Nghiên cứu đề xuất các chiến lược thủy lợi nhằm cân bằng giữa bảo tồn nguồn nước và an ninh lương thực ở Trung Quốc

Một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Khí quyển (IAP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) dẫn đầu đã phát hiện ra rằng việc kết hợp nâng cấp công nghệ thủy lợi với việc mở rộng có mục tiêu diện tích đất nông nghiệp được tưới tiêu có thể giúp Trung Quốc tiết kiệm nước, duy trì sản lượng ngũ cốc trong bối cảnh biến đổi khí hậu và cải thiện lợi nhuận đầu tư.

Khi nhiệt độ tăng cao và hạn hán đe dọa sản xuất lương thực, tưới tiêu ngày càng trở nên quan trọng đối với việc thích ứng của nông nghiệp với biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích đất nông nghiệp được tưới tiêu cũng có thể làm gia tăng áp lực lên nguồn nước hạn chế, do đó cần phải cân bằng giữa bảo tồn nước, an ninh lương thực và lợi nhuận đầu tư.

Để giải quyết thách thức này, một nhóm nghiên cứu do tiến sỹ ZHANG Tianyi của IAP dẫn đầu, hợp tác với các nhà nghiên cứu từ một số tổ chức Trung Quốc và quốc tế, đã tiến hành một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Food .

Nghiên cứu có tiêu đề "Kết hợp nâng cấp công nghệ thủy lợi với mở rộng có mục tiêu cho phép sản xuất ngũ cốc tiết kiệm nước và thích ứng với biến đổi khí hậu ở Trung Quốc" có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Đại học Hohai, Đại học Hạ Môn, Đại học Bắc Kinh, Đại học Nhân dân Trung Quốc, Đại học Nông nghiệp Trung Quốc, Đại học Maryland và Đại học Yale.

Nghiên cứu này kết hợp 42.190 hồ sơ thống kê nông nghiệp cấp huyện, 3.576 phản hồi khảo sát kinh tế xã hội hộ gia đình và 2.230 thử nghiệm so sánh công nghệ tưới tiêu. Tập trung vào ba loại cây trồng chủ lực của Trung Quốc: ngô, lúa mì và gạo, các nhà nghiên cứu đã đánh giá xu hướng áp dụng các công nghệ tưới tiêu tiết kiệm nước khác nhau.

Họ cũng đã phát triển một khuôn khổ tối ưu hóa đầu tư xem xét cả việc nâng cấp công nghệ tưới tiêu và mở rộng diện tích tưới tiêu, xác định các chiến lược đầu tư cụ thể cho từng loại cây trồng để cân bằng giữa bảo tồn nước, an ninh lương thực và lợi nhuận đầu tư.

Quá trình chuyển đổi công nghệ tưới tiêu quan trọng, nhưng vẫn còn những khác biệt đáng kể giữa các vùng

Dữ liệu khảo sát hộ gia đình cho thấy hệ thống thủy lợi nông nghiệp của Trung Quốc đã trải qua một sự chuyển đổi công nghệ đáng kể từ năm 2010 đến năm 2022. Năm 2010, việc dẫn nước bằng kênh đất và tưới ngập vẫn còn phổ biến; đến năm 2022, những phương pháp kém hiệu quả này đã giảm đáng kể, trong khi việc áp dụng các công nghệ tiết kiệm nước khác nhau đã tăng lên. Tuy nhiên, tốc độ chuyển đổi này rất khác nhau giữa các loại cây trồng và khu vực.

Giáo sư WANG Jinxia của Đại học Hohai cho biết, nâng cấp công nghệ tưới tiêu và tiết kiệm nước từ lâu đã là một thành phần quan trọng trong đầu tư bảo tồn nguồn nước nông nghiệp của Trung Quốc. Sử dụng dữ liệu khảo sát hộ gia đình quy mô lớn, các nhà nghiên cứu đã định lượng đánh giá các công nghệ tưới tiêu khác nhau trên các loại cây trồng và khu vực.

Ông WANG cho biết: "Với tốc độ ứng dụng công nghệ hiện tại, lượng nước tưới tiêu trên mỗi diện tích cho ba loại cây trồng chủ lực dự kiến ​​sẽ chỉ giảm từ 9,4% đến 16,0% vào năm 2030, thấp hơn đáng kể so với mục tiêu tiết kiệm nước 25,5% do Kế hoạch Phát triển Nông nghiệp Bền vững Quốc gia (2015-2030) đề ra".

Kế hoạch này đặt ra giới hạn 373 km³ cho lượng nước tưới tiêu nông nghiệp quốc gia vào năm 2030, tương đương mức giảm 25,5% so với thập niên 2010.

Phân tích sâu hơn cho thấy việc triển khai các công nghệ tưới tiêu hiệu quả nhất trên tất cả các khu vực tưới tiêu hiện có có thể đáp ứng vượt mức các mục tiêu tiết kiệm nước. Tuy nhiên, ngay cả những nâng cấp trên diện rộng như vậy cũng không đủ để bù đắp những tổn thất năng suất cây trồng tiềm tàng do biến đổi khí hậu trong tương lai gây ra, tiềm ẩn rủi ro đối với an ninh lương thực của Trung Quốc.

Ưu tiên nâng cao hiệu quả trước, sau đó mới mở rộng, điều chỉnh phù hợp với từng loại cây trồng và khu vực

Dựa trên những phát hiện này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp tiếp cận mới: trước tiên cải thiện hiệu quả sử dụng nước ở các khu vực tưới tiêu hiện có, và sau đó, trong giới hạn nguồn nước, sử dụng lượng nước tiết kiệm được để chuyển đổi một số diện tích đất nông nghiệp phụ thuộc vào nước mưa thành đất nông nghiệp được tưới tiêu. Chiến lược này nhằm mục đích giảm thiểu những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu trong tương lai.

Phân tích danh mục đầu tư sâu hơn đã xác định được các chiến lược tối ưu khác nhau cho ba loại cây trồng. Đối với ngô, phương pháp ưu tiên là áp dụng các công nghệ tưới tiêu tiên tiến hơn đồng thời mở rộng diện tích tưới tiêu ở mức độ vừa phải. Đối với lúa mì và lúa gạo, cần mở rộng ít hơn, và các công nghệ tiết kiệm nước hiệu quả trung bình ở các khu vực tưới tiêu mới được phát triển có thể đủ để đảm bảo an ninh lương thực trong điều kiện khí hậu tương lai, đáp ứng các mục tiêu chính sách tiết kiệm nước và tối đa hóa lợi nhuận đầu tư.

"Câu hỏi thực sự mà các nhà hoạch định chính sách cần trả lời là: loại cây trồng nào cần tưới tiêu, diện tích tưới tiêu nên được mở rộng ở đâu, mở rộng bao nhiêu, nên áp dụng công nghệ nào và liệu các khoản đầu tư đó có khả thi về mặt kinh tế hay không", ông ZHANG từ IAP cho biết.

ZHANG lưu ý rằng các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc dự báo những thay đổi trong diện tích đất được tưới tiêu, mà chưa tính đến đầy đủ sự tương tác giữa các công nghệ tưới tiêu hoặc giữa các khu vực tưới tiêu hiện có và các khu vực tưới tiêu mới được phát triển.

ZHANG cho biết: "Bằng cách tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn và phát triển một khuôn khổ phân tích mới, nghiên cứu này nhằm mục đích cung cấp bằng chứng khoa học thiết thực hơn cho các quyết định đầu tư cụ thể này".

Tưới tiêu không phải là giải pháp duy nhất

Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng tưới tiêu không phải là biện pháp duy nhất để giải quyết biến đổi khí hậu trong tương lai và đảm bảo an ninh lương thực. Sản xuất nông nghiệp còn bị ảnh hưởng bởi việc chọn giống cây trồng, quản lý canh tác, quy mô quản lý đất đai và các yếu tố khác.

Do đó, đầu tư vào thủy lợi cần được phối hợp với việc phát triển các giống cây trồng chịu hạn, các phương pháp canh tác thích ứng với biến đổi khí hậu và việc xây dựng đất nông nghiệp đạt tiêu chuẩn cao.

Tiến sỹ Chen Huang thuộc Đại học Hạ Môn cho biết nghiên cứu này dựa trên ba bộ dữ liệu độc lập được thu thập thông qua các phương pháp khảo sát và nghiên cứu khác nhau. Mặc dù có nguồn gốc khác nhau, mô hình vẫn có thể nắm bắt được sự suy giảm lượng nước tưới tiêu trong nông nghiệp và sự cải thiện năng suất tưới tiêu ở Trung Quốc trong thập kỷ qua.

"Nghiên cứu trong tương lai sẽ tiếp tục kết hợp các yếu tố chính sách nông nghiệp và kinh tế như việc hợp nhất đất nông nghiệp và sự thay đổi giá cả hàng hóa nông sản, để hoàn thiện việc đánh giá toàn diện đầu tư thủy lợi", CHEN cho biết.

Nguyễn Thị Quỳnh Thuận theo Viện Hàn lâm Khoa họcTrung Quốc.