Đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu

Đánh giá định lượng tình trạng dễ bị tổn thương trước biến đổi khí hậu được xuất phát từ định nghĩa của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) về mức độ dễ bị tổn thương - độ phơi nhiễm, độ nhạy và khả năng thích ứng và kết hợp với các chỉ thị khoa học tự nhiên, kinh tế và xã hội. Chỉ số dễ bị tổn thương là giá trị trung bình của ba chỉ số phụ: độ phơi nhiễm, độ nhạy và khả năng thích ứng. Phương pháp này giúp làm giảm sự phụ thuộc vào các mô hình và dự đoán khí hậu đang được ứng dụng với quy mô rộng mặc dù đã có tiến bộ nhưng độ chắc chắn không cao.

1. MỞ ĐẦU

Hiện nay, biến đổi khí hậu (BĐKH) hay sự nóng lên toàn cầu đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Nếu không có những chiến lược thích ứng thích hợp, BĐKH sẽ gây ra những thay đổi lớn với môi trường và có ảnh hưởng nghiêm trọng tới các quốc gia trên thế giới. Thêm vào đó, BĐKH còn có tác động đa chiều đối với nhân loại ở một số lĩnh vực kinh tế xã hội như nông nghiệp, sức khỏe con người, mực nước biến dâng, tình trạng khan hiếm lao động, dịch bệnh tràn lan,..vv Do đó, các nghiên cứu khoa học về BĐKH cần xét đến khả năng dễ bị tổn thương ở nhiều khu vực và nghiên cứu các ảnh hưởng của BĐKH trong nhiều ngành. Bài báo này trình bày phương pháp đánh giá định lượng tình trạng dễ bị tổn thương bằng phương pháp xây dựng chỉ số dễ bị tổn thương. Chỉ sỗ dễ bị tổn thương được xây dựng với tư cách là khả năng bị ảnh hưởng trước dao động khí hậu và thảm họa thiên nhiên, độ nhạy cảm trước các tác động đó và khả năng thích ứng trước tình hình biến đổi khí hậu trong hiện tại và tương tai. Chỉ số này phục vụ quá trình đưa ra quyết định về các giải pháp thích ứng được xây dựng từ việc đánh giá xem  tình trạng dễ bị tổn thương ở các vùng khác nhau sẽ khác nhau như thế nào và nguyên nhân nào dẫn đến sự khác biệt đó. Và từ đó, chỉ số này sẽ giúp hỗ trợ một phần cho các hoạt động thích ứng đang được tiến hành trong hiện tại.

2. KHÁI NIỆM TÌNH TRẠNG DỄ BỊ TỔN THƯƠNG

Khái niệm tình trạng dễ bị tổn thương có xuất xứ từ các nghiên cứu về thảm hoạ tự nhiên hoặc an ninh lương thực, hiện là một khái niệm còn gây nhiêu tranh cãi (Vincent, 2004: 1).  Khái niệm tình trạng dễ bị tổn thương được hiểu theo nhiều cách khác nhau, do đó cũng được ứng dụng theo các hướng khác nhau. Trong biến đổi khí hậu, khái niệm được ứng dụng rộng rãi nhất là khái niệm do IPCC (2007) xây dựng:

“Tình trạng dễ bị tổn thương là mức độ (degree) mà ở đó một hệ thống dễ bị ảnh hưởng và không thể ứng phó với các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, gồm các dao động theo quy luật và các thay đổi cực đoan của khí hậu. Tình trạng dễ bị tổn thương là hàm số của tính chất, cường độ và mức độ (phạm vi) của các biến đổi và dao động khí hậu, mức độ nhạy cảm và khả năng thích ứng của hệ thống (IPCC 2001, p.995)”.

Do đó TTDBTT (Vulnerability) có thể được biểu thị là hàm của độ phơi nhiễm (Exposure), độ nhạy (Sensitivity) và khả năng thích ứng (Adaptation Capacity)

V = f(E, S, AC)

Trong đó độ phơi nhiễm (Exposure) được IPCC định nghĩa là bản chất và mức độ đến một hệ thống chịu tác động của các biến đổi thời tiết đặc biệt; độ nhạy (Sensitivity) là mức độ của một hệ thống chịu tác động (trực tiếp hoặc gián tiếp) có lợi cũng như bất lợi bởi các tác nhân kích thích liên quan đến khí hậu; và khả năng thích ứng (Adaptive Capacity) là khả năng của một hệ thống nhằm thích nghi với biến đổi khí hậu (bao gồm sự thay đổi cực đoan của khí hậu), nhằm giảm thiểu các thiệt hại, khai thác yếu tố có lợi hoặc để phù hợp với tác động của biến đổi khí hậu.

Theo Viện Giảm thiểu Thiên Tai (Disaster Reduction Institute – DRI) thì TTDBTT là sự kết hợp của các yếu tố về mức độ phơi nhiễm (Exposure), độ nhạy (Suscepbility) và khả năng thích ứng (Coping Capacity)

TTDBTT = Mức độ phơi nhiễm(Exposure) x Mức độ nhạy(Suscepbility)/Khả năng thích ứng (Coping Capacity)

Turner (Chủ tịch Ủy ban Biến đổi khí hậu Anh) và các tác giả khác (2003) miêu tả tính dễ bị tổn thương là hàm số có 3 đặc điểm chồng chéo: độ phơi nhiễm (Exposure), độ nhạy (Sensitivity) và khả năng thích ứng (Adaptation Capacity). Metzger và các tác giả khác (2006) đã lý thuyết hóa khái niệm này và biểu diễn bằng toán học tính dễ bị tổn thương (V) là hàm gồm độ phơi nhiễm (E), độ nhạy (S) và khả năng ứng phó (AC).

V = f(E, S, AC)

Cũng theo Turner thì TTDBTT có thể được biểu thị là hàm của các tác động tiềm tàng (Potential Impacts – PI) và khả năng thích ứng (Adaptation Capacity): V = f(PI, AC)

Như vậy, có thể nhìn nhận rằng cả định nghĩa của IPCC, khái niệm của DRI và khái niệm của Turner và Metzger đều có chung các tác động tiềm tàng (hay nguy cơ) trong đó chúng là hàm gồm độ tiếp xúc và độ nhạy cảm. Do đó trong bài báo này tác giả sử dụng định nghĩa về tình trạng năng dễ bị tổn thương của IPCC, 2001 với ba thành phần: độ phơi nhiễm, độ nhạy (sensitivity) và khả năng thích ứng (adaptive capacity).

3. NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG DỄ BỊ TỔN THƯƠNG THEO PHƯƠNG PHÁP CHỈ SỐ

Hiện nay việc đánh giá định lượng tình trạng dễ bị tổn thương thường được tiến hành bằng cách xây dựng ‘chỉ số dễ bị tổn thương’. Chỉ số này dựa dựa trên nhiều bộ chỉ thị làm nên khả năng dễ bị tổn thương của một vùng. Phương pháp này cho kết quả là một số duy nhất, có thể được dùng để so sánh các vùng khác nhau. Theo các tài liệu ghi chép về phương pháp xây dựng chỉ số, các chỉ thị này cần có mối tương quan nội tại với nhau. Tiêu chí này phụ thuộc vào mối liên hệ giữa các chỉ thị và đối tượng mà các chỉ thị này được dùng để đánh giá. Bởi vậy, cần phải làm rõ xem chỉ số này căn cứ theo mô hình đo lường cấu trúc hay mô hình đo lường phản thân. Trong mô hình đo lường phản thân, đối tượng đánh giá có ảnh hưởng đối với các chỉ thị. Ví dụ, chỉ số đói nghèo là ví dụ tiêu biểu cho phương pháp đánh giá reflexive vì đói nghèo ảnh hưởng đến các chỉ thị như khả năng biết đọc, biết viết; chi phí…tất cả các chỉ thị này đều có mối liên hệ với nhau. Trong khi đó, trong mô hình đo lường cấu trúc, các chỉ thị được giả định là tạo ra đối tượng đánh giá. Trong trường hợp chỉ số khả năng dễ bị tổn thương, mọi chỉ thị được lựa chọn đều có ảnh hưởng đến khả năng dễ bị tổn thương của một vùng trước BĐKH. Ví dụ, tần suất xảy ra thiên tai như lũ lụt, hạn hán, động đất và chiều dài đường bờ biển đều cấu thành khả năng dễ bị tổn thương của một vùng trước BĐKH. Do đó, chỉ số dễ bị tổn thương được đánh giá theo cấu trúc và các chỉ thị lựa chọn không cần có mối tương quan nội tại với nhau.

4. XÂY DỰNG CHỈ SỐ DỄ BỊ TỔN THƯƠNG

Trong bài báo này, thuật ngữ chỉ số được hiểu là số được tính toán từ một nhóm biến được chọn cho toàn bộ khu vực/địa phương và được dùng để so sánh với nhau hoặc với một điểm tham chiếu nào đó. Nói cách khác, chỉ số này được hiểu là số thứ tự mà thông qua đó các khu vực sẽ được xếp hạng, phân nhóm theo các mức dễ bị tổn thương. Chỉ số được xây dựng sao cho nằm trong khoảng từ 0 đến 1 để dễ tiến hành so sánh giữa các vùng. Đôi khi, chỉ số được thể hiện theo phần trăm bằng cách nhân nó với 100.

Chỉ số dễ bị tổn thương được xây dựng qua nhiều bước. Đầu tiên là chọn khu vực nghiên cứu gồm nhiều vùng khác nhau. Ở mỗi vùng, một bộ chỉ thị được lựa chọn cho từng thành phần của khả năng dễ bị tổn thương. Các chỉ thị được chọn dựa vào độ sẵn có của dữ liệu, đánh giá cá nhân hoặc nghiên cứu trước đó. Vì tình trạng dễ bị tổn thương thay đổi theo thời gian nên cần lưu ý rằng tất cả các chỉ thị cần liên quan tới năm được chọn. Nếu tình trạng dễ bị tổn thương cần được đánh giá qua nhiều năm thì cần thu thập dữ liệu về các chỉ thị ở từng vùng trong từng năm. Danh sách các chỉ thị được tổng hợp như sau:

Bảng 1: Các chỉ thị thành phần theo các biến của tình trạng dễ bị tổn thương

4.1. Sắp xếp dữ liệu

Ở mỗi thành phần của khả năng dễ bị tổn thương, dữ liệu thu thập được sẽ được sắp xếp theo ma trận hình chữ nhật với các hàng thể hiện các vùng và các cột thể hiện các chỉ thị.

Giả sử M là các vùng/địa phương, và K là các chỉ thị mà ta đã thu thập đươc. Gọi X ij là giá trị của chị thị j tương ứng với vùng i. Khi đó bảng dữ liệu sẽ có M hàng K cột như sau:

Bảng 2: Bảng sắp xếp dữ liệu chỉ thị theo vùng

Cần chú ý rằng cách sắp xếp dữ liệu này thường được dùng trong phân tích thống kê dữ liệu điều tra khảo sát.

4.2. Chuẩn hóa các chỉ thị

Có thể dễ dàng thấy rằng các chỉ thị được thể hiện theo các đơn vị khác nhau. Bởi vậy, các chỉ thị sẽ được chuẩn hóa theo phương pháp sử dụng trong Báo cáo Chỉ số Phát triển Con người của UNDP (HDI) (UNDP, 2006). Theo cách này, để thu được các số không còn phụ thuộc vào đơn vị và được chuẩn hóa, đầu tiên, chúng cần được chuẩn hóa để nằm trong khoảng từ 0 đến 1 và quá trình chuẩn hóa được thực hiện theo công thức:

Xij = Xij - MinXij / MaxXij - MinXij (1)

Rõ ràng là các kết quả đều nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Giá trị 1 có nghĩa là vùng có giá trị cao nhất đa và 0 nghĩa là vùng có giá trị thấp nhất.

Để minh họa cho việc chuẩn hóa bằng công thức (1) nói trên, có thể lấy ví dụ về việc chuẩn hóa lượng mưa giao động hằng năm tại các huyện thuộc tỉnh Nam Định như sau:

Từ Bảng 3, ta thấy dao động lượng mưa năm nhiều nhất ở TP Nam Định với giá trị là 1876.0 và ít nhất tại giá trị 1340.5 ở huyện Xuân Trường của tỉnh Nam Định, do đó sử dụng công thức chuẩn hóa (1) ta có:

Xij = Xij - 1340.5 / 1876.0 - 1340.5 = Xij - 1340.5 / 535.5

Bảng 3: Dao động lượng mưa hằng năm tại Nam Định

Cũng từ Bảng 3 ta thấy tại huyện Giao Thủy có dao động lượng mưa hằng năm là 1734.0, do đó kết quả chuẩn hóa cho huyện Giao Thủy là:

Xij = 1734.0 - 1340.5 / 535.5 = 0.7348

Sử dụng phương pháp này ta sẽ chuẩn hóa được cho các huyện còn lại của tỉnh Nam Định.

4.3. Xây dựng trọng số cho các chỉ thị

Sau khi tính các điểm chuẩn hóa, chỉ số dễ bị tổn thương được xây dựng bằng cách áp dụng trọng số cân bằng cho tất cả các chỉ số/thành phần. Như ta đã đề cập ở trên, tình trạng dễ bị tổn thương được sử dụng theo khái niệm và định nghĩa của IPCC, 2001 với ba thành phần: độ phơi nhiễm, độ nhạy (sensitivity) và khả năng thích ứng (adaptive capacity). Đối với từng biến chính đều có các biến thành phần ví dụ như biến độ nhạy (Sensitivity) được đề cập trong Bảng 1 bao gồm rất nhiều biến phụ như đất được tưới tiêu, chỉ số thoái hóa đất, chỉ số đa dạng hóa cây, mật độ dân số nông nghiệp trồng … và các biến thành phần này lại có thể có các biến phụ để hợp thành các biến thành và được xác định bằng công thức sau:

M = Tổng chỉ số chuẩn hóa thành phần / n (2)

Trong đó:

M: Biến phụ của độ phơi nhiễm, độ nhạy hay độ thích ứng;

n: số biến thành phần trong biến phụ.

Cũng lấy ví dụ nghiên cứu tại tỉnh Nam Định, chỉ số về độ nhạy (S) đối với sản xuất nông nghiệp của tỉnh Nam định được cấu thành bởi các chỉ số phụ bao gồm (i) Đất nông nghiệp, (ii) Cây trồng, (iii) Dân số nông nghiệp, (iv) Nguồn nước và (v) Sức khỏe.

Lấy ví dụ minh họa cho công thức (2) bằng việc tính toán chỉ số phụ Đất nông nghiệp. Theo nghiên cứu ta thấy chỉ số phụ Đất nông nghiệp lại được cấu thành bởi các chỉ số thành phần bao gồm: Đất sử dụng cho nông nghiệp, Đất được tưới tiêu, Thoái hóa đất và Sử dụng phân bón trong nông nghiệp. Các chỉ số này có thứ nguyên khác nhau và đã được chuẩn hóa bằng công thức (1), giá trị chuẩn hóa được thể hiện như sau:  

Bảng 4: Giá trị chuẩn hóa biến phụ Đất nông nghiệp

Sử dụng công thức (2) ta có:

Chỉ số phụ đất nông nghiệp = 0.975 + 0.313 + 0.180 + 0.265 / 4 = 0.433

Như vậy ta đã xác định được chỉ số phụ Đất nông nghiệp là 0.433.

Sau khi xác định được các biến thành phần, biến chính (E, S, AC) được xác định bằng công thức sau:

CF = Tổng WMMi / Tổng Mi  (3)

Trong đó:

CF: Biến chính;

Mi: Chỉ số biến thành phần thứ i được xác định tại công thức (2);

WMi: Số lượng biến phụ cấu tạo nên biến thành phần thứ i;

Để minh họa cho công thức (3), giả sử giá trị chỉ số biến phụ của chỉ số về Độ nhạy đối với sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Nam Định cùng với số lượng các biến thành phần cấu tạo nên biến phụ được thể hiện trong bảng dưới:

Bảng 5: Giá trị chỉ số Độ nhạy đối với phát triển nông nghiệp tại tỉnh Nam Định

Sử dụng công thức (3), ta có:

Độ nhạy = 4 x 0.433 +2x0.648+2x0.294+2x0.370+2x0.64 / 4 + 2 + 2 + 2 + 2 = 0.416

Theo tính toán trên ta có được chỉ số Độ nhạy đối với sản xuất nông nghiệp tại Nam Định là 0.416. Tương tự như vậy ta sẽ tính toán được các chỉ số Độ khắc nghiệt và Khả năng thích ứng do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Nam Định

4.4. Xây dựng chỉ số dễ bị tổn thương

Sau khi sử dụng các công thức (1), (2) và (3) xác định được các chỉ số chính E, S và AC, chỉ số dễ bị tổn thương (CVI) được xác định theo công thức sau:

CVI = E + S + (1 - AC) / 3 (4)

Trong đó:

CVI: Chỉ số dễ bị tổn thương;

E: độ phơi nhiễm;

A: Độ thích ứng;

S: Độ nhạy.

­­­5. KẾT LUẬN

Biến đổi khí hậu đã xảy ra rất rõ nét và tác động đến hầu hết các lĩnh vực, kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội của địa phương, vùng hoặc quốc gia cũng như kìm hãm sự phát triển của con người. Việc đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương của các vùng hoặc các ngành khác nhau đối với tác động của biến đổi khí hậu là cơ sở cho các nhà hoạch định chiến lược, chính sách có được biện pháp thích ứng phù hợp trong từng điều kiện cụ thể cũng như cho cộng đồng có được các biện pháp thích ứng cho chính bản thân cộng đồng đó.

Đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương bằng phương pháp xây dựng chỉ số là một phương phương pháp hữu hiệu để chuyển các yếu tố định tính thành các yếu tố định lượng. Có rất nhiều quan điểm, khái niệm và định nghĩa về tình trạng dễ bị tổn thương, tuy nhiên đồng nhất các quan điểm, khái niệm lại thì tình trạng dễ bị tổn thương phụ thuộc chặt chẽ vào 3 yếu tố (biến chính) đó là độ phơi nhiễm (exposure), độ nhạy (sensitivity) và khả năng thích ứng (adaptive capacity). Tất cả các yếu tố này có đơn vị khác nhau, do đó để đồng nhất các yếu này thì phải chuyển các yếu tố này thành chỉ số theo phương pháp sử dụng trong Báo cáo Chỉ số Phát triển Con người của UNDP (HDI) (UNDP, 2006). Theo cách này, để thu được các số không còn phụ thuộc vào đơn vị và được chuẩn hóa, đầu tiên, chúng cần được chuẩn hóa để nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Từ các chỉ số đã được chuẩn hóa, sử dụng phương pháp trọng số trung bình cân bằng để xác định các biến chính của tình trạng dễ bị tổn thương và do tình trạng dễ bị tổn thương phụ thuộc và độ phơi nhiễm, độ nhạy và khả năng thích ứng vì vậy chỉ số dễ bị tổn thương sẽ được công thức hóa bằng trung bình của các biến chính này. Xây dựng chỉ số dễ bị tổn thương cũng có thể được xây dựng bằng phương pháp trọng số không trunh bình, tức là các biến trong hàm dễ bị tổn thương có giá trị/dung trọng khác nhau, tuy nhiên phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố chủ quan/định tính (ý kiến chuyên gia), do đó phương pháp trung bình trọng số được sử dụng nhằm hạn chế vấn đề này.

Một số vấn đề cần xem xét và lưu ý khi sử dụng phương pháp này là:

- Bản thân các biến chính của tình trạng dễ bị tổn thương được cầu trúc bởi các biến phụ và mỗi biến phụ đó lại được hợp thành bởi các biến thành phần. Do đó trước khi tổ chức thu thập số liệu để đánh giá thì cần thiêt phải xác định được số lượng các biến phụ cũng như các biến thành phần. Số lượng các biến phụ và biến thành phần càng nhiều thì việc đánh giá càng chính xác. Tuy nhiên một số các yếu tố như tần suất và cường độ của thiên tai trong tương lai chưa thể xác định hoặc dự báo chính xác được do đó khi xét đến các yếu tố này phải dựa vào xác xuất thống kê, diễn biến trong quá khứ, hiện tại để có quyết định cho phù hợp trong tương lai;

- Công cụ thu thập thông tin, số liệu cần thiết để tính toán các biến phụ và các biến thành phần là yếu tố rất quan trọng. Các công cụ ở đây tập trung chủ yếu vào hai loại phương pháp chính đó phương pháp điều tra phỏng vấn có sự tham gia và phương pháp mô hình. Do đó việc xây dựng các bảng biểu, câu hỏi phỏng vấn, điều tra cần phải được xây dựng cẩn thận, kỹ lương và được thống nhất bới các chuyên gia trong lĩnh vực liên quan. Chỉ số phụ thuộc vào dữ liệu, dữ liệu phụ thuộc vào công cụ thu thập, vì vậy việc xây dựng công cụ thu thập số liệu cần được đặt trọng tâm hàng đầu;

- Việc đánh giá định lượng tình trạng dễ bị tổn thương bằng phương pháp xây dựng chỉ số mới chỉ dựa trên cơ sở khoa học lý thuyết, do đó cần được áp dụng trong thực tế để kiểm nghiệm độ chính xác của kết quả lý thuyết so với thực tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hahn, M. B., Riederer, A. M., Foster, S. O., 2009, The Livelihood Vulnerability Index: A pragmatic approach to assessing risks from climate variability and change – a case study in Mozambique, Global Environmental Change, 19, 74 – 88.

[2]. Polsky, C., Neff, R., Yarnal, B., 2007. Building comparable global change vulnerability assessments: the vulnerability scoping diagram, Global Environmental Change, 17, 472–485

[3]. UNFCCC, 2007, Climate change: Impacts, Vulnerabilities and Adaptation in Developing Countries

[4]. UNFCCC, 2011, Chapter 2: Vulnerability and Adaptation Frameworks, In: Handbook on Vulnerability and Adaptation Assessment, available at http://unfccc.int/resource/cd_roms/na1/mitigation/index.htm, last accessed 19 October 2011

[5]. Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường (IMHEN), 2011, Tài liệu hướng dẫn Đánh giá Tác động của Biến đổi khí hậu và xác định các giải pháp thích ứng, Nhà Xuất bản tài nguyên – môi trường và bản đồ Việt Nam.

[6]. Vincent, K., 2004. Creating an index of social vulnerability to climate change for Africa. Working Paper 56, Tyndall Centre for Climate Change Research and School of Environmental Sciences, University of East Anglia.

[7]. Yusuf, A. A., Francisco, H., 2009, Climate Change Vulnerability Mapping for Southeast Asia.

Tác giả: ThS. Hà Hải Dương và nnk
Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường

Tạp chí KH&CN Thủy lợi