Mô hình DNDC là mô hình sinh địa hoá mô tả các quá trình hoá học đất trong điều kiện biến đổi các yếu tố sinh học và môi trường tự nhiên (nhiệt độ, lượng mưa...) ảnh hưởng đến các quá trình hình thành và giải phóng khí nhà kính (KNK) từ đất vào khí quyển. Mô hình được xây dựng với cấu trúc chi tiết, có độ phân giải theo thời gian cao.

Mô hình DNDC được Li, et al. (1992, 1994, 2004) áp dụng lần đầu tiên để mô phỏng phát thải KNK từ các hệ canh tác có lúa. Sau đó, Pathak, et al. (2005), Babu, et al. (2006) tiếp tục hoàn thiện để tính toán phát thải khí CO₂, CH₄, N₂O và tiềm năng giảm phát thải trong các điều kiện canh tác lúa khác nhau ở Ấn Độ. Tiếp đó, Zhang, et al. (2011) đã ứng dụng DNDC vào tính tiềm năng giảm phát thải qua các nghiên cứu về các biện pháp canh tác cải tiến. Fumoto, et al. (2010) đã cải tiến DNDC thành phiên bản DNDC - Rice dành riêng cho đất trồng lúa và áp dụng để xác định tiềm năng giảm thiểu CH₄ dưới các chế độ tưới trong canh tác lúa ở Nhật Bản.

Salas (2013) đã đưa ra đề xuất ý tưởng xây dựng hệ thống giám sát KNK phát thải từ vùng canh tác lúa của Việt Nam sử dụng mô hình DNDC. Lục Thị Thanh Thêm và Mai Văn Trịnh (2016) đã sử dụng mô hình DNDC để tính toán, dự báo phát thải KNK trong canh tác lúa nước trên đất phù sa, đất mặn tại tỉnh Nam Định. Kết quả cho thấy, sử dụng than sinh học ở các công thức bón phân khác nhau có thể giảm 3-9 tấn phát thải các bon đioxit tương đương trên một vụ (CO2tđ/ha/vụ). Ngô Đức Minh (2018) đã sử dụng mô hình DNDC mô phỏng sự phát thải KNK (CH₄, N₂O) trong môi trường đất lúa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, tỉnh Quảng Nam. Mặc dù nghiên cứu này được thực hiện tương đối bài bản, hệ thống, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa đề cập đến do một số hạn chế khách quan và chủ quan như: chưa nghiên cứu về mối tương quan giữa động thái của NH₄⁺, NO₃^-, Mn₄⁺, Fe₃⁺, hữu cơ hòa tan (DOC) trong đất, O₂ hòa tan trong nước và dung dịch đất với phát thải CH₄ và N₂O từ môi trường đất lúa. Nguyễn Lê Trang (2019) đã sử dụng mô hình DNDC như một trong các phương pháp để đạt được mục tiêu nghiên cứu phát thải KNK trong canh tác lúa nước tại Nam Định và đề xuất các giải pháp giảm thiểu.

Phương pháp mô hình hóa là một trong những phương pháp hiệu quả trong nghiên cứu định lượng nói riêng và nghiên cứu khoa học nói chung. Tuy nhiên, để kết quả nghiên cứu thể hiện tính chính xác, độ tin cậy cao, tất cả các mô hình trước khi đưa vào sử dụng đều cần thực hiện một bước quan trọng đó là đánh giá độ nhạy của các thông số và hiệu chỉnh mô hình. Hiện nay, các nghiên cứu sử dụng mô hình DNDC chưa đưa ra một bộ thông số chuẩn cho mô hình. Vì vậy, mục đích của nghiên cứu này là đánh giá độ nhạy của các thông số phục vụ hiệu chỉnh và xây dựng các thông số chuẩn trong mô hình DNDC để tính toán phát thải KNK từ hoạt động canh tác lúa nước tại vùng Đồng bằng sông Hồng.

Nghiên cứu về độ nhạy các thông số và hiệu chỉnh mô hình DNDC trên đối tượng là 4 loại đất trồng lúa của vùng Đồng bằng sông Hồng: phù sa, mặn, phèn, xám trong 2 vụ đông xuân và mùa, kết quả cho thấy:

- Đối với phát thải CH₄, các thông số: dung trọng, tỷ lệ sét, chỉ số hoạt động của vi sinh vật, SOC, nhiệt độ, độ dẫn điện, lượng phân đạm, độ xốp có độ nhạy cao; các thông số: pHKCl, khả năng tiêu nước, khả năng giữ nước, độ ẩm đồng ruộng, nồng độ nitrat và amoni ban đầu ở tầng đất mặt và lượng mưa ảnh hưởng không nhiều tới sự phát thải CH₄; các thông số: độ ẩm cây héo và chỉ số độ mặn không ảnh hưởng tới sự phát thải CH₄.

- Đối với phát thải N₂O, các thông số: lượng phân chuồng, tỷ lệ sét, chỉ số hoạt động của vi sinh vật, pH, nồng độ nitrat ban đầu ở tầng đất mặt, dung trọng, SOC, độ ẩm đồng ruộng, độ xốp, khả năng giữ nước là các thông số ảnh hưởng nhiều tới sự phát thải N₂O; các thông số: khả năng tiêu nước, độ dẫn điện, nồng độ amoni ban đầu ở tầng đất mặt, nhiệt độ, lượng phân đạm và lượng mưa ảnh hưởng không nhiều tới sự phát thải CH₄; các thông số: độ ẩm cây héo và chỉ số độ mặn không ảnh hưởng tới sự phát thải N₂O.

- Kết quả hiệu chỉnh mô hình DNDC cho thấy, mô hình đã cho kết quả tính toán thống nhất với giá trị đo thực tế, được chứng minh bằng giá trị của R² vụ xuân và vụ mùa đạt tới 0,86 và 0,79, NSI đạt 0,82 và 0,77 đối với CH₄; giá trị R² vụ xuân và vụ mùa đạt tới 0,62 và 0,69, NSI đạt 0,69 và 0,76 đối với N₂O. Sau hiệu chỉnh, mô hình có thể được sử dụng để mô phỏng tính toán phát thải KNK cho toàn vùng Đồng bằng sông Hồng với các kịch bản khác nhau bằng bộ thông số chuẩn mà mô hình đã hiệu chỉnh.

nthang