Nghiên cứu ảnh hưởng ngập lụt, hạn hán đến đất nông nghiệp Quảng Điền, Huế dưới biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NGẬP LỤT VÀ HẠN HÁN ĐẾN SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP Ở HUYỆN QUẢNG ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI HUẾ, NĂM 2021 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NGẬP LỤT VÀ HẠN HÁN ĐẾN SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP Ở HUYỆN QUẢNG ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI MÃ SỐ: 9850103 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC THỨ NHẤT: PGS.TS NGUYỄN HỮU NGỮ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC THỨ HAI: PGS.TS TRẦN THANH ĐỨC HUẾ, NĂM 2021 i LỜI CAM ĐOAN Nghiên cứu sinh xin cam đoan, Luận án này là kết quả nghiên cứu của nghiên cứu sinh dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của giáo viên hƣớng dẫn. Nghiên cứu sinh xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này hoàn toàn trung thực, chính xác và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nghiên cứu sinh xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành Luận án này đều đã đƣợc cảm ơn và mọi thông tin tham khảo, trích dẫn trong Luận án đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Bích Ngọc ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành công trình nghiên cứu, nghiên cứu sinh đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của nhiều tập thể, cá nhân.

Nghiên cứu sinh xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến Thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Hữu Ngữ và Thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS Trần Thanh Đức đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án. Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu nhà trƣờng, Ban chủ nhiệm Khoa và các thầy cô giáo trong Khoa Tài nguyên đất và Môi trƣờng nông nghiệp, Phòng Đào tạo và Công tác sinh viên của Trƣờng Đại học Nông Lâm, Đại học Huế đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ nghiên cứu sinh trong quá trình hoàn thiện luận án. Nghiên cứu sinh cũng xin chân thành cảm ơn đến các lãnh đạo, các anh chị đồng nghiệp ở UBND huyện Quảng Điền; Lãnh đạo phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Quảng Điền; lãnh đạo và chuyên viên các phòng, ban thuộc huyện Quảng Điền và các hộ dân đã cung cấp thông tin và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong quá trình điều tra, khảo sát thực địa và thu thập số liệu. Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình đã luôn bên cạnh động viên, chia sẻ và là động lực cho nghiên cứu sinh phấn đấu hoàn thành chƣơng trình học tập.

Cảm ơn những ngƣời thân và bạn bè đã luôn hỗ trợ về mặt tinh thần để nghiên cứu sinh có thể hoàn thành công trình nghiên cứu này. Xin chân thành cảm ơn! Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Bích Ngọc iii TÓM TẮT Nghiên cứu đƣợc thực hiện nhằm mục tiêu (1) Đánh giá tình hình sử dụng đất nông nghiệp và phân tích những yếu tố tác động đến sử dụng đất ở huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế; (2) Đánh giá ảnh hƣởng của ngập lụt, hạn hán đến diện tích sử dụng của các loại đất nông nghiệp chính ở huyện Quảng Điền và (3) Đề xuất các giải pháp sử dụng đất nông nghiệp thích ứng với hạn hán, ngập lụt phù hợp với điều kiện thực tế của địa phƣơng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Đã sử dụng 04 phƣơng pháp nghiên cứu chính trong Luận án, bao gồm: (1) Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp; (2) Phƣơng pháp thu thập số liệu sơ cấp (gồm có phƣơng pháp thảo luận nhóm tập trung, phƣơng pháp tham vấn ý kiến các bên liên quan và phƣơng pháp điều tra hộ); (3) Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu; (4) Phƣơng pháp ứng dụng GIS và viễn thám để thành lập bản đồ ngập lụt, bản đồ hạn hán. Nghiên cứu đã đạt đƣợc những kết quả sau: 1) Đã đánh giá đƣợc hiện trạng và biến động sử dụng đất tại huyện Quảng Điền, trong giai đoạn 2015 - 2019, diện tích nông nghiệp của huyện biến động giảm 124,79 ha chủ yếu ở các xã Quảng Công, Quảng Lợi, Quảng Ngạn, xã Quảng An.

Đã xác định đƣợc các nhóm các yếu tố ảnh hƣởng đến biến động sử dụng đất nông nghiệp của huyện trong đó yếu tố biến đổi khí hậu, cụ thể là ngập lụt và hạn hán cũng có những tác động đáng kể đến sử dụng đất nông nghiệp trên địa bàn huyện Quảng Điền và yếu tố này ảnh hƣởng ở mức độ thứ 3 trong nhóm 5 các yếu tố ảnh hƣởng ở khu vực nghiên cứu. 2) Đã thành lập đƣợc bản đồ phân vùng ngập lụt từ dữ liệu ảnh viễn thám vào các đợt lụt diễn ra vào năm 2017 và năm 2019 ở huyện Quảng Điền. Mỗi đợt ngập lụt, hơn 80% diện tích bị ngập là đất trồng lúa, 10% là diện tích đất trồng cây hàng năm khác, 2,64% là diện tích đất nuôi trồng thủy sản. Đã xây dựng đƣợc bản đồ phân vùng hạn hán năm 2015 dựa vào chỉ số SPI với các mức hạn nhẹ, trung bình và nặng.

Trong đó, diện tích đất nông nghiệp bị hạn chủ yếu ở mức trung bình chiếm 24,21%, tiếp đến diện tích bị hạn nặng chiếm 12,93% và hạn nhẹ chiếm tỷ lệ thấp hơn là 11,12%. Từ kết quả chạy SPI vụ Hè Thu lƣợng mƣa thấp, từ tháng 5 đến tháng 8 thì tháng 6 đƣợc đánh giá là tháng hạn nhất trong vụ Hè Thu. Kết quả dự báo ngập lụt đến năm 2030 theo kịch bản nƣớc biển dâng sẽ tăng 13 cm. Diện tích đất trồng lúa sẽ bị ngập nhiều nhất, tiếp đến là đất trồng cây hàng năm khác và đất nuôi trồng thủy sản.

Các xã có diện tích đất nông nghiệp bị ngập nhiều trong huyện là các xã Quảng An, Quảng Phƣớc, Quảng Thành và Quảng Thọ. Kết quả dự báo diện tích đất nông nghiệp bị hạn trong vụ Hè Thu đến năm 2035 theo kịch bản RCP 4.5, hạn nặng sẽ xuất hiện trên một phần rất lớn diện tích đất lâm nghiệp, tiếp đến là đất trồng cây hàng năm khác và đất trồng lúa. Các xã có diện tích đất nông nghiệp bị hạn hán nặng là ở các xã Quảng Lợi, Quảng Thái, Quảng Công và Quảng Ngạn. 3) Đã đề xuất đƣợc các nhóm giải pháp sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả thích ứng với ngập lụt và hạn hán cho địa bàn nghiên cứu.

Với các giải pháp này, huyện Quảng Điền và UBND các xã trên địa bàn huyện sẽ có cơ sở để sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra. Từ khóa: GIS&Viễn thám, sử dụng đất nông nghiệp, hạn hán, ngập lụt, Quảng Điền iv ABSTRACT This study aims to (1) Assessing the situation of agricultural land use and analyzing the factors affecting land use in Quang Dien district, Thua Thien Hue province; (2) Assessing the effects of floods and droughts on the usable area of the main agricultural land types in Quang Dien district and (3) Proposing solutions to use agricultural land to adapt to drought and flooding in accordance with local actual conditions in the context of climate change. The thesis used 04 main research methods, including: (1) Secondary data collection method; (2) Primary data collection method (including focus group discussion method, stakeholder consultation method and household survey method); (3) Methods of data analysis and processing; (4) Methods of applying GIS and remote sensing to create flood and drought maps. The results were obtained from this research as follow: 1) This study has assessed the current status and changes in land use in Quang Dien district in the period of 2015 - 2019, the agricultural area of the district fluctuated by 124.79 ha, mainly in Quang Cong, Quang Loi, Quang Ngan, Quang An communes.

Having identified the groups of factors affecting changes in agricultural land use in the district, of which climate change, namely floods and droughts also have significant impacts on agricultural land use in Quang Dien district and this factor affects at the 3rd place among 5 influencing factors in the study area. 2) The research results have established the flood zoning map from remote sensing image data during the floods in 2017 and 2019 in Quang Dien district.The results show that, for each flood, more than 80% of the flooded area is paddy land, followed by other annual cropland accounting for more than 10% of the flooded area and aquaculture land accounting for 2.64% of the area. Flood prone areas are usually distributed in riverside and coastal areas, in which the most affected communes are Quang An, Quang Phuoc and Quang Thanh. A map of drought zoning in 2015 has been built based on SPI index with light, medium and severe drought levels.

In which, the agricultural land area is mainly affected by moderate drought, accounting for 24.21%, followed by the area with severe drought accounting for 12.93% and the area suffering from mild drought accounting for a lower proportion of 11. Forecast results of inundation to 2030 under the scenario of sea level rise will increase by 13 cm. The area for paddy land will be flooded the most, followed by other annual cropland and aquaculture land. The communes with a large area of agricultural land flooded in the district are Quang An, Quang Phuoc, Quang Thanh and Quang Tho.

According to the RCP 4.5 scenario, severe drought will occur on a very large part of the forest land, followed by other annual cropland and paddy land. The communes with agricultural land areas suffering from severe drought are in Quang Loi, Quang Thai, Quang Cong and Quang Ngan communes. 3) Groups of solutions to effectively use agricultural land to adapt to floods and droughts for the study area have been proposed. With these solutions, Quang Dien district and People's Committees of communes in the district will have a basis to use agricultural land effectively in the context of ongoing climate change.

Keywords: Remote sensing, agricultural land use, drought, flood, Quang Dien v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .iv MỤC LỤC .v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .xi DANH MỤC CÁC BẢNG. xii DANH MỤC CÁC HÌNH .xiv MỞ ĐẦU. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. Mục tiêu chung.

Mục tiêu cụ thể. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI.

CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA LUẬN ÁN. CẤU TRÚC LUẬN ÁN. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

Tổng quan về sử dụng đất nông nghiệp. Khái niệm về đất nông nghiệp. Khái niệm về diện tích đất. Khái niệm về thay đổi sử dụng đất và chuyển đổi sử dụng đất .