Trích yếu luận án tiến sỹ kỹ thuật NCS Hà Hải Dương

Tên tác giả: Hà Hải Dương
Người hướng dẫn: GS.TS. Trần Thục - Viện Khoa học KTTV&MT, GS.TS. Lars Ribbe - Trường Đại học Cologne, Đức
Tên luận án: Nghiên cứu đánh giá tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp. Áp dụng thí điểm cho một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng". Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước. Mã số: 62 58 02 12. Đơn vị đào tạo: Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

 NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU

I.                  Mục tiêu, đối tượng và nội dung nghiên cứu của luận án

1.1.           Mục tiêu nghiên cứu  

-         Xây dựng được phương pháp đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với lĩnh vực sản xuất nông nghiệp;

-         Đánh giá được tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với lĩnh vực sản xuất nông nghiệp tại Nam Định, Hải Phòng, Hà Nam và Hải Dương.

1.2.           Đối tượng nghiên cứu

Sản xuất nông nghiệp theo nghĩa rộng bao gồm các tiểu ngành: nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi), lâm nghiệp, thuỷ sản, diêm nghiệp. Trong khuôn khổ của luận án chỉ tập trung xây dựng phương pháp luận đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với nhu cầu nước phục vụ trồng trọt.

1.3.           Nội dung nghiên cứu

-         Xây dựng được quy trình, nội dung đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương;

-         Xây dựng được quy trình tính toán bộ chỉ số tình trạng dễ bị tổn thương đối với lĩnh vực sản xuất nông nghiệp;

-         Xây dựng được công cụ hỗ trợ đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương và công cụ thu thập số liệu;

-         Tính toán được bộ chỉ số tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp tại các tỉnh nghiên cứu thí điểm;

-         Xây dựng được bộ bản đồ tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp của các tỉnh nghiên cứu thí điểm;

-         Đánh giá được mức độ tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp tại các tỉnh nghiên cứu thí điểm.

II.               Phương pháp nghiên cứu đã sử dụng

Phương pháp nghiên cứu tổng quan: Tổng quan các nghiên cứu về các phương pháp đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương tương tự trong nước cũng như trên thế giới nhằm phân tích ưu điểm, hạn chế và từ đó rút ra được vấn đề cần nghiên cứu;

Phương pháp điều tra, phỏng vấn: Thực hiện điều tra, phỏng vấn tại các cấp nhằm thu thập, bổ sung các thông tin, số liệu cần thiết, đồng thời nhằm kiểm chứng các số liệu đã có;

Phương pháp đánh giá có sự tham gia:Đánh giá sơ bộ tình trạng dễ bị tổn thương có sự tham gia của cộng đồng thông qua các thảo luận đã được xây dựng;

Phương pháp lập trình: Sử dụng ngôn ngữ lập trình C##, kết hợp với ArcGIS 9.1 để xây dựng phần mềm hỗ trợ đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương (CVASS);

Phương pháp mô hình toán: Sử dụng mô hình thủy lực Mike 11 Module HD để tính toán các chỉ thị cần phải tính toán;

Phương pháp phân tích, so sánh: Được sử dụng nhằm phân tích các kết quả tính toán của nghiên cứu. Dựa trên kết quả đánh giá thực địa cũng như kết quả được tính toán từ phần mềm hỗ trợ đánh giá CVASS, thực hiện việc phân tích, so sánh các kết quả đánh giá với nhau để kiểm nghiệm phương pháp cũng như phần mềm;

Phương pháp chuyên gia: Tư vấn, xin ý kiến chuyên gia trong từng giai đoạn thực hiện nội dung nghiên cứu, đặc biệt trong giai đoạn đề xuất, xây dựng các chỉ thị của Mức độ tiếp xúc (E), Độ nhạy cảm (S) và Khả năng thích ứng (AC).

III.           Các kết quả nghiên cứu chính

3.1.           Ý nghĩa khoa học của luận án  

Bổ sung và hoàn thiện về mặt học thuật một phương pháp đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương đặc biệt tập trung tại cấp cộng đồng;

Cung cấp một bộ chỉ số sử dụng cho việc đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp;

Cung cấp quy trình tính toán các chỉ số phụ và chỉ số chính của chỉ số tình trạng dễ bị tổn thương;

Cung cấp cơ sở lý luận để xây dựng một công cụ hỗ trợ đánh giá được khuyến nghị áp dụng cho các nghiên cứu tương tự.

3.2.           Đóng góp mới của luận án

Xây dựng được một phương pháp với quy trình thống nhất để đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp;

Xác định các chỉ tiêu chính và chỉ tiêu thành phần cấu thành tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với nhu cầu nước phục vụ trồng trọt;

Xây dựng được bộ chỉ số và bộ bản đồ tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu đối với nhu cầu nước phục vụ trồng trọt cho vùng nghiên cứu điển hình;

Xây dựng được một công cụ hỗ trợ đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu: Phần mềm CVASS (Climate Vulnerability Assessment Support Software).

IV.            Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo

4.1.           Kết luận về quy trình đánh giá  

Trên cơ sở lý luận khoa học cũng như phân tích đánh giá các ưu điểm và hạn chế của các khung, phương pháp đã được sử dụng trên thế giới và Việt Nam, luận án đã đề xuất xây dựng được một quy trình đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương đối với trồng trọt và nhu cầu nước phục vụ trồng trọtgồm 5bước với quy trình và nội dung như sau:

-          Bước 1: Chuẩn bị;

-          Bước 2: Đánh giá thực địa;

-          Bước 3: Xác định các yếu tố dễ bị tổn thương;

-          Bước 4: Phân tích số liệu;

-          Bước 5: Đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương.

4.2.           Kết luận về phần mềm hỗ trợ đánh giá tình trạng dễ bị tổn thương

Phần mềm CVASS được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết về việc xây dựng các chỉ số biểu thị cho mức độ tiếp xúc, độ nhạy cảm và khả năng thích ứng, do đó vấn đề ưu tiên và quan trọng là việc xác định các chỉ thị cho các yếu tố này. Dựa trên các kết quả nghiên cứu cũng như căn cứ vào điều kiện thực tế tại Việt Nam và sự sẵn có của nguồn số liệu, một bộ chỉ thị gồm 30 chỉ thị chính và đại diện thể hiện cho tình trạng dễ bị tổn thương đã được đề xuất sử dụng cho việc tính toán. Do bộ chỉ thị được xác định ở trên là các chỉ thị đại diện biểu thị cho mức độ tiếp xúc, độ nhạy cảm và khả năng thích ứng đối với biến đổi khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp, do đó trong cấu trúc của phần mềm CVASS, các yếu tố này có thể được thêm hay bớt phụ thuộc vào thực tế, sự sẵn có của số liệu cũng như phụ thuộc quy mô và phạm vi đánh giá.

4.3.           Các công thức sử dụng để tính toán

 Với bộ chỉ thị ở trên, sử dụng các công thức (1), (2), (3) và (4) để tính toán sẽ được kết quả chỉ số của mức độ tiếp xúc, độ nhạy cảm, khả năng thích ứng và tình trạng dễ bị tổn thương. Với kết quả này, phần mềm CVASS đã đơn giản hóa việc xây dựng các bản đồ, biểu đồ và bảng số liệu tương ứng nhằm mục đích cung cấp kết quả một cách trực quan nhất hỗ trợ cho người sử dụng để đánh giá.

4.4.           Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các chỉ thị được sử dụng trong luận án (30 chỉ thị) chỉ là các chỉ thị đại diện biểu thị cho mức độ tiếp xúc, độ nhạy cảm và khả năng thích ứng, vì vậy cần phải tiếp tục nghiên cứu để có bộ chỉ thị tối đa sử dụng cho các nghiên cứu tương tự về sau.

Cần có một nghiên cứu để xác định sự thay đổi trọng số khi sử dụng các phương pháp tính toán khác nhau, hay có thể nói cách khác là cần có một nghiên cứu trong tương lai để xác định giá trị của trọng số biến thiên như thế nào và xác định độ lệch cho phép của sự biến thiên giữa các trọng số này.

Trong một số trường hợp đặc biệt khi không có số liệu thống kê có thể phải sử dụng các mô hình tính toán bổ trợ để tính toán các chỉ thị đầu vào trước khi đưa vào tính toán bằng phần mềm CVASS.

Qua việc sử dụng phần mềm CVASS để tính toán, có một số chỉ thị cần phải sử dụng mô hình Mike11 để tính toán. Do đó, cần nghiên cứu tích hợp các mô hình, phần mềm có liên quan vào phần mềm như một module tính toán của CVASS như phần mềm Cropwat, Mike, DSSAT...

Phần mềm CVASS được thiết kế với dải màu chạy từ 0-1, tức là có 10 dải màu do đó trong một số trường hợp và cụ thể qua tính toán trong luận án thì khi thể hiện rất dễ bị nhầm lẫn trong trường hợp kết quả tính không chêch lệch nhiều. Do đó cần phải tăng phạm vi dải màu để kết quả được thể hiện rõ nét và trực quan hơn nữa.

ABSTRACT OF DOCTOR OF PHILOSOPHY THESIS

Name of author:                         HA HAI DUONG

Supervisors:                             Prof., Dr. Tran Thuc – Vietnam Institute of Meteorology Hydrology and Environment;

Prof., Dr.  Lars Ribbe - The Institute of Technology and Resources Management in the Tropics and Subtropics (ITT) – Cologne University, Germany.

Name of thesis:                         “Climate change vulnerability assessment on agriculture production. Pilot application for some provinces in the Red River Delta.”

Specialization:                           Water Resources Engineering               

Code:                                        62 58 02 12

Postgraduate organization:        Vietnam Academy for Water Resources

CONTENT OF THE ABSTRACT

I.             Purposes, object and research content of the thesis

1.1.         Research purposes

-          Develop a method to assess the vulnerability caused by climate change on rice production;

-          Assess the vulnerability caused by climate change on rice production in some provinces in the Red River Delta.

1.2.         Research object

In general, agriculture production sector consists of the subsectors as agriculture (crop and husbandry), forestry, fishery and salt production. Therefore, in the scope of this thesis, the assessment method has been developed to assess the vulnerability to climate change on water demand for crop.

1.3.         Research contents

-          Establish the process with activities for climate change vulnerability assessment;

-          Develop the process to calculate the set of vulnerability indices for agriculture production sector;

-          Develop a support tool for climate change  vulnerability assessment and data collection tool;

-          Calculate the set of climate change vulnerability indices for agriculture production sector in pilot provinces;

-          Develop a set of climate change vulnerability maps for agriculture production sector in pilot provinces;

-          Assess the vulnerability to climate change on agriculture production sector in pilot provinces.

II.            Applied research methods

Literature review method: Desk-study on the research results related to the thesis in the world as well as in Vietnam and then determine the purposes of thesis;

Field survey method: Conduct the filed survey at different authoritylevel to collect required data and information and to verify existing data;

Participatory assessment method: Preliminary vulnerability assessment with the participation of community through prepared discussion topics;

Programming method: Application of C## programming language and ArcGIS 9.1 to develop the Climate Vulnerability Assessment Support Software (CVASS);

Hydraulic model:Application of hydraulic model Mike 11 with module HD to calculate required indicators related to water demand;  

Analysis and comparison method: to be applied to analyze the results of indices calculation. Based on the results of field assessment as well as the results calculated by CVASS, the comparison methodwas applied to compare these results for completion of developed method and software;

Expert consultation method: to be applied to ask for expert consultation for each stage of thesis implementation, especially during the stage of developing the indicators of exposure (E), sensitivity (S) and adaptive capacity (AC).

III.           The main results of the thesis

3.1.         The scientific significance of the thesis

In term of academy, the climate change vulnerability assessment method has been supplemented and completed, especially focus much on community level;

Provide a set of indicator for assessing vulnerability to climate change on agriculture production;

Provide a process to calculate sub-indices and main indices of climate change vulnerability index;

Provide a basic methodology to develop the support software that to be recommended to apply for other relevant research.

3.2.         The new points of the thesis

Establish a method with the unified process to assess the vulnerability to climate change on agriculture production;

Establish the sub-indicators and main indicators of vulnerability to climate change on water demand for crop;

Develop the set of indices and maps of climate change vulnerability on water demand for crop in pilot provinces;

Develop the Climate Vulnerability Assessment Support Software (CVASS)

IV.          Conclusion and further study

4.1.         Conclusion on developed assessment method

Based on argument in facts and science as well as analysis and comparison of relevant studies in the world and Vietnam, a method to assess vulnerability to climate change on water demand for crop has been developed with 5 main steps as followings:

-          Step 1: Preparation;

-          Step 2: Field assessment;

-          Step 3: Determine vulnerability elements;

-          Step 4: Data analysis and calculation;

-          Step 5: Climate change vulnerability assessment.

4.2.         Conclusion on Climate Vulnerability Assessment Support Software

CVASS software has been developed basing on the basic theory of indicators which represent the degree of exposure, sensitivity and adaptive capacity, therefore, the identification of these indicators is priority and important. Based on research results and Vietnam conditions as well as the availability of data sources, the set of 30 indicators which represent the vulnerability to climate change has been established. Due to these indicators are representative indicators, therefore, in the structure of support software, these indicators could add more or delete depending on actual conditions, the availability of data sources as well as the scope and scale of assessment.

4.3.         Equations using for calculation

Based on the set of developed indicators, equations (1), (2), (3) and (4) were applied to calculate indices of exposure, sensitivity and adaptive capacity. With these indices, the development of charts, maps and data table has simplified by using CVASS software in order to provide the results with much visual display to users.

4.4.         Further study

As mentioned above, the developed indicators (30 indicators) are just representative indicators which represent the degree of exposure, sensitivity, adaptive capacity; therefore, it is required for further study to have complete set of indicator for other relevant research in the future.

It is necessary to have a research to determine the change of weights when application of different weighting methods, in another way, it is required for further study to determine how weight values change and calculate standard deviation of these weights. 

In some special cases, especially if without statistic data, the application of other software or model to calculate input data is necessary before using CVASS software.

According to the results calculated by CVASS software, some indicators had calculated by Mike 11 model. Therefore, it is required for further study to integrate relevant model and software such as Cropwat, Mike, DSSAT etc into CVASS as its module.

CVASS has been developed with colour band in range from 0-1 that means this software has ten colours; therefore, in some special cases and according to results of the thesis, vulnerability maps with indices represented by 10 colours only were not clear. Therefore, it is requires for further study to increase colour band in order to have the results with more clear and visual display.

TOÀN VĂN LUẬN ÁN của NCS Hà Hải Dương

TÓM TẮT LUẬN ÁN của NCS Hà Hải Dương