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

Nguyễn Hồng Sơn

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
XUẤT HIỆN SƢƠNG MUỐI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN
CÂY CÀ PHÊ CHÈ Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2012i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Hồng Sơn

4. Phƣơng pháp khoa học sử dụng trong luận văn 4
5. Những kết quả đạt đƣợc 5
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5
6.1. Ý nghĩa khoa học 5
6.2. Ý nghĩa thực tiễn 5
7. Cơ sở dữ liệu đã sử dụng 6
7.1. Về các dữ liệu khí tƣợng 6
7.2. Các dữ liệu về viễn thám 6
8. Bố cục của đề tài 6
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SƢƠNG MUỐI
VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CÀ PHÊ Ở 2 TỈNH SƠN LA,
ĐIỆN BIÊN 1
1.1. Tổng quan về sƣơng muối và đặc điểm sinh thái cây cà
phê 1
1.1.1. Tổng quan về sƣơng muối 1
1.1.2. Đặc điểm sinh thái cây cà phê 10 v
1.2. Tổng quan nghiên cứu về sƣơng muối 13
1.2.1. Các nghiên cứu về sƣơng muối trên thế giới 13
1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về sƣơng muối ở Việt Nam 18
1.3. Tình hình phát triển cà phê ở Sơn La và Điện Biên 20
1.3.1. Tình hình phát triển cà phê ở tỉnh Điện Biên 20
1.3.2. Tình hình phát triển cà phê ở tỉnh Sơn La 22
CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XUẤT
HIỆN SƢƠNG MUỐI Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN 25
2.1. Điêu kiên tự nhiên tỈnh Sơn La, Điện Biên 25
2.1.1. Tỉnh Sơn La 25
2.1.2. Tỉnh Điện Biên 30

KẾT LUẬN 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO 115
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Diễn biến diện tích (ha) cà phê của tỉnh Điện Biên 22
Bảng 1.2. Diễn biến về diện tích (ha) cà phê ở Sơn La 23
Bảng 1.3. Các tiểu vùng trồng cà phê tại Sơn La 24
Bảng 2.1. Một số đặc trƣng trung bình năm về khí hậu của tỉnh Sơn
La 30
Bảng 2.2.Một số đặc trƣng khí hậu của tỉnh Điện Biên 38
Bảng 2.3. Lƣới trạm khí tƣợng khu vực nghiên cứu 39
Bảng 2.4. Thống kê về sƣơng muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
và các vùng lân cận 43
Bảng 2.5. Số ngày xuất hiện sƣơng muối trung bình nhiều năm

Bảng 2.16. Chỉ tiêu phân hạng mức độ khắc nghiệt
của sƣơng muối theo số liệu quan trắc ở Sơn La, Điện Biên và các
vùng lân cận 61
Bảng 2.17. Kết quả phân hạng mức độ khắc nghiệt của sƣơng muối
trên mạng lƣới trạm khí tƣợng ở Sơn La, Điện Biên và các vùng lân
cận 62
Bảng 3.1. Hệ số a
i
đối với thoạt toán LST1 67
Bảng 3.2. Các đặc trƣng thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm
giữa nội suy và quan trắc trong vùng nghiên cứu (tháng 1, 2, 3) 72
Bảng 3.3. Các đặc trƣng thống kê nhiệt độ trung bình nhiều năm
giữa nội suy và quan trắc trong vùng nghiên cứu (tháng 11,12) 76
Bảng 3.4 Kết quả thống kê mức độ tin cậy của phƣơng trình trên
chuỗi số liệu phụ thuộc 85
Bảng 3.5. So sánh số liệu quan trắc và số liệu tính toán số ngày có
sƣơng muối trung bình thời kỳ 2000-2009 88
Bảng 3.6. Diện tích đất tự nhiên (km
2
) bị ảnh hƣởng của sƣơng muối
theo các đai độ cao ở tỉnh Sơn La 111
Bảng 3.7. Diện tích đất tự nhiên (km
2
) bị ảnh hƣởng của sƣơng
muối theo các đai độ cao ở tỉnh Điện Biên 112 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang


x
hơi nƣớc do W. Timothy xây dựng 79
Hình 3.7. Bản đồ RH trong một số đêm khu vực nghiên cứu 81
Hình 3.8. Một số kết quả minh hoạ sự phân bố sƣơng muối theo
không gian 86
Hình 3.9. Bản đồ số ngày có sƣơng muối trung bình nhiều năm thời kỳ
2000 - 2009 87
Hình 3.10. Biểu diễn bản đồ A bằng mô hình quan hệ 89
Hình 3.11. Số liệu vector đƣợc biểu thị dƣới dạng điểm 91
Hình 3.12. Số liệu vector đƣợc biểu thị dƣới dạng cung 91
Hình 3.13. Số liệu vector đƣợc biểu thị dƣới dạng vùng (Polygon) 92
Hình 3.14. Mối quan hệ giữa thông tin bản đồ và thông tin thuộc
tính 95
Hình 3.15. Sơ đồ khối thành lập bản đồ chuyên đề 99
Hình 3.16. Bản đồ ngày bắt đầu và kết thúc sƣơng muối ở tỉnh Sơn
La 97
Hình 3.17. Bản đồ ngày bắt đầu và kết thúc sƣơng muối ở tỉnh Điện
Biên 101
Hình 3.18. Bản đồ xác xuất xuất hiện sƣơng muối tỉnh Sơn La 102
Hình 3.19. Bản đồ xác xuất xuất hiện sƣơng muối tỉnh Điện Biên 104
Hình 3.20. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sƣơng muối ở tỉnh Sơn
La 105
Hình 3.21. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sƣơng muối ở tỉnh Điện
Biên 106
MODATM
Sản phẩm khí quyển của MODIS
MODIS
Máy quét ảnh phổ độ phân giải trung bình
NCAR
Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển Mỹ
NDVI
Chỉ số thực vật chuẩn hóa
NOAA
Cơ quan quốc gia về Đại dƣơng và Khí quyển
P
Áp suất không khí xii
Q
Độ ẩm riêng
RGB
Ba màu cơ bản (đỏ, lục, lam)
RH
Độ ẩm không khí
RMSE
Sai số quân phƣơng
RS
Viễn thám
SST
Nhiệt độ mặt nƣớc biển
SWIR
Sóng ngắn hồng ngoại
TIR

phì nhiêu khá cao. Tuy độ cao trên mặt biển chƣa thật là cao song vùng cà phê
Sơn La, Điện Biên có đặc điểm là nằm ở vĩ độ khá cao về phía Bắc, có vị trí
địa lý tƣơng tự nhƣ vùng cà phê chè tập trung vùng Sao Paulo, Minas Gerais
của Braxin cùng với độ cao khoảng 600m so với mực nƣớc biển, có khác
chăng là hai vùng cà phê ở hai phía bắc và nam bán cầu. Khí hậu Sơn La,
Điện Biên nóng và nhiều mƣa vào mùa hạ, lạnh và khô vào mùa đông. Cây cà
phê ở đây sinh trƣởng xanh tốt cho sản lƣợng cao.
Đồng bộ với hình thành hệ thống chế biến tốt, cà phê Tây Bắc hoàn
toàn ghi tên trên bản đồ cà phê chất lƣợng của thế giới. Ông Joao Brandao –
Đại diện Tập đoàn số một thế giới về thiết bị chế biến cà phê quả tƣơi khẳng
định: “Nếu lựa chọn định hƣớng phát triển bền vững, cà phê Tây Bắc có thể
sánh ngang với cà phê Brazil về chất lƣợng”.

2
Vừa qua đƣợc sự giúp đỡ, cho vay vốn với điều kiện ƣu đãi của cơ
quan phát triển Pháp, chúng ta đã mở rộng diện tích cà phê chè ở một số địa
phƣơng, đƣa tổng diện tích cà phê chè trong cả nƣớc lên trên 2 vạn hecta. Tuy
nhiên trong quá trình thực hiện chƣơng trình phát triển cây cà phê chè cũng có
những thiếu sót dẫn đến hiệu quả thấp, một số vùng trồng rồi lại phải hủy bỏ
đi vì vƣờn cây quá xấu kém. Và ngƣời ta đã truy tìm các nguyên nhân dẫn đến
những tổn thất đó. Không ít ngƣời cho là vì công tác quy hoạch kém, trồng cà
phê vào vùng đất xấu không thích hợp hoặc vùng có sƣơng muối.
Lựa chọn định hƣớng phát triển cà phê bền vững sẽ mang lại những lợi
ích to lớn nhƣ giá trị sản phẩm đƣợc nâng lên, tạo việc làm, đảm bảo an ninh
xã hội. Quan trọng hơn là thông qua phát triển cà phê bền vững theo chứng
chỉ sẽ góp phần tạo ra cộng đồng có trách nhiệm – một yếu tố phát triển xã
hội bền vững. Lựa chọn phát triển cà phê bền vững là con đƣờng tốt nhất để
xây dựng vùng cà phê Tây Bắc đạt một tầm vóc mới, hoàn toàn có thể đối
xứng vùng phát triển cà phê với Tây Nguyên, không chỉ về số lƣợng mà cả
chất lƣợng. Vùng cà phê Tây Bắc có ƣu thế là thích hợp cho phát triển cà phê

Để đạt đƣợc các mục tiêu trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ sau đây:
- Thu thập và xử lý số liệu khí tƣợng, thực trạng sản xuất cây cà phê chè
ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên ;
- Thu thập số liệu bản đồ nền, ảnh vệ tinh phục vụ toán tính toán nhiệt độ
bề mặt, đổ ẩm không khí hỗ trợ xây dựng bản đồ chuyên đề sƣơng
muối;
- Tổng quan tình hình nghiên cứu về sƣơng muối trong và ngoài nƣớc;
- Nghiên cứu khả năng xuất hiện sƣơng muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện
Biên;
- Đánh giá ảnh hƣởng của sƣơng muối đến khả năng phát triển cây cà
phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên;

4
- Xử lý, chiết xuất các thông tin trên ảnh MODIS phục vụ xây dựng các
bản đồ chuyên đề về sƣơng muối;
- Xây dựng tập bản đồ chuyên đề sƣơng muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện
Biên bằng công nghệ GIS
- Đề xuất vùng an toàn sƣơng muối phục vụ quy hoạch phát triển sản
xuất cà phê chè ở vùng nghiên cứu.
3. Phạm vi nghiên cứu
2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
4. Phƣơng pháp sử dụng trong luận văn
- Thu thập và kế thừa: thu thập, tổng hợp và kế thừa các tài liệu có liên
quan đến sƣơng muối, sản xuất cây cà phê của các đề tài, dự án đã
tiến hành cho khu vực nghiên cứu;
- Điều tra khảo sát thực địa: nhằm bổ xung những tài liệu, dữ liệu về
sƣơng muối và cây cà phê ở vùng nghiên cứu trong những năm gần
đây;
- Điều tra nhanh nông thôn: điều tra, phỏng vấn trực tiếp nông dân về
ảnh hƣởng của sƣơng muối đến cây cà phê ở vùng nghiên cứu;

6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tăng cƣờng số liệu phục vụ công tác điều tra cơ bản nhằm quản lý và
khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên cho từng vùng cụ thể trong sự phát
triển kinh tế xã hội, đặc biệt là phát triển kinh tế vùng núi và những vùng khó
khăn.
Cung cấp công cụ giám sát sƣơng muối, phục vụ phát triển nông nghiệp
nói chung và phát triển cà phê nói riêng, giảm thiệt hại do thiên tai gây ra

6
nâng cao hiệu quả kinh tế cho các hộ gia đình và các công ty cà phê ở các tỉnh
nghiên cứu
7. Cơ sở dữ liệu đã sử dụng
7.1. Về các dữ liệu khí tượng
- Các số liệu khí tƣợng đƣợc thu thập từ các trạm khí tƣợng trong vùng với
chuỗi số liệu trong thời gian đủ dài (từ năm 1981 đến 2010);
- Các tài liệu từ các đề tài, các tạp chí và các nguồn khác cũng đã đƣợc thu
thập để tham khảo và lựa chọn sử dụng;
7.2. Các dữ liệu về viễn thám
- Các ảnh viễn thám cũng đƣợc thu thập từ các nguồn miễn phí (Phòng nghiên cứu
Viễn thám và GIS - Viện Khoa học Khí tƣợng Thuỷ văn và Môi trƣờng; Trung
tâm Viễn thám Quốc gia và trên một số trang web)
8. Bố cục của đề tài
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chƣơng:
Chương 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu về sương muối và tình hình phát
triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
Chương 2. Nghiên cứu đánh giá khả năng xuất hiện sương muối ở 2 tỉnh Sơn
La và Điện Biên
Chương 3. Xây dựng tâp bản đồ chuyên đề về sương muối và đề xuất vùng an
toàn sương muối ở 2 tỉnh Sơn La, Điện Biên.


chất, ngay phía dƣới hạt băng, lần lƣợt di chuyển lên phía trên và tụ lại quanh
hạt băng. Cứ nhƣ vậy, các hạt nƣớc nối kết nhau di chuyển lên phía trên làm

8
cho hạt băng to dần lên và dẫn đến việc hình thành hạt sƣơng muối. Nếu nhiệt
độ thấp hơn, hoặc độ ẩm thấp hơn khoảng giá trị thích hợp nói trên, sƣơng
muối không hình thành mà chỉ xuất hiện các hạt băng hoặc lớp băng. Ngoài
ra, sƣơng muối cũng có thể hình thành do hơi nóng, ẩm từ các lớp đất sâu bốc
lên.
Sƣơng muối thƣờng hình thành trên nền đất nhẹ và ít hạt, ở những nơi
có độ ẩm vừa phải, trong các thung lũng, bồn địa nhiệt độ hạ thấp hơn các
nơi khác nên sƣơng muối dễ xuất hiện hơn so với sƣờn núi hoặc đỉnh đồi. Hầu
nhƣ sƣơng muối không hình thành trên bãi cát.
1.1.1.3. Phân loại sương muối
a/ Phân loại sương muối theo quá trình hình thành hay diễn biến của mây ban
đêm.
Theo Lại Văn Chuyển và nnk thì sƣơng muối đƣợc phân loại [3]:
Loại a1: Sƣơng muối khi trời quang suốt đêm
Sƣơng muối thƣờng hình thành ngay sau khi mặt trời lặn rồi tiếp tục
phát triển cho đến sáng sớm, khi nhiệt độ thấp nhất. Lúc này hạt sƣơng muối
đạt tới cực đại. Sau khi mặt trời mọc, sƣơng muối bắt đầu tan.
Loại a2: Sƣơng muối khi trời quang vào nửa trƣớc đêm
Sƣơng muối hình thành ngay sau khi mặt trời lặn rồi phát triển nhanh,
đến giữa đêm đạt tới cực đại. Từ giữa đêm, trời nhiều mây lên, hạt sƣơng
muối tan dần
Loại a3: Sƣơng muối vào những đêm mây thay đổi
Vào những đêm lúc quang mây lúc đầy mây, nhiệt độ lúc đi xuống lúc
dừng lại, sƣơng muối sau khi hình thành, có lúc phát triển rồi có lúc tan đi

9

C, sƣơng muối xuất
hiện.
Sƣơng muối bức xạ không xảy ra trên diện rộng nhƣ sƣơng muối bình
lƣu. Thông thƣờng sƣơng muối bức xạ xảy ra trên địa hình lõm, khuất gió.
Loại c3: Sƣơng muối hỗn hợp
Khi có sự phối hợp tác động giữa điều kiện bức xạ và điều kiện bình lƣu,
nghĩa là sau khi gió mùa đông bắc về, nền nhiệt độ hạ thấp nhanh, vào những
đêm quang mây hoặc rất ít mây, gió nhẹ, nhiệt độ hạ thấp đáng kể, sƣơng
muối hình thành.
Sƣơng muối hỗn hợp xảy ra trên diện rộng, tác hại nghiêm trọng đến
cây trồng.
1.1.1.4. Tác hại của sương muối
Khi nhiệt độ bề mặt thực vật hạ thấp xuống dƣới 0
0
C, nƣớc trong
thân cây sẽ đóng băng lại và giãn nở thể tích, phá vỡ các tế bào, các ống dẫn
nhựa cũng ngừng hoạt động không vận chuyển đƣợc các chất dinh dƣỡng
nuôi cây. Vì vậy, ngày hôm sau, sau khi có sƣơng muối, cây trồng bắt đầu
xuất hiện những vết "cháy táp" trên mặt lá. Ngọn cây khô dần, lớp vỏ tróc ra,
cây héo úa rồi chết. Ngay cả khi sƣơng muối chƣa hình thành nhƣng nếu nhiệt
độ không khí xuống rất thấp làm các quá trình sinh lý bị ngừng trệ gây ra hiện
tƣợng héo sinh lý.
1.1.2. Đặc điểm sinh thái cây cà phê
Cây cà phê thƣờng trồng chủ yếu bao gồm bốn giống: cà phê chè (coffea
arabica), cà phê vối (coffea canephora Pierre), cà phê mít (coffea excelsa Clreo)
và cà phê mít dâu da (coffee liberia Bull, in hieru).[1], [2], [3], [8]

11
Cà phê chè đƣợc trồng lâu đời nhất và chiếm tới 70% sản lƣợng cà phê
toàn thế giới. Giống cà phê này có nguồn gốc ở cao nguyên Êtiôpi, cao 1500-

sáng, trong điều kiện nhiệt độ 24-25
0
C, độ ẩm 94-97%. Trong quá trình nở
hoa thụ phấn, gặp thời tiết bất thuận nhƣ sƣơng muối gió Lào tràng hoa bị
chết khô. Sau khi hoa thụ phấn, noãn sào cà phê phát triển thành quả. Từ khi

12
thụ phấn cho đến khi quả chín kéo dài từ 6-8 tháng đối với cà phê chè và 9-10
tháng đối với cà phê vối Thực tế, thời tiết cũng ảnh hƣởng đến quá trình
này.
Các yếu tố khí hậu ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát dục của cà phê
là nhiệt độ, mƣa, nắng và gió, Song nhiệt độ vẫn là yếu tố tác động quan
trọng nhất đối với cà phê.
Đa số giống cà phê đều thích hợp với nhiệt độ trung bình năm khoảng
22-26
0
C, riêng cà phê chè giới hạn đó là 19-26
0
C. Cà phê vối chịu rét kém
nhất. Với nhiệt độ 2
0
C, các vƣờn cà phê vối bị “cháy” phần lớn cành lá. Cà
phê mít sức chịu rét khá hơn nhƣng với nhiệt độ dƣới 2
0
C cũng bị hại. Cà phê
chè chịu rét hơn cả. Khi nhiệt độ xuống đến 1-2
0
C trong một vài đêm, chỉ làm
cho một số lá non trên ngọn và rìa tán lá bị “cháy”. Song nhiệt độ xuống đến
0

Cà phê thuộc loại cây ƣa bóng mát, cần có biện pháp canh tác tƣơng
ứng, cụ thể là trồng cây che bóng. Tuy vậy, những năm gần đây nhiều tác giả
đã chứng minh rằng, cà phê có thể trồng ngoài nắng, không cần che bóng.
Vai trò của nhiệt độ, nhất là nhiệt độ thấp, gắn liền với vai trò của gió,
đặc biệt là gió mùa đông bắc. Khi xảy ra nhiệt độ thấp, các vƣờn cà phê ở nơi
thoáng gió thƣờng bị thiệt hại nghiêm trọng hơn những vƣờn cà phê kín gió.
Khi gặp sƣơng muối, cây ngừng sinh trƣởng, phần rễ nông bị trồi lên mặt đất
và khô lại, phần rễ cây ăn sâu, có thể bị đứt.
1.2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SƢƠNG MUỐI
1.2.1. Các nghiên cứu về sƣơng muối trên thế giới
Với mức độ nguy hại của sƣơng muối đối với sản xuất nông nghiệp nói chung
và gieo trồng các cây lƣu niên, cây công nghiệp dài ngày nhƣ cà phê nói
riêng, nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ Nga, Trung Quốc, Mỹ, Brazil, …. đã tiến
hành nghiên cứu về sƣơng muối, đánh giá tác hại của thiên tai trong đó có
sƣơng muối, sƣơng giá trên cơ sở các dữ liệu khí tƣợng quan trắc, dữ liệu viễn
thám. Các nghiên cứu ở Nhật Bản (Kurosu et al., 1995); ở Trung Quốc (Shao
et al., 2001, Li et al., 2003, Bingbai et al , 2005); ở Sri Lan ka (Frei et al.,
1999); ở Ấn Độ (Choudhury and Chakraborty, 2006); Các nhà nghiên cứu
đã trình bày kết quả theo các hƣớng, bao gồm: phân tích dữ liệu viễn thám là

14
hàm của các thông số sinh lý của cây trồng và thay đổi theo thời gian của
chúng, giải thích các quan sát bằng các mô hình lý thuyết, xác định các thuật
toán phân loại, phát triển hoặc ứng dụng các phƣơng pháp phân loại, xác định
các thông số sinh lý của cây trồng và kết hợp với các mô hình tăng trƣởng để
giám sát trạng thái sinh trƣởng, phát triển, hình thành năng suất và giám sát
các yếu tố khí tƣợng bất lợi nhƣ: sƣơng muối, sƣơng giá, hạn hán đến sinh
trƣởng phát triển của cây trồng bởi các modul phần mềm, sau đó tích hợp
trong GIS để xây dựng các bản đồ chuyên đề.