Tên đề tài: “Đánh giá sự thay đổi chất lượng đất đai dưới ảnh hưởng của khô hạn và xâm nhập mặn đến hiệu quả sử dụng đất (nghiên cứu cụ thể trong điều kiện tỉnh Bến Tre)”

Tác giả: Mai Xuân, Khóa: 2017

Ngành: Quản lý đất đai; Mã số: 9850103. Nhóm ngành: Môi trường và bảo vệ môi trường

Người hướng dẫn: PGS.TS. Lê Tấn Lợi - Trường Đại học Cần Thơ

1. Tóm tắt nội dung luận án

Biến đổi khí hậu đã gây ra hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, lũ lụt, nước biển dâng đã và đang gây ảnh hưởng ở nhiều nơi, đặc biệt là ĐBSCL. Ngoài ảnh hưởng về đời sống của người dân, thời tiết cực đoan còn gây ra những thay đổi về các đặc tính đất đai, qua đó ảnh hưởng đến chất lượng đất đai và hiệu quả sử dụng đất của các mô hình canh tác. Đã có nhiều nghiên cứu về các đặc tính đất đai, biến động tài nguyên đất đai, sự thay đổi các kiểu sử dụng đất và định hướng cho sử dụng đất nông nghiệp tại vùng ven biển. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện có chỉ tập trung vào các vấn đề riêng lẻ, chưa cho thấy được mối liên hệ và những ảnh hưởng của hạn hán và xâm nhập mặn đến với chất lượng đất đai và hiệu quả của các mô hình sử dụng đất một cách toàn diện. Do đó, để được đánh giá được mối quan hệ giữa  sự tác động của của hạn , mặn làm suy giảm chất lượng đất đai, và khả năng thích ứng cũng như hiệu quả của các mô hình sử dụng đấ tại các vùng ven biển nói chung và  tỉnh Bến Tre nói riêng. Cho nên, cần thiết phải nghiên cứu cụ thể và làm rõ vấn đề này, đồng thời đưa ra các giải pháp tăng cường khả năng thích ứng và hiệu quả của các hình thức sử dụng đất trong điều kiện biến đổi khí hậu. Vì vậy, đề tài “Đánh giá sự thay đổi chất lượng đất đai dưới ảnh hưởng của khô hạn và xâm nhập mặn đến hiệu quả sử dụng đất (nghiên cứu cụ thể trong điều kiện tỉnh Bến Tre)” đã được triển khai thực hiện.

Nghiên cứu đã thu thập các thông tin, số liệu, tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội; các số liệu quan trắc khí hậu, thời tiết, độ mặn trong nước mặt; bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ quy hoạch và bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Phỏng vấn trực tiếp 240 nông hộ với 8 mô hình canh tác nông nghiệp đang bị ảnh hưởng của hạn, mặn tại tỉnh Bến Tre. Mẫu đất được thu trên mỗi mô hình canh tác và phương pháp phân tích hóa học được sử dụng để phân tích các chỉ tiêu pH và EC. Bản đồ khô hạn và xâm nhập mặn được thành lập bằng phương pháp GIS, phương pháp nội suy Kriging và Inverse Distance Weighted. Các phương pháp khảo sát chuyên gia (KIP), phân tích độ tin cậy (CA), phân tích nhân tố khám phá (EFA) nhằm hỗ trợ cho việc phân tích thứ bậc (AHP) để đánh giá trọng số của các yếu tố có ảnh hưởng đến các mô hình canh tác. Tiến hành phân tích hồi quy Binary Logistic nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến các mô hình canh tác nông nghiệp và ước lượng mức độ tương quan giữa các biến độc lập đến biến phụ thuộc hoặc ảnh hưởng của các biến độc lập với nhau. Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế được sử dụng để tính toán hiệu quả đồng vốn nhằm phân tích hiệu quả sử dụng đất của các mô hình canh tác. Kết quả nghiên cứu đạt được như sau:

Trong giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2021, hiện tượng xâm nhập mặn đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến phần lớn các huyện trong tỉnh, trừ huyện Chợ Lách trong các năm 2018 và 2019. Đặc biệt đáng chú ý, vào hai năm 2020 và 2021, tình trạng mặn đã lan rộng và tác động đến toàn bộ diện tích tự nhiên của tỉnh, chiếm tỷ lệ 100%. Trong các năm còn lại của giai đoạn này, mức độ ảnh hưởng của xâm nhập mặn cũng xảy ra rất đáng kể, dao động từ 82% đến 98% tổng diện tích tự nhiên của tỉnh. Song song với tình trạng xâm nhập mặn, hiện tượng khô hạn cũng gây tác động tiêu cực đến 8 trong số 9 huyện và thành phố của tỉnh, trong đó chỉ có huyện Chợ Lách là không chịu ảnh hưởng bởi điều kiện khô hạn.

Khô hạn và xâm nhập mặn đã ảnh hưởng đến chất lượng đất đai, là nguyên nhân làm biến đổi đáng kể về các đặc tính của đất, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng canh tác và phát triển nông nghiệp bền vững trong khu vực. Cụ thể, những thay đổi này thể hiện rõ qua sự suy giảm khả năng giữ ẩm của đất dẫn đến  ảnh hưởng cho sự phát triển của cây trồng, đồng thời cũnglàm giảm khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng từ đó, dẫn đến sự suy giảm năng suất và chất lượng của sản phẩm. Bên cạnh đó, đất còn phải đối mặt với nhiều nguy cơ tiềm ẩn như sự hình thành phèn và tích tụ các độc chất trong đất làm suy yếu khả năng kháng dịch bệnh của cây. Thêm vào đó, mối đe dọa từ quá trình nhiễm mặn ngày càng gia tăng đang trở thành một thách thức lớn, làm thay đổi cấu trúc và thành phần hóa học của đất, gây khó khăn cho việc phục hồi và cải tạo đất trong tương lai.

Nghiên cứu đã xác định được 4 nhóm yếu tố chính: con người, chính sách, kinh tế và điều kiện tự nhiên, cùng với 16 yếu tố phụ có ảnh hưởng đến các mô hình canh tác.

Nghiên cứu cũng đã xác định được thực trạng sản xuất và tính thích ứng của 8 mô hình canh tác trong tỉnh Bến Tre, trong đó chỉ có 3 mô hình gồm: tôm, rau màu và dừa được đánh giá là có tính thích ứng tốt nên được tiếp tục duy trì canh tác; trong khi các mô hình khác như: sầu riêng, chôm chôm, bưởi, nhãn và canh tác lúa có tính thích ứng kém và có khuynh hướng chuyển đổi sang các mô hình khác.

Các giải pháp nhằm giảm nhẹ những ảnh hưởng của khô hạn và xâm nhập mặn dựa trên điều kiện thực tế của địa phương như giải pháp về chính sách, giải pháp công trình, giải pháp phi công trình, giải pháp tuyên truyền nhận thức của cộng đồng cũng được đề xuất.

2. Những kết quả mới của luận án

Khô hạn, xâm nhập mặn đã làm suy giảm năng suất của các kiểu sử dụng đất; đồng thời, đã làm thay đổi một số chất lượng đất đai thông qua một số đặc tính đất đai như độ ẩm, pH, EC qua đó làm ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng đất của các mô hình canh tác.

Trong 8 mô hình canh tác điển hình tại Bến Tre, có 3 mô hình: tôm, rau màu và dừa được đánh giá là có tính thích ứng tốt nên được tiếp tục duy trì canh tác; các mô hình còn lại có xu hướng chuyển đổi sang các mô hình canh tác khác.

Các giải pháp được đề xuất dựa trên những điều kiện thực tế về kết quả của nghiên cứu, dễ triển khai thực hiện, ít tốn kém chi phí nên có thể áp dụng trong điều kiện hiện tại và tương lai.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Nghiên cứu của luận án có ý nghĩa trong việc:

- Cung cấp số liệu khoa học về thực trạng sản xuất, hiệu quả kinh tế các mô hình, các yếu tố có liên quan đến điều kiện khô hạn và xâm nhập mặn trong điều kiện cụ thể tại tỉnh Bến Tre.

- Nghiên cứu cũng cho thấy được mức độ ảnh hưởng của điều kiện khô hạn và xâm nhập mặn đến chất lượng đất đai cũng như khả năng thích ứng của các mô hình canh tác trên địa bàn tỉnh Bến Tre.

- Ngoài ra, đề tài nghiên cứu còn cung cấp những dẫn liệu tham khảo trong các nghiên cứu về điều kiện khô hạn và xâm nhập mặn vùng ĐBSCL nói chung và tỉnh Bến Tre nói riêng. Đặc biệt cung cấp mối quan hệ giữa các yếu tố do điều kiện môi trường hạn, mặn và chất lượng đất.

Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

- “Nghiên cứu đánh giá phân vùng sinh thái nông nghiệp” để định hướng quy hoạch phù hợp trong điều kiện hạn, mặn.

- Cần thiết nghiên cứu chi tiết  hơn về đặc tính lý, hóa học đất để xác định rõ hơn về sự thay đổi chất lượng trong đất trong đối với ảnh hưởng của xâm nhập mặn và khô hạn trong điều kiện ngắn hạn.

- Nghiên cứu khả năng chống chịu và tính thích ứng của các mô hình canh tác để hoạch định chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp, thích ứng điều kiện hạn, mặn.

- Thesis title: Assessment of changes in land quality under the influence of drought and salinity intrusion on land use efficiency (specific study in Ben Tre province).

- Major: Land Management                       Code: 62850103

- Full name of PhD student: Mai Xuan                      Course: 2017

- Scientific supervisor: Assoc. Prof. Dr. Le Tan Loi

- Educational institution: Can Tho University

1. Summary of thesis contents

Climate change has caused extreme weather phenomena such as droughts, sea level rise and saltwater intrusion that have been affecting many places, especially inthe Mekong Delta. In addition to impacting people's lives, extreme weather also causes changes in soil characteristics, thereby affecting soil quality and land use efficiency of land use patterns. There have been many studies on land characteristics, fluctuations in land resources, changes in land use patterns and orientations for agricultural land use in coastal areas. However, existing studies only forcus on individual issues not showing the relationship and effects of drought and saltwater intrusion on soil quality and the efficiency of land use patterns in a comprehensive way. Therefore, to assess the relationship between the impact of drought and saltwater intrusion degrading land quality, and the adaptability and efficiency of land use models in coastal areas in general and Ben Tre province in particular. Therefore, to assess the relationship between the impact of drought and saltwater intrusion degrading land quality, and the adaptability and efficiency of land use patterns in coastal areas and Ben Tre province in particular. From there, it is necessary to conduct specific research to clarify this issue and propose solutions to increase the adaptability and efficiency of land use patterns in the context of climate change. Therefore, the study of "Assessment of changes in land quality under the influence of drought and salinity intrusion on land use efficiency (specific study in Ben Tre province) was implemented.

The study was collected information, data and documents on natural, economic and social conditions; monitoring data on climate, weather, salinity concentration in surface water; soil maps, planning maps, and current land use maps. Directly interviewed 240 farmers with 8 land use patterns that were affected by drought and salinity intrusion in Ben Tre province. Soil samples were collected on each land use  pattern and chemical analysis methods were used to analyze pH and EC parameters. Drought and salinity intrusion maps were created by using GIS, Kriging and Inverse Distance Weighted interpolation methods. Key panel (KIP) methods, Reliability analysis (CA), Exploratory factor analysis (EFA) were used to support Analytic Hierarchy Process  (AHP) to evaluate the weights of factors affecting land use patterns. Used Binary Logistic regression analysis to assess the influence of factors on land use patterns and estimate the correlation between independent variables and dependent variables or the influence of independent variables on each other. The economic efficiency analysis method was used to calculate capital efficiency to analyze land use efficiency of land use patterns. .The research results were showed  as follows:

During the period from 2015 to 2021, salinity intrusion has seriously affected most districts in the province, except for Cho Lach district in the years of 2018 and 2019. Notably, in the years of 2020 and 2021, salinity intrusion spread and affected the entire natural area of ​​the province, accounting for 100%. In the remaining years of this period, the impact of salinity intrusion was also significant, ranging from 82% to 98% of the province's total natural area. In parallel with salinity intrusion, drought also negatively impacted 8 out of 9 districts and cities of the province, of which only Cho Lach district was not affected by drought conditions.

Drought and salinity intrusion have affected land quality, causing significant changes in soil properties, thereby directly affecting the ability to cultivate and develop sustainable agriculture in the region. Specifically, these changes are clearly shown through the reduction in soil moisture retention capacity impacting  for plant growth, while the content and ability to provide nutrients to plants are affected, leading to a decrease in crop yield and product quality. Besides that, there are many potential risks such as the formation of alum and accumulation of toxins in the soil, weakening the disease resistance of plants. In addition, the threat of increasing salinization is becoming a major challenge, changing the structure and chemical composition of soils which will be difficult to restore and improve soils in the future.

The study identified four main groups of factors: people, policy, economy and natural conditions, along with 16 sub-factors that influenced land use patterns.

The study was also determined the production status and adaptability of 8 land use patterns in Ben Tre province, only 3 land use patterns  including shrimp, crops and coconut were assessed as having good adaptability and should continue to be maintained for cultivation; while other land use patterns such as durian, rambutan, grapefruit, longan and rice cultivation had poor adaptability and tend to switch to others.

Solutions to mitigate the impacts of drought and salinity intrusion based on local conditions such as policy solutions, engineering solutions, non-engineering solutions, and community awareness raising solutions are also proposed.

2. New findings of the thesis

Drought and salinity intrusion were reduced the productivity of land use types; at the same time, they have changed some land qualities through some land properties such as humidity, pH, EC, affecting the land use efficiency of land use patterns.

Three of 8 land use patterns in Ben Tre,such as shrimp, crops and coconut are assessed to have good adaptability and should continue to be maintained; the remaining  tend to switch to other land use patterns

The proposed solutions are based on practical conditions of research results, easy to implement, low cost, so they can be applied in current and future conditions.

3. Applications and the potential for practical implementation, issues requiring further research

The research results of the thesis are meaningful in:

- Providing scientific data on production status, economic efficiency of land use patterns, factors related to drought and salinity intrusion conditions in specific conditions in Ben Tre province.

- The study also assessed the impact of drought and salinity  intrusion on soil quality as well as the adaptability of farming models in Ben Tre province.

- In addition, the research topic also provides reference data of studies on drought and salinity intrusion conditions in the Mekong Delta in general and Ben Tre province in particular. In particular, it provides the relationship between factors due to environmental conditions of drought, salinity intrusion and soil quality.

Issues requiring further research:

- "Research on assessing agricultural ecological zoning" to orient appropriate planning in drought and salinity conditions.

- More detailed research on soil physical and chemical properties are needed to better determine soil quality changes under impacting of drought and salinity intrusion in short term conditions.

- Research on the resilience and adaptability of land use patterns to make the plans appropriate crop structure conversion and adapt to drought and salinity conditions.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)