ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *****************

NGÔ ĐỨC MINH

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG SỰ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

(CH4, N2O) TRONG MÔI TRƢỜNG ĐẤT LÚA

LƢU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN, TỈNH QUẢNG NAM

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 62440301

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2017

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học

Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải

2. PGS.TS. Mai Văn Trịnh

Phản biện 1: …………………………………….

Phản biện 2: …………………………………….

Phản biện 3: …………………………………….

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ cấp Đại học

Quốc gia tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội vào hồi…….giờ……., ngày

………tháng……….năm…….....

Có thể tìm hiểu Luận án Tiến sĩ tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam;

- Trung tâm thông tin Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn (VG-TB) là một trong những lưu vực sông lớn nhất

và cũng là vùng kinh tế và nông nghiệp trọng điểm ở khu vực Nam Trung Bộ. Lưu vực sông

VG-TB có diện tích đất trồng trọt trên 120.000 ha, trong đó gần 50% được sử dụng cho

canh tác lúa (tương đương 60.700 ha). Đây là vùng sản xuất lúa lớn thứ hai ở khu vực Nam

Trung Bộ. Lúa được coi là cây lương thực quan trọng nhất tại khu vực này [Sở Nông nghiệp

và PTNT Quảng Nam, 2014].

Hiện nay, Việt Nam đã có khá nhiều các nghiên cứu về phát thải KNK (đặc biệt là

các nghiên cứu trên đồng ruộng) nhưng tập trung chủ yếu tại đồng bằng sông Hồng và đồng

bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, các nghiên cứu về phát thải CH4, N2O tại các vùng trồng

lúa nhỏ hơn, hầu như chưa được tiến hành. Ngoài ra, mặc dù kỹ thuật, quy trình đo và quan

trắc KNK quy mô điểm trong canh tác lúa gần đây đã được cải thiện đáng kể, nhưng những

dự báo phát thải KNK trong canh tác lúa quy mô vùng sinh thái hay toàn quốc vẫn còn

nhiều khá hạn chế do thiếu phương pháp/công cụ tính toán đủ tin cậy và toàn diện. Cho đến

nay, việc áp dụng mô hình DNDC để ước lượng phát thải CH4, N2O từ các hệ sinh thái nông

nghiệp đã dần được quan tâm. Tuy nhiên, do thiếu dữ liệu/thông số thực tế để kiểm chứng

và hiệu chỉnh mô hình cho phù hợp nên phần lớn các nghiên cứu trên vẫn phải sử dụng các

thông số mặc định hay dữ liệu tham khảo để chạy mô hình DNDC.

Xuất phát từ những vấn đề lý luận trên cùng với yêu cầu cấp bách về việc lựa chọn,

hoàn thiện phương pháp tính toán đủ tin cậy, nhanh chóng, ít chi phí để phục vụ cho nghiên

cứu động thái phát thải KNK trong đất lúa ở quy mô điểm, tính toán mức phát thải và phân

bố không gian phát thải KNK từ canh tác lúa ở quy mô vùng, chúng tôi tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu mô phỏng sự phát thải khí nhà kính (CH4, N2O) trong môi trường đất lúa

lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam”.

2. Mục tiêu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

2.1. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này được thực hiện với các mục tiêu sau:

- Xác định động thái phát thải CH4 và N2O từ môi trường đất lúa nước trong mối

quan hệ với một số yếu tố khí hậu, tính chất đất và biện pháp canh tác.

- Xác định tác động tiềm năng của các biện pháp canh tác thay thế khác nhau đối với

mức phát thải CH4 và N2O cũng như năng suất lúa (tập trung vào đánh giá ảnh hưởng của

các biện pháp tưới tới sự phát thải CH4 và N2O).

- Ước tính phát thải và lập bản đồ phát thải CH4 và N2O quy mô toàn vùng.

- Đề xuất hệ số phát thải CH4 và hệ số tỷ lệ của các chế độ tưới cho vùng nghiên cứu

và lộ trình áp dụng chế độ tưới tiết kiệm để vừa giảm phát thải KNK, vừa duy trì được năng

suất lúa.

2

2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của các

biện pháp tưới tới sự phát thải CH4 và N2O của các hệ canh tác có lúa thuộc lưu vực sông

Vu Gia – Thu Bồn, làm cơ sở cho hiệu chỉnh mô hình sinh địa hóa DNDC.

- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên 2 điểm thuộc hai

vùng canh tác lúa chính, điển hình của lưu vực VG-TB: (i) huyện Đại Lộc - đại diện cho

vùng trung du và (ii) huyện Duy Xuyên - đại diện cho vùng đồng bằng thấp. Sau đó, sử

dụng mô hình DNDC đã hiệu chỉnh để tính toán tổng lượng phát thải toàn lưu vực sông Vu

Gia – Thu Bồn.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1. Ý nghĩa khoa học

- Cung cấp bằng chứng khoa học và cơ sở dữ liệu cho việc hiệu chỉnh, thẩm định,

kiểm tra độ chính xác của mô hình DNDC (phần mềm kiểm kê phát thải KNK từ canh tác

lúa), trước khi sử dụng mô hình để tính toán mức phát thải và tiềm năng giảm phát thải của

chế độ tưới tiết kiệm cho vùng nghiên cứu.

- Cung cấp thêm các bằng cơ sở khoa học và dữ liệu tham khảo cho các nghiên cứu

giảm thiểu phát thải KNK trong nông nghiệp ở Việt Nam.

- Cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu tham khảo cho việc nghiên cứu và đề xuất biện

pháp canh tác phù hợp cho canh tác lúa bền vững (vừa đảm bảo được năng suất, vừa giảm

phát thải khí nhà kính) tại lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn.

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Những kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ là dữ liệu cơ sở có giá trị trong công

tác kiểm kê KNK từ sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lúa nói riêng của toàn vùng

và các khu vực có điều kiện tương tự ở Việt Nam.

Các kết quả nghiên cứu còn có thể được sử dụng trong lập kế hoạch quản lý đất đai

với trọng tâm là các lồng ghép các chiến lược giảm nhẹ BĐKH vào trong các dự án, chương

trình phát triển nông nghiệp ở khu vực ven biển miền Trung Việt Nam.

4. Những đóng góp mới của đề tài:

- Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam kết hợp 3

thành phần trong một nghiên cứu điển hình ở Việt Nam: (i) dữ liệu thực địa về lượng phát

thải KNK (ii) dữ liệu về phương canh tác được thu thập từ nông dân địa phương … (iii) các

kết quả định lượng về lượng phát thải KNK bằng mô hình DNDC đã được hiệu chuẩn và

kiểm định

- Sử dụng kỹ thuật GIS để tích hợp kết quả tính toán từ mô hình DNDC vào hiện thị

trên bản đồ để mô tả phân bố không gian các vùng với các mức độ phát thải CH4 và N2O

khác nhau, dựa trên các chế độ tưới khác nhau.

3

- Đề xuất hệ số phát thải (EF) và hệ số tỷ lệ đối với các chế độ tưới (SFw) (sử dụng

để tính toán kiêm kê KNK theo Tier 2 của IPCC) riêng cho khu vực nghiên cứu, một trong

những vùng canh tác lúa chính ở duyên hải miền Trung Việt Nam.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Khí nhà kính và hiệu ứng ấm lên toàn cầu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang trở thành một vấn đề “thời sự” trong khoa học và chính trị

hiện nay. Có rất nhiều tranh cãi về nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu: do hoạt động của

con người hay hoạt động chính tự nhiên. Tuy nhiên, qua các quan trắc và nghiên cứu lâu dài

trên phạm vi toàn thế giới, các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng: sự thay đổi khí

hậu đương đại (ví dụ như tăng nhiệt độ) chủ yếu là do sự phát thải các khí nhà kính (KNK)

từ các hoạt động của con người, bao gồm: gồm hơi nước (H2O), cácbon điôxít (CO2), mê-

tan (CH4), ôxit-nitơ (N2O), ozone (O3), các khí chlorofluorocacbon CFC… [IPCC, 2007].

Nếu như sự gia tăng nồng độ và lượng khí CO2 trong khí quyển chủ yếu do sử dụng nhiên

liệu hoá thạch và thay đổi sử dụng đất, thì CH4 và N2O phát thải chủ yếu từ hoạt động nông

nghiệp [IPCC, 2007]. Cácbon điôxit (CO2), khí mê-tan (CH4), và ôxit nitơ (N2O) là các khí

nhà kính quan trọng góp phần gây ra hiệu ứng ấm lên toàn cầu ở mức tương ứng là 60%,

15% và 5% [IPCC 2007].

1.2. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới

Theo Ủy Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), 3 loại KNK được quan

tâm nhất trong nông nghiệp là CO2 (45%), CH4 (44%) và N2O (11%); trong đó 57,5% phát

thải từ canh tác lúa; 21,8% phát thải từ đất; 17,2% phát thải từ chăn nuôi; 3,5% từ đốt phụ

phẩm nông nghiệp, đốt đồng cỏ… Trong trồng trọt, lượng phát thải KNK trung bình từ canh

tác lúa là 20 tấn CO2 quy đổi/ha, mía 28 tấn CO2 quy đổi /ha, đậu tương 17 tấn CO2 quy

đổi/ha, sắn 12 tấn CO2 quy đổi/ha, lạc 10 tấn CO2 quy đổi/ha, ngô 7 tấn CO2 quy đổi/ha…

[dẫn theo Nguyễn Văn Bộ và cs,, 2016]

1.2.2. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp tại Việt Nam

Tổng lượng KNK phát thải trong năm 2010 từ nông nghiệp là 88,35 triệu tấn CO2

tương đương, trong đó canh tác trồng lúa đóng góp 44,6 triệu tấn CO2 tương đương (chiếm

50,49%); còn lại 10,72% tổng lượng KNK phát thải từ quá trình lên men của động vật nhai

lại trong chăn nuôi:, 9,69% từ phân chuồng, 26,95% từ đất nông nghiệp và 2,15% từ phế

phụ phẩm nông nghiệp [MONRE, 2014].

1.3. Phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1. Phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa trên thế giới

Lúa là cây lương thực chính của gần 50% dân số thế giới (Fageria và cộng sự, 2011).

Các cánh đồng lúa và các hệ thống canh tác có lúa được coi là một nguồn phát thải KNK

4

quan trọng. Sản xuất lúa gạo là nguồn phát thải CH4 chính (loại KNK nhân tạo lớn thứ hai

sau CO2) (IPCC 2007), có tiềm năng gây hiệu ứng ấm lên toàn cầu lớn gấp 25 lần so với

CO2. Hệ canh tác lúa nước cung cấp gần 80% sản lượng gạo toàn cầu (Fageria và cộng sự,

2011) nhưng cũng là nguồn phát thải khí CH4 chính khi đóng góp 80% tổng lượng CH4 phát

thải từ tất các loại hình canh tác lúa trên thế giới [Deepanjan Majumdar, 2003] và 18% vào

sự ấm lên toàn cầu [Denman và cộng sự, 2007].

1.3.2. Phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa tại Việt Nam

Canh tác lúa là nguồn phát thải KNK lớn nhất trong ngành nông nghiệp ở Việt Nam.

Tổng lượng KNK phát thải trong sản xuất lúa chủ yếu từ việc canh tác lúa nước có tưới với

41,3 triệu tấn CO2 tương đương. Sản xuất lúa dự kiến sẽ vẫn là nguồn phát thải khí nhà kính

lớn nhất trong lĩnh vực nông nghiệp với 39,1 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2020, và

40,0 triệu tấn CO2 tương đương năm 2030.

1.4. Cơ chế hình thành và phát thải khí CH4 và N2O trong môi trƣờng đất lúa

1.4.1. Cơ chế hình thành và giải phóng khí CH4 trong đất lúa

Mê-tan (CH4) được sản sinh trong đất khi chất hữu cơ bị phân hủy dưới điều kiện kị

khí. Thông thường, môi trường có ôxy đầy đủ, hầu hết các C trong chất hữu cơ đang phân

huỷ sẽ chuyển thành CO2. Tuy nhiên, trong trường hợp không có ôxy, quá trình phân hủy

chất hữu cơ sẽ không được thực hiện triệt để và C được giải phóng dưới dạng CH4. Sau khi

hình thành, CH4 được giải phóng vào khí quyển thông qua sự khuếch tán, sủi bọt khí và

thông qua hệ thống mô khí của cây.

1.4.2. Cơ chế hình thành và giải phóng khí N2O trong đất lúa

Khí N2O trong ruộng lúa là sản phẩm trung gian và được hình thành từ quá trình

nitrat hóa (trong điều kiện hiếu khí (ôxy hóa)) và quá trình phản nitrat hóa (trong điều kiện

bán kị khí (khử)) [Khalil et al., 2004]. Trong quá trình nitrat hóa, N2O được hình thành

trong điều kiện hạn chế oxy bằng cách chuyển hóa nitrite hoặc hydroxylamine. Trong quá

trình phản nitrat, tỷ lệ N2O hình thành liên quan đến lượng N2 tăng khi O2 tăng lên và

cacbon giảm xuống [Kirk, 2004]. N2O được tạo ra tối đa ở khoảng Eh từ 200 đến 500 mV

[Yu và cộng sự, 2007].

1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến phát thải CH4 và N2O.

Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến hình thành và phát

thải CH4 và N2O là chế độ nước (tưới tiêu), quản lý chất hữu cơ (tàn dư cây trồng, rơm rạ và

các chất hữu cơ khác), khí hậu (nhiệt độ), tính chất đất (Hàm lượng OM, pH và Eh, các hoạt

động của vi sinh vật), các giống lúa và các hoạt động canh tác khác như làm đất, bón

phân… .

1.6. Sử dụng mô hình hóa trong mô phỏng phát thải KNK từ nông nghiệp

Gần đây, một số phương pháp đã được sử dụng để dự đoán lượng phát thải CH4 và

N2O từ các canh tác nông nghiệp. Sử dụng mô hình mô phỏng là một trong những cách tiếp

5

cận phổ biến đang được áp dụng rộng rãi để ước tính mức phát thải khí nhà kính từ nông

nghiệp và lâm nghiệp. Định lượng phát thải KNK từ đất là cần thiết cho các nghiên cứu quy

mô toàn cầu trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn ra trên quy mô lớn [Li et al., 1997].

Trong những năm gần đây, các mô hình sinh địa hóa này đóng một vai trò quan trọng

trong việc mô tả động thái quá trình hình thành CH4 và N2O trong đất lúa và có thể ước

lượng mức phát thải CH4 và N2O ở quy mô khu vực hoặc toàn cầu. Trong số các mô hình

hiện có, mô hình DNDC được coi là mô hình ứng rộng phổ biến nhất trên thế giới.

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung nghiên cứu

- Rà soát, điều tra và thu thập các tài liệu, số liệu và dữ liệu liên quan xây dựng CSDL đầu

vào của mô hình: số liệu khí tượng, đất đai, phương thức canh tác tại các vùng lúa chính của

tỉnh Quảng Nam phục vụ việc mô phỏng và tính toán lượng CH4 và N2O trong đất lúa vùng

nghiên cứu.

- Xây dựng thí nghiệm đồng ruộng để quan trắc số liệu phát thải khí CH4 và N2O và năng

suất lúa trên đất phù sa cổ (dưới các chế độ tưới và bón phân khác nhau), và sử dụng để hiệu

chỉnh mô hình.

- Kiểm định mô hình DNDC và đánh giá động thái phát thải CH4 và N2O từ môi trường đất

lúa nước trong mối quan hệ với một số yếu tố khí hậu, tính chất đất và biện pháp canh tác.

- Sử dụng mô hình DNDC đã hiệu chỉnh và kiểm định để xác định lượng CH4 và N2O phát

thải trên quy mô toàn vùng và lập bản đồ phát thải CH4 và N2O (dưới ảnh hưởng các các

biện pháp canh tác khác nhau - tập trung vào biện pháp tưới);

- Đề xuất thông số phát thải (EF) CH4 và N2O cho vùng nghiên cứu; và đề xuất một số biện

pháp canh tác tổng hợp hướng tới canh tác lúa bền vững, phát thải thấp cho vùng nghiên

cứu.

2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm:

(1) Hệ canh tác lúa nước trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam;

(2) Khí CH4 và N2O phát thải từ hệ canh tác lúa nước lưu vực sông Vu Gia – Thu

Bồn, tỉnh Quảng Nam;

(3) Mối quan hệ giữa phương thức canh tác (tập trung vào chế độ tưới) với phát thải

CH4 và N2O từ hệ canh tác lúa nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam.

2.2.2. Phạm vi nghiên cứu

- Về không gian: luận án tập trung vào lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng

Nam.

6

- Về thời gian: nghiên cứu tính toán sự lượng phát thải CH4 và N2O từ các hệ canh

tác có lúa ở lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam trong thời điểm nghiên cứu

(2012–2017).

- Về nội dung: luận án tập trung nghiên cứu phát thải CH4 và N2O trong đất lúa dưới

tác động của 2 chế độ tưới (tưới tiết kiệm-ướt khô xen kẽ và tưới ngập).

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu:

2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin và điều tra nông hộ:

Thu thập thông tin, dữ liệu cơ bản: thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội về sản

xuất nông nghiệp và canh tác lúa, dữ liệu về không gian, số liệu khí tượng, về đất

Thu thập thông tin thứ cấp:

Đánh giá nhanh có sự tham gia của nông dân (PRA):

Điều tra nông hộ:

2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng

2.3.2.1. Địa điểm và thời gian thực hiện thí nghiệm

- Các thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành trong hai vụ Hè Thu 2012 và Đông

Xuân 2013 tại xã Đại Quang – huyện Đại Lộc (đại diện cho cùng trung du) và thị trấn Nam

Phước – huyện Duy Xuyên (đại diện cho vùng đồng bằng).

2.3.2.2. Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối hoàn chỉnh (CBD) với 3 lần nhắc lại, kích

thước mỗi ô thí nghiệm (5mx5m=25 m2) với 12 ô thí nghiệm (4 công thức x 3 lần nhắc lại)

nhằm đánh giá ảnh hưởng của chế độ tưới nước và mức phân bón đến phát thải CH4 và N2O.

Thí nghiệm được bố trí với 2 yếu tố:

Chế độ tưới (yếu tố chính): (1) tưới ngập nước thường xuyên (TN); (2) Tưới nước ướt khô

xen kẽ (TTK).

2 kiểu/chế độ bón phân (yếu tố phụ): (1) Bón theo mức bón phổ biến của nông dân (MB1):

120 N + 70 P2O5 + 60 K2O; (2) Bón theo khuyến cáo của Sở NN&PTNT (MB2): 10 tấn phân

chuồng + 100 N + 60 P2O5 + 80 K2O;

2.3.2.3. Lấy mẫu và phân tích khí CH4 và N2O

a. Phương pháp thu mẫu khí: Theo quy trình của IRRI và IPCC

b. Phương pháp phân tích khí: Phân tích khí CH4 và N2O bằng máy sắc khí (GC) -

SRI6810C với 2 đầu dẫn FID (phân tích CH4) và ECD (phân tích N2O) kết hợp máy vi tính.

2.3.3. Phương pháp mô hình hoá

2.3.3.1. Giới thiệu về mô hình DNDC

Mô hình DNDC 9.5 được sử dụng cho nghiên cứu này. Mô hình DNDC là mô hình

sinh địa hóa trong đất, cho phép dự báo lượng cacbon được giữ lại trong đất, hàm lượng

đạm bị mất, sự phát thải một số khí nhà kính như CO2, CH4, N2O từ các hệ sinh thái nông

nghiệp (Giltrap et al, 2010).

7

Mô hình DNDC có 2 chế độ chạy: theo điểm (site mode) và theo vùng (regional mode).

* Các dữ liệu đầu vào của mô hình: Các dữ liệu về khí tượng thủy văn (nhiệt độ,

lượng mưa, tốc độ gió, bức xạ mặt trời, độ ẩm); Các dữ liệu về canh tác (giống, thời gian

gieo cấy, thu hoạch, phân bón, tưới nước, quản lý mùa vụ, cỏ hại…); Các dữ liệu về đất đai

(pH, tỷ trọng, hàm lượng sét, hàm lượng OC, NO3-, NH4

+…).

* Các dữ liệu đầu ra của mô hình: Lượng phát thải khí CH4, N2O trên một đơn vị

diện tích canh tác lúa, nhiều chỉ số khác liên quan đến OC, Eh, độ ẩm đất…

2.3.3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình

Mô hình được kiểm chứng bằng cách so sánh kết quả ước lượng phát thải của mô

hình với kết quả phân tích mẫu khí lấy từ thí nghiệm đồng ruộng. Tiếp theo, các thông số và

biến số của mô hình được hiệu chỉnh (calibration) để kết quả tính toán của mô hình gần với

kết quả đo thực địa trong cùng điều kiện khí tựợng, đất đai, cây trồng và canh tác.

2.3.3.3. Đánh giá độ nhạy mô hình

Trong mỗi kịch bản, một thông số đầu vào tăng hoặc giảm so với giá trị thực tế,

trong khi các thông số còn lại không đổi (giữ nguyê ở giá trị nền). Cơ sở lựa chọn giá trị này

là khoảng thay đổi này đủ lớn để kết quả ước lượng ở kịch bản thực tế tạo ra sự khác biệt để

có thể so sánh được.

2.3.4. Hệ thống thông tin địa lý và phương pháp bản đồ

Phương pháp xây dựng bản đồ: - Phân tích chồng xếp và Hiển thị

2.3.5. Phương pháp kiểm soát độ không chắc chắn của mô hình

Trong nghiên cứu này, độ không chắc chắn này hạn chế bằng cách sử dụng phương

pháp MSF (Model Significant/Sensitive Factor): mô hình DNDC tính toán lượng CH4 và

lượng N2O phát thải hàng năm cho hai kịch bản: (1) phát thải tối thiểu và (2) phát thải tối

đa. Các kịch bản phát thải tối thiểu sử dụng giá trị OC, pH, tỷ trọng nhỏ nhất và giá trị của

hàm lượng sét cao nhất trong đất; trong khi kịch bản phát thải tối đa bao gồm các giá trị

SOC, pH và mật độ cao nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm lượng sét

2.3.6. Phương pháp xử lý thống kê

Số liệu điều tra và thí nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS (Statistical

Package for Social Science – Ver.19) và Statistic 9.0. Đồ thị được vẽ theo phần mềm Excel.

2.4. Đặc điểm tự nhiên và sản xuất lúa vùng nghiên cứu:

2.4.1. Đặc điểm về tự nhiên

2.4.1.1. Địa hình, địa mạo

Địa hình Quảng Nam đa dạng, có đầy đủ các dạng địa hình: đồi núi, vùng bán sơn địa

và đồng bằng ven biển.

2.4.1.2. Khí hậu và thủy văn

Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa khu vực Nam Trung bộ,

nóng ẩm, mưa nhiều và mưa theo mùa, chịu ảnh hưởng của mùa đông lạnh.

8

2.4.1.3. Tài nguyên đất

Quảng Nam có 10 nhóm đất chính: Nhóm đất đỏ vàng: chiếm 76,31% tổng diện tích

tự nhiên, còn lại là các nhóm khác (đất mùn vàng đỏ trên núi, Nhóm đất phù sa, Nhóm đất

cát, Đất dốc tụ; Nhóm đất xám bạc màu; Nhóm đất phèn…)

2.4.2. Đặc điểm hiện trạng sản xuất lúa

2.4.2.1. Đất sản xuất lúa:

Quảng Nam có tổng diện tích đất lúa là 56.409 ha, trong đó có 41.160 ha đất chuyên

lúa nước (lúa-lúa), 7.124 ha đất trồng lúa nương và 8.125 ha đất trồng lúa khác (lúa-cây

màu). Đất trồng lúa nước chiếm 87,46% tổng diện tích đất trồng lúa phân bố tập trung chủ

yếu ở các huyện đồng bằng, vùng trung du chủ động nước tưới

2.4.2.2. Đặc điểm về canh tác lúa ở Quảng Nam

a. Thời vụ: Từ năm 2001, Quảng Nam chuyển từ 3 vụ lúa sang 2 vụ lúa. Nng dân được

khuyến khích trồng các giống lúa ngắn hạn vào vụ hè thu với thời gian ngắn hơn 105 ngày

để thu hoạch vụ hè thu trước ngày 15 tháng 9 để tránh mùa lũ.

b. Phân bón: Các loại phân vô cơ được sử dụng phổ biến tại Quảng Nam là đạm urê, lân

super, DAP, KCl, và phân hỗn hợp NPK 5-10-3, 20-20-15, và 16-16-8.

c. Quản lý rơm rạ sau thu hoạch: Nông dân Quảng Nam hiện đang sử dụng rơm rạ sau thu

hoạch theo một số cách chính như sau: (1) đốt trên ruộng, (2) để tự phân hủy và cày vùi vào

đất và (3) dùng để chăn nuôi gia súc/độn chuồng, (4) sử dụng đun nấu, ủ phân compost,

hoặc trồng nấm.

d. Giống lúa: Các giống lúa được trồng phổ biến ở Quảng Nam là Xi23, Xiec13.2 (giống

dài ngày tăng trưởng), QN1, VL20, Nhi Uu 838, TBR1 (giống trung ngày) và HT1, Q5,

GL102, IR325 (giống ngắn ngày)...

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kiểm định khả năng áp dụng mô hình DNDC

3.1.1. Khả năng áp dụng mô hình DNDC ước lượng phát thải khí CH4

Khi áp dụng chế tưới ướt khô xen kẽ có tiềm năng giảm phát thải CH4 lớn hơn (15-

45%) nhưng làm tăng phát thải N2O (12-32%) so với biện pháp tưới ngập truyền thống.

Cường độ phát thải và tổng phát thải/vụ của CH4 và N2O ở vụ HT cao hơn ở vụ ĐX từ 9-

35%. Các công thức sử dụng mức phân bón khuyến cáo phát thải CH4 và N2O nhiều hơn

mức phân bón của nông dân từ 9-22%. Cường độ phát thải CH4 cao nhất thường xuất hiện

vào giai đoạn từ khi lúa đẻ nhánh tối đa đến kết thúc phân hóa đòng, khoảng 45-60 ngày sau

khi cấy, trong cường độ phát thải N2O khá biến động, trong khoảng thời gian kéo dài (từ 25-

85 ngày sau gieo).

Công thức áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm (234-460 kg CH4/ha/vụ) sẽ giúp giảm

15-45% (p<0,05) khí CH4 so với công thức áp dụng chế độ tưới ngập thường xuyên (234-

9

698 kgC/ha/vụ). Trong cùng một chế độ tưới, bón theo mức khuyến cáo tạo ra tổng lượng

phát thải cao hơn 9-18% (ở vụ ĐX) và 12-22% (ở vụ HT) so với mức bón theo nông dân.

Hệ số tương quan (R2) giữa giá trị CH4 ước lượng và đo đạc là khá cao (dao động

0,91-0,97 ở điểm 1 và 0,92-0,98 ở điểm 2). Đáng chú ý, hệ số tương quan của 2 nhóm số

liệu (ước lượng và đo đạc) của các công thức trong vụ đông xuân (0,91-0,97) thấp hơn vụ hè

thu (>0,97). Giá trị sai số tiêu chuẩn trung bình (RMSE) ở các công thức của hai điểm thí

nghiệm đều nhỏ (dao động từ 0,16-0,23) cho thấy độ chính xác của kết quả/giá trị ước lượng

so với kết quả quan trắc/đo đạc trên thực tế tương đối cao. Ngoài ra, hệ số hiệu quả/phù hợp

(EF) của mô hình trong ước lượng CH4 đạt khá cao, từ 0,78-0,85.

Bảng 3.3: Phân tích thống kê so sánh mức độ tương quan giữa giá trị phát thải CH4 ước

lượng bằng mô hình và đo đạc tại các điểm nghiên cứu

Vụ Điểm Công thức Số mẫu RMSE EF

Đông

Xuân

2012

Điểm 1

TN-MB1 13 0,199 0,861

TN-MB2 13 0,211 0,845

TTK-MB1 13 0,225 0,832

TTK-MB2 13 0,203 0,852

Điểm 2

TN-MB1 13 0,218 0,841

TN-MB2 13 0,219 0,841

TTK-MB1 13 0,230 0,828

TTK-MB2 13 0,202 0,853

Hè Thu

2012

Điểm 1

TN-MB1 12 0,181 0,889

TN-MB2 12 0,193 0,879

TTK-MB1 12 0,179 0,891

TTK-MB2 12 0,183 0,889

Điểm 2

TN-MB1 12 0,209 0,881

TN-MB2 12 0,219 0,843

TTK-MB1 12 0,190 0,885

TTK-MB2 12 0,196 0,880

3.1.2. Khả năng áp dụng mô hình DNDC ước lượng phát thải khí N2O

Các giá trị phát thải lớn nhất đo được ở các công thức áp dụng chế độ tưới ướt khô

xen kẽ (0,036 mgN2O/m2/giờ ở điểm 1 và 0,039 mgN2O/m

2/giờ ở điểm 2) cao hơn (có ý

nghĩa ở p<0,1) các công thức áp dụng chế độ tưới ngập (0,025 mgN2O/m2/giờ ở điểm 1 và

0,030 mgN2O/m2/giờ ở điểm 2). Lượng khí N2O thu được ở chế độ tưới ngập thường xuyên

luôn thấp nhất. Cường độ phát thải N2O ở cả hai chế độ tưới trong vụ hè thu cao hơn vụ

đông xuân. Giá trị trung bình dao động 0,014-0,024 mgN2O/m2/giờ ở vụ hè thu và 0,015-

0,018 mgN2O/m2/giờ ở vụ đông xuân. Cường độ phát thải khí N2O khá biến động và mạnh

nhất từ giai đoạn lúa đẻ nhánh rộ (30 ngày sau gieo) cho đến khi chắc xanh (80-85 ngày sau

10

gieo) thậm chí đến trước thu hoạch. Chính vì vậy, tổng lượng phát thải trong giai đoạn 25-

85 ngày sau gieo chiếm trên 80-90% tổng lượng phát thải N2O.

Bảng 3.7: Phân tích thống kê so sánh mức độ tương quan giữa giá trị phát thải N2O ước

lượng bằng mô hình và đo đạc tại các điểm nghiên cứu

Vụ Điểm Công thức Số mẫu RMSE EF

Đông

Xuân

2012

Điểm 1

TN-MB1 13 0,192 0,727

TN-MB2 13 0,189 0,712

TTK-MB1 13 0,201 0,760

TTK-MB2 13 0,198 0,745

Điểm 2

TN-MB1 13 0,215 0,812

TN-MB2 13 0,208 0,780

TTK-MB1 13 0,188 0,711

TTK-MB2 13 0,189 0,713

Hè Thu

2012

Điểm 1

TN-MB1 12 0,197 0,744

TN-MB2 12 0,206 0,789

TTK-MB1 12 0,203 0,768

TTK-MB2 12 0,211 0,783

Điểm 2

TN-MB1 12 0,208 0,786

TN-MB2 12 0,198 0,750

TTK-MB1 12 0,207 0,783

TTK-MB2 12 0,192 0,726

Sự tương quan chặt giữa giữa số liệu ước lượng và đo đạc ở cả hai điểm thí nghiệm

hệ số hồi quy tuyến tính R2 dao động từ 0,84-0,93 đối với chế độ tưới ngập và từ 0,86-0,92

đối với chế độ tưới tiết kiệm. Giá trị sai số tiêu chuẩn trung bình (RMSE) ở các công thức

của hai điểm thí nghiệm đều nhỏ (dao động từ 0,16-0,22) cho thấy độ chính xác của kết

quả/giá trị ước lượng so với kết quả quan trắc/đo đạc trên thực tế tương đối cao. Ngoài ra,

hệ số hiệu quả/phù hợp (EF) của mô hình trong ước lượng N2O tuy thấp hơn ước lượng CH4

nhưng vẫn đạt khá cao, từ 0,72-0,81. Như vậy, mặc dù vẫn còn tồn tại sự sai khác giữa kết

quả ước lượng và đo đạc ở một số trường hợp, nhưng thông số thống kê và phân tích cho

thấy rằng mô hình DNDC hoàn toàn phù hợp cho ước lượng N2O từ các hệ canh tác HCT có

lúa ở lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.

3.1.3. Đánh giá độ nhạy cảm của các yếu đầu vào đối với ước lượng phát thải CH4 và

N2O

Phân tích độ nhạy của mô hình là kiểm tra hiệu năng của mô hình khi các đầu vào khác

nhau được thay đổi, nhằm xác định các thông số đầu nhạy cảm nhất, mức độ ảnh hưởng đến

lượng phát thải dự đoán sẽ được sử dụng để định lượng và/hoặc giảm mức độ không chắc

chắn trong các dự đoán phát thải của mô hình, phát sinh từ sai số trong các tham số đầu vào

11

3.1.3.1. Độ nhạy cảm của các yếu đầu vào đối với ước lượng phát thải khí CH4

Hình 3.51: Đánh giá độ nhạy của các yếu tố đầu vào với ước lượng phát thải CH4

Nhiệt độ tăng và giảm từ 1 đến 2oC so với giá trị nền (năm 2011). Kết quả mô phỏng

chỉ ra rằng sự thay đổi lượng mưa không cho thấy sự thay đổi đáng kể đến phát thải CH4.

Hàm lượng SOC là yếu tố nhạy cảm thứ hai đối với sự phát thải CH4 do ảnh hưởng

của SOC đối với hàm lượng cacbon hữu cơ hòa tan trong đất (DOC) cũng như mật độ vi

khuẩn mêtan: Khi tăng hàm lượng SOC nền (1%) lên mức 1,6% đến 2,1% thì lượng phát

thải CH4 tăng lần lượt là 15 và 28%.

Trong số những biện pháp canh tác lúa, chế độ tưới, bón phân hữu cơ và tỷ lệ rơm rạ

cày vùi vào đất là ba hoạt động chủ yếu của con người có tác động đáng kể đến lượng khí

thải CH4 theo mùa. Kết quả chạy kiểm tra độ nhạy cho thấy phát thải CH4 đã giảm 20% và

35% khi số lần thoát nước trong giai đoạn giữa vụ tăng từ 1 đến 2 và 3 lần. Nhìn chung,

nhiệt độ, thành phần cơ giới, lượng SOC trong đất, chế độ quản lý nước, mức phân hữu cơ

(phân chuồng) là yếu tố chính tác động lớn đến phát thải CH4.

3.1.3.2. Độ nhạy cảm của các yếu đầu vào đối với ước lượng phát thải khí N2O

Khi lượng mưa tăng ở mức 10 và 20% sẽ làm giảm phát thải N2O ở mức 8 và 16 %

do lượng mưa tăng lên có xu hướng làm tăng thời gian của điều kiện đất kị khí và sau đó tỷ

lệ phản ứng khử nitơ càng lớn. Khi nhiệt độ tăng hay giảm mức 1 và 2oC thì lượng phát thải

N2O tăng hoạch giảm tương ứng 15%.

12

Hình 3.62: Đánh giá độ nhạy của các yếu tố đầu vào với ước lượng phát thải N2O

Hàm lượng SOC có tác động lớn nhất đến phát thải N2O. Tương tự như với phát thải

CH4, hàm lượng SOC là yếu tố rất nhạy cảm đối với sự phát thải N2O : Khi tăng hàm lượng

SOC ban đầu (1%) lên mức 1,6% đến 2,1% thì mức phát thải N2O tăng lần lượt là 12% và

25%. Tăng hoặc giảm lượng phân N vào đất mức 25% và 50% so với mức nền (120

kgN/ha) sẽ làm tăng hoặc giảm phát thải N2O ở mức tương ứng là 15% và 25%. Phát thải

N2O tăng 14%, 25% và 42% khi thoát nước 1, 2 và 3 lần giữa vụ. Sự thay đổi tỉ lệ rơm rạ để

lại trên ruộng (cày vùi vào đất) cho thấy ảnh hưởng ngược đến phát thải N2O dù ở mức

thấp: ở mỗi mức tăng 20% tỷ lệ rơm rạ cày vùi vào đất thì lượng N2O phát thải giảm trung

bình 8%. Nhìn chung, nhiệt độ, lượng SOC trong đất, chế độ quản lý nước, mức phân

khoáng N, phân hữu cơ là yếu tố chính tác động lớn đến phát thải N2O.

3.1.3.3. Hạn chế trong đánh giá độ nhạy mô hình DNDC

Mô hình DNDC đã được áp dụng cho nhiều nghiên cứu đánh giá lượng phát thải

CH4, N2O và các khí khác từ các hệ sinh thái nông nghiệp, ở nhiều khu vực khác nhau trên

thế giới. Tuy nhiên, việc áp dụng mô hình ở vùng nhiệt đới ẩm chưa nhiều và có tính hệ

thống. Kết quả đánh giá độ nhạy trong nghiên cứu này cho thấy mức độ phù hợp khi áp

dụng mô hình DNDC ước lượng phát thải KNK ở các hệ canh tác có lúa vùng nhiệt đới.

13

3.2. Ứng dụng mô hình DNDC trong ƣớc lƣợng phát thải CH4 và N2O quy mô vùng

3.2.1. Ước lượng phát thải CH4 và N2O quy mô vùng

3.2.1.1. Chế độ tưới và phát thải CH4 và N2O

Bảng 3.10: Mức phát thải CH4 ở các chế độ tưới khác nhau

Vụ Mức phát thải CH4 (kgC/ha)

TN 1RN 2RN 3RN (TTK)

ĐX 173 (±16,3) 139 (±12,6) 128 (±14,8) 112 (±11,3)

HT 218 (±23,6) 181 (±18,1) 163 (±18,2) 139 (±15,3)

ĐX-HT 451 (±53,8) 371 (±37,8) 337 (±25,9) 292 (±18,6)

Hệ canh tác lúa-lúa có mức phát thải CH4 cao nhất đạt mức 451 kgC/ha/năm ở chế độ

tưới ngập (TN). Mức phát thải giảm xuống còn 371, 337 và 292 kgC/ha/năm khi áp dụng

chế độ tưới 1 lần rút nước giữa vụ (1RN), 2 lần rút nước giữa vụ (2RN) và 3 lần rút nước

giữa vụ (3RN, hay tưới ướt khô xen kẽ đầy đủ-TTK). Như vậy, mức phát thải CH4 khi áp

dụng chế độ tưới 1RN giảm 17%, 2RN giảm 26%, 3RN giảm 42% so với TN.

Bảng 3.11: Mức phát thải N2O ở các chế độ tưới khác nhau

Vụ Mức phát thải N2O (kgN/ha)

TN 1RN 2RN 3RN (TTK)

ĐX 0,72 (±0,12) 0,80 (±0,12) 0,88 (±0,15) 1,09 (±0,18)

HT 0,95 (±0,12) 1,09 (±0,10) 1,19 (±0,14) 1,32 (±0,20)

ĐX-HT 2,61 (±0,32) 2,84 (±0,48) 3,07 (±0,59) 3,45 (±0,56)

Khác với phát thải CH4, hệ canh tác lúa-lúa có mức phát thải N2O thấp nhất đạt mức

2,16 kgN/ha/năm ở chế độ tưới ngập (TN) và tăng lên 2,84, 3,07, 3,45 kgN/ha/năm khi áp

dụng chế độ tưới 1RN, 2RN và 3RN. Như vậy, mức phát thải N2O khi áp dụng chế độ tưới

1RN tăng 8%, 2 lần RN tăng 17%, 3 lần RN tăng 32% so với tưới ngập. Cường độ phát thải

N2O trung bình trong vụ HT cao hơn vụ ĐX nhưng tỷ lệ tăng phát thải (giữa TN với các chế

độ tưới rút nước) của vụ ĐX lại cao hơn vụ HT.

3.2.1.2. Loại đất và phát thải CH4 và N2O

Kết quả chạy mô hình DNDC cho thấy, lượng phát thải CH4 của nhóm đất đất phù sa

(Fluvisols) dao động từ 87 đến 425 kg CH4/ha/năm (ở các theo chế độ tưới), thấp hơn lượng

phát thải CH4 từ nhóm đất xám (Acrisols), dao động từ 91-527 kgC/ha/năm.

Bảng 3.12: Mức phát thải CH4 của các nhóm đất lúa khác nhau

Vụ

Loại đất

Chế độ tưới

TN 1RN 2RN 3RN

ĐX Areni- Stagnic

Acrisol

148 (±16,3) 124 (±17,4) 112 (±15,2) 91 (±9,5)

HT 177 (±17,2) 144 (±13,6) 135 (±17,1) 117 (±12,6)

ĐX-HT 349 (±43,4) 282 (±34,2) 261 (±34,0) 224 (±26,2)

ĐX Hyperdystri-

Arenic

Acrisol

176 (±18,9) 125 (±13,4) 126 (±18,0) 111 (±11,6)

HT 221 (±27,5) 185 (±20,5) 165 (±20,1) 142 (±16,3)

ĐX-HT 527 (±87,6) 425 (±67,8) 387 (±65,8) 329 (±45,8)

14

ĐX Dystri- Arenic

Fluvisol

154 (±13,5) 128 (±10,9) 116 (±11,2) 101 (±12,8)

HT 202 (±18,4) 156 (±11,7) 156 (±15,3) 123 (±12,9)

ĐX-HT 425 (±67,2) 348 (±54,1) 316 (±45,9) 269 (±37,9)

ĐX Eutri- Arenic

Fluvisol

172 (±15,6) 134 (±14,2) 118 (±9,2) 110 (±17,0)

HT 204 (±19,0) 166 (±16,3) 154 (±12,3) 129 (±17,7)

ĐX-HT 468 (±66,8) 380 (±62,9) 346 (±53,1) 292 (±25,7)

ĐX Areni- Dystric

Fluvisol

180 (±17,1) 148 (±9,9) 126 (±11,6) 104 (±9,2)

HT 248 (±32,4) 203 (±31,2) 179 (±24,7) 144 (±12,5)

ĐX-HT 408 (±63,6) 339 (±59,3) 297 (±59,1) 265 (±41,7)

ĐX Stagni-

Dystric

Fluvisol

176 (±20,7) 136 (±12,3) 124 (±10,6) 109 (±13,2)

HT 218 (±25,8) 181 (±18,6) 163 (±12,5) 132 (±16,3)

ĐX-HT 431 (±58,9) 352 (±62,1) 320 (±43,7) 271 (±26,5)

ĐX Areni-

Thionic

Fluvisol

135 (±16,2) 110 (±10,7) 101 (±11,8) 87 (±9,8)

HT 169 (±20,3) 143 (±11,3) 126 (±15,2) 107 (±11,8)

ĐX-HT 376 (±45,5) 312 (±56,8) 275 (±37,2) 227 (±23,6)

Trong nhóm đất xám, loại đất Areni-Stagnic Acrisol phát thải thấp hơn nhóm

Hyperdystri- Arenic Acrisol trong cả vụ ĐX (dao động từ 91-148 kg CH4C/ha so với 111-

176 kg CH4/ha) và HT (dao động từ 117-177 kg CH4/ha so với 142-221 kg CH4/ha) và trong

hai vụ (dao động từ 224-349 kg CH4/ha/năm so với 329-527 kg CH4/ha/năm) ở các chế độ

tưới khác nhau. Trong nhóm đất phù sa, loại đất Dystri- Arenic Fluvisol có lượng phát thải

CH4 cao nhất (dao động từ 329 kg CH4/ha/năm đến 527 kg CH4/ha/năm) và loại đất Areni-

Thionic Fluvisol có lượng phát thải CH4 thấp nhất (dao động từ 227 kg CH4/ha/năm đến 376

kg CH4/ha/năm).

Tương tự như phát thải CH4, mức phát thải N2O khá biến động ở các nhóm và loại

đất khác nhau. Kết quả ước lượng từ mô hình DNDC cho thấy, lượng phát thải N2O của

nhóm đất đất phù sa (Fluvisols) dao động từ 2,36 đến 4,18 kg N2O/ha/năm (ở các chế độ

tưới khác nhau), cao hơn lượng phát thải CH4 từ nhóm đất xám (Acrisols), dao động từ

2,32-3,47 kg N2O/ha/năm (ở các chế độ tưới khác nhau).

Bảng 3.13: Mức phát thải N2O của các nhóm đất lúa khác nhau

Vụ

Loại đất

Chế độ tưới

TN 1RN 2RN 3RN

ĐX Areni- Stagnic

Acrisol

0,77 (±0,11) 0,84 (±0,13) 0,94 (±0,16) 1,09 (±0,18)

HT 1,07 (±0,25) 1,17 (±0,27) 1,31 (±0,35) 1,49 (±0,26)

ĐX-HT 3,04 (±0,75) 3,21 (±0,81) 3,37 (±1,02) 3,47 (±1,06)

ĐX Hyperdystri- Arenic

Acrisol

0,63 (±0,11) 0,70 (±0,07) 0,75 (±0,16) 1,07 (±0,20)

HT 0,79 (±0,13) 0,91 (±0,16) 1,00 (±0,21) 1,27 (±0,19)

ĐX-HT 2,32 (±0,72) 2,57 (±0,63) 2,73 (±0,81) 3,29 (±0,98)

ĐX Dystri- Arenic

Fluvisol

0,55 (±0,09) 0,65 (±0,07) 0,70 (±0,13) 0,95 (±0,15)

HT 0,87 (±0,13) 0,98 (±0,09) 1,02 (±0,18) 1,51 (±0,27)

ĐX-HT 2,54 (±0,81) 2,62 (±0,78) 2,79 (±0,53) 3,78 (±1,06)

ĐX Eutri- Arenic

Fluvisol

0,72 (±0,14) 0,77 (±0,09) 0,83 (±0,08) 1,22 (±0,11)

HT 1,16 (±0,23) 1,30 (±0,15) 1,41 (±0,13) 2,05 (±0,18)

ĐX-HT 2,58 (±0,67) 2,71 (±0,83) 2,96 (±0,67) 4,04 (±1,11)

15

ĐX Areni- Dystric

Fluvisol

0,68 (±0,09) 0,77 (±0,09) 0,84 (±0,11) 1,14 (±0,16)

HT 0,86 (±0,11) 0,97 (±0,11) 0,99 (±0,18) 1,50 (±0,20)

ĐX-HT 2,36 (±0,59) 2,68 (±0,76) 2,81 (±0,79) 3,89 (±1,02)

ĐX Stagni- Dystric

Fluvisol

0,66 (±0,08) 0,75 (±0,08) 0,79 (±0,09) 1,12 (±0,17)

HT 0,78 (±0,07) 0,85 (±0,08) 0,92 (±0,09) 1,36 (±0,19)

ĐX-HT 2,52 (±0,63) 2,81 (±0,81) 2,97 (±0,81) 3,68 (±0,86)

ĐX Areni- Thionic

Fluvisol

0,76 (±0,08) 0,85 (±0,11) 0,92 (±0,11) 1,17 (±0,09)

HT 1,00 (±0,09) 1,19 (±0,16) 1,26 (±0,16) 1,54 (±0,27)

ĐX-HT 2,41 (±0,68) 2,73 (±0,86) 2,95 (±1,01) 4,18 (±0,98)

Trong nhóm đất xám, loại đất Areni-Stagnic Acrisol phát thải N2O cao hơn nhóm

Hyperdystri- Arenic Acrisol trong cả vụ ĐX (dao động từ 0,77-1,07 kg N2O/ha so với 0,63-

1,07 kg N2O/ha), HT (dao động từ 1,07-1,49 kg N2O/ha so với 0,79-1,27 kg N2O/ha) và

trong hai vụ (dao động từ 3,04-3,47 kg N2O/ha so với 2,32-3,29 kg N2O/ha) ở các chế độ

tưới khác nhau. Trong nhóm đất phù sa, loại đất Eutri- Arenic Fluvisol và Areni- Thionic

Fluvisol có lượng phát thải N2O cao nhất (dao động từ 2,4 kg N2O/ha/năm đến 4,1

kgN/ha/năm). Các loại đất phù sa khác có lượng phát thải N2O dao động từ 2,5kg

N2O/ha/năm đến 3,9 kg N2O/ha/năm.

Xét theo khía cạnh thời vụ trồng, tất cả các nhóm/loại đất canh tác lúa trong nghiên

cứu này đều có lượng N2O phát thải (ước lượng bằng mô hình) trong vụ HT cao hơn vụ ĐX

có ý nghĩa về thống kê. Xu hướng này tương tự như kết quả thực nghiệm trên đồng ruộng.

3.2.2. Bản đồ cường độ phát thải CH4 và N2O

4 kịch bản về phương thức tưới như sau:

(1) Kịch bản nền (đối chứng-TN): Chế độ tưới ngập toàn bộ thời gian canh tác (10 ngày sau

gieo cho đến 85-90 ngày sau gieo).

(2) Kịch bản 1 (1RN): Chế độ tưới: áp dụng 1 lần rút nước giữa vụ vào giai đoạn lúa đẻ

nhánh (25-35 ngày sau gieo).

(3) Kịch bản 2 (2RN): Chế độ tưới: áp dụng 2 lần rút nước giữa vụ vào giai đoạn lúa đẻ

nhánh (27-35 ngày sau gieo) và sau đón đòng (50-57 ngày sau gieo).

(4) Kịch bản 3 (3RN): Chế độ tưới: áp dụng 3 lần rút nước giữa vụ vào giai đoạn lúa đẻ

nhánh (27-35 ngày sau gieo), sau bón đón đòng (50-57 ngày sau gieo) và ngậm sữa-vào

chắc (72-80 ngày sau gieo).

3.3.2.1. Bản đồ cường độ phát thải CH4

16

(a) TN (b) 1RN

(c) 2RN (d) 3RN

Hình 3.7 (a, b, c, d)3: Bản đồ phát thải CH4 trong đất lúa ở các chế độ tưới khác nhau

Ở chế độ TN, mức phát thải CH4 dao động trong khoảng 126 – 558 kg CH4/ha/năm.

Khu vực trồng lúa phía Tây (thuộc huyện trung du) có mức phát thải CH4 cao, chủ yếu ở

mức 200-300 và 300-400 kg CH4/ha/năm, chiếm 35% diện tích. Vùng lúa ven biển (phía

đông các huyện đồng bằng), mức phát thải CH4 thấp hơn chủ yếu ở mức 100 – 200 kg

CH4/ha/năm và <100 kg CH4/ha/năm, chiếm 65% diện tích. Mức phát thải trung bình của

toàn vực là 265 kg CH4/ha, cao hơn giá trị phát thải mặc định là 200 kg CH4/ha/mùa (Tier 1)

đề xuất bởi IPCC (IPCC, 2001).

Mức phát thải CH4 ở kịch bản 1RN của toàn lưu vực dao động trung bình là 215 kg

CH4/ha, tương đương giá trị phát thải mặc định của IPCC theo Tier 1. Khu vực có mức phát

thải CH4 là 200-300 và 300-400 kg CH4/ha/năm chỉ chiếm 22% diện tích đất đất lúa. Phần

diện tích còn lại có mức phát thải 100 – 200 kgC/ha/năm và <100 kg CH4/ha/năm. Mức phát

thải CH4 ở kịch bản 2RN và 3 RN dao động từ 82-423 kg CH4/ha/năm, trung bình lần lượt

là 194 và 165 kg CH4/ha, thấp hơn giá trị phát thải mặc định của IPCC theo Tier 1 và thấp

nhất trong các kịch bản. Trên 90% diện tích có mức phát thải CH4 từ 100 – 200 kg

CH4/ha/năm và <100 kg CH4/ha/năm.

17

3.3.2.2. Bản đồ cường độ phát thải N2O

(a) TN (b) 1RN

(c) 2RN (d) 3RN

Hình 3.8 (a, b, c, d): Bản đồ phát thải N2O trong đất lúa ở chế độ tưới khác nhau.

Ở kịch bản nền chế độ TN, mức phát thải N2O dao động trong khoảng 0,52 – 3,11

kgN/ha/năm, mức phát thải trung bình của toàn vực là 1,38 kg N2O/ha. Khu vực trồng lúa

phía Tây có mức phát thải N2O cao hơn, chủ yếu ở mức 1,0-1,5 kg N2O/ha/năm, chiếm 61%

diện tích. Vùng lúa gần biển (phía đông các huyện đồng bằng), mức phát thải N2O thấp hơn

chủ yếu ở mức 0,5-1,0 kg N2O/ha/năm và <0,5 kg N2O/ha/năm, chiếm 39% diện tích.

Mức phát thải N2O ở kịch bản 1RN của toàn lưu vực dao động từ 0,57-3,29 kg

N2O/ha/năm, trung bình là 1,53 kg N2O/ha. Mức phát thải N2O ở kịch bản 2RN và 3 RN

dao động từ 0,6-4,39 kg N2O/ha/năm, trung bình lần lượt là 1,63 và 2,13 kg N2O/ha, cao

nhất trong các kịch bản.

3.2.3. Bản đồ tổng lượng phát thải CH4, N2O và GWP

3.2.3.1. Bản đồ tổng lượng phát thải CH4

Bảng 3.14: Tổng lượng phát thải khí CH4 từ canh tác lúa

Huyện Diện

tích đất

lúa (ha)

Tổng phát thải khí CH4

(1000 tấn CH4/năm)

Lượng phát thải CH4 thay đổi

do thay đổi chế độ tưới

TN 1RN (1000 (1000 tấn

18

Mina Max

b Min

a Max

b tấnC/năm) CO2tđ /năm)

Hòa Vang 5400 0,77 3,01 0,64 2,39 -0,251 -6,28

Tam Kỳ 2260 0,32 1,26 0,27 1,00 -0,105 -2,63

Hội An 827 0,12 0,46 0,10 0,37 -0,038 -0,95

Điện Bàn 11539 1,65 6,44 1,37 5,11 -0,537 -13,43

Duy Xuyen 7718 1,10 4,31 0,91 3,42 -0,359 -8,98

Thăng Bình 14714 2,10 8,21 1,74 6,52 -0,684 -17,10

Quế Sơn 7660 1,10 4,27 0,91 3,39 -0,356 -8,90

Đại Lộc 8974 1,28 5,01 1,06 3,98 -0,417 -10,43

Phú Ninh 6641 0,95 3,71 0,79 2,94 -0,309 -7,73

Núi Thành 7445 1,06 4,15 0,88 3,30 -0,346 -8,65

Hiệp Đức 2232 0,32 1,25 0,26 0,99 -0,104 -2,60

Tiên Phước 3875 0,55 2,16 0,46 1,72 -0,180 -4,50

Nông Sơn 2109 0,30 1,18 0,25 0,93 -0,098 -2,45

Đông Giang 1783 0,25 0,99 0,21 0,79 -0,083 -2,08

Tây Giang 1945 0,28 1,09 0,23 0,86 -0,090 -2,25

Nam Giang 2503 0,36 1,40 0,30 1,11 -0,116 -2,90

Phước Sơn 1297 0,19 0,72 0,15 0,57 -0,060 -1,50

Nam Trà Mi 1491 0,21 0,83 0,18 0,66 -0,069 -1,73

Bắc Trà Mi 2077 0,30 1,16 0,25 0,92 -0,097 -2,43

Tổng cộng -4,301 -107,53

Kết quả về tổng lượng phát thải khí CH4 từ canh tác lúa ở các huyện trình bày

trong bảng 3.14 cho thấy: cho hệ thống canh tác lúa nước ở đây. Khi chuyển sang chế độ

tưới rút nước giữa vụ, tổng lượng phát thải khí CH4 toàn lưu vực sẽ giảm hơn 4.300 tấn

CH4/năm (tương đương 107.530 tấn CO2tđ/năm tương đương), mang lai lợi ích về môi

trường rất lớn.

(a) CH4-TN (b) CH4-1RN

Hình 3.9 (a, b): Bản đồ tổng mức phát thải CH4 dưới hai chế độ tưới

Khu vực có lượng phát thải khí CH4 từ canh tác lúa lớn là các huyện Điện Bàn, Duy

Xuyên, Thăng Bình, Đại Lộc, Phú Ninh (có giá trị trung bình của tổng lượng phát thải CH4

từ canh tác lúa > 2,000 tấn CH4/năm), nơi diện tích đất lúa lớn và đất lúa có hàm lượng SOC

19

khá cao; và phát thải ít ở các huyện miền núi phía tây Quảng Nam (Đông Giang, Tây Giang,

Bắc Trà Mi, Nam Trà Mi, Huyện Nông Son - có giá trị trung bình của tổng lượng phát thải

CH4 từ canh tác lúa < 500 tấn CH4/năm) với diện tích đất lúa nước rất ít.

3.2.3.2. Bản đồ tổng lượng phát thải N2O

Bảng 3.15: Tổng lượng phát thải khí N2O từ canh tác lúa

Huyện Diện

tích lúa

(ha)

Tổng phát thải N2O

(1000 tấnN/năm)

Lượng phát thải N2O thay đổi

do thay đổi chế độ tưới

TN 1RN (1000

tấnN/năm)

(1000 tấn

CO2tđ /năm) Mina Max

b Min

a Max

b

Hòa Vang 5400 0,0032 0,0168 0,0039 0,0178 0,0013 0,387

Tam Kỳ 2260 0,0013 0,0070 0,0016 0,0074 0,0006 0,179

Hội An 827 0,0005 0,0026 0,0006 0,0027 0,0002 0,060

Điện Bàn 11539 0,0069 0,0358 0,0084 0,0379 0,0028 0,834

Duy Xuyen 7718 0,0046 0,0240 0,0056 0,0254 0,0019 0,566

Thăng Bình 14714 0,0087 0,0457 0,0107 0,0484 0,0036 1,073

Quế Sơn 7660 0,0045 0,0238 0,0056 0,0252 0,0019 0,566

Đại Lộc 8974 0,0053 0,0279 0,0065 0,0295 0,0022 0,656

Phú Ninh 6641 0,0039 0,0206 0,0048 0,0218 0,0016 0,477

Núi Thành 7445 0,0044 0,0231 0,0054 0,0245 0,0018 0,536

Hiệp Đức 2232 0,0013 0,0069 0,0016 0,0073 0,0005 0,149

Tiên Phước 3875 0,0023 0,0120 0,0028 0,0127 0,0010 0,298

Nông Sơn 2109 0,0013 0,0066 0,0015 0,0069 0,0005 0,149

Đông Giang 1783 0,0011 0,0055 0,0013 0,0059 0,0004 0,119

Tây Giang 1945 0,0012 0,0060 0,0014 0,0064 0,0005 0,149

Nam Giang 2503 0,0015 0,0078 0,0018 0,0082 0,0006 0,179

Phước Sơn 1297 0,0008 0,0040 0,0009 0,0043 0,0003 0,089

Nam Trà Mi 1491 0,0009 0,0046 0,0011 0,0049 0,0004 0,119

Bắc Trà Mi 2077 0,0012 0,0065 0,0015 0,0068 0,0005 0,149

Tổng cộng 0,0228 6,735

Giá trị trung bình của tổng lượng phát thải N2O từ canh tác lúa ở lưu vực sông VG-

TB là 182,8 tấn N/năm ở chế độ tưới ngập truyền thống, và 205,5 tấn N/năm nếu áp dụng

rút nước ít nhất 1 lần giữa vụ. Khi chuyển sang chế độ rút nước 1 lần, tổng lượng phát thải

khí N2O toàn lưu vực sẽ tăng thêm hơn 22,8 tấn N2O/năm (tương đương 6.735 tấn

CO2e/năm tương đương). Khu vực có lượng phát thải khí N2O từ canh tác lúa lớn là các

huyện Điện Bàn, Duy Xuyên, Thăng Bình, Đại Lộc, Phú Ninh nơi diện tích đất lúa lớn và

đất lúa có hàm lượng SOC khá cao; và phát thải ít ở các huyện miền núi phía tây Quảng

Nam (Đông Giang, Tây Giang, Bắc Trà Mi, Nam Trà Mi, Huyện Nông Son) với diện tích

đất lúa nước rất ít.

20

(a) N2O-TN (b) N2O-1RN

Hình 3.10 (a, b): Bản đồ tổng mức phát thải N2O dưới hai chế độ tưới

3.2.3.3. Bản đồ tổng lượng GWP

Ở chế độ tưới ngập truyền thống, giá trị trung bình của GWP từ canh tác lúa của toàn

lưu vực sông VG-TB là 613.00 tấn CO2tđ/năm, và giảm còn 521.000 CO2tđ/năm nếu áp

dụng rút nước ít nhất 1 lần giữa vụ. Khi chuyển sang rút nước giữa vụ, tổng lượng CO2e

quy đổi trên toàn lưu vực sẽ giảm hơn hơn 92.000 tấn CO2tđ/năm. Như vậy, mặc dù áp dụng

tưới rút nước giữa vụ làm tăng 12% lượng N2O phát thải/năm nhưng do lượng N2O phát

thải rất nhỏ (228 tấn N2O/năm, hay 6735 tấn CO2tđ) nên không làm ảnh hưởng nhiều đến

mức giảm GWP do lượng phát thải CH4 giảm (do rút nước) mang lại. Như vậy, nếu áp dụng

chế độ tưới rút nước 1 lần, GWP chung toàn lưu vực sẽ giảm gần 100.000 tấn CO2tđ, tương

đương giảm được 1,5 tấn CO2tđ/ha đất lúa.

Bảng 3.161: Tổng lượng GWP từ canh tác lúa ở Quảng Nam

Huyện Diện tích

đất lúa

(ha)

Tổng GWP

(1000 tấn CO2e/năm)

Lượng phát thải

thay đổi do thay đổi

chế độ tưới

TN 1RN (1000 tấn CO2tđ

/năm) Mina Max

b Min

a Max

b

Hòa Vang 5400 18,7 74,3 15,9 60,3 -5,38

Tam Kỳ 2260 7,8 31,1 6,6 25,2 -2,25

Hội An 827 2,9 11,4 2,4 9,2 -0,82

Điện Bàn 11539 40,0 158,7 33,9 128,8 -11,50

Duy Xuyen 7718 26,7 106,1 22,7 86,2 -7,69

Thăng Bình 14714 51,0 202,4 43,2 164,3 -14,67

Quế Sơn 7660 26,5 105,4 22,5 85,5 -7,63

Đại Lộc 8974 31,1 123,4 26,4 100,2 -8,94

Phú Ninh 6641 23,0 91,3 19,5 74,1 -6,62

Núi Thành 7445 25,8 102,4 21,9 83,1 -7,42

Hiệp Đức 2232 7,7 30,7 6,6 24,9 -2,22

Tiên Phước 3875 13,4 53,3 11,4 43,3 -3,86

21

Nông Sơn 2109 7,3 29,0 6,2 23,5 -2,10

Đông Giang 1783 6,2 24,5 5,2 19,9 -1,78

Tây Giang 1945 6,7 26,8 5,7 21,7 -1,94

Nam Giang 2503 8,7 34,4 7,4 27,9 -2,49

Phước Sơn 1297 4,5 17,8 3,8 14,5 -1,29

Nam Trà Mi 1491 5,2 20,5 4,4 16,6 -1,49

Bắc Trà Mi 2077 7,2 28,6 6,1 23,2 -2,07

Tổng cộng -92,18

Các nghiên cứu trước đây của Li và cộng sự (2004). Pathak và cs (2005), Sander và

cs (2014) tiến hành tại các vùng trồng lúa nước ở Trung Quốc, Ấn Độ và Philipin cũng có

kết quả tương tự như nghiên cứu này: rằng áp dụng biện pháp thoát nước giữa vụ làm giảm

đáng kể phát thải CH4 nhưng tăng phát thải N2O; tuy nhiên, tổng CO2tđ (GWP) vẫn giảm

đáng kể do mức CO2tđ tăng nên từ mức tăng phát thải N2O chiếm 10-45% tổng lượng

CO2tđ có được từ mức giảm lượng khí thải CH4.

(a) GWP-TN (b) GWP-1RN

Hình 3.11 (a, b): Bản đồ tổng GWP dưới hai chế độ tưới

3.3. Đề xuất hệ số phát thải trong tính toán kiểm kê KNKvà lộ trình áp dụng chế độ

tƣới tiết kiệm cho vùng nghiên cứu

3.3.1. Đề xuất hệ số phát thải trong kiểm kê KNK theo Tier 2 cho vùng nghiên cứu

Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm và mô hình, tác giả đề xuất về hệ số phát thải

CH4 sử dụng cho tính toán kiểm kê KNK theo Tier 2 đối với vùng nghiên cứu như sau:

Bảng 3.18: Hệ số phát thải CH4 (EFi) trong canh tác lúa ngập nước liên tục (không bón

phân hữu cơ)

Giá trị

Hệ số phát thải CH4 (EFi) (kg CH4/ha/ngày)

Giá trị mặc định

theo IPCC*

Giá trị đề xuất cho vùng nghiên cứu

Khoảng giá trị 0,8-2,2 0,6-5,3

Trung bình 1,3 1,8 (vùng trung du); 3,3 (vùng đồng bằng)

[*: Theo Hướng dẫn kiểm kê KNK; IPCC, 2006]

22

SFw (hệ số tỷ lệ với các chế độ tưới khác nhau liên quan đến canh tác lúa có tưới):

Bảng 3.19: Hệ số tỷ lệ cho các chế độ tưới khác nhau (SFw) trong canh tác lúa ngập nước

Chế độ tưới

Hệ số tỷ lệ (SFw)

Giá trị mặc định theo IPCC* Giá trị đề xuất cho vùng nghiên

cứu

Ngập nước TN 1,0 1,0*

Ngập nước gián đoạn -

cạn nước một lần

0,60

(0,46-0,80)

0,66 (vùng trung du);

0,58 (vùng đồng bằng)

Ngập nước gián đoạn

cạn nước nhiều lần 0,52 (0,41-0,66)

0,56 (vùng trung du);

0,47 (vùng đồng bằng)

[*: Theo Hướng dẫn kiểm kê KNK; IPCC,2006]

SFo (hệ số tỷ lệ liên quan đến dạng và lượng hữu cơ được bổ sung vào đất): Do phân

hữu cơ gần như không còn được sử dụng tại vùng nghiên cứu nên hệ số tỷ lệ cho vùng được

đề xuất là 1 (như theo Hướng dẫn kiểm kê KNK 2006 của IPPC).

SFs (hệ số tỷ lệ cho các loại đất). Do không có số liệu về hệ số tỷ lệ cho các loại đất

nên hệ số này không được sử dụng.

3.3.2. Đề xuất lộ trình áp dụng chế độ tƣới tiết kiệm cho vùng nghiên cứu

Dựa vào thực tiễn sản xuất và điều kiện sản xuất lúa tại vùng nghiên cứu, đồng thời

dựa vào tỷ lệ giảm phát thải CO2tđ (25%) khi chuyển từ chế độ tưới ngập sang rút nước 1

lần/vụ, tác giả xây dựng kịch bản giả định/đề xuất áp dụng chế độ tưới tiết kiệm (1RN) cho

vùng nghiên cứu như sau:

- Tỷ lệ diện tích áp dụng tưới 1RN theo kịch bản hành động thông thường (Business-

as-Usual - BAU): 1%/năm.

- Tỷ lệ diện tích áp dụng tưới 1RN theo kịch bản hành động giảm thiểu chủ động

(Active Promotion - AP): 10%/năm

- Đơn vị diện tích cơ sở của kịch bản: 100 ha.

(a1) Kịch bản BAU – năm thứ 1 (b1) Kịch bản AP – năm thứ 1

23

(a2) Kịch bản BAU – năm thứ 3 (b2) Kịch bản AP – năm thứ 3

(a3) Kịch bản BAU – năm thứ 5 (b3) Kịch bản AP – năm thứ 5

Hình 3.12: Biểu đồ lộ trình đề xuất áp dụng chế độ tưới tiết kiệm 1RN cho vùng nghiên cứu

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

- Khi áp dụng chế tưới ướt khô xen kẽ có tiềm năng giảm phát thải CH4 lớn hơn (15-

45%) nhưng làm tăng phát thải N2O (12-32%) so với biện pháp TN. Cường độ phát thải và

tổng phát thải/vụ của CH4 và N2O ở vụ HT cao hơn ở vụ ĐX từ 9-35%. Các công thức bón

theo khuyến cáo phát thải CH4 và N2O nhiều hơn mức phân bón của nông dân từ 9-15%.

Cường độ phát thải CH4 cao nhất xuất hiện vào giai đoạn lúa đẻ nhánh tối đa đến phân hóa

đòng, khoảng 45-60 ngày sau gieo; cường độ phát thải N2O khá biến động, trong khoảng

thời gian kéo dài (từ 25-85 ngày sau gieo).

- Mô hình DNDC được hiệu chỉnh và kiểm định phù hợp cho ước lượng phát thải

CH4 và N2O ở hệ canh tác 2 lúa lưu vực sông VG-TB với chỉ số RMSE đạt trên 0,8 và chỉ

số EF của mô hình > 0,70. Phân tích độ nhạy mô hình cho thấy nhiệt độ, thành phần cơ giới,

hàm lượng SOC, chế độ tưới, mức phân hữu cơ (phân chuồng) là yếu tố chính tác động lớn

đến phát thải CH4; và nhiệt độ, lượng SOC, chế độ tưới, mức phân khoáng N, phân hữu cơ

là yếu tố chính tác động đến phát thải N2O.

- Xét trên quy mô vùng, hệ canh tác lúa-lúa có mức phát thải CH4 ước lượng đạt mức

451 kgC/ha/năm ở chế độ TN và giảm 17-42% khi áp dụng chế độ tưới RN (từ 1-3 lần rút

nước giữa vụ). Tuy nhiên, mức phát thải N2O khi áp dụng tưới RN tăng 8%-32% (theo số

lần rút nước) so với tưới ngập. Lượng phát thải vụ HT cao hơn vụ ĐX từ 6-16%. Nhóm đất

24

phù sa phát thải nhiều N2O so với đất xám, trong khi nhóm đất xám phát thải nhiều CH4 hơn

nhóm đất phù sa.

- Chuyển đổi quản lý nước từ TN sang tưới RN giúp giảm phát thải CH4 ở tất cả các

huyện trong lưu vực. Giá trị trung bình của tổng lượng phát thải CH4 từ canh tác lúa ở lưu

vực sông VG-TB là 24.310 tấn CH4/năm ở chế độ tưới ngập TN, và 20.010 tấn CH4/năm

nếu áp dụng RN ít nhất 1 lần giữa vụ. Khu vực có lượng phát thải khí CH4 lớn là các huyện

Điện Bàn, Duy Xuyên, Thăng Bình, Đại Lộc, Phú Ninh (tổng lượng phát thải CH4 trung

bình > 2,000 tấn CH4/năm).

- Khi chuyển sang chế độ tưới 1RN, tổng lượng phát thải khí CH4 toàn lưu vực sẽ

giảm hơn 4.300 tấn CH4/năm (tương đương 107.530 tấn CO2tđ/năm tương đương), trong

khi tổng lượng phát thải khí N2O sẽ tăng thêm hơn 22,8 tấn N2O/năm (tương đương 6.735

tấn CO2tđ/năm). Khu vực có lượng phát thải CH4 và N2O từ canh tác lúa lớn là các huyện

Điện Bàn, Duy Xuyên, Thăng Bình, Đại Lộc, Phú Ninh.

- Áp dụng tưới 1RN làm tăng 12% lượng N2O phát thải/năm nhưng do lượng N2O

phát thải rất nhỏ (228 tấn N2O/năm, hay 6735 tấn CO2tđ quy đổi) nên không làm ảnh hưởng

đến tổng mức giảm phát thải CO2e (GWP) do lượng phát thải CH4 giảm (do rút nước) mang

lại. Nếu áp dụng chế độ tưới 1RN, GWP chung toàn lưu vực sẽ giảm gần 100.000 tấn

CO2tđ, tương đương giảm 1,5 tấn CO2tđ/ha đất lúa.

- Đề xuất hệ số phát thải CH4 sử dụng trong kiểm kê KNK vùng nghiên cứu (theo

Tier 2 của IPCC): 1,8 kg CH4/ha/ngày (vùng trung du) và 3,3 kg CH4/ha/ngày (vùng đồng

bằng); Hệ số tỷ lệ cho các chế độ tưới tiêu khác nhau (SFw): 0,66 (vùng trung du) và 0,58

(vùng đồng bằng) đối với chế độ cạn/rút nước 1 lần; 0,56 (vùng trung du) và 0,47 (vùng

đồng bằng) đối với chế độ cạn/rút nước nhiều lần.

Kiến nghị

- Cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố kỹ thuật canh

tác lúa trong quá trình làm đất, bón phân ... đến phát thải KNK trên các loại đất và vùng sinh

thái khác nhau để có đầy đủ cơ sở khoa học và thực tế cho việc đánh giá và tìm giải pháp

giảm thiểu phát thải CH4 từ canh tác lúa.

- Dù đây chỉ là nghiên cứu bước đầu ứng dụng mô hình DNDC, tuy nhiên qua kết

quả hiệu chỉnh và tính toán phát thải bằng mô hình DNDC đảm bảo độ tin cậy để có thể áp

dụng mô hình DNDC để kiểm kê phát thải KNK cho các vùng canh tác lúa tương tự ở vùng

duyên hải Nam Trung Bộ và trên cả nước.

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

Ngo Duc Minh, Mai Van Trinh, Reiner Wassmann, Tran Dang Hoa, Nguyen Manh Khai

(2014), “Farmer’s Perception and Farming Practices in Rice Production under Changing

Climate: Case Study in Quang Nam Province”, VNU Journal of Science: Earth and

Environmental Sciences (2014), 30 (4), 25-40.

Ngo Duc Minh, Mai Van Trinh, Reiner Wassmann, Bjorn Ole Sander, Tran Dang Hoa,

Nguyen Le Trang, Nguyen Manh Khai (2015), “Simulation of Methane Emission from Rice

Paddy Fields in Vu Gia-Thu Bon River Basin of Vietnam with the DNDC Model: Field

Validation and Sensitivity Analysis”, VNU Journal of Science: Earth and Environmental

Sciences (2015), 31 (1), 36-48.

Ngo Duc Minh, Mai Van Trinh, Reiner Wassmann, Nguyen Manh Khai, Bjorn Ole Sander,

Tran Dang Hoa (2015), “Application of the ORYZA2000 model for rice-yield change

assessment and yield gap analysis in the Vu Gia-Thu Bon river basin, Vietnam”, VNU

Journal of Science: Natural Sciences and Technology (2015), 31 (1S), 56-70.

Ngo Duc Minh, Mai Van Trinh, Tran Dang Hoa, Hoang Trong Nghia, Nguyen Manh Khai,

Nguyen Le Trang, Bjorn Ole Sander, Reiner Wassmann (2016), “Modelling Nitơ-ôxít

(N2O) emission from rice field in impacts of farming practices: A case study in Duy Xuyen

district, Quang Nam province (Central Vietnam)”, Journal of Vietnamese Environment (J.

Viet. Env) – Special Issue (2016). 8 (4), pp.223-228. DOI: 10.13141/jve.vol8.no4.pp223-

228. Published online by Technische Universität Dresden. ISSN 2193-6471. https://oa.slub-

dresden.de/ejournals/jve.

Ho Quang Duc, Nguyen Quang Hai, Tran Minh Tien, Ngo Duc Minh (2011), “Overview of

nitrogen circulation and mitigation of nitrogen emissions from rice production in Vietnam”,

Proceedings of International Seminar on Increased Agricultural Nitrogen Circulation in

Asia: Technological Challenge to Mitigate Agricultural Nitrogen Emissions. GIS

Convention Center of National Taiwan University September 27-28 (2011) - Taipei,

Taiwan. pp115-120.

Leocadio Sebastian, Ngo Duc Minh (2016), “Doing it Right - Up-scaling Alternate

Wetting and Drying (AWD) Technology in Vietnam”, In “Reaching more farmers –

innovative approaches to scaling up climate smart agriculture” - CCAFS Working Paper

135 (2016). Copenhagen, Denmark: CGIAR Research Program on Climate Change,

Agriculture and Food Security (CCAFS), edited by Westermann O, Thornton P, Förch W..

Agnes Tirol-Padre, Ngo Duc Minh, Tran Dang Hoa, Hoang Trong Nghia, Le Van An,

Reiner Wassmann, Bjoern Ole Sander (2016), “Carbon Footprint Analysis of Rice

Production in Quang Nam Province (Central Vietnam): Greenhouse Gas Emissions in

Different Landscapes and Impacts of Alternate Wetting and Drying”, In Land Use and

Climate Change Interactions in Central Vietnam - Springer Book Series on Water

Resources Development and Management (2016), edited by Alexandra Nauditt, Lars Ribbe.

ISBN 978-981-10-2623-2.