(Luận văn thạc sĩ) đánh giá tình hình hạn hán khí hậu và ảnh hưởng đến hệ thống cây trồng tại xã bình sơn thành phố sông công tỉnh thái nguyên

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

BÙI THỊ HẢI LINH

ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG HẠN HÁN KHÍ
HẬU VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG
CÂY TRỒNG TẠI XÃ BÌNH SƠN - THÀNH
PHỐ SƠNG CƠNG - TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

8440301

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đoàn Văn Điếm

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và chưa hề được sử dụng cho một học vị nào
Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận tốt nghiệp này
đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2018
Tác giả luận văn

Bùi Thị Hải Linh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi
đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự
giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc PGS.TS Đồn Văn Điếm đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời
gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý
đào tạo, Khoa Môi trường - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp
đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn các cán bộ trạm Khí tượng Thái Nguyên, Ủy ban nhân
dân thành phố Sơng Cơng, ủy ban nhân dân xã Bình Sơn, cán bộ và cộng
đồng dân cư tại các xóm về sự hợp tác nhiệt tình đồng thời đã tạo điều
kiện cho tơi hồn thành đề ở địa phương trong thời gian qua.
Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận
lợi, giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2018
Tác giả luận văn

Bùi Thị Hải Linh

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan................................................................................................................................... i
Lời cảm ơn....................................................................................................................................... ii
Mục lục.............................................................................................................................................. iii
Danh mục chữ viết tắt............................................................................................................... vi
Danh mục bảng........................................................................................................................... vii
Danh mục hình........................................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn....................................................................................................................... ix
Thesis abtract................................................................................................................................ xi
Phần 1. Đặt vấn đề....................................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................ 1

1.2.

Giả thuyết khoa học.................................................................................................... 2

1.3.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài............................................................................ 3

1.4.

Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................... 3

1.5.

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................. 3

Phần 2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu.................................................................... 4
2.1.

Vấn đề thiên tai hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp......................... 4

2.1.1.

Khái niệm hạn hán....................................................................................................... 4

2.1.2.

Phân loại hạn hán......................................................................................................... 5

2.1.3.

Nguyên nhân hạn hán................................................................................................ 6

2.1.4.

Các đặc trưng hạn hán.............................................................................................. 7

2.2.

Tình hình hạn hán trên thế giới và Việt Nam................................................. 7

2.2.1.

Tình hình hạn hán trên thế giới............................................................................ 7

2.2.2.

Tình hình hạn hán ở Việt Nam............................................................................. 16

2.3.

Nhận thức của người dân và giải pháp thích ứng với hạn hán trong sản

xuất nơng nghiệp....................................................................................................... 21
2.3.1.

Khái niệm thích ứng................................................................................................. 21

2.3.2.

Nhận thức về ảnh hưởng của hạn hán đến cây trồng........................... 21

2.3.3.

Các biện pháp thích ứng chống hạn của người dân.............................. 23

Phần 3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 27
3.1.

Đối tượng nghiên cứu............................................................................................. 27

iii

3.2.

Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................. 27

3.3.

Nội dung nghiên cứu............................................................................................... 27

3.4.

Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 27

3.4.1.

Phương pháp điều tra số liệu thứ cấp........................................................... 27

3.4.2.

Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp............................................................ 28

Phần 4. Kết quả nghiên cứu................................................................................................. 32
4.1.

Đánh giá về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội........................................ 32

4.1.1.

Điều kiện tự nhiên...................................................................................................... 32

4.1.2.

Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội.............................................................. 35

4.1.3.

Đánh giá chung........................................................................................................... 38

4.2.

Thực trạng hạn hán thông qua chỉ số ẩm (mi) giai đoạn 1991 - 2017 tại

xã Bình Sơn, thành phố Sông Công, Thái Nguyên................................. 39
4.2.1.

Diễn biến của một số yếu tố khí hậu xã Bình Sơn................................... 39

4.2.2.

Diễn biến chỉ số ẩm MI qua các tháng tại xã Bình Sơn, giai đoạn 1991-2017
41

4.3.

Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến hệ thống cây

trồng trong sản xuất nông nghiệp.................................................................... 43
4.3.1.

Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến diện tích gieo

trồng nơng nghiệp..................................................................................................... 44
4.3.2.

Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến năng suất cây trồng

47

4.3.3.

Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến sâu bệnh 48

4.3.4.

Hạn hán ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất nông nghiệp.................. 50

4.4.

Nhận thức của người dân về thích ứng với hạn hán trong sản xuất nơng

nghiệp tại xã Bình Sơn........................................................................................... 52
4.4.1.

Các biện pháp thích ứng với hạn hán trong sản xuất nông nghiệp.
52

4.5.

Thử nghiệm một số biện pháp giữ ẩm chống hạn cho cây đậu tương trên

địa bàn xã Bình Sơn................................................................................................. 54
4.5.1.

Tình hình sản xuất cây đậu tương tại xã Bình Sơn - Thành phố Sông Công
54

4.5.2.

Một số biện pháp giữ ẩm chống hạn đối với cây đậu tương vụ đông
55

4.6.

Giải pháp nâng cao hiệu quả thích ứng với hạn hán trong sản xuất

nông nghiệp.................................................................................................................. 59
4.6.1.

Đánh giá điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức khi thực hiện các

giải pháp thích ứng của người dân với hạn hán...................................... 59


iv


4.6.2.

Vai trị của các tổ chức tham gia ứng phó với hạn hán tại địa phương
61

4.6.3.

Đề xuất giải pháp thích ứng với hạn hán có hiệu quả cao trong sản xuất

nông nghiệp tại địa phương.

62

Phần 5. Kết luận và kiến nghị.............................................................................................. 65
5.1.

Kết luận............................................................................................................................ 65

5.2.

Kiến nghị......................................................................................................................... 66

Tài liệu tham khảo..................................................................................................................... 67
Phụ lục............................................................................................................................................. 71

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa Tiếng Việt

BĐKH

Biến đổi khí hậu

BVTV

Bảo vệ thực vật

GDP

Tổng sản phẩm quốc nội.

IPCC

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu.

SXNN

Sản xuất nơng nghiệp

TW

Trung ương

UBND

Ủy ban nhân dân

vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các mức khô hạn phân theo chỉ số MAI.................................................. 13
Bảng 2.2. Mức khô hạn xác định theo chỉ số ẩm Sharma.................................... 14
Bảng 2.3. Các cấp khô hạn và đặc điểm vật lý tương ứng.................................. 15
Bảng 2.4. Các cấp khô hạn phân theo chỉ số khô hạn tháng............................. 16
Bảng 2.5. Kết quả đánh giá tình trạng khơ hạn ở các khu vực.........................16
Bảng 3.1. Các cấp chỉ số ẩm MI và đặc điểm khí hậu............................................. 30
Bảng 3.2. Tương quang giữa số giờ nắng và bức xạ quang hợp.................... 31
Bảng 4.1. Tình hình dân số và lao động xã Bình Sơn............................................. 35
Bảng 4.2. Chỉ số ẩm MI các tháng trong năm giai đoạn 1991 - 2017..............42
Bảng 4.3. Tần suất các cấp ẩm các tháng trong giai đoạn 1991 - 2017 (%) 42
Bảng 4.4. Mức độ của những tác động do hạn hán gây ra đối với sản xuất nông
nghiệp......................................................................................................................... 43
Bảng 4.5. Diện tích các loại cây trồng chính xã Bình Sơn giai đoạn 2011 - 2017 45
Bảng 4.6. Năng suất các loại cây trồng chính xã Bình Sơn giai đoạn 2011 - 2017
47

Bảng 4.7. Quan điểm của người dân về sâu bệnh hại trên cây lúa khi gặp hạn hán 50
Bảng 4.8. Lịch thời vụ gắn với các hiện tượng thời thiết cực đoan trong năm
51

Bảng 4.9. Biện pháp thích ứng với hạn hán của người dân xóm Xn Đăng 2
53

Bảng 4.10. Biện pháp thích ứng với hạn hán của người dân xóm Bá Vân 3

.............................................................................................................................................................. 53

Bảng 4.11. Biện pháp thích ứng với hạn hán của người dân xóm Long Vân
.............................................................................................................................................................. 54

Bảng 4.12. Độ ẩm các tầng đất khảo sát qua các cơng thức thí nghiệm (%)

.............................................................................................................................................................. 56

Bảng 4.13. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất................................... 58
Bảng 4.14. Phân tích SWOT một số biện pháp thích ứng với hạn hán.........59


vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Sơ đồ của xã Bình Sơn..................................................................................... 32
Hình 4.2. Cơ cấu kinh tế xã Bình Sơn năm 2016...................................................... 37
Hình 4.3. Biểu đồ nhiệt độ xã Bình Sơn giại đoạn 1991 - 2017........................40
Hình 4.4. Biểu đồ lượng mưa hàng năm xã Bình Sơn giai đoạn 1991 - 2017 40
Hình 4.5. Tác động của hạn hán đối với từng loại cây trồng chính tại xã Bình Sơn.
44

Hình 4.6. Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến diện tích các
cây trồng chính năm 2017............................................................................... 46
Hình 4.7. Nhận thức người dân về ảnh hưởng hạn hán đến diện tích gieo trồng
46

Hình 4.8.

Nhận thức của người dân về ảnh hưởng hạn hán đến năng suất các cây

trồng chính năm 2017........................................................................................ 47

Hình 4.9. Nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán đến sâu bệnh. 49
Hình 4.10. Chiều cao cây đậu tương qua các công thức giữ ẩm....................55
Hình 4.11. Độ ẩm đất trung bình các tầng đất khảo sát......................................... 57
Hình 4.12. Sơ đồ Venn thể hiện vai trị của các cơ quan địa phương trong việc

thích ứng với hạn hán....................................................................................... 61

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Bùi Thị Hải Linh
Tên Luận văn: “Đánh giá tình trạng hạn hán khí hậu và ảnh hưởng đến hệ
thống cây trồng tại xã Bình Sơn - Thành phố Sông Công - Tỉnh Thái Nguyên”

Ngành:

Khoa học Môi trường

Mã số: 8440301

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nơng Nghiệp
Việt Nam Mục đích nghiên cứu
Đánh giá tình trạng hạn hán ở xã Bình Sơn, thành phố Sơng Cơng,
Thái Ngun trong giai đoạn 1991 - 2017.
Tìm hiểu nhận thức của người dân về tác động của hạn hán và ứng phó trên địa bàn xã.

Thử nghiệm một số biện pháp giữ ẩm chống hạn cho cây đậu tương
tại xã Bình Sơn, Thành phố Sơng Cơng, Thái Ngun.
Đề xuất các giải pháp thích ứng với hạn hán trên địa bàn xã Bình Sơn.

Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính gồm thu thập số liệu thứ
cấp về đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội tại xã Bình Sơn, số liệu khí tượng trạm khí
tượng Thái Nguyên từ 1991 - 2017; phương pháp phỏng vấn người dân bằng phiếu
điều tra và phương pháp thảo luận nhóm; thử nghiệm một số biện pháp giữ ẩm
chống hạn cho cây đậu tương vụ đơng bằng thí nghiệm đồng ruộng. Tổng số phiếu
điều tra là 40, trong đó xóm Long Vân điều tra 12 hộ, xóm Xuân Đăng 2 và Bá Vân 3
điều tra 12 hộ theo phương pháp khối ngẫu nhiên. Tổ chức các buổi họp nhóm 5 - 6
người có độ tuổi, giới tính và kinh nghiệm sản xuất khác nhau, các công cụ áp dụng
bao gồm vẽ sơ đồ vùng khảo sát các xóm, thiết lập bảng thời vụ gieo trồng và hiện
tượng khí hậu của hạn hán; giải pháp thích ứng với hạn hán trong sản xuất lúa, rau
màu tại xã (ICRAF, 2015)… Xử lý số liệu bằng phần mềm excel, đánh giá biểu hiện
của hạn hán thông qua chỉ số ẩm MI qua các cơng thức tính tốn.

Kết quả chính và kết luận
Kết quả đánh giá biểu hiện của hạn hán tại xã Bình Sơn từ năm 1991 đến 2017 cho
thấy, cây trồng thường gặp tình trạng thiếu ẩm từ tháng 9 đến tháng 2 và 3 năm sau.
Thời điểm này thường xảy ra rét đậm, rét hại tại địa phương, nên khả năng cung cấp ẩm
cho cây trồng thiếu, đặc biệt khoảng từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau ở mức thiếu ẩm
nhiều đến nghiêm trọng gây khó khăn trong sản xuất nơng nghiệp. Tình trạng thiếu ẩm ở
mức độ nhẹ cũng gặp phải khi vào mùa hè nhiệt độ tăng cao. Những năm gần đây việc

ix


thiếu ẩm trong mùa hè đang tăng lên do nhiệt độ khơng khí cao hơn, mùa nóng cũng kéo
dài hơn. Trong mùa đơng, khơng phải hồn tồn xảy ra khơ hạn; do xuất hiện những cơn
mưa trái mùa giảm nguy cơ khô hạn rất nhiều. Hạn hán gây tác động mạnh mẽ đến lúa và
rau màu, tuy nhiên tùy theo loại cây trồng mà hạn hán có những tác động riêng ở mức
độ khác nhau làm giảm năng và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

Dựa vào kết quả đánh giá ảnh hưởng của hạn hán đến hệ thống cây trồng chính và
các biện pháp thích ứng trong sản xuất nơng nghiệp của người dân xã Bình Sơn; thử
nghiệm biện pháp giữ ẩm chống hạn trên cây đậu tương để hoàn thiện và nâng cao hiệu
quả các biện pháp thích ứng với hạn hán, chúng tôi đề xuất các giải pháp thích ứng gồm
quản lý tốt nguồn nước và kỹ thuật tưới tiêu phục vụ nông nghiệp; sử dụng các giống
cây trồng chịu được hạn và giá lạnh, thích hợp với điều kiện địa phương; chuyển đổi cơ
cấu mùa vụ cây trồng; xây dựng và phát triển các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến và
tuyên truyền, nâng cao nhận thức cho người dân về thích ứng với hạn hán.

x


THESIS ABTRACT
Master candidate: Bui Thi Hai Linh
Thesis title: “Evaluation of drought climate situation and affect to the crop
system in Binh Son Commune - Song Cong Town - Thai Nguyen Province”.

Major: Environmental science

Code: 8440301

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture
(VNUA) Research Objectives
Evaluation of drought situation in Binh Son commune, Song Cong
city, Thai Nguyen province during 1991 - 2017.
Understanding the people's awareness about the impact of drought
and response in the commune.
Experiment on some measures to keep moisture, fight drought for
soybean in Binh Son commune, Song Cong city, Thai Nguyen province.
Propose solutions for drought adaptation in Binh Son commune.

Materials and Methods
Topics used in the main research methods included: secondary data
collection, method of interviewing people by questionnaire and method of group
discussion, experiment on some measures to keep moisture, fight drought for
soybean in winter crops by field experiments. The total number of questionnaires
was 40. Organized group meetings with 5 - 6 people which were different ages, sexes
and production experiences. Applied tools included drawing a map of the survey
area of the hamlet, setting up board about crop schedule planting season and the
climate phenomenon of drought; adaptation solutions to drought in rice production;
vegetables in the commune (ICRAF, 2015) ... Data processing using excel software,
evaluation the expression of droughts through the MI index through the formulas.

Main findings and conclusions
The results of evaluation of drought situation in Binh Son Commune from
1991 to 2017 showed: Crops were often lack of moisture from September to
February and March years later. Low moisture levels were also encountered
when summer temperatures increased. Drought situation did not happen during
the winter, due to the occurrence of the rainy season reduced the risk of drought
a lot. Drought had a strong impact on rice and vegetables. However, depending
on the type of crops, the drought had its own effects at varying degrees,
reducing the yield and quality of agricultural products.

xi


Activities to adapt with drought that people in Binh Son commune
applied to agricultural production were quite diversified. However, the
application of measures were not comprehensive, low efficiency.
The authors proposed adaptation measures: water source management
and irrigation measures for agriculture; using plant varieties resistant to drought

and cold; crop restructuring that were resistant to drought, building and
developing appropriate and advanced technical measures and solutions for
raising people's awareness on adaptation to drought.

xii


PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để đạt được mục tiêu trong sản xuất nông nghiệp là năng suất
cao, phẩm chất tốt và bền vững cần phải tác động các biện pháp kỹ
thuật phù hợp, tối ưu hoá nhu cầu sinh trưởng, phát triển của cây
trồng, khắc phục các yếu tố ngoại cảnh bất thuận.
Đất, nước, khí hậu và cây trồng được xem là bốn yếu tố quan trọng đối với
sản xuất nơng nghiệp. Trong đó, yếu tố quan trọng hàng đầu là nước. Nước là tác
nhân chuyển hóa q trình hình thành phát triển đất, q trình hình thành phát triển
mơi sinh. Trong thiên nhiên, nước phân bố không đều cả về khồng gian và thời gian.
Tình trạng suy giảm và cạn kiệt nguồn nước do sử dụng lãng phí kém hiệu quả, khai
thác khơng hợp lý, ơ nhiễm mơi trường khơng kiểm sốt, đang là thách thức cho
mục tiêu tăng trưởng kinh tế của Việt Nam nói chung. Nước chứa trong các tế bào
thực vật để duy trì các hoạt động sinh lý, sinh hoá diễn ra hàng ngày. Nước được
xem như là một thành phần quan trọng xây dựng nên cơ thể, là dung mơi đặc hiệu
cho các phản ứng hố sinh, là yếu tố điều chỉnh nhiệt độ cho cây trồng... Nhu cầu
nước của cây trồng thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng, phát triển. Khi nhu cầu
nước không được đáp ứng thì cân bằng nước trong cây bị phá vỡ, ảnh hưởng đến
các hoạt động sinh lý như quang hợp, hơ hấp, vận chuyển, tích lũy chất hữu cơ và
cuối cùng làm giảm năng suất và phẩm chất.

Đối với đất, khi thiếu nước, hạn hán xảy ra thì các tính chất cơ
lý của đất như độ chặt, tính dính, tính dẻo, tính trương co, tính liên

kết ..., các tính chất hố học đặc biệt là sự hồ tan các chất dinh
dưỡng cho cây trồng cũng bị ảnh hưởng trực tiếp.
Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng kéo dài, làm
giảm hàm lượng ẩm trong khơng khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy kiệt
dịng chảy sơng suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng chứa
nước dưới đất gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng, làm mơi
trường suy thối…Hạn hán có tác động to lớn đến mơi trường, kinh tế, chính trị
xã hội và sức khoẻ con người. Hạn hán là nguyên nhân dẫn đến đói nghèo, bệnh
tật thậm chí là chiến tranh do xung đột nguồn nước. Hạn hán tác động đến mơi
trường như huỷ hoại các lồi thực vật, các loài động vật, quần cư hoang dã, làm

1


giảm chất lượng khơng khí, nước, làm cháy rừng, xói lở đất. Các tác động
này có thể kéo dài và không khôi phục được. Tác động đến kinh tế xã hội
như giảm năng suất cây trồng, giảm diện tích gieo trồng, giảm sản lượng
cây trồng, chủ yếu là sản lượng cây lương thực. Tăng chi phí sản xuất
nơng nghiệp, giảm thu nhập của lao động nông nghiệp. Tăng giá thành và
giá cả các lương thực. Giảm tổng giá trị sản phẩm chăn ni. Các nhà
máy thuỷ điện gặp nhiều khó khăn trong quá trình vận hành.
Việt Nam là một nước có khí hậu nhịêt đới gió mùa, sự biến động khí
hậu hàng năm là rất lớn. Đặc biệt thời gian gần đây, do biến đổi khí hậu khu
vực và tồn cầu, hiện tượng Elnino gây ra hạn hán nghiêm trọng ở nước ta.
Theo Trung tâm nghiên cứu khí tượng nơng nghiệp, trên lãnh thổ Việt Nam
hình thành 2 mùa hạn là hạn mùa Đông và hạn mùa Hè. Hạn mùa Đơng hình
thành ở Bắc Bộ, Nam Bộ và Tây Ngun, hạn mùa Hè thường xuất hiện ở các
tỉnh ven biển miền Trung, đặc biệt là Bắc Trung bộ. Hạn hán có tác động sâu
sắc đến sản xuất nơng nghiệp. Hạn làm giảm năng suất và sản lượng lương
thực, thực phẩm, có thể gây ra mất mùa cục bộ hoặc trong phạm vi cả nước.

Trong vụ Đông Xuân, hạn hán gây nhiều thiệt hại đối với cây trồng vì nước có
vai trị rất quan trọng trong đời sống cây trồng.
Xã Bình Sơn là một trong mười xã thuộc thành phố Sông Cơng - tỉnh Thái
Ngun. Xã nằm ở vị trí Tây Bắc của thành phố Sơng Cơng. Xã Bình Sơn có địa
hình núi thấp và gị đồi, khí hậu được xác định có tiềm năng và thế mạnh để phát
triển nơng - lâm nghiệp kết hợp với chăn nuôi. Hằng năm, do ảnh hưởng của
hiện tượng El Nino đã xảy ra tình trạng hạn hán trên địa bàn xã, gây ảnh hưởng
đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số loại cây trồng.

Xuất phát từ tình hình thực tế trên, được sự phân công của khoa Môi
Trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, được sự đồng ý của UBND xã Bình
Sơn, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đoàn Văn Điếm em tiến hành thực hiện
đề tài: “Đánh giá tình trạng hạn hán khí hậu và ảnh hưởng đến hệ thống cây
trồng tại xã Bình Sơn -Thành phố Sông Công -Tỉnh Thái Nguyên”.

1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Hạn hán có ảnh hưởng đến sản xuất nơng nghiệp tại xã Bình
Sơn - thành phố Sơng Cơng, trong khi nhận thức của người dân ở
đây cịn thấp và chưa có biện pháp thích ứng phù hợp với hạn hán.

2


1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đánh giá thực trạng hạn hán ở xã Bình Sơn, thành phố Sơng
Cơng, Thái Nguyên trong giai đoạn 1991 - 2017.
-

Tìm hiểu nhận thức của người dân về ảnh hưởng của hạn hán

đối với sản xuất nơng nghiệp và biện pháp ứng phó trên địa bàn xã.
- Đề xuất các giải pháp thích ứng với hạn hán trong trồng trọt trên địa bàn
xã.

1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Khơng gian: xã Bình Sơn - Thành phố Sông Công - tỉnh Thái
Nguyên.

-

Thời gian: Từ năm 1991 đến năm 2017.

1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Đánh giá diễn biến hạn hán qua chỉ số ẩm (MI) trong thời gian
năm 1991 - 2017.
Đánh giá tác động của hạn hán đối với hệ thống cây trồng và
giải pháp ứng phó qua nhận thức của người dân trên địa bàn xã.
Đề xuất biện pháp thích ứng với hạn hán tại xã Bình Sơn,
Thành phố Sơng Công, Thái Nguyên.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. VẤN ĐỀ THIÊN TAI HẠN HÁN ĐỐI VỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
2.1.1. Khái niệm hạn hán
Hạn hán là một loại thiên tai phổ biến trên thế giới. Biểu hiện của nó
là lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng, kéo dài, làm giảm hàm lượng ẩm
trong khơng khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy kiệt dịng chảy
sơng suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các tầng chứa nước

dưới đất,... Hạn hán là một phần tự nhiên của khí hậu mặc dù nó vẫn bị
nhầm lẫn là sự kiện hiếm và ngẫu nhiên. Hiện tượng hạn hán có thể xảy ra
ở hầu hết tất cả các vùng khí hậu, với các đặc tính của hạn biến đổi đáng
kể từ vùng này sang vùng khác (Ngô Thị Thanh Hương, 2011).

Hạn hán là một sự sai khác theo thời gian, rất khác với sự khô
hạn. Bởi khô hạn bị giới hạn trong những vùng lượng mưa thấp,
nhiệt độ cao và là một đặc trưng lâu dài của khí hậu (Wilhite, 2000).
Đã có rất nhiều khái niệm khác nhau về hạn hán.
“Hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong
một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc lâu hơn” (Wilhite, 2000).
“Hạn là một thời kỳ thời tiết khô dị thường đủ dài do thiếu mưa
và gây nên sự mất cân bằng nghiêm trọng về nước; hoặc là sự thiếu
mưa trong một thời kỳ dài gây nên sự thiếu nước cho nhiều hoạt động
của các nhóm ngành và nhóm mơi trường” (Trần Thục, 2008).
Hạn hán là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt nghiêm trọng kéo dài, làm
giảm hàm lượng ẩm trong khơng khí và hàm lượng nước trong đất, làm suy
kiệt dịng chảy sơng suối, hạ thấp mực nước ao hồ, mực nước trong các
tầng chứa nước dưới đất gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng của cây
trồng, làm mơi trường suy thối gây đói nghèo dịch bệnh...

Hạn hán khác với các thảm họa tự nhiên khác theo các khía
cạnh quan trọng sau:
-

Khơng tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán.

Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến
khó có thể xác định được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn.
Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung

tâm và

4


vùng xung quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian.

Khơng có một chỉ thị hoặc một chỉ số hạn đơn lẻ nào có thể
xác định chính xác sự bắt đầu và mức độ khắc nghiệt của sự kiện
hạn cũng như các tác động tiềm năng của nó.
-

Phạm vi khơng gian của hạn hán thường lớn hơn nhiều so với các thảm

họa khác, do đó các ảnh hưởng của hạn thường trải dài trên nhiều vùng địa lý lớn.

Các tác động của hạn nhìn chung khơng theo cấu trúc và
khó định lượng. Các tác động tích lũy lại và mức độ ảnh hưởng của
hạn sẽ mở rộng khi các sự kiện hạn tiếp tục kéo dài từ mùa này
sang mùa khác hoặc sang năm khác (Wilhite, 2000).
2.1.2. Phân loại hạn hán
Hạn hán có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo tổ
chức Khí tượng Thế giới (WMO) hạn hán được phân ra 4 loại:
Hạn hán khí tượng: thường gắn liền với hiện tượng lượng mưa thông
thường trong khu vực giảm đáng kể, được thể hiện qua nhiệt độ (thường so
sánh với nhiệt độ trung bình hoặc nhiệt độ bình thường) và thời gian khơ
hạn. Các khái niệm về hạn hán khí tượng được đưa ra ở mỗi vùng cụ thể
hoàn toàn khác nhau. Ở Ấn độ, người ta xem hạn hán khí tượng xuất hiện khi
lượng mưa theo mùa ở một vùng nào đó thấp hơn 75% so với lượng mưa
trung bình ở vùng đó trong một thời gian dài. Ở Philipin, một địa phương

được coi là sẽ có hạn hán khí tượng khi lượng mưa thấp hơn 40% so với
mức trung bình của ba tháng liên tục và được so sánh với con số thống kê
về lượng mưa hàng tháng trước đây của địa phương đó.
Hạn hán thuỷ văn: đánh dấu sự rút hết của lớp nước trên mặt đất (sông, hồ,
suối và các hồ chứa) và rơi vào mực nước ngầm. Tần suất và mức độ của hạn hán
thuỷ văn thường được xác định dựa vào đường mực nước hoặc phạm vi lưu vực
sơng. Nếu dịng chảy thực tế trong một khoảng thời gian nhất định nào đó thấp hơn
ngưỡng của đường mực nước thì lúc đó hạn hán thuỷ văn xem như bắt đầu

Hạn hán nông nghiệp: xuất hiện khi không có đủ độ ẩm cho đất và lượng
mưa khơng đủ cung cấp cho mùa màng. Loại hạn hán này chính là tác động tổng
hợp của hạn hán khí tượng và hạn hán thuỷ văn đối với mùa màng, làm cho cây
trồng khơng đủ độ ẩm để duy trì sự tăng trưởng và sản lượng trung bình. Ảnh
hưởng của hạn hán nơng nghiệp rất khó để ước lượng vì tính phức tạp trong sự

5


tăng trưởng cây trồng và khả năng xuất hiện của các nhân tố khác
như sâu bọ, cỏ dại, đất kém màu mỡ và giá cả thấp cũng ảnh hưởng
tới sự sinh trưởng và năng suất cây trồng.
Hạn kinh tế - xã hội khác hoàn toàn với các loại hạn khác. Bởi nó
phản ánh mối quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế
(ví dụ như cung cấp nước, thủy điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa.
Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một hàm của lượng mưa và
nước. Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương do sự
tăng dân số, sự phát triển của đất nước và các nhân tố khác nữa.
Hạn khí tượng, hạn nơng nghiệp và hạn thủy văn có mối quan hệ chặt chẽ
với nhau. Hạn khí tượng xảy ra trước tiên do khơng mưa hoặc mưa không đáng
kể trong thời gian đủ dài, đồng thời những yếu tố khí tượng (nhiệt độ cao, gió

lớn, độ ẩm thấp…) đi kèm với sự tăng bốc thoát hơi nước. Hạn khí tượng sẽ dẫn
đến sự suy giảm/suy kiệt độ ẩm đất - hạn đất và hạn nông nghiệp ở vùng không
được tưới xảy ra. Sự suy kiệt độ ẩm đất cũng đồng thời dẫn đến sự suy giảm
lượng bổ sung cho nước ngầm làm giảm lưu lượng và hạ thấp mực nước ngầm.
Sự suy giảm đồng thời cả dòng mặt và dòng ngầm dẫn đến hạn thủy văn.

2.1.3. Nguyên nhân hạn hán
Có rất nhiều nguyên nhân gây hạn hán, có thể chia thành hai
ngun nhân chính sau:
-

Khách quan: Do các yếu tố tự nhiên như khí hậu (lượng mưa,

lượng bốc hơi…) thất thường, nguồn nước (nước mặt, nước ngầm)
cạn kiệt, địa hình và thổ nhưỡng khơng thuận lợi…gây ra sự thiếu hụt
nước, không đáp ứng được nhu cầu của con người trong các hoạt
động sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, kinh tế-xã hội và môi trường.
-

Chủ quan: “Mặc dù hạn hán là một hiện tượng tự nhiên nhưng nó

cũng bị tác động bởi các hoạt động của con người” (Trần Thục, 2008). Con
người đã gây ra hạn hán góp phần làm cho hạn hán thêm nghiêm trọng vì:

Tình trạng phá rừng bừa bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn
đến cạn kiệt nguồn nước.
Việc trồng cây không phù hợp, vùng ít nước cũng trồng cây
cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều,
dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nước.

6


-

Cơng tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí cơng trình khơng

phù hợp, làm cho nhiều cơng trình khơng phát huy được tác
dụng...Vùng cần nhiều nước lại bố trí cơng trình nhỏ, cịn vùng thiếu
nước (nguồn nước tự nhiên) lại bố trí xây dựng cơng trình lớn. Nhận
thức của người dân về sử dụng bền vững tài nguyên còn hạn chế.

-

Các hệ thống chính sách cịn thiếu đồng bộ.

2.1.4. Các đặc trưng hạn hán
Theo Wilhitle (2000); Singh M (2006) khi so sánh các đợt hạn hán với
nhau, tác giả thấy rằng mỗi đợt hạn hán thường khác nhau bởi ba đặc trưng
sau đây: cường độ, thời gian, sự trải rộng theo không gian của hạn hán.
-

Cường độ hạn hán được định nghĩa là mức độ thiếu hụt lượng mưa

hay mức độ ảnh hưởng hạn hán kết hợp với sự thiếu hụt đó. Nó thường
được xác định bởi sự chệch khỏi mức độ trung bình của các chỉ số khí hậu
và liên quan mật thiết với thời gian xác định ảnh hưởng của hạn.

Thời gian hạn hán chỉ khoảng thời gian một đợt hạn hán kéo
dài, thơng thường nó kéo dài ít nhất là hai đến ba tháng để chắc

chắn là hạn hán, sau đó có thể kéo dài hàng tháng hàng năm.
-

Hạn hán cịn có sự khác nhau theo khơng gian. Hạn có thể xảy ra

trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm km2 nhưng với mức độ gần như
khơng nghiêm trọng và thời gian tương đối ngắn. Hạn lục địa có thể trải
rộng trên nhiều vùng với diện tích hàng trăm, hàng nghìn km2, đặc biệt là
các trường hợp nghiêm trọng hạn có thể trải rộng hàng triệu km2, có khi
chiếm gần nửa đại lục (WMO, 1975). Diện tích bị ảnh hưởng bởi hạn hán
có thể tăng dần lên khi hạn nghiêm trọng xảy ra và các vùng hạn hán có
cường độ hạn cực đại cũng sẽ thay đổi từ mùa này sang mùa khác.

2.2. TÌNH HÌNH HẠN HÁN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.2.1. Tình hình hạn hán trên thế giới
Trong những thập kỷ gần đây hạn hán xảy ra nhiều nơi trên thế giới, gây
nhiều thiệt hại về kinh tế, ảnh hưởng đến đời sống con người và mơi trường sinh
thái. Hàng năm có khoảng 21 triệu ha đất biến thành đất khơng có năng suất kinh tế
do hạn hán. Trong gần 1/4 thế kỷ vừa qua, số dân gặp rủi ro vì hạn hán trên những
vùng đất khô cằn đã tăng hơn 80%. Hơn 1/3 đất đai thế giới đã bị khơ cằn mà trên đó
có 17,7% dân số thế giới sinh sống. Đồng hành với hạn hán, hoang

7


mạc hoá + sa mạc hoá trên thế giới cũng ngày càng lan rộng từ các vùng
đất khô hạn, bán khô hạn đến cả một số vùng bán ẩm ướt. Diện tích
2

hoang mạc hố đã lên đến 39,4 triệu km , chiếm 26,3% đất tự nhiên thế

giới và trên 100 quốc gia chịu ảnh hưởng. Nguy cơ đói và khát do hạn
hán uy hiếp 250 triệu con người trên trái đất, kèm theo đó cịn ảnh hưởng
tới mơi trường khí hậu chung toàn cầu (Lê Thị Hiệu, 2012).
Hạn thường gây ảnh hưởng trên diện rộng. Tuy ít khi là nguyên nhân trực
tiếp gây tổn thất về nhân mạng nhưng thiệt hại do hạn gây ra rất lớn. Theo số
liệu của Trung tâm giảm nhẹ hạn hán quốc gia Mỹ, hàng năm hạn hán gây thiệt
hại cho nền kinh tế Mỹ khoảng 6-8 tỷ USD (so với 2,41 tỷ USD do lũ và 1,2-4,8 tỷ
USD do bão). Đợt hạn hán lịch sử ở Mỹ xảy ra vào năm 1988-1989 gây thiệt hại
39-40 tỷ USD, lớn hơn nhiều so với thiệt hại kỷ lục của lũ (15 - 27,6 tỷ USD, 1993)
và bão (25 - 33,1 tỷ USD, 1992). Hạn cũng gây những tổn thất lớn về kinh tế và
môi sinh ở nhiều quốc gia khác như: Ấn độ, Pakistan, Australia...

Hạn cũng gây những tổn thất lớn về kinh tế và môi sinh ở nhiều
quốc gia khác như Ấn độ, Pakistan, Australia... Hạn hán dưới tác động
của El Nino vào năm 1997-1998 đã gây cháy rừng trên diện rộng ở
Indonesia, không chỉ làm thiệt hại rất lớn về kinh tế của nước này mà cịn
là một thảm họa mơi sinh cho nhiều nước thuộc khu vực Đông Nam Á.
Năm 1982 - 1983, là đợt hạn hán tồi tệ ở Australia trong thế kỉ XX. Thời
điểm đó, lượng nước ở thượng nguồn sơng Mrrumbidgee và các hồ chứa
khắp miền Đông Nam Australia giảm đến mức chưa từng có trước đó.
Hạn hán Trung Quốc 2010-2011 là một đợt hạn hán bắt đầu vào cuối năm
2010 và ảnh hưởng lên 8 tỉnh phía Bắc của Cộng hòa nhân dân Trung Hoa. Đây là
trận hạn hán nghiêm trọng nhất quốc gia này trong vòng 60 năm qua và tác động
lên hầu hết các vùng sản xuất lúa mì trong lãnh thổ Cộng hịa Nhân dân Trung
Hoa. Hạn hán bắt đầu vào đầu tháng 9 năm 2010 ở một số vùng, mặc dù từ đầu
tháng 10 đã phổ biến hiện tượng thiếu mưa và tuyết rơi. Điều này làm lớp tuyết
phủ khơng được dày như bình thường, khiến cây lúa mì có nguy cơ khơng sống
được vì băng giá cũng như do độ ẩm trong đất bị giảm. Ngồi việc phá hủy vụ
mùa lúa mì, hạn hán cịn gây ra tình trạng thiếu nước cho ước tính khoảng 2,31
triệu người và 2,57 triệu gia súc. Trong tám tỉnh chịu tác động, 20% đất nông

nghiệp và 35% tổng mùa vụ lúa mì đều bị ảnh hưởng. Đến tháng 2 năm 2011, trận
hạn hán ảnh hưởng lên diện tích 7,73 triệu hécta lúa mì vụ mùa đơng

8


sắp được thu hoạch (Khánh Ly, 2016).
Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc,
thiệt hại vụ thu hoạch lúa mì của Trung Quốc có khả năng là một
yếu tố đã làm tăng giá lúa mì trên tồn thế giới vào đầu năm 2011.
Năm 2011, từ vùng Sừng châu Phi đến Mũi Hảo Vọng, hạn hán tiếp tục
ảnh hưởng đến khu vực phía đơng châu Phi. Theo Liên Hợp Quốc, ít nhất 12
triệu người ở khu vực này đang lệ thuộc vào cứu trợ nhân đạo. Ở Kenya,
Somalia và Ethiopia, hạn hán đặc biệt nghiêm trọng chủ yếu là do các hiện
tượng thời tiết El Nino. Nó đã gây ra các hiện tượng thời tiết cực đoan khi
mùa mưa khơng có mưa dẫn đến hư hoại mùa màng (Minh Vy, 2017).

Theo nhà kinh tế trưởng Arif Husain của chương trình Lương thực
Thế giới của Liên Hợp Quốc, hệ thống nhân đạo toàn cầu đang phải vật
lộn với sự đột biến lịch sử trong hoạt động di cư cùng với những biến
động lớn ở Syria, Iraq và Afghanistan. Toàn hệ thống cũng phải đối mặt
với trình trạng bất ổn ở Ukraina, Burundi, Libya và Zimbabwe.
Năm 2012, gần hai mươi triệu người ở tám quốc gia Tây Phi gồm các khu vực
Sahel đã phải đối mặt với hạn hạn khủng khiếp kèm theo loại cây trồng chết hàng
loạt, bệnh dịch hạch bùng phát, xung đột vũ trang giữa các phe phái. Điều đó khiến
họ lâm vào nạn đói khủng khiếp, thảm họa này trở thành một trong những thảm
cảnh tồi tệ nhất trên hành tinh trong những năm gần đây (Khánh Ly, 2016).

Trong năm 2015, hạn hán tồi tệ nhất trong vòng 50 năm qua đang ảnh
hưởng nặng đến 1/5 dân số Brazil. Ngay cả những thành phố lớn như Sao Paulo

hay Rio de Janiero cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Brazil có hệ thống đập và hồ
chứa nước khá phân tán, cơ sở hạ tầng không đủ đáp ứng cho nhu cầu của con
người nếu gặp hạn hán cực đoan. Ngay tại Sao Paulo, thành phố lớn Brazil, cũng
đang phải sử dụng nguồn dự trữ nước khẩn cấp của thành phố do khơ hạn kéo
dài. Ngồi ra, nước ở các thành phố và các hồ chứa tại Brazil rất ô nhiễm. Ngay
cả việc tiếp cận nguồn nước sạch trong các đợt mưa cũng rất khó khăn do nước
mưa xuống sông, hồ bị nhiễm bẩn, không thể sử dụng được (Khánh Ly, 2016).

Theo tính tốn của Liên Hiệp Quốc, đến năm 2025 sẽ có 2/3 diện
tích đất canh tác ở châu Phi, 1/3 diện tích đất canh tác ở châu Á và 1/5
diện tích đất canh tác ở Nam Mỹ khơng cịn sử dụng được. Khoảng 135
triệu người có nguy cơ phải rời bỏ nhà cửa đi kiếm sống ở nơi khác.

9


Vì vậy trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu về hạn hán và đi đến
kết luận: Hạn hán là hiện tượng hết sức phức tạp mà sự hình thành là do cả hai
nguyên nhân: tự nhiên và con người. Các yếu tố tự nhiên gây hạn như sự dao
động của các dạng hồn lưu khí quyển ở phạm vi rộng và các vùng xoáy nghịch,
hoặc các hệ thống áp thấp cao, sự biến đổi khí hậu, sự thay đổi nhiệt độ mặt
nước biển (như El Nino) và các nguyên nhân do con người như nhu cầu nước
ngày càng gia tăng, phá rừng, ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới nguồn nước,
quản lý đất và nước kém bền vững, gây hiệu ứng nhà kính,...

Nổi bật lên trong nghiên cứu hạn trên quy mơ tồn cầu là nghiên
cứu của Niko Wanders 2010. Trong bài, tác giả đã phân tích ưu điểm,
nhược điểm của 18 chỉ số hạn hán bao gồm cả chỉ số hạn khí tượng,
chỉ số hạn thủy văn, chỉ số độ ẩm, rồi lựa chọn ra các chỉ số thích hợp
để áp dụng phân tích các đặc trưng của hạn hán trong năm vùng khí

hậu khác nhau trên tồn cầu: vùng xích đạo, vùng khơ hạn cực, vùng
nhiệt độ ấm, vùng tuyết, vùng địa cực (Ngô Thị Thanh Hương, 2011).
Qua các nghiên cứu, đến nay các nước phát triển trên thế giới đã hướng
đến việc quản lý hạn hán. Việc giám sát và quản lý hạn được dựa trên các chỉ số
hạn và các ngưỡng hạn. Hiện nay, rất nhiều chỉ số/hệ số hạn khác nhau đã được
phát triển và ứng dụng ở các nước trên thế giới như: chỉ số ẩm Ivanov (1948),
chỉ số khô Budyko (1950), chỉ số khơ Penman, chỉ số gió mùa GMI, chỉ số mưa
chuẩn hóa SPI, chỉ số Palmer (PDSI), chỉ số độ ẩm MI, chỉ số độ ẩm cây trồng
(CMI), chỉ số cấp nước mặt (SWSI), chỉ số RDI (Reclamation Drought Index)...

Kinh nghiệm trên thế giới cho thấy hầu như khơng có một chỉ số nào có
ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện. Do đó, việc
áp dụng các chỉ số/hệ số hạn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng
vùng cũng như hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có ở vùng đó.
Chỉ số khắc nghiệt hạn Palmer (Palmer Drougt Severity Index – PDSI)

Chỉ số Palmer được phát triển bởi Wayne Palmer vào những năm
1965 và sử dụng thông tin về nhiệt độ và lượng mưa hàng tháng vào
công thức xác định khơ hạn. Và bây giờ, nó đã trở thành chỉ số thông
dụng và là cơ sở cho nhiều chỉ số khác, được tính như sau:

PDSIi = 0,897PDSIi-1 + ଷ Zi

10