Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp " Ứng dụng GIS trong quy hoạch phát triển cây cao su tại huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị " docx

Tính cấp thiết của ñề tài Công tác quy hoạch là một bước ñi ñầu tiên rất quan trọng, là cơ sở ñể xác ñịnh các loại hình kinh doanh, hệ thống biện pháp kỹ thuật và vùng sản xuất phù hợp

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O

§¹I HäC HUÕ

NGUYÔN MINH DIÔN

øNG DôNG GIS TRONG QUY HO¹CH PH¸T tRIÓN

C¢Y CAO SU (Hevea brasiliensis Muell Arg)

T¹I HUYÖN GIO LINH, TØNH QU¶NG TRÞ

LUËN V¡N TH¹C Sü KHOA HäC N¤NG NGHIÖP

Chuyªn ngµnh: L¢M HäC

HUÕ - 2012

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O

§¹I HäC HUÕ

NGUYÔN MINH DIÔN

øNG DôNG GIS TRONG QUY HO¹CH PH¸T TRIÓN

C¢Y CAO SU (Hevea brasiliensis Muell.Arg)

T¹I HUYÖN GIO LINH, TØNH QU¶NG TRÞ

LUËN V¡N TH¹C Sü KHOA HäC N¤NG NGHIÖP

Chuyªn ngµnh: L¢M HäC M· sè: 60.62.60

NG¦êI H¦íNG DÉN KHOA HäC

TS NGUYÔN V¡N LîI

HUÕ - 2012

Công trình ñược hoàn thành tại Trường ðại học Nông Lâm Huế

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Lợi

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Luận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm luận văn

tốt nghiệp Thạc sĩ họp tại Trường ðại học Nông Lâm Huế

vào ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Thư viện ðại học Huế

- Trung tâm Thông tin - Thư viện Trường ðại học Nông Lâm Huế

Phần thứ nhất ðẶT VẤN ðỀ

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Công tác quy hoạch là một bước ñi ñầu tiên rất quan trọng, là cơ sở ñể xác ñịnh các loại hình kinh doanh, hệ thống biện pháp kỹ thuật và vùng sản xuất phù hợp cho các loài cây trồng

Cao su là cây cho hiệu quả kinh tế cao, có nguồn gốc ở Nam Mỹ ñược gây trồng ở nước ta từ những năm ñầu thế kỷ XX Trong những năm gần ñây giá

mủ cao su xuất khẩu có xu hướng gia tăng, nhất là hiện nay Việt Nam ñã gia nhập WTO thì sản phẩm mủ cao su ñang trở thành mặt hàng xuất khẩu chiến lược ñể phát triển kinh tế Sản lượng xuất khẩu cao su Việt Nam hiện ñang ñứng hàng thứ 4 thế giới, ñứng thứ 2 trong các mặt hàng xuất khẩu nội ñịa; ñến năm 2011 diện tích cao su cả nước ñã ñạt 834,2 ngàn ha[43]

Những năm gần ñây, tại Quảng Trị phong trào trồng cao su diễn ra mạnh

mẽ, nhiều ñịa phương ñã chuyển khá lớn diện tích rừng và ñất lâm nghiệp sang trồng cao su Diện tích trồng mới tăng nhanh, bình quân trên 1.200 ha/năm trong giai ñoạn 2005 - 2010 Diện tích năm 2011 là 17.900 ha; riêng huyện Gio Linh trong năm 2011 ñã trồng 788 ha cao su trên ñất lâm nghiệp [32]

Theo Quyết ñịnh 2855/Qð-BNN ngày 17/9/2008 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thì cây cao su ñược công nhận là cây ña mục ñích sử dụng cho cả nông nghiệp và lâm nghiệp, nên việc sử dụng ñất lâm nghiệp ñể trồng cao su ñang là vấn ñề ñược quan tâm

Tại Gio Linh diện tích ñất trống chưa sử dụng có thể trồng cao su hiện còn rất ít, việc phát triển cao su trong thời gian tới tất yếu sẽ làm giảm diện tích rừng hoặc các loài cây khác ðể tránh sự phát triển dàn trải và ñể sử dụng hợp

lý ñất ñai, tài nguyên thì quy hoạch các vùng có ñiều kiện lập ñịa, sinh thái phù hợp chuyển sang trồng cao su là vấn ñề ñang ñặt ra

Ngày nay, sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin ñã ñưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và ñời sống Là một ứng dụng của công nghệ tin học, GIS ñã bắt ñầu sử dụng rộng rãi ở nước ta hơn một thập niên trở lại ñây, với những tính năng ưu việt, GIS ngày nay ñang ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý như ñánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xác ñịnh vùng phân bố của các loài thực vật, ñộng vật, quy hoạch vùng thích nghi cho các loài cây trồng

Trong lĩnh vực quy hoạch nông lâm nghiệp, áp dụng công nghệ GIS cho kết quả chính xác, ñáp ứng ñược yêu cầu của thực tế sản xuất; hiệu quả về kinh tế, tiết kiệm ñược thời gian và các nguồn lực khác Do ñó ứng dụng GIS trong quy hoạch nông lâm nghiệp nói chung và ñể quy hoạch phát triển cây cao su tại huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị là vấn ñề hết sức cần thiết

Với những lý do như trên chúng tôi ñã tiến hành thực hiện ñề tài “Ứng

dụng GIS trong quy hoạch phát triển cây cao su (Hevea brasiliensis Muell

Arg) tại huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị”

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.2.1 Ý nghĩa khoa học

Tìm hiểu và ứng dụng các kỹ thuật GIS trong quy hoạch phát triển cây cao

su nói riêng và quy hoạch nông lâm nghiệp nói chung

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn

- ðề tài thực hiện thành công sẽ xác ñịnh ñược các vùng thích nghi cho cây cao su tại huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị Quy hoạch ñược diện tích ñể chuyển sang trồng cây cao su trên ñịa bàn huyện, nhằm sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên ñất

- Kết quả thực hiện ñược là cơ sở ñể tham mưu cho huyện Gio Linh phát triển diện tích cao su bền vững trong thời gian ñến Từng bước ñưa công nghệ GIS vào ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quy hoạch, thiết kế nông - lâm - ngư nghiệp tại Quảng Trị

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- ðề xuất ñược các giải pháp thực hiện, khái toán tổng vốn quy hoạch, dự kiến nguồn vốn thực hiện và hiệu quả quy hoạch

1.4 ðối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu hiện trạng và quy hoạch sử sụng ñất, ñịnh hướng phát triển cao su của huyện, chính sách phát triển cao su

- Hệ thống thông tin ñịa lý và các phần mềm có liên quan

- Nghiên cứu ñặc ñiểm sinh thái học cây cao su và các yếu tố ảnh hưởng ñến sinh trưởng, phát triển, sản lượng mủ cao su làm cơ sở cho quy hoạch như: Loại ñất, ñộ dày tầng ñất, ñộ cao, ñộ dốc, nước ngầm - lũ lụt, nhiệt ñộ, lượng mưa và gió bão

Phần thứ hai TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan về hệ thống thông tin ñịa lý (GIS)

2.1.1 Các thành phần của GIS

2.1.2 Các ứng dụng của hệ thống thông tin ñịa lý

2.1.3 Tình hình phát triển và ứng dụng hệ thống thông tin ñịa lý

2.2 Phần mềm chuyên dụng GIS ứng dụng trong nghiên cứu

2.2.1 Phần mềm ArcView

2.2.2 Phần mềm Mapinfo

2.3 Tổng quan về ñánh giá ñiều kiện lập ñịa ñối với cây trồng

2.3.1 Phương pháp ñánh giá ña tiêu chí

2.3.2 Nội dung của phương pháp ñánh giá ña tiêu chí

2.3.3 Một số nghiên cứu ñã ứng dụng phương pháp ñánh giá ña tiêu chí

2.4 Tổng quan phương pháp ñiều tra xã hội học

2.5 ðặc ñiểm sinh vật học cây cao su và tiêu chuẩn ñất trồng cao su

2.5.1 ðặc ñiểm sinh vật học cây cao su

2.5.2 Tiêu chuẩn ñất trồng cao su

- ðất thích hợp ñể trồng cao su phải nằm trong vùng khí hậu phù hợp ñối với cây cao su và ñảm bảo các tiêu chí dưới ñây: Nhiệt ñộ trung bình năm từ 25-30oC; không có sương muối về mùa ñông Lượng mưa trung bình hàng năm trên 1.500 mm; ít có bão mạnh trên cấp 8 ðộ cao dưới 700 m (miền núi phía Bắc dưới 600 m) so với mực nước biển ðộ dốc dưới 30 ñộ; tầng ñất dày tối thiểu 0,7m ðộ sâu mực nước ngầm lớn hơn 1,2 m và không bị ngập úng khi có mưa;

- Thành phần cơ giới ñất từ thịt nhẹ ñến thịt nặng, thoát nước tốt; mức ñộ kết von, ñá lẫn trong tầng ñất canh tác < 50%; hoá tính ñất: hàm lượng mùn tầng ñất mặt > 1,0 %, pHkcl: 4 - 6;

- Vùng ñất trồng cao su phải ñược thiết kế theo ñúng quy trình kỹ thuật, ñảm bảo ñiều kiện ñể thâm canh và chống xói mòn

2.5.3 ðối tượng ñất lâm nghiệp ñược chuyển sang trồng cao su

Phần thứ ba NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

3.1.1 điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu

3.1.1.1 đặc ựiểm ựiều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

3.1.1.2 Các nguồn tài nguyên trên ựịa bàn huyện

3.1.1.3 đặc ựiểm ựiều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

3.1.1.4 Tình hình sử dụng ựất và sản xuất nông lâm nghiệp

3.1.1.5 đánh giá công tác quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp

3.1.2 Hiện trạng phát triển cao su huyện Gio Linh và dự báo

3.1.2.1 Hiện trạng phát triển cao su huyện Gio Linh

3.1.2.2 Dự báo phát triển cao su những năm tới

3.1.2.3 Vai trò phát triển cây cao su ựối với ựịa phương

3.1.3 Xây dựng quy hoạch phát triển cây cao su huyện Gio Linh

3.1.3.1 Phát triển dữ liệu và hệ thống thông tin ựịa lý vùng nghiên cứu 3.1.3.2 đánh giá tiềm năng về ựất ựai, khắ hậu, ựịa hình

3.1.3.3 Thiết lập bản ựồ phân vùng thắch nghi cho cây cao su

3.1.3.4 Xây dựng quy hoạch phát triển cây cao su

3.1.4 đề xuất các giải pháp thực hiện quy hoạch

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp kế thừa và phân tắch tài liệu

Thu thập các thông tin về ựiều kiện tự nhiên, kắnh tế, xã hội Số liệu hiện trạng rừng và sử dụng ựất, cây cao su, ựịnh mức kinh tế, kỹ thuật hiện hành, các quy ựịnh của tỉnh, huyện có liên quan Các quy hoạch và bản ựồ số như bản

ựồ 3 loại rừng, khắ hậu, thổ nhưỡng, ựịa hình - ựịa mạo

3.2.2 Phương pháp thiết lập bản ựồ thắch nghi cây cao su

3.2.2.1 Phương pháp ựánh giá hiện trạng khu vực nghiên cứu

đánh giá hiện trạng về loại ựất, ựộ dày tầng ựất, ựộ cao, ựộ dốc, nước ngầm

- lũ lụt, nhiệt ựộ, lượng mưa, gió bão Từ các dữ liệu bản ựồ số thu thập, xây dựng và truy vấn thông tin trên phần mềm Arcview

3.2.2.2 Phương pháp ựánh giá tiềm năng khu vực nghiên cứu

Sử dụng phương pháp phân tắch ựa nhân tố và quá trình phân tắch thứ bậc

ựể ựánh giá tiềm năng khu vực nghiên cứu Các yếu tố ựưa vào nghiên cứu ựược chia thành 4 cấp, ứng với 4 mức ựộ thắch nghi ựối với cây cao su trên cơ

sở quy ựịnh tại Thông tư 58/TT-BNN ngày 09/9/2009 của Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc hướng dẫn trồng cao su trên ựất lâm nghiệp

* Bước 1 Xác ựịnh các tiếu chắ/nhân tố ựánh giá

Bảng 3.1 Các nhân tố ựánh giá mức ựộ thắch nghi cây cao su

địa hình

độ cao Nhiệt ựộ Lượng mưa

Khắ hậu

Bão

- Nhân tố ñất ñai: Có 2 yếu tố lựa chọn là ñộ dày tầng ñất và loại ñất

+ ðộ dày tầng ñất: ðể ñánh giá tiềm năng về ñộ dày tầng ñất ñối với cây cao su chúng tôi phân cấp ñộ dày tầng ñất thành 4 nhóm như sau:

+ Loại ñất: Dựa vào tính chất ñất, loại ñất ñược chia thành 4 nhóm:

Bảng 3.2 Phân nhóm phù hợp loại ñất ñối với cây cao su

Cấp II Fa, Fs, Fq, Fp Hơi nặng (Sét nhẹ - sét trung bình)

Cấp IV Cb, Fl, Pb, Pc Rất nặng, rất nhẹ (Cát rời, sét nặng) Bản ñồ loại ñất và ñộ dày tầng ñất là cơ sở ñể xây dựng bản ñồ tiềm năng

về ñất ñai ñối với cây cao su với 4 mức ñộ phù hợp (S1, S2, S3, N)

- Nhân tố ñịa hình: Có 3 yếu tố là ñộ dốc, ñộ cao và nước ngầm - ngập lụt

+ ðộ dốc: Trong ñề tài nghiên cứu chúng tôi phân ñộ dốc ra thành 4 cấp:

+ ðộ cao: ðược chia thành 4 cấp ứng với 4 mức thích nghi cây cao su:

+ ðộ sâu mực nước ngầm - ngập lụt: ðược chia làm 4 cấp như sau:

Cấp I: Nước ngầm ≥ 6 m; không ngập lụt

Cấp II: Nước ngầm 4 - 6 m; không ngập lụt

Cấp III: Nước ngầm 2 - 4 m; không ngập lụt

Câp IV: Nước ngầm < 2 m; bị ngập lụt, ngập nước

Bản ñồ ñộ cao, ñộ dốc, nước ngầm-ngập lụt là cơ sở ñể xây dựng bản ñồ tiềm năng về ñịa hình với 4 mức ñộ phù hợp (S1, S2, S3, N)

- Nhân tố khí hậu: 3 yếu tố lựa chọn ñánh giá tiềm năng khí hậu là nhiệt

ñộ, lượng mưa, gió bão

+ Lượng mưa: Trên cơ sở Bản ñồ lượng mưa của sở Khoa học và Công nghệ 2008, chia lượng mưa thành 4 cấp

Cấp III: 1000 - 1500; 3000-3500 mm Câp IV: < 1000; ≥ 3500 mm

+ Nhiệt ñộ: Nhiệt ñộ trung bình thành 4 cấp:

Cấp I: 25 - 28 0C Cấp II: 24 - 25; 28 - 29 0C

Cấp III: 23 - 24; 29 - 30 0C Cấp IV: < 23, ≥ 30 0

C + Gió bão: Ảnh hưởng gió bão chia thành 4 vùng trên cơ sở tính toán hướng hình thành, ñường ñi và mức ñộ ảnh hưởng của bão trong nhiều năm qua Cấp I: Bão ảnh hưởng thấp Cấp II: Bão ảnh hưởng trung bình Cấp III: Bão ảnh hưởng cao Cấp IV: Bão ảnh hưởng rất cao Lượng mưa, nhiệt ñộ, gió bão là cơ sở ñể xây dựng bản ñồ tiềm năng về khí hậu ñối với cây cao su, với 4 mức ñộ phù hợp (S1, S2, S3, N)

* Bước 2 Xác ñịnh trọng số của các nhân tố

ðể xác ñịnh tầm quan trọng cho từng nhân tố chính và các nhân phụ chúng tôi sử dụng phương pháp phỏng vấn chuyên gia và tổng hợp ý kiến các bên liên quan Trọng số ñược xác ñịnh bằng phương pháp AHP thông quan một số ma trận so sánh cặp ñôi Sử dụng hàm Geomean ñể xác ñịnh trọng số của các nhân

Trọng số phụ (W2)

Trọng số chung (Wi= W1 x W2)

* Bước 3 Xác ñịnh giá trị tiềm năng mỗi loại cho các yếu tố

Giá trị tiềm năng cho mỗi loại của mỗi tiêu chí ñược dựa trên cơ sở về mức

ñộ thuận lợi cho việc phát triển cây cao su và và ñược phân ra làm 4 loại:

Bảng 3.4 Phân cấp mức ñộ thích nghi ñối với cây cao su

* Bước 4 đánh giá mức ựộ thắch nghi cây cao su: Bản ựồ thắch nghi cây

cao su ựược thực hiện thông qua phần mềm Arcview 3.2 Ba lớp nhân tố chắnh

và 8 lớp nhân tố phụ ựược cộng lớp theo từng bước trong GIS, ựiểm tổng hợp

về mức ựộ thắch nghi ựược xác ựịnh thông qua công thức sau:

m j n

Ri: Là giá trị thuận lợi (ựiểm) cho mỗi loại của nhân tố thứ i

Cj: Là giá trị Boolean của yếu tố hạn chế

Từ bản ựồ dự thảo vùng quy hoạch sẽ tiến hành thu thập thông tin phục vụ quy hoạch như tiểu khu, diện tắch, loại rừng loại ựất, các quy hoạch khác trên vùng dự thảo ựây là cơ sở ựể làm việc với các xã/ựơn vị thuộc vùng dự thảo quy hoạch

3.2.4 Phương pháp ựiều tra xã hội học

Sử dụng phương pháp PRA, RRA ựể phỏng vấn, thu thập thông tin liên quan ựến quy hoạch đối tượng phỏng vấn là chuyên gia nông lâm nghiệp, người dân, ựại diện các xã/ựơn vị, phòng ban chức năng huyện Gio Linh

3.2.5 Phương pháp phúc tra thực ựịa tài nguyên rừng

Phương pháp này ựược sử dụng ựể kiểm tra hiện trang rừng tại các khu vực chưa có ranh giới rỏ ràng và ựánh giá chung về tình hình sinh trưởng và phát triển của rừng ựể xác ựịnh ựược giai ựoạn rừng sẽ khai thác ựể chuyển ựổi ựất sang trồng cao su

3.2.6 Phương pháp xử lý số liệu

Quá trình xử lý số liệu, phân tích thông tin, xây dựng bản ñồ ñược thực hiện trên máy tính theo các phương pháp thống kê mô tả, so sánh, thống kê phân tích, bằng các phần mềm chuyên dụng như Word, Excel, Arcview, Mapinfo

3.2.7 Phương pháp ñánh giá hiệu quả kinh tế trồng cao su

Tiến hành ñánh giá hiệu quả kinh tế trồng cao su bằng phương pháp ñộng Các chỉ tiêu kinh tế ñược tập hợp và tính toán bằng các hàm: NPV, BCR, PV(B), PV(C), IRR trong phần mềm Excel 2003

- Giá trị hiện tại thuần (NPV): NPV dùng ñể ñáng giá hiệu quả kinh tế của các mô hình kinh tế hay các phương thức canh tác, NPV càng lớn thì hiệu quả càng cao

- Tỷ suất thu hồi nội bộ (IRR): IRR chính là tỷ lệ chiết khấu khi tỷ lệ này làm cho NPV = 0

- Tỷ lệ thu nhập so với chi phí (BCR): BCR sẽ là một hệ số sinh lãi thực tế, phản ánh chất lượng ñầu tư và cho biết mức thu nhập trên một ñơn vị chi phí sản xuất Nếu mô hình nào hoặc phương thức canh tác nào có BCR >1 thì có hiệu quả kinh tế

- Thời hạn thu hồi vốn (Tth): Thời hạn thu hồi vốn ñầu tư là khoảng thời gian cần thiết ñể lợi nhuận sản xuất ñủ ñể bù ñắp các chi phí ñã bỏ ra ñể thực hiện dự án

Phần thứ tư KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tình hình cơ bản khu vực nghiên cứu

4.1.1 đặc ựiểm ựiều kiện tự nhiên

- Vị trắ ựịa lý: Gio Linh nằm ở phắa Bắc tỉnh Quảng Trị, ranh giới giáp với huyện Vĩnh Linh, Cam Lộ, đakrông, Hướng Hóa, Triệu Phong và thành phố đông Hà Tổng diện tắch ựất tự nhiên 47.381,9 ha; dân số trung bình năm 2011

là 73.243 người Hiện có 21 ựơn vị hành chắnh, bao gồm: Thị trấn Gio Linh, Cửa Việt và 19 xã: Vĩnh Trường, Linh Thượng, Hải Thái, Gio Sơn, Gio Bình, Gio An, Gio Hoà, Linh Hải, Trung Giang, Trung Hải, Trung Sơn, Gio Phong, Gio Mỹ, Gio Châu, Gio Thành, Gio Mai, Gio Quang, Gio Hải, Gio Việt

- Khắ hậu: Gio Linh nằm trong miền khắ hậu nhiệt ựới gió mùa, khắ hậu phân thành 2 mùa rõ rệt: Mùa hè khô nóng, có gió Tây Nam hoạt ựộng; mùa ựông ẩm ướt ảnh hưởng của gió mùa đông Bắc khô hanh Nhiệt ựộ trung bình hàng năm khoảng 24 - 250C, lượng mưa trung bình hàng năm 2.500 - 2.700mm Bão thường xuất hiện từ tháng 9 ựến tháng 11 hàng năm, mỗi năm chịu ảnh hưởng 4 - 5 cơn bão độ ẩm bình quân 85 - 90% kéo dài từ tháng 9 ựến tháng 4 năm sau; từ tháng 5 ựến tháng 8 ựộ ẩm thường xuyên dưới 50%

4.1.2 Các nguồn tài nguyên trên ựịa bàn huyện

- Tài nguyên ựất: Theo kết quả tổng kiểm kê ựất ựai năm 2010 huyện Gio Linh, tổng diện tắch tự nhiên toàn huyện là 47.381,9 ha

- Thổ nhưỡng: Thổ nhưỡng ựa dạng phong phú, bao gồm 19 loại chắnh và ựược chia làm 8 nhóm ựất

- Tài nguyên rừng có 17.651,2 ha rừng, chiếm 37% diện tắch tự nhiên (rừng

tự nhiên 5.221 ha, rừng trồng 12.430,2 ha, ựất lâm nghiệp 5.997,1 ha)

4.1.3 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội

4.1.4 Tình hình sử dụng ựất và sản xuất nông - lâm nghiệp