- Mục đích của nghiên cứu này là nhằm đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi của yếu tố khí tượng thuỷ văn (nhiệt độ và lượng mưa) lên năng suất lúa vùng đê bao lửng tỉnh An Giang bằng mô hình CropWat. - Trước tiên, mô hình mô phỏng năng suất lúa (CropWat) được hiệu chỉnh và kiểm định để mô phỏng năng suất lúa. - Số liệu này dùng làm dữ liệu đầu vào mô hình CropWat để đánh giá ảnh hưởng của chúng lên năng suất lúa thông qua ba kịch bản. - Theo kịch bản A2 và B2, năm 2030 nhiệt độ tăng (lần lượt là 1,8 o C và 2,0 o C) trong khi lượng mưa giảm (lần lượt là 8,0% và 8,4. - Kết quả đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi của nhiệt độ và lượng. - mưa đến năng suất lúa theo ba kịch bản tìm được là không đáng kể. - Khi nhiệt độ tăng hoặc/và lượng mưa giảm, năng suất lúa sẽ giảm (có sự khác nhau giữa vụ ĐX và HT).. - Tuy nhiên, ngoài nhiệt độ và lượng mưa, các yếu tố khác như độ ẩm, số giờ nắng và tốc độ gió ảnh hưởng đến năng suất lúa cần được xem xét trong nghiên cứu sau này.. - Từ khóa: Nhiệt độ, lượng mưa, năng suất lúa, CropWat, đê bao lửng. - Những năm gần đây, do sự biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu, sự nóng lên của khí quyển đã gây nên sự tác động đối với sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là đối với năng suất và sản lượng cây trồng, vật nuôi. - Đối với cây lúa, sự biến động của năng suất và sản lượng có sự tham gia rất lớn của các yếu tố khí tượng thủy văn (Nguyễn Văn Viết et al., 2002). - Ảnh hưởng chủ yếu của BĐKH đến năng suất trong nông nghiệp là do tác động của sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa và ảnh hưởng bổ sung của CO 2 trong không khí đến cây trồng (Rahmstorf và Hans, 2008).. - Để ước tính sự ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng thủy văn lên năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng, Tổ chức Lương thực Thế giới (FAO) đã phát triển mô hình CropWat năm 1990, dựa trên điều kiện nhiệt độ, lượng mưa, số giờ nắng, độ ẩm, tốc độ gió.. - Sự thay đổi của các yếu tố khí tượng thuỷ văn trong vùng có thể ảnh hưởng đến năng suất cây trồng nói chung và năng suất lúa nói riêng. - Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng thủy văn lên năng suất lúa trong vùng nghiên cứu thông qua các kịch bản BĐKH trong tương lai. - STT Số liệu Mô tả Thời gian Nguồn 1 Nhiệt độ Trung bình ngày TTKTTVAG 2 Lượng mưa Trung bình ngày TTKTTVAG 3 Số giờ nắng Trung bình ngày TTKTTVAG 4 Tốc độ gió Trung bình ngày TTKTTVAG 5 Độ ẩm không khí Trung bình ngày TTKTTVAG 6 Năng suất lúa (NSL) Vụ ĐX, HT NGTKAG 7 Nhiệt độ và lượng mưa. - Nhiệt độ và lượng mưa năm 2030s . - Thay đổi nhiệt độ 2. - Thay đổi lượng mưa 3. - Đối với lượng mưa:. - Đối với nhiệt độ:. - p và T tương ứng với hệ số thay đổi của lượng mưa và nhiệt độ;. - j tương ứng với lượng mưa và nhiệt độ mô phỏng trung bình từ. - i , j tương ứng với lượng mưa và nhiệt độ của số liệu tương lai (A2 và B2). - i , j là lượng mưa và nhiệt độ thực đo của vùng nghiên cứu. - 2.2.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình mô phỏng năng suất lúa. - Sự giảm năng suất của cây trồng trong từng giai đoạn phát triển được đánh giá dựa trên độ ẩm của đất, do sự cung cấp nguồn nước bị suy giảm, không đáp ứng đủ các yêu cầu bốc thoát hơi nước cây trồng (Sheng-Feng Kuo et al., 2001).. - a y (6) Trong đó: K y : hệ số giảm năng suất cây trồng. - Y a , ET a tương ứng với năng suất cây trồng thực tế và bốc thoát hơi nước. - Y max , ET max là năng suất cây trồng tối đa và sự chuyển hóa hơi nước tiềm năng.. - Theo Moutonnet (2011), giá trị K y ảnh hưởng đến giảm năng suất cây trồng do thâm hụt bốc thoát hơi. - K y sau khi hiệu chỉnh được sử dụng cho mô hình mô phỏng năng suất lúa tương lai (2030s) với giải thiết hệ số K y không thay đổi.. - suất lúa giảm. - Năng suất lúa mô phỏng hiện tại được tính theo công thức (7) (chọn năng suất lúa Ymax vụ ĐX là 800kg/1000m2 và vụ HT là 600kg/1000m2), sau đó được so sánh sai lệch so với năng suất lúa thực đo bằng phần trăm sai lệch (BIAS):. - Y a y a (7) 2.2.2 Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên năng suất lúa. - Mô hình sau khi được hiệu chỉnh và kiểm định sự sai khác so với năng suất lúa thực đo sẽ được sử dụng để mô phỏng năng suất lúa trong tương lai.. - Năng suất lúa tương lai của vùng được mô phỏng dựa trên ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa thông qua các kịch bản trong bảng 2:. - Thông số thay đổi Kịch bản 1 Kịch bản 2 Kịch bản 3 Theo kịch bản A2 Nhiệt độ Lượng mưa Nhiệt độ và lượng mưa Theo kịch bản B2 Nhiệt độ Lượng mưa Nhiệt độ và lượng mưa Sau khi chạy mô hình dựa trên các kịch bản trên, sự thay đổi năng suất lúa tương lai (tăng hoặc giảm) là sự chênh lệch của năng suất lúa tương lai và năng suất lúa hiện tại.. - Sai lệch trung bình năm của nhiệt độ là 3 o C và lượng mưa là 9,6%. - Tháng có nhiệt độ và lượng mưa chênh lệch cao. - Hình 3: Sai lệch của nhiệt độ ( o C) và lượng mưa (mm) giai đoạn 1981-2007. - Hình 4: Sự thay đổi của nhiệt độ cao nhất ( o C) và lượng mưa. - Lượng mưa. - Nhiệt độ (oC). - BIAS_Lượng mưa BIAS_Nhiệt độ. - 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa lên năng suất lúa 3.2.1 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. - Theo hình 5, ta thấy, hệ số suy giảm năng suất (K y ) thích hợp cho vụ ĐX – HT tìm được lần lượt là 1,01 và 1,10. - Ứng với K y này, phần trăm sai lệch giữa năng suất lúa thực đo và năng suất lúa mô phỏng hiện tại khá thấp (lần lượt là 3,0% và 1,1%. - Như thể hiện trên Hình 5 và Hình 6, biến động của phần trăm sai lệch năng suất lúa những năm 2003-2004 khá lớn. - Điều này có thể giải thích là do sự biến động của năng suất lúa thực tế trong giai đoạn này khá lớn, nguyên nhân là sự thay đổi của yếu tố quản lý sản xuất. - Theo kết quả điều tra, yếu tố quản lý ảnh hưởng đến năng suất lúa vụ ĐX là giống lúa, vụ HT là giống và sâu bệnh hại lúa (Nguyễn Thị Mỹ Hạnh et al., 2012). - Như vậy, kết quả mô phỏng năng suất lúa giảm từ mô hình có thể được sử dụng để so sánh với năng suất lúa giảm trong tương lai.. - Hình 5: Sai lệch giữa năng suất lúa mô phỏng và thực đo . - Năng suất lúa (kg/1000m2). - NSTĐ: Năng suất thực đo NSMP: Năng suất mô phỏng. - Hình 6: Năng suất lúa thực đo và năng suất lúa mô phỏng . - Kết quả từ mô hình mô phỏng năng suất lúa theo kịch bản 1, 2, 3 (như trong Bảng 2) thu được năng suất lúa trong tương lai và được so sánh với kết quả mô. - phỏng năng suất lúa hiện tại để thấy được sự thay đổi (tăng hoặc giảm) năng suất lúa do BĐKH. - Kịch bản 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên năng suất lúa. - Theo hình 7, khi nhiệt độ tăng thì năng suất lúa vụ ĐX giảm, nhưng năng suất vụ HT tăng).. - Đối với vụ ĐX, mặc dù nhiệt độ trung bình theo A2, B2 tăng lần lượt là 0,9 o C và 0,7 o C nhưng trùng vào mùa khô, lượng mưa thấp có thể gây bất lợi cho cây lúa nên năng suất lúa giảm (NSG) lần lượt là 1,35% và 1,50% (giảm 10,8kg/1000m 2 và 12kg/1000m 2. - Năng suất lúa vụ ĐX của các tỉnh ĐBSCL phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện nhiệt độ và lượng mưa thời kỳ gieo sạ, mọc dóng- trỗ bông, nở hoa của lúa (Nguyễn Thị Hà et al., 2007). - (2004) thì nhiệt độ nhỏ nhất trong mùa khô càng tăng thì năng suất lúa càng giảm. - Theo kết quả nghiên cứu thì nhiệt độ thấp nhất trong tương lai tăng (theo A2 tăng 0,8 o C, theo B2 tăng 0,7 o C).. - Chênh lệch năng suất. - Hình 7: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên năng suất lúa. - Đối với vụ HT, khi nhiệt độ trung bình tăng lần lượt là 0,9 o C và 1,0 o C (theo A2, B2) thì năng suất lúa tăng 0,16% và 0,22% (tăng 1kg/1000m 2 và 1,3kg/1000m 2. - NSG_ĐX: Phần trăm năng suất giảm vụ ĐX NSG_HT: Phần trăm năng suất giảm vụ HT. - suất lúa vẫn tăng nhưng không đáng kể. - Do đó ảnh hưởng đến năng suất lúa - trong vụ ĐX nhiệt độ càng tăng thì năng suất lúa càng giảm.. - Như vậy, trong điều kiện lượng mưa, số giờ nắng, độ ẩm, tốc độ gió không thay đổi, khi nhiệt độ tăng sẽ ảnh hưởng đến năng suất lúa tùy vào mùa vụ (ĐX hay HT) và ảnh hưởng này rất nhỏ.. - Kịch bản 2: Ảnh hưởng của lượng mưa lên năng suất lúa. - Theo kịch bản này, khi lượng mưa giảm thì năng suất lúa tương lai giảm nhưng không đáng kể, trừ vụ ĐX (A2) như thể hiện trên Hình 8. - Cụ thể: theo B2, khi lượng mưa vụ ĐX giảm 4,9% thì năng suất lúa giảm 0,2%. - vụ HT lượng mưa giảm 13% thì năng suất lúa giảm 0,3% (giảm 1,3 kg/1000m 2. - Theo A2, lượng mưa vụ ĐX giảm 14,9% thì năng suất lúa tăng nhưng không đáng kể (0,02% tương ứng với 0,2 kg/1000m 2. - Vì vậy năng suất lúa vụ ĐX theo A2 không giảm. - Vậy, nhìn chung trong điều kiện nhiệt độ và các yếu tố khác không thay đổi, trong vụ HT lượng mưa ảnh hưởng nhiều đến năng suất lúa. - Lượng mưa trong vụ HT càng giảm thì năng suất lúa giảm (nhưng không nhiều), đối với vụ ĐX cũng giảm nhưng không nhiều.. - Hình 8: Ảnh hưởng của lượng mưa lên năng suất lúa. - Kịch bản 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa lên năng suất lúa. - Theo kịch bản này, khi nhiệt độ và lượng mưa năm 2030s cùng thay đổi (Hình 4) thì năng suất lúa trong vụ ĐX-HT giảm lần lượt là 0,51. - Theo Lê Anh Tuấn (2012), nước đóng vai trò rất quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, khi nguồn nước cung cấp cho cây lúa (từ nước mưa hay thủy lợi) bị gián đoạn khoảng 2 tuần lễ ở vùng trồng lúa đất thấp thì năng suất lúa sẽ bị tác động tiêu cực. - Đối với những vùng trồng lúa dựa vào nước trời, những năm khan hiếm nước thì năng suất có thể giảm từ 17 – 40%. - Ngoài ra, năng suất cây trồng có thể giảm 40. - Theo Vương Tuấn Huy (2012), khi nhiệt độ tăng theo các mức và 25% thì năng suất lúa giảm tương ứng là 0,68%. - Như vậy, trong điều kiện nhiệt độ gia tăng, lượng mưa giảm trong tương lai (theo kịch bản BĐKH) thì năng suất lúa sẽ giảm.. - Hình 9: Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa lên năng suất lúa. - So sánh kết quả của kịch bản 1, 2 với kịch bản 3 ta thấy: trong vụ ĐX nhiệt độ tăng ảnh hưởng đến năng suất lúa nhiều hơn lượng mưa (nhiệt độ càng tăng thì năng suất lúa càng giảm). - trong vụ HT thì năng suất lúa chịu ảnh hưởng của lượng mưa nhiều hơn nhiệt độ (lượng mưa càng giảm thì năng suất lúa càng giảm).. - Sai lệch của nhiệt độ và lượng mưa trong quá khứ của số liệu thực đo và số liệu mô phỏng (SEA START) khá thấp (lần lượt là 3,0 o C và 9,6%).. - Theo kịch bản A2 và B2, năm 2030s nhiệt độ tăng trong khi lượng mưa giảm.. - Năng suất lúa trong tương lai sẽ giảm khi nhiệt độ tăng và lượng mưa giảm theo ba kịch bản BĐKH và sự ảnh hưởng của hai yếu tố này là không đáng kể.. - ảnh hưởng đến năng suất lúa nên được xem xét trong những nghiên cứu sau này. - Vì vậy, cần có các nghiên cứu sâu hơn đối với các ảnh hưởng này lên năng suất lúa.. - Tác động của biến đổi khí hậu lên năng suất cây lúa. - Ứng dụng mô hình thống kê thời tiết cây trồng trong nghiên cứu dự báo năng suất lúa vùng Đồng bằng sông Cửu Long.. - Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng thuỷ văn và sản xuất nông nghiệp lên năng suất lúa vùng đê bao lửng tỉnh An Giang. - Tác động của những biến động khí hậu đến năng suất lúa Đông Xuân ở tỉnh Sơn La và giải pháp ứng phó. - Ảnh hưởng của sự biến động các yếu tố khí hậu lên năng suất cây lúa Vùng Bắc Quốc lộ 1 A, tỉnh Bạc Liêu