ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ---------------  --------------- PHAN THANH ĐỊNH SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC CHO VIỆC CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở TỈNH ĐẮK NÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2017 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ---------------  --------------- PHAN THANH ĐỊNH SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC CHO VIỆC CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở TỈNH ĐẮK NÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ NGÀNH : 62.85.01.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Chế Đình Lý TS. Phạm Gia Trân PHẢN BIỆN ĐỘC LẬP 1. PGS.TS Đặng Văn Phan 2. PGS.TS Phạm Văn Hiền PHẢN BIỆN 1. PGS.TS Trương Thanh cảnh 2. PGS.TS Đặng Văn Phan 3. PGS.TS Phạm Văn Hiền TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2017 2 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam kết luận án tiến sĩ “Sử dụng nguồn nước cho việc canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông” do chính tác giả nghiên cứu và thực hiện. Các dữ liệu, số liệu và thông tin được sử dụng trong luận án hoàn toàn trung thực và chính xác. Tất cả những sự giúp đỡ và phối hợp cho việc thực hiện luận án này đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả luận án PHAN THANH ĐỊNH i LỜI CẢM ƠN Trước hết cho phép tôi bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các cơ quan, đơn vị và cá nhân đã trực tiếp giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, chuyên viên các Sở, Ban, Ngành và các Phòng, Ban tỉnh Đắk Nông đã giúp đỡ thu thập số liệu thực địa, cung cấp tài liệu và những thông tin quan trọng để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Địa lý, Phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn - ĐHQG TP.HCM đã giúp đỡ, tạo điều kiện trong quá trình thực hiện luận án. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS.Chế Đình Lý, TS.Phạm Gia Trân đã tận tình hướng dẫn nghiên cứu và hoàn chỉnh luận án. Sau cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên của người thân, gia đình và các đồng nghiệp trong suốt thời gian qua. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận án PHAN THANH ĐỊNH ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH Biến đổi khí hậu CIAT Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế CIRAD Trung tâm Hợp tác quốc tế Phát triển Nông nghiệp CWU Sử dụng nước tưới mùa vụ (Crop water use) CWU Blue Sử dụng nước tưới mùa vụ vào mùa khô (Crop water use-Blue) CWU Green Sử dụng nước tưới mùa vụ vào mùa mưa (Crop water use- Green) CWU real Sử dụng nước tưới bổ sung vào mùa khô (Crop water use-Real) CWU pot Sử dụng nước tưới tiềm năng vào mùa khô (Crop water use-Potential) DT Diện tích ĐVT Đơn vị tính ETc Lượng bốc hơi mùa vụ (Crop evaportranspiration) ETo Lượng bốc hơi tham chiếu mùa vụ (Crop evapotranspiration) FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations) GAP Thực hành nông nghiệp tốt (Good Agricultural Practices ) GDP Tổng sản phẩm quốc nội (Gross Domestic Production) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geography information systerm) ICO Tổ chức cà phê quốc tế (International Coffee Organization) IR Lượng nước cây yêu cầu tưới (Irrigation) ISO Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (International Standard Organization) IITA Viện Nhiệt đới Nông nghiệp Quốc tế KH&ĐT Kế hoạch và đầu tư KHKT Khoa học kỹ thuật KT-XH Kinh tế - Xã hội NDVI Chỉ số thực vật (Normalized Difference Vegetation Index) NLN Nông lâm nghiêp NN&PTNTT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn NSBQ Năng suất bình quân NXB Nhà xuất bản PT-NN-NT Phát triển – Nông nghiệp – Nông thôn PTNT Phát triển Nông thôn RS Viễn thám (Remote sensing) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN-MT Tài nguyên – Môi trường UBND Ủy ban nhân dân UTZ Certified Chương trình phát triển bền vững cho cây Cà phê VietGAP Tiêu chuẩn về thực hành nông nghiệp tốt của Việt Nam KHKT-NLN-TN Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên WTO Tổ chức thương mại thế giới (World Trade Organization) WF Dấu chân nước (Water footprint) WF xx Blue Dấu chân nước xanh lam (Water footprint blue) WF Green Dấu chân nước xanh lá (Water footprint blue) iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................. iii MỤC LỤC ............................................................................................................ iv DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ ......................................................... xii DANH MỤC SƠ ĐỒ ......................................................................................... xiii MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................ 2 3. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................... 2 4. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 2 5. Câu hỏi nghiên cứu ............................................................................................ 3 6. Giả thuyết nghiên cứu ........................................................................................ 3 7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 3 8. Những đóng góp mới của luận án ...................................................................... 4 9. Luận điểm bảo vệ ............................................................................................... 4 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở lý luận ....................................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm về sử dụng và quản lý tài nguyên nước .................................. 5 1.1.2. Phương pháp luận nghiên cứu ................................................................ 6 1.2. Các cách tiếp cận trong nghiên cứu sử dụng nước ............................. 7 1.2.1. Cách tiếp cận truyền thống ...................................................................... 7 1.2.2. Cách tiếp cận cân bằng nước .................................................................. 7 1.2.3. Cách tiếp cận của FAO (Food and Agriculture Organization) .............. 8 1.2.4. Cách tiếp cận dấu chân nước (Water footprint)...................................... 8 1.2.5. Đánh giá chung về cách tiếp cận ............................................................ 11 1.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................. 11 1.3.1. Phương pháp khảo sát thực địa và chọn mẫu ....................................... 11 1.3.2. Phương pháp thu thập thông tin và số liệu ........................................... 14 iv 1.3.2.1.Thông tin và số liệu thứ cấp ................................................................. 14 1.3.2.2.Thông tin và số liệu sơ cấp ................................................................ 18 1.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................... 19 1.3.4. Phương pháp phân tích ......................................................................... 19 1.3.4.1.Phương pháp thống kê ....................................................................... 19 1.3.4.2.Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế .......................................... 19 1.4. Khung phân tích đánh giá sử dụng nước cho canh tác cây cà phê ... 20 1.4.1. Quan điểm đánh giá sử dụng nước cho canh tác cây cà phê ................ 20 1.4.2. Khung phân tích nghiên cứu sử dụng nước cho canh tác cây cà phê ... 20 1.5. Qui trình xác định nhu cầu sử dụng nước cho canh tác cây cà phê .. 22 1.5.1. Xác định chỉ số thực vật (NDVI – Normalized Difference) ................... 23 1.5.2. Chỉ số mùa vụ (Kc) ................................................................................. 24 1.5.3. Xác định dấu chân nước (WF-Water footprint) .................................... 25 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ SỬ DỤNG NƯỚC CHO CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ 2.1. Tổng quan về sử dụng nước cho canh tác cây cà phê trên thế giới .. 31 2.1.1. Tổng quan về sử dụng nước cho canh tác cây cà phê ........................... 31 2.1.1.1.Các nguồn nước được sử dụng cho canh tác cây cà phê: .................. 31 2.1.1.2.Khó khăn về nguồn nước cho canh tác cây cà phê ............................ 31 2.1.2. Các hình thức canh tác cà phê trên thế giới .......................................... 34 2.1.3. Các nghiên cứu về dấu chân nước trong lĩnh vực nông nghiệp ............ 34 2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam.............................................................. 36 2.2.1. Nghiên cứu sử dụng nước cho canh tác cây cà phê .............................. 36 2.2.2 . Các yếu tố ảnh hưởng đến canh tác cây cà phê .................................... 39 2.2.2.1. Yếu tố sinh thái cây cà phê: ............................................................. 40 2.2.2.2. Trình độ kỹ thuật của người nông dân ............................................. 43 2.2.2.3. Yếu tố thị trường .............................................................................. 44 2.2.2.4. Tác động của các chính sách ............................................................ 45 v CHƯƠNG 3 THỰC TRẠNG NGUỒN NƯỚC SỬ DỤNG CHO CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở TỈNH ĐẮK NÔNG 3.1. Nguồn nước sử dụng cho canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông ......... 47 3.1.1. Nguồn nước mưa ................................................................................... 47 3.1.2. Nguồn nước từ hệ thống sông suối ........................................................ 50 3.1.3. Nguồn nước ngầm .................................................................................. 54 3.1.4. Công trình thủy lợi................................................................................. 58 3.2. Biến động dòng chảy trong tỉnh Đắk Nông ...................................... 59 3.2.1. Mùa lũ .................................................................................................... 60 3.2.2. Mùa kiệt ................................................................................................. 60 3.2.3. Ảnh hưởng do hạn hán .......................................................................... 64 3.3. Tác động của việc tăng diện tích trồng cà phê.................................. 69 3.4. Tác động của biến đổi khí hậu đối với nguồn nước ......................... 70 3.4.1. Nhiệt độ thay đổi theo chiều hướng tăng............................................... 70 3.4.2. Tài nguyên nước suy giảm ..................................................................... 71 CHƯƠNG 4 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC CỦA CÁC NÔNG HỘ CHO CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở TỈNH ĐẮK NÔNG 4.1. Đặc điểm xã hội của các nông hộ trồng cà phê ................................ 74 4.2. Đặc điểm kinh tế của các nông hộ trồng cà phê ............................... 75 4.2.1. Các hoạt động kinh tế ............................................................................ 75 4.2.2. Thu nhập của hộ trồng cà phê ............................................................... 77 4.2.3. Mức sống hộ gia đình ............................................................................ 80 4.3. Hoạt động canh tác cây cà phê của các nông hộ .............................. 81 4.3.1. Diện tích canh tác và số năm trồng cà phê ........................................... 82 4.3.2. Mô hình canh tác cà phê........................................................................ 84 4.3.3. Năng suất cà phê ................................................................................... 86 4.3.4. Hiệu quả từ canh tác cà phê .................................................................. 88 4.4. Phân bón cho canh tác cây cà phê .................................................... 89 4.5. Tiếp cận nguồn nước tưới cho cây cà phê ........................................ 96 4.5.1. Nguồn nước tưới và sự lựa chọn nguồn nước của người dân ............... 97 vi 4.5.2. Khoảng cách giữa nguồn nước tưới và vườn cà phê............................. 98 4.5.3. Số lần tưới và thời gian tưới ................................................................ 100 4.5.4. Lượng nước tưới .................................................................................. 104 4.6. Nhận thức của người dân về nguồn nước sử dụng ......................... 106 4.6.1. Lượng nước tưới sử dụng cho cây cà phê của người dân ................... 106 4.6.2. Biến động nguồn nước tưới cho cây cà phê ........................................ 108 4.7. Biện pháp giảm thiểu lượng nước tưới cho cây cà phê .................. 111 4.7.1. Nhận thức về tác động của yếu tố tự nhiên và kinh tế-xã hội-kỹ thuật đến canh tác cây cà phê.............................................................................. 111 4.7.2. Các biện pháp cải thiện nguồn nước trong canh tác cây cà phê của các nông hộ ................................................................................................ 114 4.7.2.1.Tưới tiết kiệm .................................................................................. 115 4.7.2.2.Trồng cây che bóng ......................................................................... 117 4.7.2.3.Cải tạo ao ......................................................................................... 118 4.7.2.4.Trồng xen canh ................................................................................ 118 4.7.2.5.Tái canh cây cà phê ......................................................................... 119 4.7.2.6.Chuyển đổi cây trồng....................................................................... 120 4.8. Nhận định về năng lực và định hướng canh tác cà phê .................. 120 4.8.1. Khả năng về vốn .................................................................................. 120 4.8.2. Khả năng tìm kiếm thông tin................................................................ 122 4.8.3. Định hướng canh tác cà phê trong thời gian tới ................................. 123 4.9. Những hỗ trợ cần thiết cho canh tác cây cà phê trong tương lai .... 124 CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ LƯỢNG NƯỚC SỬ DỤNG CHO CANH TÁC CÂY CÀ PHÊ Ở TỈNH ĐẮK NÔNG 5.1. Quy trình xác định lượng nước sử dụng cho canh tác cây cà phê .. 127 5.2. Kết quả xác định chỉ số thực vật (NDVI), chỉ số mùa vụ (Kc) và chỉ số bốc hơi (ETc) của các huyện trồng cà phê ở Đắk Nông ............ 129 5.3. Lượng nước tưới bình quân cho 1 ha cà phê ở Đắk Nông (CWU - Crop water use) ........................................................................................ 135 5.4. Dấu chân nước cho cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông ........................... 144 vii 5.5. Đánh giá độ tin cậy của số liệu tính toán ................................. 146 5.6. Đề xuất các giải pháp để đảm bảo nhu cầu nước tưới cho cây cà phê ................................................................................................... 148 5.6.1. Đối với các nông hộ .................................................................. 152 5.6.1.1. Tưới nước tiết kiệm ............................................................. 152 5.6.1.2. Trồng cây che bóng, phủ gốc trong vườn cà phê ................ 152 5.6.1.3. Tái canh cây cà phê ............................................................. 152 5.6.1.4. Cải tạo ao, hồ ....................................................................... 152 5.6.1.5. Sử dụng hợp lý phân bón, thuốc trừ sâu .............................. 153 5.6.2. Đối với chính quyền địa phương .............................................. 153 5.6.2.1. Xử lý nghiêm các trường hợp chặt phá và khai thác rừng trái phép................................................................................................... 153 5.6.2.2. Kiểm soát tốt việc di dân tự do và hạn chế tối đa nạn chặt phá rừng ................................................................................................... 154 5.6.2.3. Có quy hoạch vùng trồng cà phê và kiên quyết không tăng diện tích cà phê không theo quy hoạch. ................................................... 154 5.6.2.4. Tăng cường công tác thông tin tuyên truyền để nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường…………….……………154 5.6.2.5. Nâng cao năng lực quản lý của cán bộ địa phương ............. 154 5.6.2.6. Kiểm soát tốt việc khai thác nước, nhất là nước ngầm........ 155 5.6.2.7. Tu sửa và xây mới các công trình thuỷ lợi .......................... 155 5.6.2.8. Áp dụng quy trình quản lý thuỷ nông có sự tham gia của cộng đồng .................................................................................................. 155 5.6.3. Đối với Nhà nước ..................................................................... 156 5.6.3.1 Cần có sự quản lý thống nhất về nguồn nước giữa các Bộ, tránh chồng chéo, bất cập........................................................................... 156 5.6.3.2. Phối hợp và hỗ trợ các địa phương trong việc quản lý rừng. Nghiêm cấm chặt phá rừng tùy tiện………………………………..156 5.6.3.3. Có sự cân nhắc kỹ trong việc xây dựng các công trình thuỷ điện. Chú ý đảm bảo hài hoà lợi ích giữa trung ương - địa phương – người dân..................................................................................................... 156 viii 5.6.3.4. Có giải pháp hỗ trợ các nông hộ trồng cà phê khi họ cần vay vốn để tái canh hay mua dụng cụ tưới nước tiết kiệm.................................. 157 5.6.3.5. Tạo điều kiện để các nhà khoa học, các nhà đầu tư tham gia mạnh mẽ vào ngành cà phê nhằm nâng cao: năng suất, chất lượng, hiệu quả và thương hiệu ....................................................................................... 157 5.6.3.6. Khuyến khích và tạo điều kiện để phát triển các hợp tác xã, các công ty kinh doanh có diện tích canh tác lớn để tận dụng các thành tựu KHKT trong sản xuất và kinh doanh cà phê................................................. 157 KẾT LUẬN ....................................................................................................... 163 NHỮNG CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .......................................................................................................... 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 167 PHỤ LỤC .......................................................................................................... 179 1. Kết quả phân tích thống kê khu vực nghiên cứu ..................................... 179 2. Các công thức tính dấu chân nước .......................................................... 204 3. Bảng hỏi cho khu vực nghiên cứu ........................................................... 212 4. Danh sách các hộ điều tra ........................................................................ 220 5. Số liệu khí hậu ......................................................................................... 227 ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Dữ liệu bản đồ thu thập sử dụng cho nghiên cứu ........................ 15 Bảng 2: Số liệu thứ cấp thu thập phục vụ cho nghiên cứu ....................... 16 Bảng 3: Khu vực điều tra và phỏng vấn ở các huyện và xã ...................... 19 Bảng 4: Quan hệ giữa chỉ số thực vật và chỉ số mùa vụ ........................... 24 Bảng 5: Các yếu tố cơ bản để tính lượng nước sử dụng cho một vụ mùa 25 Bảng 6: Chỉ số Kc được tham chiếu bởi FAO Penman-Monteith ............. 27 Bảng 7: Tóm tắt các nghiên cứu chính về dấu chân nước trong lĩnh vực nông nghiệp ............................................................................................... 36 Bảng 8: Yêu cầu sinh thái thổ nhưỡng của cây cà phê ............................. 40 Bảng 9: Phân bố tổng lượng mưa trong các mùa tại tỉnh Đắk Nông ........ 48 Bảng 10: Lượng dòng chảy theo mùa tại một số sông chính .................... 50 Bảng 11: Phân mùa thuỷ văn khu vực tỉnh Đắk Nông ............................. 51 Bảng 12: Trữ lượng nước ngầm tỉnh Đắk Nông ....................................... 56 Bảng 13: Tổng diện tích cây cà phê trên địa bàn tỉnh Đắk Nông biến động 2010-2015 ................................................................................................. 70 Bảng 14: Các hoạt động nông nghiệp kết hợp với canh tác cà phê của nông hộ ............................................................................................................... 76 Bảng 15: Thu nhập bình quân đầu người so với chuẩn nghèo quốc gia và phân theo 3 khu vực nghiên cứu (đơn vị: triệu đồng/người/năm) ............ 78 Bảng 16: Năng suất cà phê trên 1 ha phân theo khu vực nghiên cứu (đơn vị: tấn/ha) ........................................................................................................ 88 Bảng 17: Hiệu quả đầu tư trên 1 ha của nông hộ cà phê tỉnh Đắk Nông.. 89 Bảng 18: Các loại phân bón và số lần sử dụng trong năm (đơn vị: kg/cây/năm) ............................................................................................... 91 Bảng 19: Lượng phân bón sử dụng trên 1 ha phân theo khu vực nghiên cứu (đơn vị: kg/cây/năm) ................................................................................. 94 Bảng 20: Nguồn nước sử dụng phân theo khu vực nghiên cứu ................ 97 Bảng 21: Khoảng cách các nguồn nước đến vườn cà phê phân theo khu vực nghiên cứu. (đơn vị: mét) ......................................................................... 99 Bảng 22: Số lần tưới nước trong mùa khô cho cây cà phê ..................... 100 x Bảng 23: Các thời điểm tưới nước trong mùa khô phân theo khu vực nghiên cứu (Xem trang sau) ....................................................................................... 102 Bảng 24: Lượng nước tưới cho cà phê trong một lần tưới mùa khô (đơn vị: lít/cây/1lần) ............................................................................................. 105 Bảng 25: Nhận xét của nông hộ về lượng nước tưới đã sử dụng trong mùa khô ................................................................................................................. 106 Bảng 26: So sánh lượng nước tưới thực tế của nông hộ, Viện KHKT-NLN-TN và khuyến cáo của Bộ NN&PTNT 2016 ..................................................... 107 Bảng 27: Phân bố phần trăm ý kiến của các nông hộ về nguyên nhân biến động các nguồn nước tỉnh Đắk Nông ..................................................................... 109 Bảng 28: Giải pháp cho việc thích ứng với suy giảm nguồn nước tưới cho canh tác cà phê ...................................................................................................... 114 Bảng 29: Lựa chọn giải pháp thu gom nước trong vườn ................................... 115 Bảng 30: Biện pháp thu gom và xử lý rác trong vườn cà phê............................ 118 Bảng 31: Khả năng tiếp cận nguồn vốn vay cho canh tác cà phê ...................... 121 Bảng 32: Loại hình nông nghiệp muốn chuyển đổi trong tương lai .................. 123 Bảng 33: Thông kê chỉ số NDVI, chỉ số mùa vụ và chỉ số bốc hơi mùa vụ trồng cà phê ở Đắk Nông năm 2015 ..................................................................... 130 Bảng 34: Lượng nước sử dụng tưới cho cây cà phê 1ha/vụ tỉnh Đắk Nông năm 2015 ......................................................................................................... 135 Bảng 35:Tổng lượng nước sử dụng tưới cho cây cà phê theo ranh giới huyện/vụ tỉnh Đắk Nông năm 2015 ........................................................................ 142 Bảng 36: Dấu chân nước trung bình của một vụ thu hoạch cây cà phê ở Đắk Nông ................................................................................................................. 145 Bảng 37: So sánh lượng nước tưới theo khuyến cáo, theo kết quả tính toán và theo thực tế sử dụng ........................................................................................ 147 Bảng 38: Tổng hợp các yếu tố tác động đến nguồn nước ở tỉnh Đắk Nông ..... 150 xi DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1: Vị trí thu thập mẫu khu vực nghiên cứu ...................................... 14 Hình 2: Sự biến đổi hệ số Kc qua từng giai đoạn mùa vụ của cây trồng .. 24 Hình 3: Mối quan hệ giữa điều kiện khí hậu, mùa vụ cây trồng Kc, ETo và ETc ............................................................................................................. 28 Hình 4: Phân bố tổng lượng mưa trung bình nhiều năm tỉnh Đắk Nông .. 49 Hình 5: Hệ thống sông, suối chính của tỉnh Đắk Nông ............................ 53 Hình 6: Phân vùng thủy văn tỉnh Đắk Nông ............................................. 54 Hình 7: Phân bố tài nguyên nước ngầm của tỉnh Đắk Nông .................... 58 Hình 8: Xu thế biến động của dòng chảy năm, dòng chảy mùa lũ, dòng chảy mùa kiệt và dòng chảy nhỏ nhất tại trạm Đắk Nông (Lưu vực sông Đồng Nai) ............................................................................................................ 62 Hình 9: Xu thế biến động của dòng chảy năm, dòng chảy mùa lũ, dòng chảy mùa kiệt và dòng chảy nhỏ nhất tại trạm Đức Xuyên (Lưu vực sông Sêrêpôk) .................................................................................................... 62 Hình 10: Xu thế biến động của dòng chảy năm, dòng chảy mùa lũ và dòng chảy mùa kiệt tại trạm Cầu 14 (Lưu vực sông Sêrêpôk) .......................... 63 Hình 11: Xu thế biến động của dòng chảy năm, dòng chảy mùa lũ, dòng chảy mùa kiệt và dòng chảy nhỏ nhất tại trạm Phước Long (Lưu vực sông Bé) ............................................................................................................. 63 Hình 12: Lượng nước và nhu cầu sử dụng nước vào mùa khô - Lưu vực sông Sêrêpôk ............................................................................................. 66 Hình 13: Lượng nước và nhu cầu sử dụng nước vào mùa khô - Lưu vực sông Krông Nô .......................................................................................... 66 Hình 14: Lượng nước và nhu cầu sử dụng nước vào mùa khô – Lưu vực sông Đồng Nai .......................................................................................... 67 Hình 15: Lượng nước và nhu cầu sử dụng nước vào mùa khô – Lưu vực Sông Bé ..................................................................................................... 67 Hình 16: Hiện trạng phân bố cây cà phê tỉnh Đắk Nông năm 2015 ......... 84 Hình 17: Chỉ số thực vật (NDVI) của tỉnh Đắk Nông năm 2015 ........... 132 Hình 18: Chỉ số Kc mùa vụ của tỉnh Đắk Nông năm 2015 .................... 133 xii Hình 19: Lượng bốc hơi mùa vụ ETc của tỉnh Đắk Nông năm 2015 ................ 134 Hình 20: Lượng nước sử dụng tưới vào mùa khô cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015. .............................................................................................. 139 Hình 21: Lượng nước sử dụng tưới vào mùa mưa cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015 ....................................................................................... 140 Hình 22: Tổng lượng nước tưới sử dụng cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015 ......................................................................................................... 141 Hình 23: Dấu chân nước xanh lam cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015 ................................................................................................................. 160 Hình 24: Dấu chân nước xanh lá cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015 ................................................................................................................. 161 Hình 25: Dấu chân nước cho 1 vụ canh tác cà phê tỉnh Đắk Nông 2015 .......... 162 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Khung phân tích đánh giá sử dụng nước cho canh tác cây cà phê ở Đắk Nông .......................................................................................................... 21 Sơ đồ 2: Quy trình phân tích dấu chân nước cho cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông ... 23 Sơ đồ 3: Qui trình đánh giá dấu chân nước cho cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông ... 128 xiii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đắk Nông là tỉnh nằm ở phía Tây Nam của Tây Nguyên, diện tích tự nhiên là 651.438 ha, với dân số 636.000 người. Là tỉnh có điều kiện khí hậu và đất đai phù hợp cho việc phát triển các loại cây công nghiệp dài ngày, đặc biệt là cà phê. Sự phát triển của cây cà phê đã và đang làm thay đổi bộ mặt kinh tế - xã hội của tỉnh Đắk Nông. Năm 2015, toàn tỉnh có 119.496 ha cà phê, diện tích cho thu hoạch là 107.756 ha, sản lượng đạt 246.549 tấn, đóng góp 50% GDP của tỉnh. Tuy nhiên, quá trình phát triển nóng cây cà phê đã dẫn đến các vấn đề về tài nguyên, môi trường và chất lượng phát triển. Một trong những vấn đề quan trọng đó là suy thoái tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên nước. Việc canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông hiện đang gặp một số vấn đề về nguồn nước tưới như: Tình trạng thiếu nước tưới trong mùa khô ngày càng trở nên nghiêm trọng do nhu cầu nước tưới gia tăng cùng với sự mở rộng của diện tích cà phê không theo quy hoạch. Việc chặt phá rừng cũng làm mất khả năng giữ nước của đất, làm cho nguồn nước ngầm không được bổ sung. Nguyên nhân gây suy giảm nguồn nước còn là do người dân chưa chú trọng đến các giải pháp sử dụng nước tưới tiết kiệm cho cây cà phê, điều này không chỉ gây lãng phí nước mà còn làm xói mòn, giảm độ phì của đất và tăng thêm chi phí sản xuất. Mặt khác, biến đổi khí hậu ở khu vực Tây Nguyên cũng gây ra những tác động có hại đối với sản xuất nông nghiệp. Trong những năm gần đây, thiên tai (đặc biệt là hạn hán) xảy ra ngày càng thường xuyên và nghiêm trọng, cả về cường độ lẫn quy mô; quy luật phân bố mưa cũng bị thay đổi. Nguyên nhân của biến đổi khí hậu rất phức tạp và đa dạng, bao gồm cả nguyên nhân do tự nhiên và nguyên nhân do con người (Trương Hồng, 2015). Với các lý do nêu trên, cần có đánh giá mang tính hệ thống, bao quát và khoa học về thực trạng sử dụng nguồn nước cho canh tác cây cà phê tại tỉnh Đắk Nông trong bối cảnh biến đổi khí hậu và suy giảm nguồn nước tưới. Trong đó, quan trọng là nhận dạng được các yếu tố môi trường và con người tác động tiêu cực đến nguồn nước, cùng với phương thức tác động của chúng; từ đó đề xuất các giải pháp quản lý và sử dụng nước trong canh tác cây cà phê tại địa phương trong 1 thời gian tới mang tính bền vững. Đây là lý do tác giả lựa chọn chủ đề nghiên cứu này làm luận án tiến sĩ. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2.1. Ý nghĩa khoa học Xác định những luận cứ, cơ sở khoa học về sử dụng tài nguyên nước cho hoạt động canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông. Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là căn cứ khoa học cho công tác quy hoạch, phát triển và quản lý tài nguyên nước phục vụ cho ngành cà phê của tỉnh Đắk Nông. 2.2. Ý nghĩa thực tiễn Các giải pháp đề xuất sẽ giúp điều chỉnh lại nhu cầu sử dụng nước trong canh tác cây cà phê nhằm sử dụng hợp lý nguồn nước, đồng thời nâng cao ý thức tiết kiệm nước, bảo vệ tài nguyên và môi trường của các nông hộ trồng cà phê. 3. Mục tiêu nghiên cứu 3.1. Mục tiêu chung Nghiên cứu sử dụng nguồn nước cho việc canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông theo hướng bền vững . 3.2. Mục tiêu cụ thể a) Làm rõ cơ sở lý luận và cách tiếp cận trong việc nghiên cứu sử dụng và khai thác tài nguyên nước phục vụ cho canh tác cây cà phê b) Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng nguồn nước của người dân trong canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông c) Đánh giá lượng nước cần thiết cho canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông d) Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp nhằm sử dụng tài nguyên nước hợp lý trong canh tác cây cà phê tại địa phương. 4. Nội dung nghiên cứu a) Thực trạng nguồn nước sử dụng cho canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông b) Đánh giá nhu cầu sử dụng nước trong canh tác cây cà phê của các nông hộ c) Xác định lượng nước cần thiết cho canh tác cây cà phê d) Đề xuất các giải pháp và hướng nghiên cứu tiếp theo 5. Câu hỏi nghiên cứu 2 Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ tập trung trả lời các câu hỏi sau: a) Hướng tiếp cận và cách đánh giá nhu cầu sử dụng nước trong canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông như thế nào? b) Những yếu tố nào ảnh hưởng đến nguồn nước tưới cho việc canh tác cây cà phê ? c) Cần bao nhiêu nước tưới cho cây cà phê? thời gian và số lần tưới? phương pháp tưới ? d) Giải pháp nào cần được thực hiện để đảm bảo nhu cầu nước tưới cho cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông theo hướng bền vững? 6. Giả thuyết nghiên cứu Từ các câu hỏi nghiên cứu của đề tài, kết hợp với tổng quan tư liệu, chúng tôi đưa ra các giả thuyết sau: Giả thuyết 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến nguồn nước tưới cho cây cà phê là: (a) chặt phá rừng và gia tăng diện tích trồng cà phê; (b) biến đổi khí hậu; (c) công trình thuỷ điện; (d) canh tác cây cà phê không đúng kỹ thuật. Giả thuyết 2: Nước tưới cho cây cà phê của các nông hộ vượt quá mức cần thiết, điều này làm tăng chi phí sản xuất và suy giảm nguồn nước. Giả thuyết 3: Có cơ chế, chính sách hợp lý trong việc quản lý nguồn nước sẽ nâng cao được ý thức bảo vệ tài nguyên – môi trường cũng như sử dụng nước tiết kiệm của các nông hộ. 7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 7.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính là các vùng, các hộ trồng cà phê sử dụng tài nguyên nước cho việc canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông. 7.2 Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: Các huyện thuộc tỉnh Đắk Nông - Luận án tập trung điều tra 3 khu vực bao gồm: 2 huyện Đắk Mil (vùng nông thôn), Đắk R’Lấp (vùng cận đô thị), và thị xã Gia Nghĩa (vùng đô thị). - Thời gian: Các số liệu thứ cấp thu thập từ năm 2000 đến năm 2015; số liệu điều tra tập trung vào năm 2015. 3 8. Những đóng góp mới của luận án Trên quan điểm tổng hợp và hệ thống hóa, kết hợp với cách tiếp cận nhu cầu sử dụng nước thông qua xác định dấu chân nước (Water footprint), luận án đã xác định được lượng nước cần sử dụng trong canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông, qua đó đánh giá những ưu điểm và tồn tại trong việc sử dụng, khai thác tài nguyên nước của các nông hộ. Luận án đã phân tích những thuận lợi và khó khăn trong khai thác và sử dụng tài nguyên nước cho canh tác cây cà phê ở phạm vi cấp huyện và đưa ra các khuyến cáo để phát triển cây cà phê theo quy hoạch thống nhất, tránh nguy cơ thiếu nước, hiệu quả kinh tế kém. Luận án cũng đề xuất các giải pháp để khai thác, sử dụng tài nguyên nước cho canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông theo hướng bền vững. 9. Luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Nghiên cứu việc sử dụng nguồn nước cho canh tác cây cà phê ở tỉnh Đắk Nông giúp xác định lượng nước cần thiết cho canh tác cây cà phê (bao gồm: lượng nước tưới, thời gian tưới, số lần tưới, phương pháp tưới). Luận điểm 2: Tình trạng sử dụng nước lãng phí, kém hiệu quả cộng với nguồn nước ngày càng suy thoái và cạn kiệt đã tác động không nhỏ đến đời sống kinh tế xã hội của tỉnh Đắk Nông. Do đó, nghiên cứu sử dụng nguồn nước cho canh tác cây cà phê nhằm đề xuất các giải pháp để khai thác, sử dụng tài nguyên nước ở tỉnh Đắk Nông theo hướng bền vững. 4 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở lý luận 1.1.1. Khái niệm về sử dụng và quản lý tài nguyên nước Nước không những cần cho sinh hoạt, sự tồn tại của con người mà nước còn có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội, sức khoẻ, giáo dục, bình đẳng và sự phồn thịnh của xã hội. Chính vì thế, nguyên Tổng Thư ký Liên Hiệp Quốc Ban Ki Moon đã nói: “Nước là cốt lõi hạnh phúc của nhân loại. Chúng ta cần nước cho sức khỏe, cho an ninh lương thực và cho phát triển kinh tế. Nước nắm giữ chìa khóa cho phát triển bền vững”. Có nhiều quan niệm khác nhau về sử dụng nước: Theo Peery (2011) “Sử dụng nước là tổng lượng nước thu hồi từ nguồn để sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau có quan hệ mật thiết với nhu cầu của con người”. Quan điểm của Hoekstra và Hung (2002) về sử dụng nước trong nông nghiệp cho rằng, “Sử dụng nước là lượng nước dùng cho việc canh tác mùa vụ hoặc sản xuất ra sản phẩm nông nghiệp”. Sử dụng nước được chia thành hai loại: Sử dụng nội dòng (Instream Use): Việc sử dụng nước diễn ra trong dòng sông, suối, ao, hồ; ví dụ như tạo ra năng lượng thủy điện, phục vụ giao thông đường sông, cải thiện chất lượng nước, nhân giống cá, giải trí. Sử dụng ngoại dòng (Offstream Use): Nước lấy từ nguồn nước mặt hay nước ngầm đem dùng ở nơi khác. Ở Việt Nam, khái niệm quản lý tài nguyên nước theo phương thức tổng hợp và toàn diện được thể hiện trong Chiến lược quốc gia về tài nguyên nước năm 2006 và được quy định trong Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13. Theo đó, những quan điểm, nguyên tắc cơ bản trong quản lý tài nguyên nước là: a. Quản lý tài nguyên nước phải bảo đảm thống nhất theo lưu vực sông, theo nguồn nước, kết hợp với quản lý theo địa bàn hành chính. b. Tài nguyên nước phải được phát triển bền vững: khai thác, sử dụng tiết kiệm, hiệu quả, tổng hợp và đa mục tiêu. 5