Luận án tiến sĩ: Đánh giá phát thải khí nhà kính từ ao nuôi cá Thác lác Cườm (Notopterus chitala) tại Hậu Giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VĂN SO ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC MÃ SỐ 62440303 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VĂN SO MÃ SỐ NCS P0716001 ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC MÃ SỐ 62440303 NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS. Lê Anh Tuấn CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Luận án này với tựa đề là “ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ CHU TRÌNH CÁC BON TRONG AO NUÔI CÁ THÁC LÁC CƯỜM (Notopterus chitala) TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẬU GIANG”, do nghiên cứu sinh Nguyễn Văn So thực hiện theo sự hướng dẫn của PGS. Lê Anh Tuấn. Luận án đã báo cáo và được Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ thông qua ngày / /.

luận án đã được chỉnh sửa theo góp ý và được Hội đồng đánh giá luận án xem lại. Thư ký Ủ y (ký tên) v i ê n ( k ý t ê n ) Ủy viên P h (ký tên) ả n bi ện 3 (k ý tê n) Phản biện 2 Phả n (ký tên) biện 1 (ký tên) Người hướng dẫn Chủ tịch Hội đồng (ký tên) (ký tên) LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý Thầy, Cô và các bạn đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin kính gửi đến PGS. Lê Anh Tuấn lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất, trong những năm qua Thầy đã ân cần hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu bồi dưỡng kiến thức và hoàn thành luận án.

Tôi gửi lời cảm ơn đến các em Nguyễn Anh Thư và Nguyễn Bảo Tiên đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án. Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Út và anh Hoài Anh là chủ các ao nuôi cá Thác lác Cườm ở phường VII, thành phố Vị Thanh đã chấp thuận cho tôi bố trí các thí nghiệm trên các ao nuôi cá, chia sẻ những thông tin, kinh nghiệm và kỹ thuật nuôi trong suốt thời gian tôi thực hiện các thí nghiệm và thu mẫu hiện trường. Tôi cảm ơn các Anh, chị viên chức Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Cần Thơ đã hỗ trợ nhiệt tình trong thu và phân tích các mẫu số liệu về khí nhà kính và chất lượng nước của nghiên cứu này. Một lần nữa, tôi chân thành cảm ơn gia đình nhất là cha mẹ, vợ, em, bạn và đồng nghiệp luôn luôn động viên chia sẻ, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi có thể hoàn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt Biến đổi khí hậu tác động ngày càng rõ rệt đến mọi mặt của tự nhiên và xã hội loài người, do gia tăng lượng khí nhà kính nhân tạo, trong đó có nuôi trồng thủy sản. Nuôi trồng thủy sản một mặt góp phần tăng tỷ trọng trong cơ cấu kinh tế mỗi địa phương, song việc nghiên cứu, định lượng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực này ít được nghiên cứu. Vì thế, đề tài “Đánh giá phát thải khí nhà kính từ chu trình Các bon trong ao nuôi cá Thác lác Cườm (Notopterus chitala) trên địa bàn tỉnh Hậu Giang” đã được tiến hành. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 10 năm 2019 tại 3 ao nuôi cá Thác lác Cườm tại phường VII, thành phố Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang.

Kết quả thấy rằng lượng Carbon dioxide (CO2) sinh ra từ ao nuôi cá Thác lác Cườm chiếm 99,98%, trong khi khí mê-tan (CH4) chỉ chiếm 0,02%. Mức phát thải CO2 trung bình là 1.652,67 g/m2/ngày, trong khi lượng CH4 trung bình là 0,19 g/m2/ngày. Tổng lượng CO2e trung bình ngày từ chu trình Các bon của ao cá Thác lác Cườm là 1. Tính cả năm, toàn tỉnh với diện tích nuôi cá Thác lác Cườm hiện (100 ha) sinh 605.

Xây dựng được 02 phương trình hồi quy đa biến CO2 có dạng Y (CO2) = 1930.97 * Precipitation và CH4 có dạng Y (CH4) = -0. Kết quả mô phỏng thấy rằng mật độ nuôi 35 con/m2 sẽ cho mức phát thải CO2 vừa phải, cùng với đó cần kiểm soát các yếu tố chất lượng nước theo mô hình ao I cho kết quả tương quan cao (R2 = 0,84). Sau cùng, phân tích SWOT xác định tỉnh Hậu Giang có điều kiện tự nhiên thuận lợi; năng lực sản xuất, năng suất, sản lượng, chất lượng và khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngày càng nâng cao; giá thành sản xuất cạnh tranh; thu nhập của nông dân từ sản xuất nông nghiệp được cải thiện; tỉnh có chiến lược, giải pháp đồng bộ, dài hạn trong quy hoạch để tăng chuỗi giá trị; quan tâm nhiều hơn đến công tác bảo vệ môi trường nuôi trồng thủy sản. Tóm lại, nghiên cứu định lượng được mức phát sinh khí nhà kính từ việc nuôi cá Thác lác Cườm trên ao đất.

Bằng mô hình toán Stella giúp xác định rõ nguồn gốc, cơ chế hình thành, phát sinh và khả năng làm giảm khí nhà kính thông qua chu trình Các bon trong ao nuôi cá. Nghiên cứu làm cơ sở cho các nhà quản lý quan tâm đúng mức đến lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và khả năng phát triển bền vững ngành nuôi cá Thác lác Cườm. Từ khóa: Cá Thác lác Cườm, Chu trình Các bon, Hệ thống thông tin địa lý, Khí nhà kính, Phát triển bền vững Abstract Climate change impacts more and more clearly on all aspects of nature and human society, due to the increase in the amount of man-made greenhouse gases, including aquaculture. On the one hand, aquaculture contributes to increasing the proportion in the economic structure of each locality, but the research and quantification of greenhouse gas emissions in this field is rarely studied.

Therefore, the topic "Assessment of greenhouse gas emissions from the Carbon cycle in the ponds of Notopterus chitala in Hau Giang province" was conducted. The study was carried out from April to October 2019 in 3 fish ponds of Notopterus chitala in Ward VII, Vi Thanh City, Hau Giang Province. The results showed that the amount of Carbon dioxide (CO2) generated the ponds of Notopterus chitala accounted for 99.98%, while methane (CH 4) accounted for only 0. The average CO2 emission was 1,652.67 g/m2/day, while the average CH4 was 0.

The average total daily CO2e from carbon cycle of the Notopterus chitala pond is 1,657. For the whole year, the whole province with the area of Notopterus chitala farming now (100 ha) produces 605,166.35 tons of CO2e. Two multiple equations were created of the form Y (CO2) = 1930.97 * Precipitation and CH4 have the form Y (CH4) = -0. In addition, the research has built a database and thematic maps for the management of regions, objects and types of farming by GIS; make updating, managing and retrieving data easy and accurate.

In addition, the study using Stella 8.0 determined that the factors of feed intake, stocking density, amount of lime powder used, amount of water pumped in and out of the pond and oxidation processes of organic matter play a decisive role to determine amount CO2 and CH4 generation in the ponds of Notopterus chitala. The simulation results show that the stocking density of 35 fish/m2 will give a moderate level of CO2 emissions, along with the need to control water quality factors according to the pond I model for high correlation results (R 2 = 0. Finally, the SWOT analysis identifies Hau Giang province with favorable natural conditions; production capacity, productivity, output, quality and science and technology into production are increasingly improved; competitive production cost; farmers' income from agricultural production is improved; the province has a synchronous and long-term strategy and solution in the planning to increase the value chain; pay more attention to the environmental protection of aquaculture. In summary, the study quantifies the level of greenhouse gas emissions from raising Notopterus chitala in earthen ponds.

By mathematical model Stella helps to clearly identify the origin, mechanism of formation, generation and ability to reduce greenhouse gas through the carbon cycle in fish ponds. The research serves as a basis for managers to pay attention to the aquaculture sector and the possibility of sustainable development of Notopterus chitala fish farming industry. Keywords: Notopterus chitala, Carbon cycle, Geographical information system, Greenhouse gases, Sustainable development MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2 1.1 Mục tiêu chung 2 1.2 Những mục tiêu cụ thể 2 1.3 Phạm vi nghiên cứu 2 1.4 Ý nghĩa nghiên cứu 3 1.1 Ý nghĩa khoa học 3 1.2 Ý nghĩa thực tiễn 3 1.5 Những đóng góp mới của luận án 3 1.6 Câu hỏi nghiên cứu 3 1.7 Nội dung nghiên cứu 3 1.8 Giới hạn của nghiên cứu 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1 Những khái niệm biến đổi khí hậu, khí nhà kính, chu trình Các bon và mô hình toán 5 2.1 Biến đổi khí hậu, kịch bản biến đổi khí hậu và Công ước khí hậu 5 2.2 Khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, Các bon, các-bo-nic, chu trình Các bon, mê-tan, phát thải và phát triển bền vững 5 2.3 Động học hệ thống, mô hình và mô hình toán 9 2.2 Hoạt động nuôi thuỷ sản và các vấn đề môi trường 10 2.3 Tình hình nghiên cứu khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính từ ao nuôi thủy sản ở ngoài nước 12 2.4 Nghiên cứu về khí nhà kính, phát thải, giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và thủy sản ở trong nước 17 2.5 Những nghiên cứu về chu trình Các bon của ao thuỷ sản 21 2.6 Tổng quan ứng dụng mô hình toán và Stella trong nghiên cứu khoa học môi trường 25 2.7 Tổng quan vùng nghiên cứu 28 2.1 Vị trí địa lý tỉnh Hậu Giang 28 2.2 Điều kiện tự nhiên và tác động của biến đổi khí hậu 29 2.8 Tổng quan đặc điểm hình thái, dinh dưỡng, sinh trưởng và sự phân bố của cá Thác lác Cườm .2 Đặc điểm hình thái 33 2.3 Đặc điểm dinh dưỡng 34 2.4 Sự phân bố 34 2.5 Đặc điểm sinh trưởng 35 2.9 Tình hình nuôi thủy sản và cá Thác lác Cườm ở Hậu Giang 35 2.1 Tình hình nuôi thủy sản trên địa bàn tỉnh 35 2.2 Thực trạng nuôi cá Thác lác Cườm thâm canh ở Hậu Giang 37 2.10 Các nghiên cứu giảm phát thải khí nhà kính, định hướng giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp và thuỷ sản ở Hậu Giang 38 2.11 Lý thuyết về phát triển bền vững nuôi cá Thác lác Cườm 39 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 3.1 Phạm vi, phương tiện nghiên cứu 41 3.1 Phạm vi và quy trình nghiên cứu 41 3.