|
Ngày nay, việc sử dụng các số liệu từ các vệ tinh quan trắc Trái đất rất có ích và đáng được quan tâm. Các dữ liệu vệ tinh viễn thám luôn có sẵn và có thể được sử dụng để phát hiện sự khởi đầu của khô hạn và ngập lũ, cả về thời gian và cường độ. Bộ cảm MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) đặt trên vệ tinh TERRA và AQUA cung cấp hàng ngày tư liệu với nhiều kênh phổ được ứng dụng rất rộng rãi, có thể cung cấp thông tin về bề mặt trái đất, có chu kỳ thời gian ngắn hơn và phần phủ mặt đất lớn hơn. Đặc biệt là mức độ chi tiết của kết quả từ ảnh viễn thám được thể hiện trên toàn vùng, hiệu quả hơn so với chỉ số đo tại điểm quan trắc, do đó viễn thám có thể được xem là phương pháp tiếp cận ưu việt hỗ trợ cho phương pháp đo đạc truyền thống từ các trạm quan trắc khí tượng hiện nay.
Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của khô hạn và ngập lũ đến cơ cấu mùa vụ lúa ở ĐBSCL dưới tác động của BĐKH; (2) Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh viễn thám MODIS trong theo dõi cơ cấu mùa vụ lúa, khô hạn và lũ lụt ở ĐBSCL; và (3) Định hướng nghiên cứu mô hình sản xuất phù hợp với từng điều kiện cụ thể và giải pháp giám sát nhằm giảm thiểu thiệt hại cho sản xuất lúa do tác động của khô hạn và ngập lũ ở ĐBSCL.
Ảnh hưởng của khô hạn và ngập lũ đến thay đổi cơ cấu mùa vụ lúa dưới tác động của biến đổi khí hậu ở ĐBSCL
Tác động của nhiệt độ và khô hạn ở ĐBSCL giai đoạn 2000-2011
Bức xạ nhiệt từ lớp phủ mặt đất có sự tương quan với nhiệt độ không khí. Qua kết quả so sánh sự biến động nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ đo trong không khí từ trạm quan trắc khí tượng ở tỉnh Sóc Trăng, là một trong những tỉnh điển hình có cả 03 kiểu canh tác lúa 1 vụ, 2 vụ và 3 vụ lúa trong năm lại có xuất hiện khô hạn, cho thấy có sự tương quan cao giữa dữ liệu nhiệt độ quan trắc với dữ liệu nhiệt bề mặt của tỉnh với hệ số tương quan chặt R2=0,96 và độ lệch chuẩn là 1,9.
 |
| Biến thiên nhiệt độ trung bình tháng bề mặt đất từ ảnh viễn thám MODIS và nhiệt độ trung bình tháng trong không khí từ các trạm đo tỉnh Sóc Trăng từ năm 2004 đến 2007 |
Quan sát trên cả khu vực ĐBSCL cho thấy nhiệt độ bề mặt cực tiểu, cực đại và trung bình năm ở các năm tăng giảm bất thường không theo qui luật. Tuy nhiên, qua kết quả tính toán trong khoảng thời gian 12 năm cho thấy nhiệt độ cực đại có xu hướng tăng trong khi nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cực tiểu có xu hướng giảm (Hình 6). Xu hướng gia tăng diện tích vùng xuất hiện khô hạn ở các mùa khô từ năm 2000 đến 2011 ở khu vực ĐBSCL cho thấy có sự tương quan với xu hướng gia tăng nhiệt độ lớp phủ bề mặt đất hay nói khác đi sự gia tăng nhiệt độ theo thời gian dưới tác động của BĐKH cũng dẫn đến sự gia tăng về diện tích khô hạn ở vùng nghiên cứu.
 |
Xu hướng biến thiên nhiệt lớp phủ bề mặt khu vực ĐBSCL quan sát giai đoạn
từ 2000 đến 2011 phân tích từ ảnh MODIS LST |
Kết quả khảo sát 100 điểm thực địa vùng được xác định có khả năng chịu ảnh hưởng của khô hạn ở các tỉnh Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh, Bến Tre và An Giang cho thấy cơ cấu canh tác bị ảnh hưởng khô hạn ở vùng đất nhiễm mặn ven biển chủ yếu là Lúa 2 vụ nước trời và Lúa 1 vụ (Lúa-Tôm). Trên vùng đất không nhiễm mặn, cơ cấu có khả năng bị ảnh hưởng bởi khô hạn chủ yếu là Lúa 1 vụ ở vùng núi Tri Tôn thuộc tỉnh An Giang.
Một số vùng canh tác lúa 3 vụ ở ĐBSCL vẫn có khả năng xảy ra khô hạn, kết quả đối chiếu giữa thời gian canh tác lúa và thời gian khô hạn trên những vùng canh tác 3 vụ lúa cho thấy thời điểm chỉ số TVDI tăng cao khi trên đồng là thời gian đất trống không canh tác hoặc trong thời gian canh tác nhưng cây trồng ở giai đoạn ít hoặc không được tưới nước như giai đoạn lúa chín sắp thu hoạch. Do vậy, dù chỉ số TVDI tăng cao giai đoạn này nhưng không ảnh hưởng đến cây trồng.
 |
Vùng canh tác lúa có xuất hiện khô hạn trong mùa khô 2010-2011 ở ĐBSCL
phân tích từ ảnh MODIS |
Xu hướng chuyển đổi cơ cấu mùa vụ lúa chủ yếu giai đoạn 2000-2011 đó là Lúa 2 vụ chuyển sang Lúa 3 vụ; Lúa 1 vụ chuyển sang canh tác khác (Tôm-Rừng hay Chuyên tôm); Lúa 1 vụ chuyển sang Lúa-Tôm hay Lúa 2 vụ. Những địa phương có sự chuyển đổi mạnh mẽ đó là tỉnh An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Đồng Tháp, Sóc Trăng, Bến Tre, Bạc Liêu và Cà Mau. Trong đó, những tỉnh chuyển đổi nhiều nhất từ Lúa 2 vụ sang Lúa 3 vụ là An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Đồng Tháp và Sóc Trăng. Các tỉnh Bến Tre, Cà Mau, Kiên Giang và Bạc Liêu là những địa phương có diện tích Lúa- Tôm tăng rõ rệt ở giai đoạn 2000-2011.
 |
| Phân bố vùng có sự chuyển đổi cơ cấu canh tác lúa ở ĐBSCL giai đoạn 2000-2011 |
Về ảnh hưởng của khô hạn và ngập lũ đến hiện trạng cơ cấu mùa vụ lúa ở ĐBSCL dưới tác động BĐKH
Cơ cấu canh tác lúa bị ảnh hưởng bởi khô hạn khu vực ven biển chủ yếu là ĐX sớm-HT muộn và Lúa một vụ (Lúa-Tôm). Trên vùng đất lúa không nhiễm mặn, cơ cấu bị ảnh hưởng bởi khô hạn thường là lúa một vụ ở vùng địa hình núi cao.
Lũ ở ĐBSCL có xu hướng thay đổi về vị trí ngập và diện tích ngập theo thời gian. Trong vòng 12 năm tính từ 2000 đến 2011, diện tích ngập lũ ở ĐBSCL đã giảm khoảng 5.886 ha, diện tích ngập đến năm 2011 đã giảm rõ rệt ở các tỉnh đầu nguồn như An Giang và Đồng Tháp.
Xu hướng chuyển đổi cơ cấu mùa vụ lúa giai đoạn 2000-2011 gồm Lúa 2 vụ chuyển sang Lúa 3 vụ; Lúa 1 vụ chuyển sang Lúa-Tôm, Lúa 2 vụ hay canh tác khác (Tôm-Rừng hay Chuyên tôm). Việc chuyển đổi mô hình canh tác trên ngoài lý do chính sách quy hoạch chuyển đổi cơ cấu của địa phương còn do tác động của điều kiện tự nhiên như ngập lũ và khô hạn.
Về khả năng ứng dụng của ảnh MODIS trong theo dõi cơ cấu mùa vụ lúa, khô hạn và lũ lụt ở ĐBSCL
+ Bản đồ cơ cấu mùa vụ lúa giải đoán từ ảnh MODIS 250 m đạt mức độ chi tiết cấp vùng, phân loại được các cơ cấu canh tác lúa với độ tin cậy cao (Kappa = 0,88).
+ Chuỗi nhiệt độ bề mặt tính toán từ ảnh MODIS khu vực ĐBSCL phù hợp với xu thế biến thiên nhiệt độ không khí đo được tại các trạm (R2=0,9). Chỉ số khô hạn TVDI tính toán có tương quan cao chỉ số dự báo khô hạn khác như chỉ số WDI. Những vùng có chỉ số khô hạn TVDI cao trên bản đồ giải đoán cũng phù hợp với kết quả khảo sát thực tế tại cùng thời điểm.
+ Dữ liệu ảnh MODIS đã phản ánh khá tốt tình trạng biến động lũ lụt giai đoạn 2000-2011, tương quan giữa diện tích ngập và mực nước thực đo với R2 đạt từ 0,79 – 0,90.
Về định hướng mô hình sản xuất phù hợp với từng điều kiện cụ thể và giải pháp giám sát nhằm giảm thiểu thiệt hại cho sản xuất lúa do tác động của khô hạn và ngập lũ ở ĐBSCL.
Đề xuất bố trí cơ cấu mùa vụ, lịch canh tác hợp lý trên từng vùng sinh thái có điều kiện ngập và hạn khác nhau. Chọn lọc canh tác các giống cây trồng phù hợp có tính chống chịu về mặn, hạn hay chịu ngập. Nghiên cứu chuyển đổi mô hình canh tác vừa phù hợp với điều kiện tự nhiên vừa hiệu quả kinh tế và bền vững môi trường.
Nâng cao hiệu quả công tác dự báo lũ, hạn, mặn và thông báo kịp thời đến người dân với các giải pháp theo hướng tiếp cận mới áp dụng tích hợp các chỉ số NDVI, TVDI và LSWI để giám sát và tìm ra các biến động về cơ cấu mùa vụ liên quan đến khô hạn và ngập lũ nhằm có biện pháp giảm thiểu thiệt hại cho sản xuất lúa ở ĐBSCL.
Đề xuất
Ứng dụng dữ liệu ảnh MODIS giám sát cơ cấu mùa vụ cần có dữ liệu bỗ trợ như ảnh viễn thám độ phân giải cao cũng như dữ liệu thực địa để tăng độ tin cậy. Trong công tác giám sát lũ cần dữ liệu bỗ trợ như mô hình độ cao số (DEM); dữ liệu về hệ thống đê điều và cống ngăn lũ và ngăn mặn, dữ liệu mực nước thực đo. Công tác giám sát khô hạn từ ảnh viễn thám MODIS cần có dữ liệu độ ẩm tầng đất canh tác để đối chiếu.
Cần nghiên cứu thêm về đánh giá thiệt hại do khô hạn và ngập lũ trong sản xuất lúa theo hướng năng suất lúa; Nghiên cứu ứng dụng dữ liệu ảnh MODIS quan sát khô hạn cục bộ trong tháng 7, 8 hàng năm; diễn tiến xâm nhập mặn; và xác định vùng bị ngập theo triều ở ĐBSCL.
Cần lượng hóa thang đo khô hạn của Han (Han và ctv., 2010) tương ứng với các thang độ ẩm trong tầng đất canh tác cho ĐBSCL thông qua thiết lập mạng lưới quan trắc thực tế.
Cần thiết thực hiện việc đồng bộ hóa dữ liệu và tự động hóa các qui trình xử lý dữ liệu ảnh viễn thám để tăng ứng dụng trong công tác cung cấp và cập nhật thông tin chính xác và kịp thời cho người sử dụng. |