BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
VÕ TRẦN HIẾU ỨNG DỤNG GIS ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC
BIỂN DÂNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP
HUYỆN GIAO THỦY - TỈNH NAM ĐỊNH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2014
HÀ NỘI - 2014
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là hoàn toàn trung thực, chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Mọi sự
giúp đỡ cho hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu
trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả luận văn Võ Trần Hiếu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ vii
DANH MỤC HÌNH viii
DANH MỤC VIẾT TẮT ix
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Yêu cầu của đề tài 2
Chương I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tình trạng nước biển dâng 3
1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu 3
1.1.2. Tình trạng nước biển dâng 8
1.1.3. Cơ sở pháp lý về các hoạt động ứng phó với biến đổi khí hậu và
kịch bản nước biển dâng của Việt Nam 10
1.2. Tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.1. Lịch sử phát triển Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.2. Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý (GIS) 13
1.2.3. Các bộ phận cấu thành GIS 13
1.2.4. Chức năng của GIS 14
1.2.5. Kết quả nghiên cứu ứng dụng của GIS hiện nay 15
1.3. Giới thiệu phần mềm ArcGIS 10.1 17
Chương II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v
3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc đánh giá mức độ ảnh hưởng
của nước biển dâng tới việc sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy . 46
3.2.1. Thu thập số liệu 46
3.2.2. Chuẩn cơ sở dữ liệu 47
3.2.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu 47
3.3. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của nước biển dâng đến việc sử dụng đất
nông nghiệp huyện Giao Thủy 51
3.4. Đề xuất giải pháp nhằm ứng phó với nước biển dâng 74
3.4.1. Giải pháp công trình 74
3.4.2. Giải pháp chọn giống cây trồng vật nuôi 74
3.4.3. Giải pháp thay đổi cơ cấu cây trồng 75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76
1. Kết luận 76
2. Kiến nghị 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
PHỤ LỤC 80
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi
DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Số trang1 Kịch bản nước biển dâng của huyện Giao Thủy theo các mốc thời
gian của thế kỷ 21 12
2 Tình hình sử dụng đất trên địa bàn huyện qua các năm 45
3 Cấu trúc dữ liệu thuộc tính của lớp bản đồ hiện trạng sử dụng đất
nông nghiệp huyện Giao Thủy 48
3.3 Mô hình chuyển các phân lớp giá trị 1 và 2 từ raster sang vector57
3.4 Mô hình tạo bản đồ đất nông nghiệp bị ngập vào năm 2030 theo
các kịch bản. 58
3.5 Mô hình tạo vùng bị ngập thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng
đất nông nghiệp huyện Giao Thủy. 63
3.6 Mô hình tạo vùng bị ngập thể hiện các thuộc tính như trên bản đồ
hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy 64 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii
DANH MỤC HÌNH
STT Tên hình Số trang1 Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Giao Thủy 48
2 Sơ đồ địa hình huyện Giao Thủy 51
3 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 12cm 55
4 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 13cm 56
5 Sơ đồ phân lớp địa hình khi nước biển dâng 14cm 57
6 Sơ đồ phân lớp đất nông nghiệp khi nước biển dâng 12 cm 58
7 Chọn vùng chỉ chứa giá trị 1 59
8 Sơ đồ đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 60
9 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B1 60
10 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập năm 2030 của kịch bản B2 61
11 Sơ đồ dự báo đất nông nghiệp bị ngập vào năm 2030 của kịch bản A1FI 62
12 Vùng đất nông nghiệp bị ngập khi mực nước biển dâng 12cm thể
hiện lên trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của huyện
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu với các hiện tượng tăng nhiệt độ, băng tan làm nước
biển dâng đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sản xuất, môi trường
ở quy mô toàn cầu và là một trong những thách thức lớn nhất mà nhân loại
phải đối mặt trong thế kỷ 21.
Nước biển dâng vừa là vấn đề có tính toàn cầu nhưng thực sự là vấn đề
của mỗi quốc gia. Nước biển dâng sẽ gây tổn thương nhiều nhất cho các vùng
đất thấp ven biển, trong đó có Việt Nam. Nhận biết, đánh giá những tác động
của quá trình nước biển dâng đối với sự tồn tại và phát triển của đất nước nói
chung và ĐBSCL nói riêng trên cơ sở đó có những hành động ứng phó phù
hợp và kịp thời là công việc cần được thực hiện cấp bách một cách nghiêm
túc, có hệ thống.
Việt Nam là nước sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu khi
nước biển dâng do có đường bờ biển dài 3.260 km. Ảnh hưởng rõ nhất khi
nước biển dâng là sự giảm sút nghiêm trọng diện tích đất nông nghiệp của các
địa phương ven biển.
Huyện Giao Thủy là một huyện ven biển tỉnh Nam Định nằm trong
vùng bờ biển thuộc vùng Nam đồng bằng sông Hồng được bao bọc bởi sông
và biển. Huyện có chiều dài bờ biển là 32km, nước biển dâng gây ảnh hưởng
đáng kể tới tình hình sử dụng đất nông nghiệp tại địa phương, trong khi đó đất
đai là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá của mỗi quốc gia, là tư liệu sản
xuất đặc biệt và không thể thay thế được trong ngành sản xuất nông nghiệp;
sự giảm sút diện tích đất nông nghiệp tại huyện Giao Thủy đã ảnh hưởng trực
- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng để phục vụ cho công
tác sử dụng đất nông nghiệp trong tương lai nhằm hạn chế sự ảnh hưởng của
nước biển dâng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3
Chương I
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tình trạng nước biển dâng
1.1.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
1.1.1.1. Khái niệm, biểu hiện và nguyên nhân gây nên biến đổi khí hậu
a) Khái niệm biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh
học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục
hồi của các hệ sinh thái tự nhiên, ảnh hưởng đến các hoạt động của các hệ
thống kinh tế - xã hội hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe và phúc lợi của con
người. [14, Liên Hiệp Quốc (1992)]
Biến đổi khí hậu toàn cầu kèm theo nhiều hậu quả hết sức tai hại: nước
dâng ngập các vùng đồng bằng thấp ven biển, bão lụt, hạn hán xảy ra thường
xuyên hơn, khốc liệt hơn gây thiệt hại lớn cho nông nghiệp và đa dạng sinh
học, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của nhiều quốc gia. Kết quả của
nhiều nghiên cứu cho thấy các hiện tượng này có nguyên nhân là do sự gia
tăng nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển dẫn đến nhiệt độ không khí
không ngừng tăng trên phạm vi toàn cầu. Trái đất ấm lên làm tan chảy băng ở
các vùng cực, nước biển dâng cao sẽ đe doạ cả hành tinh chúng ta
b) Biểu hiện của biến đổi khí hậu
Các biểu hiện của biến đổi khí hậu bao gồm:
- Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên do sự nóng lên của bầu khí
quyển toàn cầu
toàn cầu thường dao động ở mức 200 – 300ppm trong suốt 800.000 năm
nhưng đã tăng lên mức 387ppm trong 150 năm qua, nguyên nhân chủ yếu là
do đốt nhiên liệu hóa thạch, hoạt động sản xuất nông nghiệp và thay đổi việc
sử dụng đất. Theo báo cáo của WMO, trong 10 năm (2001 -2010) nhiệt độ
trung bình toàn cầu đã cao hơn 0,5°C so với giai đoạn 1961 – 1990.
Nhiệt độ toàn cầu tăng lên, lượng mưa tại các khu vực khác nhau đang
thay đổi, các vùng biển ấm dần lên, băng tại các cực đang tan ra và mực nước
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5
biển đang dâng lên. Bên cạnh nhiệt độ tăng và mực nước biển dâng, hạn hán
và lũ lụt xảy ra thường xuyên hơn, các cơn bão trở lên mạnh và thường xuyên
hơn, số ngày lạnh, đêm lạnh, sương giá giảm đi, trong khi các đợt nắng nóng
ngày càng xảy ra thường xuyên hơn, cường độ của những cơn bão và lốc
nhiệt đới đã trở nên nghiêm trọng hơn.
1.1.1.3. Kịch bản biến đổi khí hậu và xu hướng biến đổi khí hậu trong tương lai
a) Kịch bản biến đổi khí hậu chung
Việc dự báo xu hướng biến đổi khí hậu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố
trong đó chủ yếu dựa vào dự báo về sự phát thải khí nhà kính mà sự phát thải
khí nhà kính lại phụ thuộc rất lớn vào sự phát triển kinh tế – xã hội toàn cầu,
dân số, sự thay đổi về công nghệ, tiêu dùng, sản xuất, sử dụng đất và năng
lượng do đó nhiều kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau đã được xây dựng dựa
trên sự thay đổi của các biến số khác nhau.
Các kịch bản về biến đổi khí hậu được xây dựng trong khuôn khổ các
nghiên cứu của IPCC
[Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu ]
dựa trên các dự
báo về phát thải khí nhà kính từ thấp đến cao và dựa trên các kịch bản phát
triển kinh tế - xã hôi toàn cầu. IPCC đã đưa ra một nhóm 6 kịch bản (dựa trên
4 kịch bản gốc) để xác định những lộ trình phát thải có thể xảy ra cho thế kỷ
rằng “sự phát thải khí nhà kính đang tiếp tục tăng và hiện tượng nóng lên toàn
cầu sẽ làm cho mực nước biển dâng từ 1m đến 3m vào cuối thế kỷ 21, ngoài
ra các tảng băng ở Greenland và Bắc Cực có thể tan nhanh ngoài dự kiến có
thể làm cho mực nước biển dâng tới 5m”.
1.1.1.4. Các tác động tiềm tàng của biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu có những tác động tiềm tàng đến nhiều lĩnh vực, nhiều
khu vực và nhiều cộng đồng khác nhau. Biến đổi khí hậu chủ yếu gây ảnh
hưởng đến 3 lĩnh vực là kinh tế (bao gồm các ngành nông nghiệp, lâm nghiệp,
thủy sản, năng lượng, giao thông vận tải, công nghiệp, xây dựng và du lịch);
xã hội (sức khỏe con người); môi trường (bao gồm tài nguyên nước, tài
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7
nguyên rừng, tài nguyên biển, hệ sinh thái và đa dạng sinh học, chất lượng
không khí).
Các khu vực dễ bị tổn thương nhất trước tác động của biến đổi khí hậu
là các đảo nhỏ, các vùng châu thổ của các con sông lớn, dải ven biển và vùng
núi. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến tất cả các đối tượng trên tất cả các quốc
gia trên thế giới nhưng người nghèo là những đối tượng dễ bị tổn thương nhất.
Từ những tác động trên cho thấy biến đổi khí hậu có ảnh hưởng lớn tới
sự phát triển kinh tế, xã hội của tất cả các quốc gia trên thế giới và mọi nỗ lực
phát triển của con người đều đang có nguy cơ bị hủy hoại bởi biến đổi khí hậu.
1.1.1.5. Ứng phó với biến đổi khí hậu
Để ứng phó với biến đổi khí hậu, thế giới đang thực hiện cùng một lúc
2 chiến lược đó là giảm thiểu biến đổi khí hậu và thích ứng với biến đổi khí
hậu, tuy nhiên thách thức để giảm thiểu và thích ứng đều rất lớn.
a) Giảm thiểu biến đổi khí hậu
Giảm thiểu hoạt động biến đổi khí hậu là các hoạt động nhằm giảm
mức độ hoặc cường độ phát thải khí nhà kính.[1, Báo cáo tổng kết (2010)]
Các nỗ lực làm giảm phát thải khí nhà kính có thể đạt được thông qua
b) Thích ứng với biến đổi khí hậu
Thích ứng với biến đổi khí hậu là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc
con người đối với hoàn cảnh hoặc môi trường thay đổi nhằm mục đích giảm
khả năng bị tổn thương do biến đổi khí hậu hiện hữu hoặc biến đổi khí hậu
tiềm tàng và tận dụng các cơ hội do nó mang lại.
Thích ứng với biến đổi khí hậu bao gồm những hoạt động điều chỉnh
trong các hệ thống tự nhiên và con người để đối phó với những tác động có
thể có của biến đổi khí hậu, làm giảm bớt sự nguy hại hoặc khai thác những
cơ hội có lợi từ biến đổi khí hậu. Các hoạt động thích ứng được thực hiện
nhằm giảm thiểu khả năng bị tổn thương và tăng cường khả năng chống chịu
với biến đổi khí hậu để đạt được các mục tiêu phát triển.
Các hoạt động thích ứng được tiến hành bởi các cá nhân, hộ gia đình,
cộng đồng, doanh nghiệp, chính phủ trên các phương diện thích ứng về công
nghệ, tài chính, thông tin, thể chế, chính sách nhằm quản lý rủi ro và phát
triển các mạng lưới an sinh tốt hơn để bảo vệ những đối tượng dễ bị tổn
thương nhất do biến đổi khí hậu gây ra.
1.1.2. Tình trạng nước biển dâng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9
1.1.2.1. Nguyên nhân gây ra hiện tượng nước biển dâng
Sự nóng lên của khí hậu được minh chứng rõ ràng thông qua số liệu quan
trắc ghi nhận sự tăng lên của nhiệt độ không khí, nhiệt độ nước biển trung bình
toàn cầu, sự tan chảy nhanh của các lớp băng làm tăng mực nước biển trung bình
toàn cầu. Mực nước biển tăng phù hợp với xu thế nóng lên do các nguyên nhân
như hiện tượng giãn, nở nhiệt của đại dương; băng tan ở Greenland, Nam Cực và
các khu vực khác; thay đổi khả năng giữ nước ở đất liền.
Các số liệu quan trắc trên toàn cầu cho thấy mực nước biển trung bình
toàn cầu trong thời kỳ 1961 – 2003 đã dâng với tốc độ 1,8 ± 0,5mm/năm,
trong đó đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và băng tan
Là một trong những nước chịu tác động nặng nề nhất của biến đổi khí
hậu, Việt Nam coi ứng phó với biến đổi khí hậu là vấn đề có ý nghĩa sống còn
vì thế Nhà nước đã ban hành các văn bản pháp lý làm cơ sở cho các hoạt động
đánh giá mức độ ảnh hưởng và tác động của biến đổi khí hậu đến các ngành,
các địa phương, từ đó đề ra các giải pháp nhằm ứng phó hiệu quả với biến đổi
khí hậu.
- Nghị quyết số 60/2007/NQ-CP của Chính phủ ban hành ngày 03
tháng 12 năm 2007 về phiên họp Chính phủ thường kỳ tháng 11 năm 2007.
- Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 02 tháng 12 năm 2008 của
Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia ứng phó
với biến đổi khí hậu.
- Quyết định số 2139/2011/QĐ-TTg ngày 05 tháng 12 năm 2011 của
Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược Quốc gia về biến đổi khí hậu.
- Quyết định số 43/2012/QĐ-TTg ngày 09 tháng 01 năm 2012 của Thủ
tướng Chính phủ về việc thành lập Ủy ban Quốc gia về biến đổi khí hậu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11
- Quyết định số 1474/2012/QĐ-TTg ngày 05/10/2012 của Thủ tướng
Chính phủ về việc ban hành Kế hoạch hành động Quốc gia về biến đổi khí hậu.
- Thông tư số 28/2012/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2012 của
Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc quy định nội dung, chế độ báo cáo tình
hình quản lý hoạt động điều tra cơ bản, khai thác, sử dụng tài nguyên và bảo
vệ môi trường biển, hải đảo.
1.1.3.2. Kịch bản nước biển dâng của Việt Nam
Việt Nam lựa chọn các kịch bản phát thải khí nhà kính để xây dựng
kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam là kịch bản thấp (kịch bản B1), kịch
bản trung bình của nhóm các kịch bản trung bình (kịch bản B2) và kịch bản
cao nhất của nhóm các kịch bản cao (kịch bản A1FI). Các kịch bản nước biển
dâng được xây dựng cho bảy khu vực bờ biển của Việt Nam bao gồm các khu
Đèo Ngang, dựa trên các kịch bản thấp (B1), kịch bản trung bình (B2), kịch
bản cao nhất (A1FI) theo các mốc thời gian thế kỷ 21 của kịch bản nước biển
dâng Việt Nam, kịch bản nước biển dâng cho vùng biển huyện Giao Thủy
được thể hiện trong bảng 1.
Bảng 1. Kịch bản nước biển dâng của huyện Giao Thủy theo các mốc
thời gian của thế kỷ 21
Đơn vị tính: cm
Kịch bản nước
biển dâng
Các mốc thời gian của thế kỷ 21
2020 2030
2040
2050
2060 2070
2080
2090
2100
Thấp (B1) 8 12 17 23 30 37 44 51 58
Trung bình (B2) 9 13 18 24 32 39 48 56 65
Cao (A1FI) 9 14 19 27 36 47 59 72 86
(Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản biến đổi khí
hậu, nước biển dâng cho Việt Nam 2012)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 13
Số liệu
thống kê
Điều tra,
khảo sát
Dữ liệu số
Tư liệu
vi
ễ
n thám
QUẢN LÝ CSDL, GIS
Thu thập,
mã hóa
biên tập
Lưu trữ và
truy xu
ấ
t
Xử lý và
phân tích
Hiển thị
và báo cáo
Báo cáo dạng
văn bản
Bản đồ
Sản phẩn dạng
ảnh
Số liệu thống
* Lưu trữ dữ liệu là các dữ liệu không gian được lưu trữ ở dang vector
hoặc raster, dữ liệu thuộc tính được lưu trữ ở mô hình quan hệ.
* Truy vấn dữ liệu là các chức năng của GIS có thể giúp người sử dụng
tìm kiếm thông tin của đối tượng bất kỳ trong cơ sở dữ liệu bằng các lệnh tìm
kiếm nhanh, chính xác.
* Phân tích dữ liệu được thể hiện thông qua các thao tác chồng xếp bản
đồ, nội suy, tạo vùng đệm…
* Thể hiện dữ liệu sản phẩm dưới dạng bản đồ, biều đồ.
Copyright: Tài liệu đại học ©