vực nghiên cứu có sự thay
đổi theo hướng giảm dần ở vụ đông xuân và vụ hè thu, ứng với cả hai kịch bản phát
thải. Nhìn chung, năng suất bắt đầu giảm mạnh từ năm 2030 – 2050, vụ hè thu sẽ bị
tác động nhiều hơn vụ đông xuân và cho năng suất thấp hơn. Ứng với kịch bản B2,
mức sụt giảm dự báo cao nhất là 8,9% ở vụ hè thu và 6,5% ở vụ đông xuân vào năm
2050. Ứng với kịch bản A1FI, năng suất giảm cao nhất là 14,1% ở vụ hè thu và
10,4% ở vụ đông xuân vào năm 2050. Mức độ bị ảnh hưởng có sự khác biệt giữa
hai ruộng ngơ có đặc tính thổ nhưỡng khác nhau. Trên cơ sở kết quả thu được, đề
tài đề xuất hai nhóm giải pháp để duy trì và nâng cao năng suất ngô vùng nghiên
cứu trong bối cảnh biến đổi khí hậu, bao gồm: các giải pháp về canh tác và các giải
pháp về quản lý.


iii

ABSTRACT

The maize yield of Long An Province was simulated according to two
climate change scenarios B2 and A1FI generated by Ministry of Natural Resources
and Environment in 2020, 2030 and 2050 using crop model DSSAT. Research
results showed that increasing temperature and changing rainfall (increasing from
June to November and decreasing from December to May) caused decreasing maize

yield in winter-spring and summer-autumn crops in both scenarios. In general, the
yield began to decrease sharply from 2030 to 2050, summer-autumn crops would be
affected more than winter-spring ones, hence, summer-autumn crops yield was also
lower. According to B2 scenario, highest decreasing yield was forecasted 8,9% for
summer-autumn crop and 6,5% for winter-spring one in 2050. According to A1FI
scenario, highest decreasing yield was forecasted 14,1% for summer-autumn crop
and 10,4% for winter-spring one in 2050. There were differences of changing maize
yield between two fields which had different soil characteristics. Base on the results
obtained, heading to maintain and improve maize yield in climate change condition
in the future, this study proposed two method groups, including farming solutions
and management ones.


iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Áng Thùy An, sinh ngày 10/6/1987, là học viên cao học
khóa 2012 ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường của Trường Đại học Bách
Khoa TP.HCM.
Tôi cam đoan đề tài luận văn “Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
đến năng suất cây ngơ (bắp) trên địa bàn tỉnh Long An và đề xuất giải pháp
thích ứng” là cơng trình nghiên cứu do chính tơi thực hiện. Các kết quả và số liệu
trình bày trong luận văn chưa từng được công bố dưới bất kỳ hình thức nào.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước cơ quan
chức năng./.
TP. HCM, ngày 06 tháng 02 năm 2015
Nguyễn Áng Thùy An

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
TÓM TẮT ......................................................................................................... ii
ABSTRACT ..................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ x
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................. xi
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................. xii
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .................................................................................... 1
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................... 1

1.2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .............................................................. 3

1.3.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................. 3

1.4.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................. 3

1.5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................... 4

1.6.

TÍNH MỚI VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI......................................... 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ............................................................................. 6
2.1.

TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU......................................... 6

2.1.1.

Khái niệm và một số biểu hiện của BĐKH toàn cầu .................. 6

2.1.3.

Dự báo tác động của BĐKH đến các khu vực trên thế giới ..... 10

2.1.3.1. Châu Phi ............................................................................... 10
2.1.3.2. Châu Á ................................................................................. 10
2.1.3.3. Úc và New Zealand.............................................................. 10
2.1.3.4. Châu Âu ............................................................................... 10
2.1.3.5. Châu Mĩ La Tinh .................................................................. 10
2.1.3.6. Bắc Mĩ .................................................................................. 11
2.1.3.7. Cực đới ................................................................................. 11
2.1.3.8. Các đảo nhỏ.......................................................................... 11
2.2. TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN LĨNH VỰC NƠNG
NGHIỆP ...................................................................................................... 11

vi

2.2.1.

Nông nghiệp thế giới................................................................. 11

2.2.2.

Nông nghiệp khu vực Châu Á................................................... 12

2.2.3.

Nông nghiệp của Việt Nam....................................................... 13

2.2.4.

Nông nghiệp vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long ....................... 15

2.2.5. Một số nghiên cứu về tác động của BĐKH đến năng suất các
loại cây trồng chủ lực .............................................................................. 15
2.2.5.1. Các nghiên cứu trên thế giới ................................................ 16
2.2.5.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam ............................................... 19
2.3.

TỔNG QUAN CÁC MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ..... 21

2.3.1. Mơ hình SimCLIM (Simulator of Climate Change Risks and
Adaption Initiatives)................................................................................ 21

2.3.1.1. Giới thiệu ............................................................................. 21
2.3.1.2. Chức năng ............................................................................ 22
2.3.2. Hệ thống hỗ trợ chuyển giao kỹ thuật nông nghiệp DSSAT
(Decision Support System for Agrotechnology Transfer) ...................... 24
2.3.2.1. Khái niệm ............................................................................. 24
2.3.2.2. Thành phần và cơ sở dữ liệu của DSSAT............................ 25
2.3.2.3. Dữ liệu đầu vào mơ hình...................................................... 26
2.3.2.4. Các ứng dụng của mơ hình DSSAT..................................... 28
2.4. TỔNG QUAN VỀ CÂY NGÔ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT ....................................................... 30
2.4.1.

Nguồn gốc – Phân bố ................................................................ 30

2.4.2.

Đặc điểm thực vật học .............................................................. 30

2.4.2.1. Rễ ngô .................................................................................. 31
2.4.2.2. Thân ngô .............................................................................. 32
2.4.2.3. Lá ngô .................................................................................. 32
2.4.2.4. Bông cờ và bắp ngô ............................................................. 33
2.4.2.5. Hạt ngô ................................................................................. 33
2.4.3.

Các thời kỳ sinh trưởng của cây ngô ........................................ 33

2.4.3.1. Giai đoạn nảy mầm .............................................................. 33
2.4.3.2. Giai đoạn cây con (từ lúc ngô ba lá đến phân hóa hoa)....... 34

vii

2.4.3.3. Giai đoạn vươn cao và phân hóa cơ quan sinh sản .............. 34
2.4.3.4. Thời kỳ trổ cờ, tung phấn, phun râu .................................... 34
2.4.3.5. Thời kỳ chín ......................................................................... 35
2.4.4.

Các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến năng suất cây ngô ............ 35

2.4.4.1. Thổ nhưỡng .......................................................................... 35
2.4.4.2. Nhiệt độ ................................................................................ 36
2.4.4.3. Nước ..................................................................................... 36
2.4.4.4. Chất dinh dưỡng................................................................... 36
2.4.4.5. Oxy trong đất ....................................................................... 37
2.4.4.6. Ánh sáng .............................................................................. 37
2.5.

CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN ĐỀ TÀI ................................... 37

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 39
3.1.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................... 39

3.1.1.

Mô phỏng năng suất ngô giai đoạn 2003 – 2010 ...................... 41

3.1.2.

Đánh giá mơ hình và lựa chọn năm cơ sở................................. 41

3.1.3.

Mô phỏng năng suất ngô dựa trên các kịch bản BĐKH ........... 42

3.2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 43

3.2.1.

Cập nhật thông tin vị trí khu vực nghiên cứu ........................... 43

3.2.2.

Xây dựng tập tin dữ liệu đất (Sbuild) ....................................... 43

3.2.2.1. Đặc điểm địa hình - thổ nhưỡng tại khu vực nghiên cứu .... 43
3.2.2.2. Các thơng số lý hóa tính đất đầu vào cho mơ hình .............. 44
3.2.3.

Xây dựng tập tin thời tiết .......................................................... 47

3.2.3.1. Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu ................................ 47
3.2.3.2. Tập tin thời tiết giai đoạn 2003 - 2010 ................................ 48
3.2.3.3. Tập tin thời tiết theo các kịch bản BĐKH ........................... 49
3.2.4.

Xây dựng tập tin quản lý canh tác (Xbuild) .............................. 51

3.2.4.1. Thời vụ gieo trồng................................................................ 51
3.2.4.2. Giống.................................................................................... 52
3.2.4.3. Phương pháp và kỹ thuật trồng ............................................ 53
3.2.4.4. Phân bón và cách bón phân.................................................. 53


viii

3.2.4.5. Tưới tiêu ............................................................................... 54
3.2.4.6. Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật............................................. 55
3.2.5.

Các nghiệm thức trong mơ hình................................................ 55

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................ 58
4.1. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG NĂNG SUẤT NGÔ GIAI ĐOẠN 2003 –
2010 58
4.2.

ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH VÀ KẾT QUẢ LỰA CHỌN NĂM CƠ SỞ
59

4.2.1.

Đánh giá sự phù hợp của mơ hình ............................................ 59

4.2.2.

Kết quả lựa chọn năm cơ sở ...................................................... 62

4.3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG NĂNG SUẤT NGÔ THEO HAI KỊCH
BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ........................................................................ 64
4.3.1.

Dự báo năng suất ngơ ứng với kịch bản phát thải B2 ............... 64

4.3.2. Phân tích các nguyên nhân gây biến động năng suất ứng với
kịch bản phát thải B2 tại hai ruộng ngô .................................................. 67
4.3.2.1. Nhiệt độ ................................................................................ 67
4.3.2.2. Lượng mưa ........................................................................... 69
4.3.2.3. Thổ nhưỡng .......................................................................... 70
4.3.3.

Dự báo năng suất ngô ứng với kịch bản phát thải A1FI ........... 71

4.3.4. Phân tích các nguyên nhân gây biến động năng suất giữa kịch
bản phát thải A1FI và kịch bản phát thải B2 .......................................... 73
4.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN NGÀNH SẢN XUẤT NGƠ
THÍCH NGHI VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ................................................. 76
4.4.1.

Nhóm giải pháp về canh tác ...................................................... 76

4.4.1.1. Thay đổi thời gian trồng ...................................................... 76
4.4.1.2. Tưới tiêu hợp lý ................................................................... 77
4.4.1.3. Chọn giống ........................................................................... 78
4.4.1.4. Áp dụng các mơ hình trồng ln canh ngơ .......................... 78
4.4.2.

Nhóm giải pháp về quản lý ....................................................... 79

4.4.2.1. Nâng cấp hệ thống thủy lợi .................................................. 79
4.4.2.2. Quy hoạch hợp lý các vùng trồng ngô ................................. 80


ix

4.4.2.3. Lai tạo các giống ngơ mới và thí điểm các mơ hình canh tác
nơng nghiệp bền vững ......................................................................... 80
4.4.2.4. Ban hành cơ chế, chính sách hỗ trợ hoạt động sản xuất ngơ
thích ứng với BĐKH ........................................................................... 81
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 83
5.1.

KẾT LUẬN ..................................................................................... 83

5.2.

KIẾN NGHỊ..................................................................................... 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 87
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 91
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ........................................................................... 106


x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AR

Assessment Report (Báo cáo đánh giá của Tổ chức Liên Chính phủ về
biến đổi khí hậu)

BĐKH

Biến đổi khí hậu

CEC

Tổng ion trao đổi

DSSAT

Decision Support System for Agrotechnology Transfer (Hệ thống hỗ
trợ quyết định chuyển giao kỹ thuật nông nghiệp)

ĐX

Đông xuân

FAO

Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức
Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hiệp Quốc)

GCMs

Global Circulation Models (Mơ hình hồn lưu tồn cầu)

HT

Hè thu

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change (Tổ chức Liên Chính phủ
về biến đổi khí hậu)

RCPs

Representative Concentration Pathways (Các con đường dẫn đến nồng
độ đại diện)

SimCLIM

Simulator of Climate Change Risks and Adaption Initiatives (Hệ
thống mơ hình tích hợp để đánh giá tác động và thích ứng với biến đổi
khí hậu)

Sbuild

Tập tin dữ liệu đất

SRES

Special Report on Emissions Scenarios (Báo cáo đặc biệt về các kịch
bản phát thải)

TP.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

Xbuild

Tập tin dữ liệu quản lý canh tác

W/m2

Watt/m2


xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: GCMs mô phỏng nhiệt độ và lượng mưa trung bình trong SimCLIM ....22
Bảng 3.1: Diện tích các loại đất trên địa bàn huyện Đức Hịa – tỉnh Long An ........44
Bảng 3.2: Kết quả phân tích lý hóa tính mẫu đất xã Tân Phú...................................45
Bảng 3.3: Kết quả phân tích lý hóa tính mẫu đất xã Mĩ Hạnh Bắc ..........................46
Bảng 3.4: Dữ liệu xây dựng tập tin thời tiết theo các kịch bản BĐKH ....................50
Bảng 3.5: Ngày gieo trồng và ngày thu hoạch trong mơ hình mơ phỏng .................52
Bảng 3.6: Lượng phân bón cho từng mùa vụ mơ phỏng trong mơ hình ...................54
Bảng 3.7: Các nghiệm thức mô phỏng năng suất ngô ..............................................55
Bảng 4.1: Kết quả mô phỏng năng suất ngô 2003 – 2010 tại khu vực nghiên cứu ..58
Bảng 4.2: Các thông số đầu vào của cơng thức tính hệ số tương quan ruộng ngơ Tân
Phú .............................................................................................................................60
Bảng 4.3: Các thông số đầu vào của công thức tính hệ số tương quan ruộng ngơ Mĩ
Hạnh Bắc ...................................................................................................................61
Bảng 4.4: Các đặc trưng khí hậu của năm cơ sở 2007 ..............................................63

Bảng 4.5: Nhiệt độ, lượng mưa tại khu vực nghiên cứu ứng với kịch bản B2 .........64
Bảng 4.6: Năng suất ngô dự báo ứng với kịch bản phát thải B2 ..............................66
Bảng 4.7: Năng suất ngô dự báo ứng với kịch bản phát thải A1FI...........................72
Bảng 4.8: Nhiệt độ, lượng mưa tại khu vực nghiên cứu ứng với kịch bản A1FI .....74


xii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Danh sách mười nước đứng đầu bị tác động của BĐKH đến lĩnh vực nông
nghiệp ........................................................................................................................13
Hình 2.2: Biểu đồ cơ sở dữ liệu, phương pháp, phần mềm hỗ trợ và các mơ hình cây
trồng cho những ứng dụng trong DSSAT .................................................................26
Hình 2.3: Các loại rễ ngơ (rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng) ........................................31
Hình 2.4: Các loại lá ngô và cây ngô qua các giai đoạn 12, 15, 18 lá ......................32
Hình 3.1: Sơ đồ khung nghiên cứu ...........................................................................40
Hình 3.2: Mơ phỏng đặc tính thổ nhưỡng ruộng ngơ Tân Phú .................................45
Hình 3.3: Mơ phỏng đặc tính thổ nhưỡng ruộng ngơ Mĩ Hạnh Bắc .........................46
Hình 3.4: Dữ liệu thời tiết 2003 – 2010 truy nhập vào DSSAT ...............................49
Hình 3.5: Các nghiệm thức xây dựng để mơ phỏng năng suất ngơ 2003 – 2010 .....56
Hình 3.6: Các nghiệm thức xây dựng để mô phỏng năng suất ngô năm 2020, 2030,
2050 theo kịch bản B2...............................................................................................56
Hình 3.7: Các nghiệm thức xây dựng để mô phỏng năng suất ngô năm 2020, 2030,
2050 theo kịch bản A1FI ...........................................................................................57
Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn năng suất mô phỏng và năng suất thực tế 2003 – 2010
của ruộng ngơ Tân Phú .............................................................................................62
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn năng suất mô phỏng và năng suất thực tế 2003 – 2010
của ruộng ngô Mĩ Hạnh Bắc .....................................................................................63
Hình 4.3: % thay đổi năng suất của hai ruộng ngơ ứng với kịch bản B2 .................65
Hình 4.4: Biến thiên nhiệt độ trong thời gian sinh trưởng của ngô vụ hè thu tại các

năm 2020, 2030, 2050 ...............................................................................................68
Hình 4.5: Biến thiên nhiệt độ trong thời gian sinh trưởng của ngô vụ đơng xn tại
các năm 2020, 2030, 2050.........................................................................................68
Hình 4.6: Năng suất ngô dự báo theo kịch bản B2 tại hai ruộng ngơ vào năm 2020,
2030, 2050 .................................................................................................................70
Hình 4.7: % thay đổi năng suất của hai ruộng ngô ứng với kịch bản A1FI..............71


xiii

Hình 4.8: Năng suất ngơ dự báo theo kịch bản A1FI tại hai ruộng ngô vào năm
2020, 2030, 2050 .......................................................................................................73


1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong vài thập niên gần đây, biến đổi khí hậu (BĐKH) đang trở thành mối

quan tâm lớn nhất của cộng đồng quốc tế, của các chính phủ ở mọi quốc gia, trong
đó có Việt Nam. Nhiều nơi trên thế giới đã phải gánh chịu các thiên tai nặng nề
như: bão lớn, lũ lụt, hạn hán và khí hậu khắc nghiệt. Các vấn đề về BĐKH đã và
đang tác động trực tiếp đến đời sống kinh tế - xã hội và mơi trường tồn cầu, thơng
qua các biểu hiện như: ngập và nhấn chìm các vùng đới bờ, suy giảm số lượng và
chất lượng tài nguyên nước, gia tăng nhu cầu năng lượng và bệnh tật. Hội nghị
thượng đỉnh toàn cầu về phát triển bền vững tại Johanesburg (Cộng Hoà Nam Phi)

năm 2002 đã nhận định rằng những hậu quả của BĐKH tác động trực tiếp đến sự
sinh tồn cả loài người, cụ thể đến tài nguyên nước, năng lượng, sức khoẻ, nông
nghiệp, an ninh lương thực và đa dạng sinh học.
Việt Nam là một trong những nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH,
không chỉ về phương diện lâu dài là mất diện tích đất. Trên thực tế, BĐKH kéo theo
thiên tai và các hiện tượng thời tiết cực đoan đã và đang là mối đe dọa đến các hoạt
động sản xuất và phát triển kinh tế xã hội. Bất kỳ sự thay đổi nào về điều kiện khí
tượng cũng sẽ có tác động đối với các hệ thống nhạy cảm với điều kiện khí hậu như:
nông nghiệp, lâm nghiệp, tài nguyên thiên nhiên. Một trong các lĩnh vực chịu tác
động mạnh mẽ bởi hiện tượng này chính là sản xuất nơng nghiệp, vì nơng nghiệp là
ngành kinh tế phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và thời tiết. Các biểu hiện
của BĐKH làm thay đổi nhiệt độ, lượng mưa, bức xạ mặt trời,… là nguyên nhân
chính ảnh hưởng đến sản lượng và năng suất cây trồng.
Cây ngô (bắp) là một loại ngũ cốc quan trọng, đứng thứ ba sau lúa mì và lúa
gạo, góp phần ni sống gần 1/3 dân số trên tồn thế giới. Ở Việt Nam, ngơ được
xác định là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa gạo và là cây ngũ cốc quan
trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ và hệ
thống canh tác [1]. Ngô không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật ni mà cịn
là cây trồng xố đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Theo

Chương 1: Mở đầu


2

thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thơn, diện tích gieo trồng ngơ tại
Việt Nam cũng tăng mạnh qua các năm, từ 730.000 ha vào năm 2001, đến năm
2005 đã tăng lên thành 1 triệu ha và đạt mức 1,157 triệu ha vào năm 2013 với tổng
sản lượng 5,2 triệu tấn [1, 2]. Trong Kế hoạch ngành nông nghiệp năm 2014, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển Nông thơn đã xác định sẽ giảm diện tích lúa và mở rộng

diện tích ngơ cả nước lên 1,23 triệu ha (tăng 73.000 ha so với năm 2013) nhằm đạt
sản lượng 5,66 triệu tấn [2].
Dù vậy, so với các nước khác thì năng suất ngơ nước ta vẫn thuộc loại khá
thấp. Tuy là nước nông nghiệp nhưng đối với ngô, Việt Nam phải liên tục nhập
khẩu theo chiều hướng năm sau cao hơn năm trước. Số liệu thống kê từ Bộ Công
Thương cho thấy, trong năm 2013 Việt Nam đã phải nhập khẩu 2.188.979 tấn ngô
(trị giá 674.843.566 đồng), tăng 35,6% về số lượng và 34,9% về giá trị so với cùng
kỳ năm 2012 [2]. Với đà tăng trưởng của ngành chăn nuôi và nhu cầu ngô phục vụ
công nghiệp sản xuất ethanol, hiện nay và trong những năm tới ngô vẫn là cây ngũ
cốc có vai trị rất quan trọng đối với nước ta.
Là một trong tám vùng trồng ngô chính của Việt Nam, khu vực Đồng Bằng
Sơng Cửu Long những năm gần đây đã phát triển diện tích canh tác cây ngơ khá
nhanh, với hai vụ chính là vụ hè thu và vụ đông xuân. Tại tỉnh Long An, với tổng
diện tích trồng ngơ năm 2013 hơn 3.922 ha, đạt sản lượng 22.355 tấn [3], tuy vẫn
còn non trẻ nhưng hoạt động nơng nghiệp này bước đầu đã đóng góp một phần tích
cực vào q trình cung cấp ngun liệu ngô cho chăn nuôi và ngành công nghiệp
chế biến thức ăn gia súc của Tỉnh nói riêng, của khu vực Đồng bằng Sơng Cửu
Long nói chung.
Trước thực tế BĐKH đang từng ngày tác động tới tất cả mọi khía cạnh của
cuộc sống, thì việc ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nơng nghiệp nói chung và
tương lai phát triển của ngành trồng ngơ nói riêng là vấn đề khơng thể tránh khỏi và
cần phải được quan tâm đúng mức. Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí
hậu đến năng suất cây ngô (bắp) trên địa bàn tỉnh Long An và đề xuất giải pháp
thích ứng” được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của BĐKH tác động đến năng
suất cây ngô thông qua sự thay đổi các yếu tố về khí tượng dựa vào các kịch bản

Chương 1: Mở đầu


3

BĐKH đã được xây dựng. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu sẽ đề xuất các giải pháp
phù hợp hỗ trợ cho việc phát triển ngành trồng ngô đạt được năng suất cao, ổn định
và bền vững trong bối cảnh BĐKH toàn cầu.
1.2.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá ảnh hưởng của BĐKH thông qua sự thay đổi các yếu tố khí tượng

đến năng suất cây ngơ trên địa bàn tỉnh Long An cho giai đoạn 2020, 2030 và 2050.
- Đề xuất các giải pháp giúp phát triển ngành sản xuất ngơ trong điều kiện
BĐKH tồn cầu.
1.3.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Tác động của BĐKH đến năng suất cây ngơ thơng qua diễn biến các yếu tố

khí tượng được dự báo theo các kịch bản BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường,
ứng với ba mốc thời gian: 2020, 2030 và 2050.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được giới hạn thực hiện tại tỉnh Long An. Số liệu về thổ nhưỡng,
phương thức canh tác và năng suất ngô được khảo sát và thu thập tại các ruộng
trồng ngô trên địa bàn xã Tân Phú và xã Mĩ Hạnh Bắc thuộc huyện Đức Hòa, tỉnh
Long An.
Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất cây
ngơ thơng qua sự thay đổi điều kiện khí tượng, vì thế sự thay đổi của một số yếu tố
khác cũng tác động đến năng suất ngô như phương thức canh tác, thổ nhưỡng,
giống,… sẽ được mặc định là không đổi trong mơ hình nghiên cứu.
1.4.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Sử dụng mơ hình mơ phỏng năng suất ngơ giai đoạn 2003 – 2010 và kiểm

chứng mức độ tin cậy của mơ hình.
- Dự báo tiềm năng thay đổi năng suất ngô do tác động của sự thay đổi các
yếu tố khí tượng ứng với các kịch bản BĐKH lựa chọn cho ba mốc thời gian: năm
2020, 2030 và 2050.
- Đề xuất giải pháp phát triển ngành trồng ngơ thích ứng với bối cảnh BĐKH
toàn cầu.

Chương 1: Mở đầu


4

1.5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Những phương pháp sau được sử dụng để thực hiện các nội dung nghiên cứu

nêu trên:
- Kế thừa tài liệu: thu thập, tổng hợp các tài liệu trong và ngồi nước có liên
quan đến đề tài.
- Điều tra, khảo sát thực địa và thu thập số liệu hiện trường đầu vào cho mơ
hình.
- Xây dựng bộ số liệu khí tượng, số liệu phương thức canh tác, số liệu thổ
nhưỡng phục vụ việc mơ hình hóa năng suất cây trồng và dự báo tiềm năng thay đổi
năng suất bằng Hệ thống hỗ trợ chuyển giao kỹ thuật nông nghiệp (DSSAT).
- Phân tích dữ liệu đầu ra và viết báo cáo.

1.6.

TÍNH MỚI VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Tính mới
Việc áp dụng mơ hình DSSAT để mơ phỏng sự tăng trưởng của cây trồng đã

phổ biến trên thế giới trong gần 20 năm qua. Những nghiên cứu về tác động của
BĐKH đến năng suất một số loại cây trồng chủ lực (lúa, ngơ, đậu, mía…) cũng đã
được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới như: Mĩ, Trung Quốc, Châu Âu, Brazil,
Thái Lan,... và Việt Nam.
Dù vậy, đến thời điểm hiện tại, đối với khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
thì những đề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất cây ngô cũng
chỉ mới được đưa vào thực hiện. Riêng địa bàn tỉnh Long An vẫn chưa có nghiên
cứu đi sâu về lĩnh vực này. Do đó, việc tiến hành đề tài là một trong những hướng
đi mới cho các nghiên cứu về tác động của BĐKH đến hoạt động sản xuất nơng
nghiệp nói chung và hoạt động canh tác ngơ nói riêng của tỉnh.
Ý nghĩa khoa học
Các số liệu tổng hợp để phục vụ cho quá trình nghiên cứu và đánh giá được
thu thập từ các tổ chức, cơ quan quản lý tại địa phương dưới hình thức kế thừa nên
đảm bảo độ tin cậy. Dữ liệu đầu vào cho mơ hình sử dụng trong nghiên cứu được
mô phỏng dựa trên điều kiện canh tác thực tế để có thể giảm đến mức thấp nhất sự

Chương 1: Mở đầu


5

khơng phù hợp. Vì vậy, kết quả nghiên cứu của đề tài đảm bảo độ tin cậy về mặt
khoa học.
Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp cho cơ quan quản lý địa phương và
cộng đồng các dữ liệu mang tính định lượng về ảnh hưởng do BĐKH gây ra đối với
năng suất ngô của tỉnh Long An, đồng thời phục vụ quá trình ra quyết định lựa chọn
các giải pháp phù hợp để phát triển hoạt động canh tác ngơ hiệu quả, thích nghi với
điều kiện khí hậu biến đổi trong tương lai.
Đề tài cịn có ý nghĩa hỗ trợ q trình thực thi Kế hoạch hành động ứng phó
với BĐKH và nước biển dâng giai đoạn 2010 – 2030 trên địa bàn tỉnh, giúp thực
hiện mục tiêu đạt được năng suất cao và ổn định cho ngành sản xuất nông nghiệp
trong bối cảnh BĐKH toàn cầu.

Chương 1: Mở đầu


6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1.

TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

2.1.1. Khái niệm và một số biểu hiện của BĐKH toàn cầu
Theo định nghĩa của Cơng ước Khí hậu, BĐKH là sự thay đổi khí hậu được
quy trực tiếp hay gián tiếp do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của
khí quyển tồn cầu và đóng góp thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các
thời gian có thể so sánh được.
BĐKH xác định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình dài hạn của một tham
số hay thống kê khí hậu. Trong đó, trung bình được thực hiện trong một khoảng
thời gian xác định, thường là vài thập kỷ.
Trong lịch sử hàng triệu năm trở lại đây, trái đất đã trải qua những thời kỳ

băng hà rét lạnh và những thời kỳ ấm lên với chu kỳ khoảng 100.000 năm. Cách
đây 20.000 năm cho đến khoảng 10.500 năm, trái đất vẫn lạnh hơn hiện tại khoảng
50C [4].
Một số biểu hiện của BĐKH toàn cầu quan trắc được trong 150 năm vừa
qua:
Biến đổi của nhiệt độ: Trong thế kỷ 20, trên khắp các châu lục và đại
dương, nhiệt độ có xu hướng tăng lên rõ rệt. Độ lệch tiêu chuẩn của nhiệt độ trung
bình tồn cầu là 0,240C; sai khác lớn nhất giữa 2 năm liên tiếp là 0,290C (giữa năm
1976 và năm 1977), tốc độ của xu thế biến động nhiệt độ cả thế kỷ là 0,750C [4],
nhanh hơn bất kỳ thế kỷ nào trong lịch sử, kể từ thế kỷ 11 đến nay.
Giai đoạn 1995-2006 có 11 năm (trừ năm 1996) được xếp vào danh sách 12
năm nhiệt độ cao nhất trong lịch sử quan trắc nhiệt độ kể từ năm 1850. Riêng 5 năm
2001-2005 có nhiệt độ trung bình cao hơn 0,440C so với chuẩn trung bình của thời
kỳ 1961-1990.
Biến đổi của lượng mưa: Trong thời kỳ 1901-2005, xu thế biến đổi của
lượng mưa rất khác nhau giữa các khu vực và giữa các tiểu khu vực trên cùng khu
vực và giữa các thời điểm khác nhau trên từng tiểu khu vực [4]. Điều này dẫn đến
tình trạng có nơi lượng mưa tăng cao và có những nơi lượng mưa lại giảm.

Chương 2: Tổng quan


7

Hạn hán và dịng chảy: Chính những biến đổi nhiệt độ và lượng mưa dẫn
đến các biến đổi dòng chảy: dòng chảy giảm ở các vùng vĩ độ cao, vĩ độ trung bình,
nhiệt đới và nhiệt đới ẩm ướt do lượng mưa giảm và cường độ bốc hơi tăng lên.
Diện tích các vùng hạn hán tăng, tác động đến nhiều lĩnh vực có liên quan: nơng
nghiệp, cung cấp nước, sản xuất điện, sức khỏe.
Ở Bắc bán cầu, xu thế hạn hán phổ biến từ giữa thập kỷ 1950 trên phần lớn

vùng Bắc Phi (đặc biệt là Sahel, Canada và Alaska). Ở bán cầu Nam, hạn hán rõ rệt
trong những năm từ 1974-1998. Dịng chảy có xu hướng tăng lên trên nhiều lưu vực
sông thuộc nước Mĩ và Xibiri, song lại giảm đi ở lưu vực sơng các nơi khác
(Canada, Hồng Hà, Niger, Senegal, Dambia,…). Nhìn chung, dịng chảy giảm 1040% ở các vùng vĩ độ cao và nhiệt đới ẩm ướt và giảm 10-30% ở các khu vực khô
ráo vĩ độ trung bình và nhiệt đới [4].
Biến đổi của xốy thuận nhiệt đới: Xu thế tăng cường độ xoáy thuận nhiệt
đới rõ rệt nhất ở Bắc Thái Bình Dương, Tây Nam Thái Bình Dương và Ấn Độ
Dương.
Biến đổi nhiệt độ ở các vùng cực và băng quyển: Cùng với sự tăng nhiệt
độ mặt đất của thế kỷ 20 thì có sự suy giảm khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu.
2.1.2. Các kịch bản biến đổi khí hậu
BĐKH hiện nay cũng như trong thế kỷ 21 phụ thuộc chủ yếu vào mức độ
phát thải khí nhà kính (cũng chính là sự phát triển kinh tế - xã hội). Vì vậy, các kịch
bản BĐKH được xây dựng dựa trên các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu.
Năm 2000, Báo cáo đặc biệt về các kịch bản phát thải (Special Report on
Emissions Scenarios-SRES) được Tổ chức Liên Chính phủ về BĐKH (IPCC) soạn
thảo để phục vụ cho Báo cáo đánh giá lần thứ ba (AR3). Trong đó, IPCC đã đưa ra
40 kịch bản [5], phản ánh khá đa dạng khả năng phát thải khí nhà kính thế kỷ 21.
Các kịch bản phát thải này sau đó được dùng để chạy các mơ hình hồn lưu tồn
cầu (Global Circulation Models – GCMs) nhằm xây dựng nên các kịch bản BĐKH.
Nhìn chung, cho đến thời điểm hiện tại, các kịch bản BĐKH tồn cầu và cho quy
mơ địa phương đều được xây dựng dựa trên các kịch bản phát thải SRES.

Chương 2: Tổng quan


8

Các kịch bản phát thải SRES được tổ hợp thành bốn kịch bản gốc là A1, A2,
B1, B2 với các đặc điểm chính sau:

Kịch bản gốc A1: Kinh tế thế giới phát triển nhanh; dân số thế giới tăng đạt
đỉnh vào năm 2050 và sau đó giảm dần; truyền bá nhanh chóng và hiệu quả các
cơng nghệ mới; thế giới có sự tương đồng về thu nhập và cách sống, có sự tương
đồng giữa các khu vực, giao lưu mạnh mẽ về văn hố và xã hội tồn cầu. Họ kịch
bản A1 được chia thành ba nhóm dựa theo mức độ phát triển cơng nghệ:
• A1FI: Tiếp tục sử dụng thái q nhiên liệu hóa thạch (kịch bản phát
thải cao);
• A1B: Có sự cân bằng giữa các nguồn năng lượng (kịch bản phát thải
trung bình);
• A1T: Chú trọng đến việc sử dụng các nguồn năng lượng phi hoá
thạch (kịch bản phát thải thấp).
Kịch bản gốc A2: Thế giới không đồng nhất, các quốc gia hoạt động độc lập,
tự cung tự cấp; dân số tiếp tục tăng trong thế kỷ 21; kinh tế phát triển theo định
hướng khu vực; thay đổi về công nghệ và tốc độ tăng trưởng kinh tế tính theo đầu
người chậm (kịch bản phát thải cao, tương ứng với A1FI).
Kịch bản gốc B1: Kinh tế phát triển nhanh giống như A1 nhưng có sự thay
đổi nhanh chóng theo hướng kinh tế dịch vụ và thông tin; dân số tăng đạt đỉnh vào
năm 2050 và sau đó giảm dần; giảm cường độ tiêu hao nguyên vật liệu, các công
nghệ sạch và sử dụng hiệu quả tài nguyên được phát triển; chú trọng đến các giải
pháp toàn cầu về ổn định kinh tế, xã hội và môi trường (kịch bản phát thải thấp
tương tự như A1T).
Kịch bản gốc B2: Dân số tăng liên tục nhưng với tốc độ thấp hơn A2; chú
trọng đến các giải pháp địa phương thay vì tồn cầu về ổn định kinh tế, xã hội và
mơi trường; mức độ phát triển kinh tế trung bình; thay đổi công nghệ chậm hơn và
manh mún hơn so với B1 và A1 (kịch bản phát thải trung bình, được xếp cùng
nhóm với A1B).

Chương 2: Tổng quan