NGUYỄN BÍCH NGỌC
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGẬP LỤT VÀ HẠN HÁN ĐẾN SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP
Ở HUYỆN QUẢNG ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
NGÀNH: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
MÃ SỐ: 9850103
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu ảnh hưởng của ngập lụt và hạn hán đến sử dụng đất nông nghiệp ở huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên - Huế trong bối cảnh biến đổi khí hậu - 2 -
Tổng Quan Các Vấn Đề Nghiên Cứu -
Khái Niệm Về Thay Đổi Sử Dụng Đất Và Chuyển Đổi Sử Dụng Đất
Xem toàn bộ 203 trang tài liệu này.
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC THỨ NHẤT: PGS.TS NGUYỄN HỮU NGỮ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC THỨ HAI: PGS.TS TRẦN THANH ĐỨC
HUẾ, NĂM 2021
LỜI CAM ĐOAN
Nghiên cứu sinh xin cam đoan, Luận án này là kết quả nghiên cứu của nghiên cứu sinh dưới sự hướng dẫn khoa học của giáo viên hướng dẫn.
Nghiên cứu sinh xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án này hoàn toàn trung thực, chính xác và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Nghiên cứu sinh xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành Luận án này đều đã được cảm ơn và mọi thông tin tham khảo, trích dẫn trong Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2021
Tác giả luận án
Nguyễn Bích Ngọc
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành công trình nghiên cứu, nghiên cứu sinh đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của nhiều tập thể, cá nhân. Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Hữu Ngữ và Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trần Thanh Đức đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nghiên cứu sinh trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án.
Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa và các thầy cô giáo trong Khoa Tài nguyên đất và Môi trường nông nghiệp, Phòng Đào tạo và Công tác sinh viên của Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ nghiên cứu sinh trong quá trình hoàn thiện luận án.
Nghiên cứu sinh cũng xin chân thành cảm ơn đến các lãnh đạo, các anh chị đồng nghiệp ở UBND huyện Quảng Điền; Lãnh đạo phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Quảng Điền; lãnh đạo và chuyên viên các phòng, ban thuộc huyện Quảng Điền và các hộ dân đã cung cấp thông tin và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong quá trình điều tra, khảo sát thực địa và thu thập số liệu.
Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình đã luôn bên cạnh động viên, chia sẻ và là động lực cho nghiên cứu sinh phấn đấu hoàn thành chương trình học tập. Cảm ơn những người thân và bạn bè đã luôn hỗ trợ về mặt tinh thần để nghiên cứu sinh có thể hoàn thành công trình nghiên cứu này. Xin chân thành cảm ơn!
Thừa Thiên Huế, ngày tháng năm 2021
Tác giả luận án
Nguyễn Bích Ngọc
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu (1) Đánh giá tình hình sử dụng đất nông nghiệp và phân tích những yếu tố tác động đến sử dụng đất ở huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế; (2) Đánh giá ảnh hưởng của ngập lụt, hạn hán đến diện tích sử dụng của các loại đất nông nghiệp chính ở huyện Quảng Điền và (3) Đề xuất các giải pháp sử dụng đất nông nghiệp thích ứng với hạn hán, ngập lụt phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Đã sử dụng 04 phương pháp nghiên cứu chính trong Luận án, bao gồm: (1) Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp; (2) Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp (gồm có phương pháp thảo luận nhóm tập trung, phương pháp tham vấn ý kiến các bên liên quan và phương pháp điều tra hộ); (3) Phương pháp phân tích và xử lý số liệu; (4) Phương pháp ứng dụng GIS và viễn thám để thành lập bản đồ ngập lụt, bản đồ hạn hán. Nghiên cứu đã đạt được những kết quả sau:
1) Đã đánh giá được hiện trạng và biến động sử dụng đất tại huyện Quảng Điền, trong giai đoạn 2015 - 2019, diện tích nông nghiệp của huyện biến động giảm 124,79 ha chủ yếu ở các xã Quảng Công, Quảng Lợi, Quảng Ngạn, xã Quảng An. Đã xác định được các nhóm các yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất nông nghiệp của huyện trong đó yếu tố biến đổi khí hậu, cụ thể là ngập lụt và hạn hán cũng có những tác động đáng kể đến sử dụng đất nông nghiệp trên địa bàn huyện Quảng Điền và yếu tố này ảnh hưởng ở mức độ thứ 3 trong nhóm 5 các yếu tố ảnh hưởng ở khu vực nghiên cứu.
2) Đã thành lập được bản đồ phân vùng ngập lụt từ dữ liệu ảnh viễn thám vào các đợt lụt diễn ra vào năm 2017 và năm 2019 ở huyện Quảng Điền. Mỗi đợt ngập lụt, hơn 80% diện tích bị ngập là đất trồng lúa, 10% là diện tích đất trồng cây hàng năm khác, 2,64% là diện tích đất nuôi trồng thủy sản. Đã xây dựng được bản đồ phân vùng hạn hán năm 2015 dựa vào chỉ số SPI với các mức hạn nhẹ, trung bình và nặng. Trong đó, diện tích đất nông nghiệp bị hạn chủ yếu ở mức trung bình chiếm 24,21%, tiếp đến diện tích bị hạn nặng chiếm 12,93% và hạn nhẹ chiếm tỷ lệ thấp hơn là 11,12%. Từ kết quả chạy SPI vụ Hè Thu lượng mưa thấp, từ tháng 5 đến tháng 8 thì tháng 6 được đánh giá là tháng hạn nhất trong vụ Hè Thu. Kết quả dự báo ngập lụt đến năm 2030 theo kịch bản nước biển dâng sẽ tăng 13 cm. Diện tích đất trồng lúa sẽ bị ngập nhiều nhất, tiếp đến là đất trồng cây hàng năm khác và đất nuôi trồng thủy sản. Các xã có diện tích đất nông nghiệp bị ngập nhiều trong huyện là các xã Quảng An, Quảng Phước, Quảng Thành và Quảng Thọ. Kết quả dự báo diện tích đất nông nghiệp bị hạn trong vụ Hè Thu đến năm 2035 theo kịch bản RCP 4.5, hạn nặng sẽ xuất hiện trên một phần rất lớn diện tích đất lâm nghiệp, tiếp đến là đất trồng cây hàng năm khác và đất trồng lúa. Các xã có diện tích đất nông nghiệp bị hạn hán nặng là ở các xã Quảng Lợi, Quảng Thái, Quảng Công và Quảng Ngạn.
3) Đã đề xuất được các nhóm giải pháp sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả thích ứng với ngập lụt và hạn hán cho địa bàn nghiên cứu. Với các giải pháp này, huyện Quảng Điền và UBND các xã trên địa bàn huyện sẽ có cơ sở để sử dụng đất nông nghiệp hiệu quả trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra.
Từ khóa: GIS&Viễn thám, sử dụng đất nông nghiệp, hạn hán, ngập lụt, Quảng Điền
ABSTRACT
This study aims to (1) Assessing the situation of agricultural land use and analyzing the factors affecting land use in Quang Dien district, Thua Thien Hue province; (2) Assessing the effects of floods and droughts on the usable area of the main agricultural land types in Quang Dien district and (3) Proposing solutions to use agricultural land to adapt to drought and flooding in accordance with local actual conditions in the context of climate change. The thesis used 04 main research methods, including: (1) Secondary data collection method; (2) Primary data collection method (including focus group discussion method, stakeholder consultation method and household survey method); (3) Methods of data analysis and processing; (4) Methods of applying GIS and remote sensing to create flood and drought maps. The results were obtained from this research as follow:
1) This study has assessed the current status and changes in land use in Quang Dien district in the period of 2015 - 2019, the agricultural area of the district fluctuated by 124.79 ha, mainly in Quang Cong, Quang Loi, Quang Ngan, Quang An communes. Having identified the groups of factors affecting changes in agricultural land use in the district, of which climate change, namely floods and droughts also have significant impacts on agricultural land use in Quang Dien district and this factor affects at the 3rd place among 5 influencing factors in the study area.
2) The research results have established the flood zoning map from remote sensing image data during the floods in 2017 and 2019 in Quang Dien district.The results show that, for each flood, more than 80% of the flooded area is paddy land, followed by other annual cropland accounting for more than 10% of the flooded area and aquaculture land accounting for 2.64% of the area. Flood prone areas are usually distributed in riverside and coastal areas, in which the most affected communes are Quang An, Quang Phuoc and Quang Thanh. A map of drought zoning in 2015 has been built based on SPI index with light, medium and severe drought levels. In which, the agricultural land area is mainly affected by moderate drought, accounting for 24.21%, followed by the area with severe drought accounting for 12.93% and the area suffering from mild drought accounting for a lower proportion of 11.12%. Forecast results of inundation to 2030 under the scenario of sea level rise will increase by 13 cm. The area for paddy land will be flooded the most, followed by other annual cropland and aquaculture land. The communes with a large area of agricultural land flooded in the district are Quang An, Quang Phuoc, Quang Thanh and Quang Tho. According to the RCP 4.5 scenario, severe drought will occur on a very large part of the forest land, followed by other annual cropland and paddy land. The communes with agricultural land areas suffering from severe drought are in Quang Loi, Quang Thai, Quang Cong and Quang Ngan communes.
3) Groups of solutions to effectively use agricultural land to adapt to floods and droughts for the study area have been proposed. With these solutions, Quang Dien district and People's Committees of communes in the district will have a basis to use agricultural land effectively in the context of ongoing climate change.
Keywords: Remote sensing, agricultural land use, drought, flood, Quang Dien
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT iii
ABSTRACT iv
MỤC LỤC v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xi
DANH MỤC CÁC BẢNG xii
DANH MỤC CÁC HÌNH xiv
MỞ ĐẦU 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3
2.1. Mục tiêu chung 3
2.2. Mục tiêu cụ thể 3
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4
3.1. Đối tượng nghiên cứu 4
3.2. Phạm vi nghiên cứu 4
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 5
4.1. Ý nghĩa khoa học 5
4.2. Ý nghĩa thực tiễn 5
5. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 5
6. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA LUẬN ÁN 5
7. CẤU TRÚC LUẬN ÁN 6
Chương I. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 8
1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 8
1.1.1. Tổng quan về sử dụng đất nông nghiệp 8
1.1.1.1. Khái niệm về đất nông nghiệp 8
1.1.1.2. Khái niệm về diện tích đất 9
1.1.1.3. Khái niệm về thay đổi sử dụng đất và chuyển đổi sử dụng đất 9
1.1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất 11
1.1.1.5. Ý nghĩa của đất nông nghiệp 12
1.1.1.6. Vai trò của đất đai đối với sự phát triển nền kinh tế nông nghiệp 13
1.1.1.7. Các quy định về quản lý và sử dụng đất nông nghiệp 18
1.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu đến sử dụng đất 18
1.1.2.1. Khái niệm biến đổi khí hậu 18
1.1.2.2. Mối quan hệ giữa biến đổi khí hậu và sử dụng đất 19
1.1.3. Tổng quan về ngập lụt 22
1.1.3.1. Định nghĩa ngập lụt 22
1.1.3.2. Các đặc trưng cơ bản của ngập lụt 22
1.1.3.3. Nguyên nhân hình thành ngập lụt 23
1.1.3.4. Phương pháp tiếp cận trong công tác phân vùng ngập lụt 23
1.1.3.5. Vai trò của loại hình sử dụng đất đối với ngập lụt 24
1.1.4. Tổng quan về hạn hán 25
1.1.4.1. Khái niệm về hạn hán 25
1.1.4.2. Phân loại hạn hán 25
1.1.4.3. Các đặc trưng của hạn hán 26
1.1.4.4. Nguyên nhân gây ra hạn hán 26
1.1.4.5. Tác hại của hạn hán 27
1.1.4.6. Các phương pháp nghiên cứu và đánh giá hạn hán 28
1.1.5. Tổng quan về GIS - Viễn thám 32
1.1.5.1. Khái niệm, chức năng và phân tích dữ liệu trong GIS 32
1.1.5.2. Khái niệm và phân loại ảnh viễn thám 34
1.1.5.3. Giới thiệu công nghệ do mưa vệ tinh TRMM 37
1.1.5.4. Những ứng dụng của GIS và viễn thám trong nghiên cứu về thay đổi sử dụng đất, ngập lụt và hạn hán 38
1.1.6. Giới thiệu những phần mềm sử dụng trong nghiên cứu 43
1.1.6.1. Sơ lược về phần mềm ArcGIS for Desktop 43
1.1.6.2. Sơ lược về ảnh viễn thám và phần mềm giải đoán ảnh viễn thám ENVI 44
1.1.6.3. Giới thiệu về phần mềm SPIGenerator v1.7.5 47
1.1.7. Các khái niệm, phân tích về thang đo Linkert, hồi quy đa biến và phân tích tương quan vào tổng quan 48
1.1.7.1. Thang đo Likert 48
1.1.7.2. Phân tích tương quan 49
1.1.7.3. Phân tích hồi quy 50
1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 51
1.2.1. Tình hình sử dụng đất nông nghiệp trên Thế giới và Việt Nam 51
1.2.1.1. Tình hình sử dụng đất nông nghiệp trên Thế giới 51
1.2.1.2. Tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Việt Nam 53
1.2.2. Tình hình ngập lụt trên Thế giới và Việt Nam 54
1.2.2.1. Tình hình ngập lụt trên Thế giới 54
1.2.2.2. Tình hình ngập lụt ở Việt Nam 55
1.2.2.3. Tác động của ngập lụt đến tài nguyên đất ở Việt Nam 56
1.2.3. Tình hình hạn hán trên Thế giới và Việt Nam 57
1.2.3.1. Tình hình hạn hán trên Thế giới 57
1.2.3.2. Tình hình hạn hán ở Việt Nam 59
1.2.3.3. Tác động của hạn hán đến tài nguyên đất ở Việt Nam 61
1.3. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 62
1.3.1. Các công trình nghiên cứu liên quan đến ngập lụt 62
1.3.1.1. Các công trình nghiên cứu liên quan đến ngập lụt trên Thế giới 62
1.3.1.2. Các công trình nghiên cứu liên quan đến ngập lụt ở Việt Nam 63
1.3.1.3. Các công trình nghiên cứu liên quan đến ngập lụt ở tỉnh Thừa Thiên Huế 65
1.3.2. Các công trình nghiên cứu liên quan đến hạn hán 66
1.3.2.1. Các công trình nghiên cứu liên quan đến hạn hán trên Thế giới 66
1.3.2.2. Các công trình nghiên cứu liên quan đến hạn hán ở Việt Nam 68
1.3.2.3. Các công trình nghiên cứu liên quan đến hạn hán ở tỉnh Thừa Thiên Huế 70
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 71
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 71