Đánh giá sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp theo thời gian của các kiểu thực phủ khu vực Đồng bằng sông Cửu Long

- ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI TỔNG SẢN LƯỢNG SƠ CẤP THEO THỜI GIAN CỦA CÁC KIỂU THỰC PHỦ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Phan Kiều Diễm * và Nguyễn Kiều Diễm.
- Đồng bằng sông Cửu Long, MODIS, tổng sản lượng sơ cấp, viễn thám.
- Nghiên cứu nhằm đánh giá tổng sản lượng sơ cấp (GPP) của các nhóm thực phủ chính khu vực ĐBSCL năm 2018.
- Kết quả cho thấy, GPP rừng đạt giá trị cao nhất khoảng 7,23 gC/m 2 /ngày, tiếp theo là lúa từ 3 – 5 gC/m 2 /ngày, màu (3,12 gC/m 2 /ngày) và vùng canh tác tôm có giá trị thấp nhất (1 gC/m 2 /ngày).
- Cụ thể, canh tác 1 vụ lúa (ĐX) chiếm khoảng 51,31 tấnC/năm (1,65.
- canh tác 2 vụ lúa (ĐX-HT) khoảng 1.063,93 tấnC/năm (34,24.
- canh tác 3 vụ lúa (ĐX- HT-TĐ) khoảng 1.161,52 tấnC/năm (37,38.
- Đánh giá sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp theo thời gian của các kiểu thực phủ khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.
- Đề tài thực hiện nhằm mục đích đánh giá sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp của các kiểu thực khác nhau theo thời gian khu vực ĐBSCL, so sánh và lượng hóa mức độ hấp thu carbon của mỗi loại thực phủ bằng dữ liệu ảnh MODIS MOD17A2..
- Sản phẩm MOD17A2 bao gồm 3 lớp dữ liệu chứa thông tin về giá trị tổng sản lượng sơ cấp (GPP), giá trị quang hợp ròng (PSN) và lớp kiểm soát chất lượng ảnh (QC).
- Giá trị điểm ảnh tại các vị trí không phải là thực vật ngoài thực địa (đô thị, sông, suối.
- được nhà cung cấp ảnh xác định và mã hóa thành các giá trị riêng, các điểm ảnh này được loại bỏ trong phân tích của nghiên cứu trong quá trình kiểm tra chất lượng ảnh (Bảng 1)..
- Bảng 1: Giá trị các điểm ảnh được mã hóa tương ứng vị trí không tính toán được giá trị GPP Giá trị hiển thị Đặc điểm thực phủ.
- 32765 Đất cằn cỗi, thực vật thưa thớt (đá, lãnh nguyên, sa mạc) 32766 Khu vực làm muối lâu năm hoặc vùng nước ngọt nội địa 32767 Giá trị ngoài vùng nghiên cứu.
- Công cụ LDOPE (Land Data Operational Product Evaluaion) được sử dụng để đọc và kiểm tra giá trị của lớp QC, chỉ các điểm ảnh đạt chất lượng tốt mới được chọn lọc sử dụng cho đánh giá biến động của chuỗi GPP của các đối tượng thực phủ trong nghiên cứu này..
- 2.2.2 Ước tính tổng sản lượng sơ cấp (GPP) cho các điểm mẫu của mỗi loại hiện trạng.
- Nghiên cứu sử dụng sản phẩm MODIS MOD17A2 để tính toán tổng sản lượng sơ cấp, các giá trị số trên điểm ảnh cần được chuyển đổi về đúng giá trị GPP bằng cách nhân với hệ số quy đổi (0,0001).
- Đồng thời, giá trị GPP của sản phẩm MOD17A2 cũng được chuyển đổi từ giá trị tích lũy cứ sau 8 ngày sang giá trị trung bình mỗi 8 ngày (Zhu et al., 2005)..
- Thêm vào đó, nghiên cứu kế thừa bản đồ hiện trạng sử dụng đất ĐBSCL năm 2011 (Huỳnh Thị Thu Hương, 2017) trong việc tính toán tổng sản lượng sơ cấp.
- ngẫu nhiên số lượng điểm ảnh mẫu theo từng nhóm hiện trạng tương ứng để đánh giá biến động giá trị GPP của mỗi nhóm hiện trạng chính trong khoảng thời gian cụ thể.
- Từ đó, ước tính giá trị GPP bình quân thu được trên diện tích mỗi nhóm hiện trạng của toàn khu vực ĐBSCL trong thời gian nghiên cứu..
- z: Giá trị ngưỡng của phân phối chuẩn z.
- Trong nghiên cứu này, các loại thực phủ được hiểu là các kiểu sử dụng đất chính, có diện tích gieo trồng lớn ở khu vực ĐBSCL.
- Các nhóm hiện trạng gồm đất thổ cư, đất làm muối, vuông tôm và sông không ước tính giá trị GPP do đặc tính dữ liệu ảnh MODIS MOD17A2 như đã trình bày trong Bảng 1.
- Số điểm ảnh mẫu của mỗi nhóm hiện trạng được lựa chọn ngẫu nhiên dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất và đặc tính chuỗi giá trị của từng điểm ảnh theo mùa sinh trưởng trong cả năm.
- đường biểu diễn GPP khác biệt được nhận dạng khi xử lý sẽ được loại bỏ vì có thể nguyên nhân do sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất canh tác..
- 3.1 Tổng sản lượng sơ cấp (GPP) tại điểm ảnh mẫu cho nhóm thực phủ chính khu vực ĐBSCL năm 2018.
- Lịch thời vụ canh tác lúa khu vực ĐBSCL gồm 03 vụ mùa canh tác lúa chính là: Đông Xuân (ĐX), Hè Thu (HT) và Thu Đông (TĐ) hay vụ Mùa.
- Về cơ cấu canh tác lúa chủ yếu gồm hệ thống canh tác lúa 3 vụ (ĐX-HT- TĐ).
- hệ thống canh tác lúa 2 vụ (ĐX-HT hay HT-TĐ).
- hệ thống canh tác lúa 1 vụ (gồm lúa-Tôm và lúa một vụ nước trời) (Tổng cục Thống kê Việt Nam, 2013 trích dẫn bởi Huỳnh Thị Thu Hương, 2017).
- Kết quả tính toán tổng sản lượng sơ cấp trung bình trên một đơn vị diện tích theo từng nhóm thực phủ tại các điểm mẫu theo thời gian được phân tích như sau:.
- 3.1.1 Tổng sản lượng sơ cấp của hiện trạng canh tác lúa 1 vụ (Đông Xuân).
- Đối với hiện trạng canh tác lúa 1 vụ (Đông.
- Xuân) thời gian bắt đầu từ tháng 11 – 12 đến tháng 3 – 4 năm sau, kết quả giá trị GPP cũng biến thiên cùng lúc (Hình 2)..
- Hình 2: Biến động giá trị GPP của hiện trạng canh tác lúa 1 vụ trong năm 2018 GPP được hiểu như lượng carbon hấp thu bởi hệ.
- Giá trị GPP đạt cực đại vào đầu tháng 2 (khoảng 5,5 gC/m 2 /ngày) cùng với giai đoạn lúa đẻ nhánh tối đa, bắt đầu trổ bông và chín, giai đoạn này khả năng quang hợp của cây cao nhất.
- Biểu đồ cũng cho thấy vào đầu tháng 4 và kéo dài đến tháng 10 giá trị GPP giảm rõ rệt khi đất để trống không canh tác, thực vật thưa thớt (2 gC/m 2 /ngày).
- Điều này cho thấy sự biến đổi giá trị GPP từ thấp đến cao trong một chu kỳ sinh trưởng của cây lúa khi quan sát từ ảnh MOD17A2 là phù hợp, giá trị GPP thấp ở đầu vụ khi hàm lượng diệp lục tố còn ít, bắt đầu tăng dần tương ứng với sự phát triển của cây lúa và GPP đạt cực đại giai đoạn cây lúa làm đòng và trổ bông..
- 3.1.2 Tổng sản lượng sơ cấp của hiện trạng canh tác 2 vụ lúa (Đông Xuân-Hè Thu).
- Đối với hiện trạng canh tác 2 vụ lúa (Đông Xuân-Hè Thu), chuỗi giá trị GPP thể hiện sự biến thiên thay đổi theo chu kỳ mùa canh tác (Hình 3)..
- Giai đoạn canh tác lúa vụ Đông Xuân, GPP đạt giá trị cao nhất trong năm (khoảng 6,3 g C/m 2 /ngày), cao hơn giá trị cực đại của GPP ở vụ Hè Thu (4,25 gC/m 2 /ngày)..
- Hình 3: Biến động giá trị GPP của hiện trạng canh tác lúa 2 vụ trong năm Tổng sản lượng sơ cấp của hiện trạng.
- canh tác 3 vụ lúa (Đông Xuân-Hè Thu-Thu Đông) Kết quả chuỗi giá trị GPP của cơ cấu lúa 3 vụ (Hình 4) cho thấy đường cong đồ thị với 3 lần lặp lại tương ứng với chu kỳ sinh trưởng ở mỗi mùa canh tác.
- Vụ Đông Xuân GPP đạt giá trị cao nhất trong cả 3 vụ canh tác (khoảng 6,8 gC/m 2 /ngày), vụ.
- So sánh giá trị GPP ở cả 3 mùa vụ lúa cho thấy lượng Carbon hấp thu trong vụ lúa Hè Thu thấp hơn so với các vụ còn lại trong năm, nguyên nhân do ảnh hưởng bởi nắng nóng, nhiệt độ tăng cao trong mùa khô làm giảm khả năng quang hợp của cây trồng (Salvucci and Crafts- Brandner, 2004.
- Hình 4: Biến động giá trị GPP của hiện trạng canh tác lúa 3 vụ trong năm 2018 Nhìn vào biểu đồ biến động GPP (Hình 3 và 4).
- 3.1.4 Tổng sản lượng sơ cấp của hiện trạng canh tác lúa – màu.
- Hình 5: Biến động giá trị GPP của lúa - màu trong năm 2018 Đối với cơ cấu lúa – màu, gồm vụ lúa Đông.
- Cơ cấu màu với đặc điểm canh tác nhỏ lẻ, quy mô không đồng nhất và khác nhau giữa các loại hình rau màu sử dụng giữa các địa phương (Tổng cục thống kê Việt Nam, 2013 trích dẫn bởi Huỳnh Thị Thu Hương, 2017).
- Do đó, nghiên cứu chỉ tổng hợp các loại hình rau màu với độ dài thời gian canh tác tương đồng (các loại đậu, ngô, dưa hấu, khoai lang) thống nhất thành 1 nhóm thực phủ màu.
- Kết quả cho thấy tại thời điểm canh tác vụ màu giá trị GPP biến thiên theo xu hướng không rõ rệt như đối với lúa, tuy nhiên cũng có thể thấy GPP trong thời gian canh tác rau màu cao hơn so với thời điểm không canh tác (>.
- trong thời gian canh tác rau màu và khoảng 2,05 gC/m 2 /ngày trong thời gian không canh tác), nguyên nhân do sự phát triển của một số loại cỏ hoặc cây dại sau mỗi vụ canh tác..
- 3.1.5 Tổng sản lượng sơ cấp canh tác lúa – tôm.
- Hiện trạng thực phủ lúa – tôm qua đường biểu diễn GPP cho thấy các tháng rơi vào vụ nuôi tôm (từ tháng 03 đến tháng cuối tháng 08) giá trị GPP ở mức rất thấp, dao động ở 1 gC/m 2 /ngày.
- GPP thời gian nuôi tôm có được là do sự hấp thu carbon của các loại cây trồng phân bố trên các bờ ao, đối với hiện trạng mặt nước nuôi tôm không sản sinh giá trị GPP..
- Đường cong đồ thị tăng trở lại từ cuối tháng 9 tương ứng với thời điểm bắt đầu vụ lúa Thu Đông, giá trị GPP đạt cực đại vào tháng 12 (khoảng 3,93 gC/m 2 /ngày) tương ứng với giai đoạn lúa ở giai đoạn làm đòng..
- Hình 6: Biến động giá trị GPP của lúa - tôm trong năm Tổng sản lượng sơ cấp rừng.
- Rừng là loại thực phủ có giá trị GPP ít biến thiên nhất trong tất cả các thực phủ trong khu vực.
- Hiện trạng rừng luôn.
- Kết quả giá trị GPP của thực phủ rừng (Hình 7) trung bình luôn giữ ở mức cao (5-6,5 gC/m 2 /ngày), cao nhất đạt giá trị 7,23 gC/m 2 /ngày..
- Hình 7: Biến động giá trị GPP của rừng trong năm 2018 Nhìn chung, mỗi loại thực phủ khác nhau giữ vai.
- canh tác 2 vụ lúa (ĐX-HT) vào tháng 2 và tháng 6.
- canh tác 3.
- canh tác lúa – màu vào tháng 2, cuối tháng 10 và đầu tháng 11.
- Đối với hiên trạng canh tác lúa – tôm, GPP đạt giá trị cao nhất vào thời điểm các tháng cuối năm (tháng 10, tháng 11), giai đoạn canh tác lúa;.
- rừng là đối tượng khác biệt nhất với đặc tính thực vật che phủ quanh năm, GPP luôn đạt giá trị cao tại hầu hết các thời điểm..
- Tổng sản lượng sơ cấp GPP (gC/m2).
- Hình 8: Biểu đồ biến động giá trị GPP trên các nhóm thực phủ khu vực ĐBSCL năm 2018 3.2 Tổng sản lượng sơ cấp của các nhóm.
- thực phủ khu vực ĐBSCL theo tháng.
- tổng sản lượng sơ cấp hay tổng lượng carbon hấp thu trên từng nhóm hiện trạng thể hiện trong Hình 9..
- Hình 9: Tổng sản lượng sơ cấp theo tháng của các nhóm thực phủ ĐBSCL năm 2018 Kết quả số liệu so sánh cho thấy trên cùng một.
- đơn vị diện tích quan sát, tổng lượng hấp thu Carbon của các loại thực phủ biến thiên theo thời gian.
- Xét các hiện trạng thực phủ đang trong thời gian canh tác cho thấy:.
- Đối với hiện trạng canh tác lúa (1 vụ, 2 vụ hoặc 3 vụ) kết quả giá trị GPP luôn đạt ở mức khá cao (dao động từ 70 đến 100 gC/m 2 trong tháng) do mật độ cây lúa trên hiện trạng tương đối đồng đều.
- và duy trì được trong suốt thời gian lịch canh tác..
- GPP của khu vực canh tác lúa vào các tháng 1, 2, 3 của vụ lúa Đông Xuân, tháng 5, 6, 7 của vụ Hè Thu luôn ở mức cao hơn so với các tháng còn lại sẽ đóng góp cao vào tổng sản lượng GPP của toàn khu vực..
- Đối với hiện trạng canh tác màu tổng sản lượng sơ cấp GPP đạt ở mức thấp hơn (dao động từ 60 đến 85 gC/m 2 /tháng) do đặc điểm canh tác và chọn lựa không đồng nhất giữa các loại rau màu khác nhau trong nhóm..
- Khi hiện trạng canh tác được bao phủ bởi rừng, giá trị GPP luôn đạt giá trị cao và duy trì trên mức 135 gC/m 2 /tháng ở mọi thời điểm trong năm..
- Kết quả giá trị GPP thấp nhất trong bảng được tìm thấy ở giai đoạn nuôi tôm của khu vực canh tác lúa – tôm, số ít còn lại phân bố ở thời điểm.
- không canh tác hoặc chuyển giao giữa các loại hình canh tác.
- GPP dao động từ 27 - 51 gC/m 2 /tháng đối với thời điểm nuôi tôm, từ tháng 3 - tháng 8 và diễn biến tăng trở lại từ cuối vụ tôm chuyển sang canh tác lúa (Hình 9)..
- Kết hợp các loại thực phủ một cách tổng quát cho thấy, toàn bộ khu vực ĐBSCL tổng sản lượng sơ cấp vào các tháng và 10, 11 cao hơn các tháng còn lại trong năm, nguyên nhân chủ yếu do sự đóng góp của hiện trạng canh tác lúa..
- 3.3 Đánh giá tổng sản lượng sơ cấp của các nhóm thực phủ khu vực ĐBSCL năm 2018.
- Kết quả tổng sản lượng sơ cấp trung bình trên mỗi hecta tương ứng với từng nhóm hiện trạng cũng được ước tính và thể hiện chi tiết trong Hình 10..
- Hình 10: Tổng sản lượng sơ cấp các nhóm thực phủ khu vực ĐBSCL năm 2018 Dựa vào biểu đồ cho thấy bình quân trên mỗi.
- hecta trong năm, nhóm thực phủ rừng cung cấp tổng sản lượng sơ cấp hơn 2.000 gC/ha/năm.
- Xét trên khu vực ĐBSCL, tổng sản lượng sơ cấp năm 2018 của sáu nhóm thực phủ chính ước tính khoảng 3.107,37 tấnC/năm, trong đó tổng sản lượng.
- sơ cấp của hiện trạng canh tác 1 vụ lúa (ĐX) khoảng 51,31 tấn/năm (1,65.
- canh tác hai vụ lúa (ĐX- HT) khoảng 1.063,93 tấnC/năm (34,24.
- canh tác ba vụ lúa (ĐX-HT-TĐ) khoảng 1.161,52 tấnC/năm (37,38.
- Nhìn chung canh tác lúa đóng góp lớn nhất vào tổng sản lượng sơ cấp trong năm của toàn khu vực (73,27.
- Hình 11: Bản đồ tổng sản lượng sơ cấp các nhóm thực phủ khu vực ĐBSCL năm 2018 4 KẾT LUẬN.
- GPP của từng nhóm thực phủ chính khu vực ĐBSCL năm 2018 được đánh giá dựa vào dữ liệu viễn thám MODIS MOD17A2.
- Kết quả cho thấy mỗi nhóm thực phủ có một giá trị GPP riêng biệt và biến động phụ thuộc vào diễn biến sinh trưởng, phát triển theo thời gian hay mật độ thực vật bao phủ trên bề mặt.
- So sánh GPP của các nhóm thực phủ theo các tháng trong năm, rừng luôn là đối tượng có giá trị GPP cao ở mọi thời điểm với giá trị GPP lớn hơn 150 gC/m 2 /tháng.
- các cơ cấu lúa có giá trị GPP từ 70 – 100 gC/m 2 /tháng trong mùa canh tác.
- So sánh tổng GPP của cả năm giữa các nhóm thực phủ chính cho thấy hiện trạng canh tác lúa đóng góp lớn nhất cho GPP toàn khu vực năm .
- Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết về mức độ đóng góp của mỗi loại thực phủ trong việc hấp thu CO 2 của cả khu vực, đồng thời cho thấy vai trò của các loại thực phủ không chỉ có chức năng tạo ra giá trị kinh tế mà còn giữ vai trò quan trọng trong việc hấp thu lượng lớn CO 2 trong bầu khí quyển, nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính..
- Các nghiên cứu tiếp theo về sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp của các loại thực phủ trong các năm thời tiết cực đoan cần được quan tâm nghiên cứu để