tối ưu hóa đa mục tiêu quy hoạch cây sầu riêng tại huyện cai lậy, tỉnh tiền giang đến năm 2020

Đề tài “Tối ưu hoá đa mục tiêu quy hoạch cây sầu riêng tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang đến năm 2020” được thực hiện với mục đích tìm ra phương án quy hoạch phù hợp với thực tế sản x

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Cần Thơ – 2014

LUẬN VĂN KĨ SƯ NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Mã ngành: 52850103

Ths Nguyễn Hữu Kiệt Họ và tên: Nguyễn Thị Cẩm Giang

MSSV: 4115017 Ngành: Quản Lý Đất Đai K37_MT1125A1

Cần Thơ – 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

   XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

Xác nhận đề tài:

“TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU QUY HOẠCH CÂY SẦU RIÊNG

TẠI HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG ĐẾN NĂM 2020”

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Cẩm Giang MSSV: 4115017

Lớp Quản Lý Đất Đai K37A1, thuộc Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai, Khoa Môi Trường

và Tài Nguyên Thiên Nhiên, Trường Đại học Cần Thơ thực hiện

Ý kiến của Bộ Môn:

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014

TRƯỞNG BỘ MÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

   XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp

ngành quản lý đất đai với đề tài:

“TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU QUY HOẠCH CÂY SẦU RIÊNG

TẠI HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG ĐẾN NĂM 2020”

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Cẩm Giang MSSV: 4115017

Lớp Quản Lý Đất Đai K37A1, thuộc Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai - Khoa Môi

Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường Đại học Cần Thơ Thực hiện từ ngày

6/8/2014 đến ngày 5/12/2014

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

   NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO

Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận đề tài:

“TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU QUY HOẠCH CÂY SẦU RIÊNG

TẠI HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG ĐẾN NĂM 2020”

Do sinh viên Nguyễn Thị Cẩm Giang (MSSV: 4115017) thực hiện và bảo vệ trước

hội đồng ngày … tháng … năm 2014

Luận văn tốt nghiệp được hội đồng đánh giá mức:.…………

Ý kiến của hội đồng:

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Thị Cẩm Giang (MSSV: 4115017)

Là sinh viên lớp Quản Lý Đất Đai K37A1, Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai, Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên, Trường Đại Học Cần Thơ

Từ ngày 6/8/2014 đến ngày 5/12/2014, tôi đã thực hiện đề tài: “Tối ưu hoá đa mục

tiêu vào quy hoạch cây sầu riêng tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang đến năm 2020”

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Cẩm Giang

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

- Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Cẩm Giang

- MSSV: 4115017

- Sinh ngày: 8 tháng 11 năm 1993

- Nơi sinh: tỉnh Bến Tre

- Quê quán: ấp 7, xã Tân Thành Bình, huyện Mỏ Cày Bắc, tỉnh Bến Tre

- Học ngành: Quản lý đất đai

- Trường Đại học Cần Thơ

- Họ tên cha: Nguyễn Văn Tèo; Sinh năm: 1964

- Nghề nghiệp: Làm vườn

- Họ tên mẹ: Dương Thị Chi; Sinh năm: 1972

- Nghề nghiệp: Làm vườn

LỜI CẢM TẠ

Đầu tiên em xin cảm ơn Quý thầy cô Trường Đại học Cần Thơ đã hết lòng giảng dạy

em trong suốt thời gian theo học tại trường, đặc biệt Quý thầy cô Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai, Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên đã hết lòng truyền đạt cho em những kiến thức, bài học quý báu trong suốt thời gian học ở trường, là hành trang cho

em vững bước vào tương lai

Hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hữu Kiệt đã tận tình hướng dẫn, gợi ý và cho em những lời khuyên hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn thành đề tài này

Em xin gửi lời cảm ơn đến cố vấn học tập Nguyễn Thị Song Bình đã hết lòng giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức cơ sở, chuyên ngành Quản lý đất đai, cũng như những kiến thức thực tế, những bài học kinh nghiệm cho tập thể lớp Quản Lý Đất Đai 37A1 những năm qua

Cảm ơn các anh chị cán bộ phòng Nông nghiệp & Phát triển nông thôn huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang, cán bộ Uỷ ban xã đã hỗ trợ và giúp đỡ em hoàn thành đề tài Đặt biệt gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ và cho con những lời khuyên bổ ích trong xuốt thời gian thực hiên luận văn Cảm ơn tình thương

ba mẹ dành cho con, không ngại khó khăn để con có được ngày hôm nay

Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế và chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi sai sót, kính mong quý thầy cô góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn

Chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014

Nguyễn Thị Cẩm Giang

TÓM LƯỢC

Tiền Giang là tỉnh được quy hoạch diện tích trồng tập trung cây ăn quả lớn nhất Nam

Bộ Được Bộ Nông Nghiệp – Phát triển Nông Thôn phê duyệt trồng cây sầu riêng tập

trung để rải vụ thu hoạch với 3.250 ha (Viện cây ăn quả miền Nam, 2013) Đề tài “Tối

ưu hoá đa mục tiêu quy hoạch cây sầu riêng tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang đến năm 2020” được thực hiện với mục đích tìm ra phương án quy hoạch phù hợp với thực

tế sản xuất, nhu cầu của người dân, định hướng phát triển của nhà nước, thích ứng với những biến đổi khí hậu, tối ưu hiệu quả kinh tế, xã hội, nhằm cải thiện đời sống của các hộ dân sản xuất sầu riêng

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra số liệu thứ cấp, phỏng vấn cán bộ nhằm khai thác nguồn tài liệu thông tin làm cơ sở phân tích, xây dựng dữ liệu đầu vào cho bài toán quy hoạch tuyến tính Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình toán tối ưu và giải các mô hình toán với sự hỗ trợ của Module Solver trong Microsoft Excel Cuối cùng,

đề xuất phương án sử dụng đất tốt nhất làm cơ sở cho quy hoạch sầu riêng trên địa bàn

11 xã phía Nam Quốc lộ 1A, huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

Kết quả nghiên cứu đã đưa ra phương án quy hoạch cây sầu riêng có triển vọng trên địa bàn 11 xã thuộc phía Nam Quốc lộ 1A huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang Nghiên cứu đã xác định 3 mục tiêu, trên 3 phương diện xã hội, kinh tế và tự nhiên để tối ưu hoá bao gồm: hiệu quả yêu cầu lao động, hiệu quả sử dụng đồng vốn, mức thích nghi đất đai với 4 ràng buộc về tài nguyên đất đai (thích nghi đất đai), định hướng phát triển của địa phương, giới hạn về công lao động và ràng buộc về nâng cao thu nhập Kết quả phương án quy hoạch đến năm 2020 tổng diện tích sầu riêng của vùng nghiên cứu đạt 7.155,84 ha tăng 121,87 ha so với năm 2013 (7.033,97 ha) Phân bố tập trung ở 4 xã: Tam Bình (1.362 ha), Ngũ Hiệp (1.500 ha), Long Tiên (1.284,97 ha), Long Trung (970 ha) và nằm rải rác ở các xã xung quanh: Cẩm Sơn (500 ha), Mỹ Long (457,45 ha), Hội Xuân (584,24 ha), Hiệp Đức (252 ha), Tân Phong (101 ha), Phú An (123,62 ha) Phương án đã bố trí sử dụng đất cụ thể, hợp lý cơ bản đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI i

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ii

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO iii

LỜI CAM ĐOAN iv

LÝ LỊCH CÁ NHÂN v

LỜI CẢM TẠ vi

TÓM LƯỢC vii

MỤC LỤC viii

DANH SÁCH HÌNH x

dANH SÁCH BẢNG xi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1.1 Đất đai và đánh giá đất đai 3

1.2 Khái quát về hiệu quả sử dụng đất 3

1.3 Quan điểm sử dụng đất bền vững 5

1.3.1 Quan điểm sử dụng đất bền vững 6

1.3.2 Khung đánh giá sử dụng đất bền vững 7

1.4 Tối ưu hóa trong quy hoạch sử dụng đất 10

1.4.1 Khái niệm về mô hình toán học 10

1.4.2 Bài toán tối ưu tổng quát 10

1.4.3 Phân loại bài toán tối ưu 11

1.4.4 Một số ứng dụng của bài toán tối ưu 11

1.4.5 Giới thiệu bài toán quy hoạch đa mục tiêu 12

1.4.6 Các khái niệm cơ bản của bài toán tối ưu đa mục tiêu: 14

1.4.7 Phương pháp thõa dụng mờ giải bài toán quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu 15

1.4.8 Một số phầm mềm giải bài toán tối ưu 17

1.5 Đặc điểm vùng nghiên cứu 17

1.5.1 Vị trí địa lý 17

1.5.2 Địa hình 19

1.5.3 Diện tích tự nhiên 19

1.5.4 Đặc điểm khí hậu 20

1.5.5 Tài nguyên đất 20

1.5.6 Tài nguyên nước 20

1.5.7 Chế độ thủy văn 20

1.5.8 Môi trường nước Error! Bookmark not defined 1.5.9 Kinh tế - Xã hội 21

1.6 Quan điểm và mục tiêu phát triển cây sầu riêng trên địa bàn huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang 21

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Phương tiện nghiên cứu 23

2.2 Nội dung nghiên cứu 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Thu thập số liệu thứ cấp 24

2.3.2 Phương pháp điều tra 24

2.3.3 Phương pháp giải bài toán quy hoạch tuyến tính 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 27

3.1 Hiện trạng canh tác cây sầu riêng tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang 27

3.2 Tối ưu hóa lựa chọn các mô hình sử dụng đất đai bằng mô hình toán 31

3.3 Tổng hợp các phương án tối ưu lựa chọn các kiểu sử dụng đất đai 38

3.4 Kết quả các phương án tối ưu 40

3.5 Đánh giá các phương án và đề xuất phương án chọn 46

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 50 4.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 4.2 Kiến nghị Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH HÌNH

1.1 Bản đồ hành chính vùng nghiên cứu thuộc huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền

3.1 Bản đồ phân bố vị trí vườn sầu riêng, các loại cây ăn trái khác tại vùng

3.2 Bản đồ thích nghi tự nhiên cho cây sầu riêng tại vùng nghiên cứu 32 3.3 Bản đồ quy hoạch cây sầu riêng tại vùng nghiên cứu đến năm 2020 48

DANH SÁCH BẢNG

3.1 Diện tích vườn sầu riêng huyện Cai Lậy và thị xã Cai Lậy qua các năm 27

3.2 Diện tích cây ăn trái các xã thuộc vùng nghiên cứu đến tháng 10 năm

3.3 Diện tích canh tác cây sầu riêng ở các xã của vùng nghiên cứu 30 3.4 Phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên vùng nghiên cứu 33

3.5 Kết quả phân tích, đánh giá về các chỉ tiêu kinh tế cho cây sầu riêng của

từng vùng thích nghi đất đai trong vùng nghiên cứu 34

3.6 Phân bố bình quân lao động nông nghiệp huyện Cai Lậy đến năm 2020

theo 11 xã trọng điểm trong quy hoạch sầu riêng của tỉnh Tiền Giang 35 3.7 Tổng hợp các phương án lựa chọn các kiểu sử dụng đất đai 39 3.8 Kết quả tối ưu hóa yêu cầu lao động phương án 1 41 3.9 Lao động của hàm yêu cầu lao động phương án 1 42 3.10 Kết quả tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đồng vốn phương án 2 43 3.11 Lao động của hàm hiệu quả đồng vốn phương án 2 44 3.12 Kết quả tối ưu hóa thích nghi đất đai phương án 3 45 3.13 Lao động của hàm thích nghi đất đai phương án 3 46

3.15 Kết quả quy hoạch sầu riêng đến năm 2020 theo phương án 2 (tối ưu hiệu

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tiếng Anh Ý nghĩa

FAO Food and Agriculture Organization of

the United Nation

Tổ chức lương thực và nông nghiệp của Liên hiệp quốc

LB

QHSDĐ

Quy hoạch sử dụng đất

BCR Benefit per cost ratio Hiệu quả sử dụng đồng vốn

MỞ ĐẦU

Trong những năm qua sản xuất nông nghiệp nước ta đạt được nhiều thành tựu đáng kể, không những đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn góp phần lớn trong xuất khẩu tạo nguồn thu ngoại tệ Đặc biệt với các loại cây ăn trái đặc sản có giá trị kinh tế cao (Bộ Nông Nghiệp – Phát triển Nông Thôn, 2013)

Tiền Giang là tỉnh được quy hoạch diện tích trồng tập trung cây ăn quả lớn nhất Nam

Bộ, với 51.500 ha Đây cũng là tỉnh có nhiều loại cây ăn quả chủ lực như: sầu riêng, chôm chôm, vú sữa, nhãn, Được Bộ Nông Nghiệp – Phát triển Nông Thôn phê duyệt trồng cây sầu riêng tập trung để rải vụ thu hoạch với 3.250 ha (Viện cây ăn quả miền Nam, 2013)

Hiện toàn tỉnh Tiền Giang có hơn 7.000 ha sầu riêng, trong đó có 6.000 ha đang cho trái, tập trung tại các xã nằm ven sông Tiền của huyện Cai Lậy: Ngũ Hiệp, Tam Bình, Long Trung,… thuộc phía nam quốc lộ 1A nằm trong vùng dự án đê bao kép kín, tuy nhiên hệ thống đê bao chưa được hoàn chỉnh, dễ bị ảnh hưởng bởi lũ lụt Các giống sầu riêng chất lượng cao như Ri6, Mong Thong, đang được thương lái thu mua tại vườn với giá dao động trên dưới 30.000 đồng/kg Với mức giá này, mỗi hécta sầu riêng cho nguồn thu 300 đến 400 triệu đồng Tuy nhiên, giá cả sầu riêng trên thị trường hiên nay đang biến động thất thường theo chiều hướng giảm đối với đầu ra và chi phí các yếu tố đầu vào tăng cao, thêm vào đó là rủi ro do ảnh hưởng của dịch bệnh làm giảm năng suất, tăng chi phí Bên cạnh đó, các mô hình canh tác sầu riêng của huyện Cai Lậy chưa thật sự đạt hiệu quả cao và còn mang tính tự phát, nông dân canh tác chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, gặp nhiều khó khăn trong vận dụng kĩ thuật, (Trung tâm thông tin phát triển nông nghiệp nông thôn – AGROINFO, năm 2014) Những yếu tố trên vẫn đang thách thức sự phát triển bền vững của ngành và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống kinh tế của các hộ dân sản xuất sầu riêng trong huyện

Sự xung đột giữa các mục tiêu trong khai thác sử dụng tài nguyên đất đai vào phát triển kinh tế - xã hội ngày càng gia tăng, tạo ra những cạnh tranh gay gắt giữa các mục đích sử dụng đất Do vậy, việc ra quyết định bố trí sử dụng đất thõa mãn đồng thời các mục tiêu đem lại hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng yêu cầu của toàn xã hội, hạn chế đến

mức thấp nhất tác động xấu đến môi trường là bài toán phức tạp mà người ra quyết

định (nhà quản lý, nhà quy hoạch,…) đang đối mặt (Lê Cảnh Định, 2011)

Những năm gần đây, nhiều bài toán thực tế được giải quyết bằng phương pháp mô hình hóa toán học rất thành công Trong số các mô hình toán học đã được áp dụng có nhiều mô hình tối ưu, được giải quyết thông qua các bài toán tối ưu kinh điển Trong trường hợp hàm mục tiêu cũng như tất cả các ràng buộc đều là các hàm tuyến tính, thì

bài toán tối ưu là BTQHTT BTQHTT đã và đang được sử dụng rộng rãi trong quy hoạch tài nguyên, quản lý sử dụng đất cũng như nhiều lĩnh vực của quản lý, kinh tế và quản trị kinh doanh (Nguyễn Hải Thanh, 2007)

Do đó, đề tài: “Tối ưu hóa đa mục tiêu quy hoạch cây sầu riêng tại huyện Cai Lậy,

tỉnh Tiền Giang” được thực hiện nhằm:

- Đánh giá hiện trạng canh tác sầu riêng của vùng nghiên cứu;

- Ứng dụng mô hình bài toán tối ưu đa mục tiêu trong quy hoạch cây sầu riêng đến năm 2020 tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang;

- Đề xuất quy hoạch cây sầu riêng đến năm 2020 tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Đất đai và đánh giá đất đai

Theo Dent và Young (1981), nguồn tài nguyên đất đai gồm 2 thành phần chính là nguồn tài nguyên tự nhiên và nguồn tài nguyên nhân tạo là những hoạt động sản xuất của con người Còn về mặt địa lý thì đất đai “là một vùng đất chuyên biệt trên bề mặt của trái đất có những đặc tính mang tính ổn định hay có chu kỳ dự đoán được trong khu vực sinh – khí quyển theo chiều thẳng từ trên xuống dưới bao gồm: không khí, đất

và lớp địa chất, nước, quần thể động vật, thực vật và kết quả trong những hoạt động của con người trong việc sử dụng đất đai trong quá khứ, hiện tại và trong tương lai (Theo Brinkman và Smyth, 1976)

Đánh giá đất đai là hệ thống bao gồm các nguyên tắc và quan điểm trên cơ sở đánh giá thích nghi cấp quốc gia, cấp vùng và cấp địa phương Nguyên tắc là đánh giá khả năng thích nghi đất đai cho loại sử dụng đất riêng biệt trên cơ sở đánh giá FAO (1976)và phát triển thành các phương pháp đánh giá đất đai cho các mục đích khác nhau (Lê Quang Trí, 2005)

Tóm lại, “Đánh giá đất đai là đánh giá tiềm năng của các tài nguyên tự nhiên với khả năng sản xuất, canh tác của con người, thông qua sự đánh giá các đặc tính của đất đai, đồng thời đưa ra những định hướng sử dụng đất đai tốt nhất và ổn định lâu dài” Mặc khác, đất đai là loại tài nguyên khó tái tạo và nguồn tài nguyên này cũng có giới hạn

1.2 Khái quát về hiệu quả sử dụng đất

Đánh giá đất cho các vùng sinh thái hoặc các vùng lãnh thổ khác nhau là nhằm tạo ra một sức sản xuất mới, ổn định, bền vững và hợp lý Trong đó đánh giá hiệu quả sử dụng đất là một nội dung hết sức quan trọng Vậy hiệu quả sử dụng đất là gì?

Theo các nhà khoa học kinh tế Smuel-Norhuas; “Hiệu quả không có nghĩa là lãng phí Nghiên cứu hiệu quả sản xuất phải xét đến chi phí cơ hội Hiệu quả sản xuất diễn ra khi xã hội không thể tăng số lượng một loại hàng hoá này mà không cắt giảm số lượng một loại hàng hoá khác” (Vũ Thị Phương Thuỵ, 2000)

Theo khái niệm trên thì hiệu quả sử dụng đất phải là kết quả của quá trình sử dụng đất Trong đó ta quan tâm nhiều tới kết quả hữu ích, một đại lượng vật chất tạo ra do mục đích của con người, được biểu hiện bằng những chỉ tiêu cụ thể, xác định Do tính chất mâu thuẫn giữa nguồn tài nguyên đất đai là hữu hạn với nhu cầu ngày càng tăng của con người mà ta phải xem xét kết quả sử dụng đất được tạo ra như thế nào? Chi phí bỏ

ra để tạo ra kết quả đó là bao nhiêu? Có đưa lại kết quả hữu ích hay không? Chính vì thế khi đánh giá hoạt động sản xuất nông nghiệp không chỉ dừng lại ở việc đánh giá kết quả mà còn phải đánh giá chất lượng các hoạt động sản xuất tạo ra sản phẩm đó Đánh giá chất lượng của hoạt động sản xuất là nội dung đánh giá hiệu quả

Sử dụng đất nông nghiệp có hiệu quả cao thông qua việc bố trí cơ cấu cây trồng, vật nuôi phù hợp là một trong những vấn đề bức xúc hiện nay của hầu hết các nước trên thế giới (Nguyễn Thị Vọng, 2001) Nó không chỉ thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, các nhà hoạch định chính sách, các nhà kinh doanh nông nghiệp mà còn là

sự mong muốn của nông dân, những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất nông nghiệp

Căn cứ vào nhu cầu của thị trường, thực hiện đa dạng hoá cây trồng vật nuôi trên cơ sở lựa chọn các sản phẩm có ưu thế ở từng địa phương, từ đó nghiên cứu áp dụng công nghệ mới nhằm làm cho sản phẩm có tính cạnh tranh cao Đó là một trong những điều kiện vô cùng quan trọng để phát triển nền nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá vừa mang tính ổn định vừa đảm bảo sự bền vững

Ngày nay, nhiều nhà khoa học cho rằng: xác định đúng khái niệm, bản chất hiệu quả

sử dụng đất phải xuất phát từ luận điểm triết học của Mác và những nhận thức lí luận của lí thuyết hệ thống, nghĩa là hiệu quả phải được xem xét trên 3 mặt: hiệu quả kinh

tế, hiệu quả xã hội, hiệu quả môi trường (Vũ Thị Phương Thuỵ, 2000)

* Hiệu quả kinh tế:

Theo Các Mác thì quy luật kinh tế đầu tiên trên cơ sở sản xuất tổng thể là quy luật tiết kiệm thời gian và phân phối một cách có kế hoạch thời gian lao động theo các ngành sản xuất khác nhau, Theo các nhà khoa học Đức (Stenien, Hanau, Rusteruyer, Simmerman,1995): Hiệu quả kinh tế là chỉ tiêu so sánh mức độ tiết kiệm chi phí trong một đơn vị kết quả hữu ích và mức tăng kết quả hữu ích của hoạt động sản xuất vật chất trong một thời kỳ, góp phần làm tăng thêm lợi ích của xã hội (Vũ Thị Phương Thuỵ, 2000)

Như vậy, hiệu quả kinh tế được hiểu là mối tương quan so sánh giữa lượng kết quả đạt được và lượng chi phí bỏ ra trong hoạt động sản xuất kinh doanh Kết quả đạt được là phần giá trị thu được của sản phẩm đầu ra, lượng chi phí bỏ ra là phần giá trị của các nguồn lực đầu vào Mối tương quan đó cần xét cả về phần so sánh tuyệt đối và tương đối cũng như xem xét mối quan hệ chặt chẽ giữa 2 đại lượng đó

Hiệu quả kinh tế là phạm trù kinh tế mà trong đó sản xuất đạt hiệu quả kinh tế và hiệu quả phân bổ Điều đó có nghĩa là cả hai yếu tố hiện vật và giá trị đều tính đến khi xem

xét việc sử dụng các nguồn lực trong nông nghiệp Nếu đạt được một trong hai yếu tố hiệu quả kỹ thuật và phân bổ thì khi đó sản xuất mới đạt hiệu quả kinh tế

Từ những vấn đề trên có thể kết luận rằng: Bản chất của hiệu quả kinh tế sử dụng đất là: trên một diện tích đất nhất định sản xuất ra một khối lượng của cải vật chất nhiều nhất, với một lượng đầu tư chi phí về vật chất và lao động thấp nhất nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng về vật chất của xã hội Xuất phát từ lý do này mà trong quá trình đánh giá đất nông nghiệp cần phải chỉ ra được loại hình sử dụng đất có hiệu quả kinh

tế cao (Đào Ngọc Đức, 2009)

* Hiệu quả xã hội

Hiệu quả xã hội là phạm trù có liên quan mật thiết với hiệu quả kinh tế và thể hiện mục tiêu hoạt động kinh tế của con người, việc lượng hoá các chỉ tiêu biểu hiện hiệu quả xã hội còn gặp nhiều khó khăn mà chủ yếu phản ánh bằng các chỉ tiêu mang tính định tính như tạo công ăn việc làm cho lao động, xoá đói giảm nghèo, định canh, định

cư, công bằng xã hội, nâng cao mức sống của toàn dân

Trong sử dụng đất nông nghiệp, hiệu quả về mặt xã hội chủ yếu được xác định bằng khả năng tạo việc làm trên một diện tích đất nông nghiệp Hiện nay, việc đánh giá hiệu quả xã hội của các loại hình sử dụng đất nông nghiệp là vấn đề đang được nhiều nhà khoa học quan tâm

* Hiệu quả môi trường

Hiệu quả môi trường là một vấn đề mang tính toàn cầu, ngày nay đang được chú trọng quan tâm và không thể bỏ qua khi đánh giá hiệu quả Điều này có ý nghĩa là mọi hoạt động sản xuất, mọi biện pháp khoa học kỹ thuật, mọi giải pháp về quản lý được coi

là có hiệu quả khi chúng không gây tổn hại hay có những tác động xấu đến môi trường đất, môi trường nước và môi trường không khí cũng như không làm ảnh hưởng xấu đến môi sinh và đa dạng sinh học Có được điều đó mới đảm bảo cho một sự phát triển bền vững của mỗi vùng lãnh thổ, mỗi quốc gia cũng như cả cộng đồng quốc tế

Trong sản xuất nông nghiệp, hiệu quả môi trường là hiệu quả mang tính lâu dài, vừa đảm bảo lợi ích hiện tại mà không làm ảnh hưởng xấu đến tương lai, nó gắn chặt với quá trình khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất và môi trường sinh thái

Sử dụng đất hợp lý, hiệu quả cao và bền vững phải quan tâm tới cả ba hiệu quả trên, trong đó hiệu quả kinh tế là trọng tâm, không có hiệu quả kinh tế thì không có điều kiện nguồn lực để thực thi hiệu quả xã hội và môi trường, ngược lại, không có hiệu quả xã hội và môi trường thì hiệu quả kinh tế sẽ không bền vững

1.3 Quan điểm sử dụng đất bền vững

1.3.1 Quan điểm sử dụng đất bền vững

Đất đai có những tác dụng to lớn đối với hệ sinh thái nói chung và với cuộc sống của con người nói riêng Theo E.R De Kimpe và B.P Warkentin (1998), thì đất có 5 chức năng chính: một là duy trì vòng tuần hoàn sinh hoá học và địa hóa học, hai là phân phối nước, ba là dự trữ và phân phối vật chất, bốn là tính đệm và năm là phân phối năng lượng Những chức năng này đảm bảo cho khả năng điều chỉnh sự cân bằng của

hệ sinh thái tự nhiên trước những thay đổi Tuy nhiên, các tác động của con người đã làm cho hệ sinh thái biến đổi nhiều khi vượt quá khả năng điều chỉnh của đất Là một

hệ sinh thái một phần do con người tạo ra nhằm mục đích phục vụ con người nên hệ sinh thái nông nghiệp chịu những tác động của con người mạnh mẽ nhất Con người đã không chỉ tác động vào đất đai mà còn tác động cả vào khí quyển, nguồn nước để tạo ngày một nhiều hơn lương thực, thực phẩm và hậu quả là đất đai cũng như các nhân tố

tự nhiên khác bị thay đổi theo chiều hướng ngày một xấu đi Ngày nay những vùng đất đai màu mỡ đã giảm sức sản xuất một cách rõ rệt và có nguy cơ thoái hoá nghiêm trọng, không những thế sự suy thoái đất đai còn kéo theo sự suy giảm nguồn nước, những hiện tượng thiên tai bất thường, Trước những biểu hiện nói trên, nhằm đảm bảo cho cuộc sống của con người trong hiện tại và tương lai cần phải có những chiến lược về sử dụng đất để không chỉ duy trì những khả năng hiện có của đất mà còn khôi phục những khả năng đã mất Thuật ngữ “sử dụng đất bền vững” ra đời trên cơ sở của những mong muốn trên Việc tìm kiếm các giải pháp sử dụng đất một cách hiệu quả và bền vững luôn là mong muốn của con người trong suốt cả thời gian Nhiều nhà khoa học và các tổ chức quốc tế đã đi sâu nghiên cứu vấn đề sử dụng đất một cách bền vững trên nhiều vùng của thế giới, trong đó có Việt Nam Việc sử dụng đất bền vững là sử dụng đất với tất cả những đặc trưng vật lý, hoá học, sinh học có ảnh hưởng đến khả năng sử dụng đất Thuật ngữ đất đai được đề cập đến ở đây gồm thổ nhưỡng, địa hình, khí hậu, thuỷ văn, thực vật và động vật, kể cả vấn đề cải thiện các biện pháp quản lý đất đai Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO) sử dụng thuật ngữ “chất lượng đất đai” trong sử dụng đất bền vững bao gồm các nhân tố ảnh hưởng đến sự bền vững của tài nguyên đất khi sử dụng cho các mục đích nhất định, chất lượng đất đai có thể khác nhau trên nhiều phương diện như khả năng cung cấp nước tưới, khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho mục đích sản xuất nông nghiệp, khả năng chống chịu xói mòn, sức sản xuất tự nhiên và phân bố địa hình ảnh hưởng đến khả năng có giới hoá, (Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, 1995) Để duy trì được sự bền vững của đất đai, Smyth A.J và Julian Dumanski (1993), đã xác định 5 nguyên tắc có liên quan đến sự sử dụng đất bền vững là:

- Duy trì hoặc nâng cao các hoạt động sản xuất;

- Giảm mức độ rủi ro đối với sản xuất;

- Bảo vệ tiềm năng của các nguồn tài nguyên tự nhiên, chống lại sự thoái hoá chất lượng đất và nước;

- Khả thi về mặt kinh tế;

- Được xã hội chấp nhận

Như vậy, theo các tác giả, sử dụng đất bền vững không chỉ thuần tuý về mặt tự nhiên

mà còn cả về mặt môi trường, lợi ích kinh tế và xã hội Năm nguyên tắc trên đây là trụ cột của việc sử dụng đất bền vững, nếu trong thực tiễn đạt được cả 5 nguyên tắc trên thì sự bền vững sẽ thành công, ngược lại sẽ chỉ đạt được ở một vài bộ phận hay sự bền vững có điều kiện Tại Việt Nam, theo Đào Châu Thu và Nguyễn Khang (1998), việc

sử dụng đất bền vững cũng dựa trên những nguyên tắc trên và được thể hiện trong 3 yêu cầu sau:

- Bền vững về mặt kinh tế: cây trồng cho hiệu quả kinh tế cao và được thị trường chấp nhận;

- Bền vững về mặt môi trường: loại hình sử dụng đất bảo vệ được đất đai, ngăn chặn

sự thoái hoá đất, bảo vệ môi trường tự nhiên;

- Bền vững về mặt xã hội: thu hút được nhiều lao động, đảm bảo đời sống người dân, góp phần thúc đẩy xã hội phát triển

Tóm lại, hoạt động sản xuất nông nghiệp của con người diễn ra hết sức đa dạng trên nhiều vùng đất khác nhau và cũng vì thế khái niệm sử dụng đất bền vững thể hiện trong nhiều hoạt động sản xuất và quản lý đất đai trên từng vùng đất xác định theo nhu cầu và mục đích sử dụng của con người Đất đai trong sản xuất nông nghiệp chỉ được gọi là sử dụng bền vững trên cơ sở duy trì các chức năng chính của đất là đảm bảo khả năng sản xuất của cây trồng một cách ổn định, không làm suy giảm về chất lượng tài nguyên đất theo thời gian và việc sử dụng đất không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của con người và sinh vật

1.3.2 Khung đánh giá sử dụng đất bền vững

Vào năm 1991, ở Nairobi đã tổ chức Hội thảo về “Khung đánh giá quản lý đất bền vững” đã đưa ra định nghĩa: “Quản lý bền vững đất đai bao gồm tổ hợp các công nghệ, chính sách và hoạt động nhằm liên hợp các nguyên lý kinh tế xã hội với các quan tâm môi trường để đồng thời (Quyền Đình Hà, 1993):

- Duy trì, nâng cao sản lượng (hiệu quả sản xuất);

- Giảm rủi ro sản xuất (an toàn);

- Bảo vệ tiếm năng nguồn lực tự nhiên và ngăn ngừa thoái hoá đất và nước (bảo vệ);

- Có hiệu quả lâu dài (lâu bền);

- Được xã hội chấp nhận (tính chấp nhận)

Năm nguyên tắc trên được coi là trụ cột của sử dụng đất đai bền vững và là những mục tiêu cần phải đạt được, nếu thực tế diễn ra đồng bộ, so với các mục tiêu cần phải đạt được Nếu chỉ đạt một hay một vài mục tiêu mà không phải tất cả thì khả năng bền vững chỉ mang tính bộ phận

Vận dụng nguyên tắc trên, ở Việt Nam một loại hình sử dụng đất được xem là bền vững phải đạt 3 yêu cầu sau:

* Bền vững về kinh tế: cây trồng cho hiệu quả kinh tế cao, được thị trường chấp nhận

Hệ thống sử dụng đất phải có mức năng suất sinh học cao trên mức bình quân vùng có cùng điều kiện đất đai Năng suất sinh học bao gồm các sản phẩm chính và phụ (đối với cây trồng là gỗ, hạt, củ, quả và tàn dư để lại) Một hệ bền vững phải có năng suất trên mức bình quân vùng, nếu không sẽ không cạnh tranh được trong cơ chế thị trường

Về chất lượng: sản phẩm phải đạt tiêu chuẩn tiêu thụ tại địa phương, trong nước và xuất khẩu, tùy mục tiêu của từng vùng

Tổng giá trị sản phẩm trên đơn vị diện tích là thước đo quan trọng nhất của hiệu quả kinh tế đối với một hệ thống sử dụng đất Tổng giá trị trong một giai đoạn hay cả chu

kỳ phải trên mức bình quân của vùng, nếu dưới mức đó thì nguy cơ người sử dụng đất

sẽ không có lãi, hiệu quả vốn đầu tư phải lớn hơn lãi suất tiền vay vốn ngân hàng

Theo Nguyễn Thị Hải (2005), chỉ tiêu hiệu quả về mặt kinh tế, bao gồm các chỉ tiêu:

- Chi phí: là sự hao phí thể hiện bằng tiền trong quá trình kinh doanh với mong muốn mang về một kết quả nhất định Chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất của nông hộ nhằm đạt được mục tiêu cuối cùng là doanh thu và lợi nhuận

- Tổng chi phí: là bao gồm tất cả các chi phí bỏ ra cho một quá trình hay chu kì sản xuất bao gồm: chi phí giống, chi phí phân bón, chi phí thuốc dưỡng và thuốc diệt cỏ, chi phí lao động,… và các khoản chi phí khác

Tổng chi phí = Chi phí vật tư + Chi phí lao động + Chi phí khác

- Tổng doanh thu: là toàn bộ giá trị của sản phẩm tính trên một đơn vị diện tích, bằng năng suất nhân với giá của sản phẩm đó trên một đơn vị diện tích

Doanh thu = Năng suất * Đơn giá * Đơn vị diện tích

- Thu nhập: là khoản chênh lệch giữa doanh thu và chi phí bỏ ra (chưa bao gồm chi phí lao động của gia đình)

Thu nhập = Doanh thu – Tổng chi phí (chưa bao gồm chi phí lao động gia đình)

- Lợi nhuận: là khoản chênh lệch giữa doanh thu và chi phí bỏ ra (đã bao gồm chi phí lao động của gia đình)

Lợi nhuận = Doanh thu – Tổng chi phí (bao gồm chi phí lao động gia đình)

- Tỷ suất lợi nhuận hay hiệu quả sử dụng đồng vốn (B/C): được tính bằng cách lấy lợi nhuận chia cho tổng chi phí Tỷ suất lợi nhuận cho biết một đồng chi phí được đầu tư vào sản xuất thì thu được bao nhiêu đồng lợi nhuận

B/C = Lợi nhuận/Tổng chi phí

- Lợi nhuận/Doanh thu: cho biết một đồng doanh thu mà nông hộ thu được thì có bao nhiêu đồng lợi nhuận trong đó

- Doanh thu/Chi phí: cho biết một đồng chi phí mà nông hộ bỏ ra đầu tư thì thu lại được bao nhiêu đồng doanh thu

Các chỉ tiêu phân tích được đánh giá định lượng (giá trị) bằng tiền theo thời giá hiện hành và định tính (phân cấp) được tính bằng mức độ cao, thấp Các chỉ tiêu đạt mức càng cao thì hiệu quả kinh tế càng lớn

* Bền vững về mặt xã hội: thu hút được lao động, đảm bảo đời sống và phát triển xã

hội

Đáp ứng nhu cầu của nông hộ là điều quan tâm trước, nếu muốn họ quan tâm đến lợi ích lâu dài (bảo vệ đất, môi trường…) Sản phẩm thu được cần thoả mãn cái ăn, cái mặc, và nhu cầu sống hàng ngày của người nông dân

Nội lực và nguồn lực địa phương phải được phát huy Về đất đai, hệ thống sử dụng đất phải được tổ chức trên đất mà nông dân có quyền hưởng thụ lâu dài, đất đã được giao

và rừng đã được khoán với lợi ích các bên cụ thể

Sử dụng đất sẽ bền vững nếu phù hợp với nền văn hoá dân tộc và tập quán địa phương, nếu ngược lại sẽ không được cộng đồng ủng hộ

* Bền vững về môi trường: loại hình sử dụng đất phải bảo vệ được độ màu mỡ của

đất, ngăn chặn thoái hoá đất và bảo vệ môi trường sinh thái Giữ đất được thể hiện bằng giảm thiểu lượng đất mất hàng năm dưới mức cho phép

Độ phì nhiêu đất tăng dần là yêu cầu bắt buộc đối với quản lý sử dụng bền vững

Độ che phủ tối thiểu phải đạt ngưỡng an toàn sinh thái (>35%)

Đa dạng sinh học biểu hiện qua thành phần loài (đa canh bền vững hơn độc canh, cây lâu năm có khả năng bảo vệ đất tốt hơn cây hàng năm, )

Ba yêu cầu bền vững trên là để xem xét và đánh giá các loại hình sử dụng đất hiện tại Thông qua việc xem xét và đánh giá các yêu cầu trên để giúp cho việc định hướng phát triển nông nghiệp ở vùng sinh thái

Tóm lại, khái niệm sử dụng đất đai bền vững do con người đưa ra được thể hiện trong nhiều hoạt động sử dụng và quản lý đất đai theo các mục đích mà con người đã lựa chọn cho từng vùng đất xác định Đối với sản xuất nông nghiệp việc sử dụng đất bền vững phải đạt được trên cơ sở đảm bảo khả năng sản xuất ổn định của cây trồng, chất lượng tài nguyên đất không suy giảm theo thời gian và việc sử dụng đất không ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của con người, của các sinh vật

1.4 Tối ưu hóa trong quy hoạch sử dụng đất

1.4.1 Khái niệm về mô hình toán học

Theo Nguyễn Hải Thanh (2007), mô hình toán học được thành lập trên cơ sở phân tích

lý thuyết bản chất của hệ thống cần nghiên cứu Cả lý thuyết và nguyên lý cơ bản đối với hệ thống cùng với những giả thuyết đơn giản hóa sẽ cho phép thành lập những quan hệ toán học giữa các thông số cơ bản của hệ thống Sau đó mô hình sẽ được hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu đã thu thập trong quá khứ đối với hệ thống thực và được kiểm chứng dựa trên những dữ liệu thu thập thêm

Như vậy, về cơ bản mô hình toán học bao gồm việc chuyển đổi hệ thống nghiên cứu từ dạng phức tạp tự nhiên thành các biểu tượng và ký hiệu của ngôn ngữ toán học Các biểu tượng và ký hiệu mang những ý nghĩa nhất định và dùng để tính toán theo các định luật toán học Các nguyên lý và lý thuyết về các quá trình xảy ra trong hệ thống được sử dụng để xây dựng các phương trình quan hệ giữa các thông số của hệ thống

1.4.2 Bài toán tối ưu tổng quát

Tối ưu hoá là một trong những lĩnh vực kinh điển của toán học, có ảnh hưởng đến hầu hết các lĩnh vực, trong đó có nông nghiệp Trong thực tế, việc tìm ra giải pháp tối ưu cho một vấn đề nào đó chiếm một vai trò hết sức quan trọng Phương án tối ưu là những phương án tốt nhất, tiết kiệm được chi phí, tài nguyên, sức lực mà mang lại hiệu quả cao (Nguyễn Hải Thanh, 2007)

Cho hàm số f: D ⊂ Rn → R Bài toán tối ưu tổng quát có dạng: Max (Min) f(x), với x

∈D ⊂ Rn

Như vậy, cần tìm điểm x = (x1, x2, , xn) ∈ D ⊂ Rn sao cho hàm mục tiêu f(x) đạt được giá trị lớn nhất đối với bài toán Max – cực đại hoá (giá trị bé nhất đối với bài toán Min – cực tiểu hoá)

Điểm x = (x1, x2, , xn) ∈ D ⊂ Rn được gọi là phương án khả thi (hay phương án chấp nhận được hoặc phương án, nếu nói vắn tắt) của bài toán tối ưu: Max (Min) f(x), với x ∈ D ⊂ Rn Miền D được gọi là miền ràng buộc Các toạ độ thành phần của điểm x được gọi là các biến quyết định, còn x cũng được gọi là véc tơ quyết định Xét bài toán cực đại hoá: Max f(x), với x ∈ D ⊂ Rn Điểm x* = (x1*,x2*, ,xn*) ∈ Rnđược gọi là điểm tối ưu (hay phương án tối ưu) toàn cục nếu x* ∈ D và f(x*) ≥ f(x),

∀x ∈ D Điểm x ∈ Rn được gọi là điểm tối ưu (hay phương án tối ưu) địa phương nếu x ∈ D và tồn tại một lân cận Nε đủ nhỏ của điểm x sao cho f(x) ≥ f(x), ∀x ∈

Nε ∩ D

Đối với bài toán cực tiểu hoá Min f(x), với x ∈ D ⊂ Rn, điểm x* ∈ Rn được gọi là điểm tối ưu (hay phương án tối ưu) toàn cục nếu x* ∈ D và f(x*) ≤ f(x), ∀x ∈ D Điểm x ∈ Rn được gọi là điểm tối ưu (hay phương án tối ưu) địa phương nếu x∈ D

và tồn tại một lân cận Nε đủ nhỏ của điểm x sao cho f(x) ≤ f(x), ∀x ∈ Nε ∩ D

1.4.3 Phân loại bài toán tối ưu

Các bài toán tối ưu, còn được gọi là các bài toán quy hoạch toán học, được chia ra thành các lớp sau:

- Bài toán quy hoạch tuyến tính (BTQHTT),

- Bài toán tối ưu phi tuyến hay còn gọi là bài toán quy hoạch phi tuyến (BTQHPT), bao gồm cả bài toán quy hoạch lồi (BTQHL) và bài toán quy hoạch toàn phương (BTQHTP),

- Bài toán tối ưu rời rạc, bài toán tối ưu nguyên và hỗn hợp nguyên

- Bài toán quy hoạch động,

- Bài toán quy hoạch đa mục tiêu,

- Bài toán quy hoạch ngẫu nhiên / mờ

1.4.4 Một số ứng dụng của bài toán tối ưu

Trong trường hợp hoặc hàm mục tiêu hoặc một trong số các ràng buộc là phi tuyến, chúng ta có BTQHPT Trong các mô hình tối ưu dựa trên BTQHPT nói chung, và trong các mô hình tối ưu trong lĩnh vực nông nghiệp nói riêng, lời giải tối ưu toàn cục

có một ý nghĩa quan trọng Chẳng hạn trong thiết kế máy nông nghiệp, sau khi dùng phương pháp phân tích hồi quy nhiều chiều, ta thường thu được hàm mục tiêu có dạng phi tuyến Các bài toán tối ưu toàn cục cũng có thể nảy sinh trong quy hoạch kinh tế –

sinh thái vùng, hay xác định cơ cấu đất canh tác – cây trồng Bài toán đặt ra là phải tìm được lời giải tối ưu toàn cục Có rất nhiều phương pháp giải các lớp bài toán tối ưu phi tuyến riêng biệt, nhưng chưa có phương pháp nào tỏ ra hữu hiệu cho mọi bài toán tối

ưu phi tuyến, đặc biệt là cho các bài toán với một số hay tất cả các biến quyết định nhận các giá trị nguyên (Nguyễn Hải Thanh, 2007)

Những năm gần đây trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp đã có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng toán học và các mô hình toán học Một số nghiên cứu bao gồm:

- Ứng dụng mô hình bài toán quy hoạch trong việc sử dụng đất của nông hộ trên địa bàn huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng Luận văn thạc sỹ khoa học Trường đại học Nông Nghiệp I, Hà Nội (Nguyễn Tuấn Anh, 2004)

- The Integration of GIS and Fuzzy AHP-Group for Land Suitability Analysis, presented at the 10th Annual Asian Conference and Exhibition on Geospatial Information, Technology & Application: Geospatial Convergence –Paradigm for Future, Jakarta, Indonesia, 17-19 Oct 2011 (Le Canh Dinh, Tran Trong Duc 2011)

- Đánh giá thích nghi đất đai và ứng dụng mô hình toán tối ưu đa mục tiêu làm cơ sở cho quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp tại huyện Cờ Đỏ - Thành phố Cần Thơ Trường Đại học Cần Thơ ( Nguyễn Hữu Kiệt, 2013)

- Ứng dụng GIS và AHP trong quy hoạch phát triển cao su tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Trường Đại học Tây Bắc ( Nguyễn Tiến Chính, 2014)

Ngoài các ứng dụng trên, các vấn đề nghiên cứu cụ thể (study cases) cũng được nhiều tác giả nghiên cứu và triển khai trong thực tế và mang lại lợi ích thiết thực, cho thấy tầm quan trọng của việc ứng dụng các mô hình bài toán tối ưu trong việc giải quyết các vấn đề thực tế

Các kết quả đạt được trong các nghiên cứu trên là tương đối khả quan Đây chính là cơ

sở cho việc ứng dụng toán học và các mô hình toán học nhằm phát triển nông nghiệp nói riêng cũng như phát triển kinh tế - xã hội nói chung

Các phương pháp tối ưu toán học có thể áp dụng trong các lĩnh vực nông nghiệp rất đa dạng cũng như trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, xã hội khác Một vấn đề được đặt ra khi thiết lập các mô hình bài toán tối ưu là phải xác định rõ các yêu cầu, các mục tiêu

cụ thể cần đạt tới, các điều kiện hạn chế (ràng buộc) của bài toán, các yếu tố đầu vào cần xem xét cũng như phải bỏ ra nhiều công sức để thu thập các dữ liệu thực tế đa dạng với độ tin cậy cao đồng thời cũng cần phải lựa chọn một phương pháp tối ưu toán học phù hợp làm công cụ để giải quyết mô hình bài toán

1.4.5 Giới thiệu bài toán quy hoạch đa mục tiêu

Trong các bài toán kỹ thuật, công nghệ, quản lý kinh tế, nông nghiệp v.v nảy sinh từ thực tế, chúng ta thường phải xem xét đồng thời một lúc nhiều mục tiêu Các mục tiêu này thường là khác về thứ nguyên, tức là chúng được đo bởi các đơn vị khác nhau Những tình huống như vậy tạo ra các bài toán đa mục tiêu Người kỹ sư/người ra quyết định lúc này cần phải tối ưu hoá (cực đại hoá hoặc cực tiểu hoá tuỳ theo tình huống thực tế) không phải là chỉ một mục tiêu nào đó, mà là đồng thời tất cả các mục tiêu đã đặt ra (Nguyễn Hải Thanh, 2007)

Tuy nhiên, các mục tiêu này thường đối chọi cạnh tranh với nhau Việc làm tốt hơn mục tiêu này thường dẫn tới việc làm xấu đi một số mục tiêu khác Vì vậy việc giải các bài toán tối ưu đa mục tiêu, tức là tìm ra một phương án khả thi tốt nhất theo một nghĩa nào đó, thực chất chính là một bài toán ra quyết định Có thể thấy lại ở đây một lần nữa khẳng định "Tối ưu hoá chính là một công cụ định lượng chủ yếu nhất của quá trình ra quyết định"

Hiện tại các tài liệu, sách chuyên khảo, tạp chí cập nhật về các lĩnh vực liên ngành giữa Toán, Vận trù học, Khoa học Quản lý, Tin học, Công nghệ, Kinh tế, Nông nghiệp, đề cập rất nhiều tới bài toán tối ưu đa mục tiêu Vấn đề nghiên cứu cơ sở lý thuyết, thuật toán, lập mô hình, xây dựng hệ máy tính trợ giúp quyết định, và áp dụng các mô hình tối ưu đa mục tiêu cho các quá trình công nghệ, quản lý, là một vấn đề liên ngành được rất nhiều nhà nghiên cứu khoa học và kĩ sư thực hành quan tâm

Mô hình tối ưu đa mục tiêu có dạng sau đây:

Min fj(X), X = (x1, x2, …, xn) j = 1, 2, …, p (p ≥2)

với: (i) gj(X) ≤ 0, j = 1, 2, …, k,

(ii) gj(X) = 0, j = k+1, k+2, …, m, Trong các bài toán thực tế có thể bổ sung các ràng buộc đạng:

(iii) ai ≤ xi ≤ bi, i = 1, 2, …, n

Trong mô hình này, ta có p mục tiêu cần tối ưu hoá, các hệ số của các hàm mục tiêu và ràng buộc nói chung được giả sử là các giá trị thực xác định (cũng gọi là giá trị rõ) Trong trường hợp có ít nhất một trong các hàm mục tiêu hay các hàm ràng buộc là hàm phi tuyến, chúng ta có bài toán quy hoạch đa mục tiêu phi tuyến Còn nếu tất cả các hàm mục tiêu và các hàm ràng buộc đều là hàm tuyến tính, chúng ta có mô hình quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu với dạng chính tắc như sau:

Min CX với ràng buộc X ∈ D, trong đó:

C là ma trận cấp p×m

D = { X ∈ Rn : AX ≤ B, X ≥ 0 }

với A là ma trận cấp m x n và B ∈Rm

1.4.6 Các khái niệm cơ bản của bài toán tối ưu đa mục tiêu:

Khái niệm then chốt trong tối ưu hoá đa mục tiêu là khái niệm phương án tối ưu Pareto

Định nghĩa 1: Một phương án tối ưu Pareto X* có tính chất sau đây:

i) Trước hết nó phải thuộc vào miền các phương án khả thi của bài toán, tức là phải thoả mãn tất cả các ràng buộc: X* ∈ D

ii) Với mọi phương án khả thi khác X ∈ D mà có một mục tiêu nào đó tốt hơn (tồn tại chỉ số i sao cho fi(X) tốt hơn fi(X*)) thì cũng phải có ít nhất một mục tiêu khác

xấu hơn (tồn tại j ≠ i sao cho fj(X) xấu hơn fj (X*))

Nói một cách khác, không tồn tại một phương án khả thi nào X ∈ D có thể trội hơn X* trên tổng thể

Định nghĩa 2: Giải bài toán tối ưu toàn cục đa mục tiêu là chọn ra từ tập hợp P các phương án tối ưu Pareto của bài toán một (một số) phương án tốt nhất theo một nghĩa nào đó dựa trên cơ cấu ưu tiên của người ra quyết định Các phương án như vậy còn được gọi là phương án thoả dụng

Cách 1: Bằng một phương pháp tối ưu toán học thích hợp tìm ra tập hợp P tất cả các phương án tối ưu Pareto Người ra quyết định sẽ đề ra cơ cấu ưu tiên của mình đối với tập P Lúc này các phương pháp toán chẳng hạn như giải tích phân loại, các phương pháp lọc v.v được áp dụng để tìm ra phương án tối ưu cho bài toán đa mục tiêu ban đầu

Cách 2: Việc tìm tập hợp P trong trường hợp các bài toán tối ưu phi tuyến là khá khó, nếu không nói là không thể tìm được Vì vậy, so với cách 1, cách 2 sẽ tiến hành theo trình tự ngược lại Trước hết người ra quyết định sẽ đề ra cơ cấu ưu tiên của mình Dựa vào cơ cấu ưu tiên đó, các mục tiêu sẽ được tổ hợp vào một mục tiêu duy nhất, tiêu biểu cho hàm tổng tiện ích của bài toán Bài toán tối ưu với hàm mục tiêu tổhợp này sẽ được giải bằng một phương pháp tối ưu toán học thích hợp, để tìm ra một (hoặc một số) phương án tối ưu Pareto Lúc này, người ra quyết định sẽ chọn ra trong số các phương án tối ưu Pareto đó một phương án tốt nhất

Chúng ta sẽ tiếp tục phân tích cách thứ 2 Rõ ràng, người ra quyết định không thể đề ra

cơ cấu ưu tiên của mình một cách chính xác ngay từ đầu Trong quá trình giải bài toán, trong mỗi bước lặp, sau khi xem xét lại cơ cấu ưu tiên đã đề ra, cũng như phương án

tối ưu trung gian, người ra quyết định có thể dựa vào các thông tin đó để thay đổi lại

cơ cấu ưu tiên của mình Sau đó, quá trình giải lại được tiếp tục, cho tới khi một phương án tối ưu cuối cùng được đưa ra

Định nghĩa 3: Phương pháp giải bài toán tối ưu dựa trên sự trợ giúp của hệ máy tính, nhằm giúp người ra quyết định từng bước thay đổi các quyết định trung gian một cách thích hợp để đi tới một phương án tối ưu Pareto thoả mãn nhất, được gọi là phương pháp tương tác người - máy tính Cho tới thời điểm hiện nay, hàng chục phương pháp giải tương tác bài toán tối ưu đa mục tiêu đã được đề cập tới trong các tạp chí chuyên ngành, và đa số chúng đều 10có những ứng dụng rất thành công trong nhiều lĩnh vực Một trong các lớp phương pháp quan trọng và khá thuận tiện cho người sử dụng là phương pháp tương tác người - máy tính giải bài toán tối ưu đa mục tiêu với các yếu tố cấu thành sau:

- Cơ cấu ưu tiên của người ra quyết định và hàm tổ hợp tương ứng

- Kiểu tương tác người - máy tính: các thông tin nào máy tính phải đưa ra lại trong các bước lặp trung gian, và cách thay đổi các thông số của cơ cấu ưu tiên từ phía người ra quyết định

- Kỹ thuật tối ưu toán học được xây dựng dựa trên lý thuyết tối ưu hoá nhằm tìm ra các phương án tối ưu Pareto cho các bài toán cần giải trong các bước lặp trung gian

1.4.7 Phương pháp thõa dụng mờ giải bài toán quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu

Theo Nguyễn Hải Thanh (2007), phương pháp thõa dụng mờ là phương pháp nhằm đưa ra không phải chỉ một phương án tối ưu Pareto thõa mãn nhất mà là một tập SP các phương án tối ưu Pareto cần xem xét Thuật giải thõa dụng mờ giải BTQHTT đa mục tiêu như sau:

a Bước khởi tạo

Nhập số liệu cho các hàm mục tiêu tuyến tính Zi (i = 1, 2, , p) và m điều kiện ràng buộc cho bài toán cần giải Giải BTQHTT cho từng mục tiêu Zi (i = 1, 2, , p) với miền ràng buộc D được xác định bởi m ràng buộc ban đầu để thu được các phương án tối ưu X1, X2, , Xp (nếu với một mục tiêu nào đó bài toán không cho phương án tối ưu thì cần xem xét để chỉnh sửa lại các điều kiện ràng buộc ban đầu)

Tính các giá trị hàm mục tiêu tại các phương án tối ưu X1, X2, , Xp Lập bảng thông tin, xác định giá trị cận trênZBi ,cận dưới Ziwcủa mục tiêu Z1, Z2, …, Zp Với

µi(Zi) = w

i

B i

w i i

Z - Z

Z - Z

w1 + w2 + …+ wp = 1 và 0 ≤ w1, w2, …, wp ≤ 1 Giải bài toán tối ưu với hàm thõa dụng tổ hợp với các ràng buộc ban đầu và các ràng buộc bổ sung Zi(X) ≤ ai(k) với i = 1, 2, …, p để tìm ra phương án tối ưu của bước lập thứ k là X(k) và các giá trị của hàm mục tiêu Zi cũng như các hàm thỏa dụng µi(Zi) với i

= 1, 2, …, p

Bước 2:

Nếu µmin = Min {µi(Zi): j = 1, 2, …, p} thì phương án X(k) tìm được không chấp nhận được Trong trường hợp phương án X(k) được chấp nhận vào tập Sp cácphương án tối

ưu cần xem xét X(k) không thuộc Sp

Nếu muốn tiếp tục mở rộng tập Sp thì đặt k = k + 1

Nếu k > L1 hoặc số lần bước lặp liên tiếp tập Sp không được mở rộng vượt quá L2 (L1

và L2 được người giải tùy chọn) thì đặt Bi

) k (

Loại khỏi tập Sp các phương án bị trội

Kết thúc Đưa ra các phương án tối ưu Tuy nhiên, thường các mục tiêu thường cạnh tranh với nhau, khi đáp ứng mục tiêu này sẽ làm xấu mục tiêu khác Do đó, việc giải bài toán tối ưu đa mục tiêu là hình thức đưa ra quyết định để tìm ra phương án khả thi nhất cân bằng các mục tiêu đơn lẻ theo quyết định của người làm quy hoạch

1.4.8 Một số phầm mềm giải bài toán tối ưu

Phần mềm Microsoft Excel

Microsoft Excel 2000, 2003 có các công cụ toán học rất mạnh để giải các bài toán tối

ưu và thống kê toán học Excel có thể giải được các loại bài toán tối ưu: BTQHTT tổng quát, các biến có thể có ràng buộc hai phía, ràng buộc cũng có thể viết ở dạng hai phía; bài toán vận tải có hai chỉ số; bài toán quy hoạch nguyên (các biến có điều kiện nguyên hay boolean); bài toán quy hoạch phi tuyến Số biến của BTQHTT hay nguyên

có thể lên tới 200 biến Excel còn có thể giải các bài toán hồi quy trong thống kê toán học: hồi quy đơn, hồi quy bội, hồi quy mũ

Dùng Solver ta có thể tìm cực đại hay cực tiểu của một hàm số đặt trong một ô gọi là ô đích Solver chỉnh sửa một nhóm các ô (gọi là các ô có thể chỉnh sửa) có liên quan trực tiếp hay gián tiếp đến công thức nằm trong ô đích để tạo ra kết quả Ta có thể thêm vào các ràng buộc để hạn chế các giá trị mà Solver có thể dùng Đối với BTQHTT Solver dùng phương pháp đơn hình, đối với quy hoạch phi tuyến Solver dùng phương pháp tụt gradient để tìm một cực trị địa phương

Phần mềm Lingo

Lingo là phần mềm giải các mô hình tối ưu hóa: tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến tính, tối ưu toàn phương, tối ưu ngẫu nhiên và tối ưu biến nguyên Phần mềm Lingo giúp cho việc giải các bài toán này hiệu quả, dễ dàng và nhanh chóng Phần mềm Lingo cung cấp gói tích hợp bao gồm một ngôn ngữ mạnh mẽ cho thể hiện mô hình tối

ưu hóa, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực xây dựng, công nghiệp, kinh tế,…

Phần mềm RST2ANU

Phần mềm RST2ANU 1.0 được sử dụng để giải các bài toán ưu toàn cục phi tuyến dạng tổng quát với các biến liên tục, các biến nguyên và cho các bài toán hỗn hợp nguyên Quá trình xây dựng phương pháp tính toán tối ưu, thuật giải, cài dặt trên ngôn ngữ C và sau này là ngôn ngữ Visual C++ 6.0 cũng như chạy thử nghiệm kéo dài gần tám năm Ngoài ưu điểm giải được các bài toán hỗn hợp nguyên, phần mềm có độ tin cậy rất cao trong việc tìm ra các phương án tối ưu toàn cục và có giao diện thân thiện đối với người sử dụng Phần mềm đã được đóng gói tránh sao chép và có thể dùng để giải các bài toán lớn khi được cài đặt trên hệ máy tính mạnh

Ngoài các phần mềm trên còn có phần mềm Multiopt, Prelime,…

1.5 Đặc điểm vùng nghiên cứu

1.5.1 Vị trí địa lý

Theo trang thông tin điện tử huyện Cai Lậy (2014), Huyện nằm trên các trục đường giao thông chiến lược như Quốc lộ 1A, đường tỉnh 864, 865, 868, 868B, 874, 874B,

875 Về đường thủy, ngoài nhánh sông Tiền, sông Ba Rài là tuyến huyết mạch quan trọng chạy qua địa phận huyện; là địa bàn có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh; là đầu mối giao lưu quan trọng của khu vực các huyện phía Tây và là cửa ngõ giao lưu kinh tế - văn hóa với các tỉnh trong khu vực gồm Đồng Tháp - Long An - Tiền Giang

Địa giới hành chính của huyện Cai Lậy:

- Phía Bắc giáp huyện Tân Thạnh, tỉnh Long An, huyện Tân Phước

- Phía Đông giáp huyện Châu Thành

- Phía Tây giáp huyện Cái Bè

- Phía Nam giáp sông Tiền, đối diện huyện Chợ Lách, tỉnh Bến Tre và một phần của tỉnh Vĩnh Long

Huyện Cai Lậy với 29.599,37 ha diện tích tự nhiên và 186.583 nhân khẩu; có 16 đơn

vị hành chính cấp xã bao gồm các xã Thạnh Lộc, Mỹ Thành Bắc, Phú Cường, Mỹ Thành Nam, Phú Nhuận, Bình Phú, Cẩm Sơn, Phú An, Mỹ Long, Long Tiên, Hiệp Đức, Long Trung, Hội Xuân, Tân Phong, Tam Bình, Ngũ Hiệp (Nghị quyết 130/NQ-

CP năm 2013 điều chỉnh địa giới hành chính huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang do Chính

Phủ ban hành)

(Nguồn: UBND Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang, 2014)

Hình 1.1: Bản đồ hành chính vùng nghiên cứu thuộc huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

1.5.2 Địa hình

Theo cổng thông tin điện tử huyện Cai Lậy (2014), huyện có địa hình bằng phẳng, với

độ dốc nhỏ hơn 1% và cao trình biến thiên từ 0 mét đến 1,6 mét so với mặt nước biển, phổ biến từ 0,8 mét đến 1,1 mét Nhìn chung, toàn vùng không có hướng dốc rõ ràng, tuy nhiên có những khu vực có tiểu địa hình thấp trũng hay gò cao hơn so với địa hình chung Trên địa bàn còn có rất nhiều giồng cát biển hình cánh cung có cao trình phổ biến từ 0,9 – 1,1 mét nổi hẳn lên trên các đồng bằng chung quanh

- Đất phi nông nghiệp: 5.842,88 ha, chiếm 19,74%, trong đó: đất chuyên dùng: 2.174,14 ha, gồm: đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp: 14,46 ha, đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp: 17,69 ha, đất quốc phòng, an ninh: 80,81 ha, đất có mục đích công cộng: 2.061,18 ha; đất ở: 1.113,41 ha (không có đất ở tại đô thị); đất tôn giáo, tín ngưỡng: 23,26 ha; đất nghĩa trang nghĩa địa: 62,17 ha; đất sông suối và mặt nước chuyên dùng: 2.469,90 ha

1.5.4 Đặc điểm khí hậu

Theo cổng thông tin điện tử huyện Cai Lậy (2014), khí hậu Cai Lậy mang tính chất nội chí tuyến - cận xích đạo và khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhiệt độ bình quân cao và nóng quanh năm Nhiệt độ bình quân trong năm là 27 0C – 27,9 0C Với 2 mùa rõ rệch

là mùa mưa và mùa khô Mùa khô từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau lượng mưa trung bình 1.210 – 1.424 mm/năm, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (DL)

1.5.6 Tài nguyên nước

+ Nước mặt: Cai Lậy có nguồn nước mặt dồi giàu với mạng lưới sông, rạch chằng chịt thuận lợi cho việc giao lưu trao đổi hàng hoá với các khu vực lân cận đồng thời là môi trường cho việc nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản Trong đó, Sông Tiền là nguồn cung cấp nước ngọt chính qua hệ thống Năm Thôn, Ba Rài, Trà Tân, Cái Sơn, Mù U, rạch Cái Bè nhánh phía Tây Hầu hết sông, rạch trên địa bàn tỉnh chịu ảnh hưởng chế

độ bàn nhật triều không đều (Báo cáo Quy hoạch phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp thủy sản tỉnh Tiền Giang đến năm 2020, Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2013)

+ Nguồn nước ngầm của huyện có chất lượng khá tốt nhưng phải khai thác hợp lý ở độ sâu tương đối lớn (từ 200 – 400 m) Đây là nguồn nước quan trọng góp phần bổ sung nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sảm xuất của nhân dân, nhất là đối với những vùng nhiễm phèn (Trần Văn Hiệp, 2013)

1.5.7 Chế độ thủy văn

Địa bàn huyện hằng năm đều chịu ảnh hưởng của lũ lụt Thời điểm ngập lũ từ tháng 9 – 10 (DL), đỉnh lũ thường xuất hiện từ 10 – 20/10 (DL), có khi xuất hiện sớm hơn vào

cuối tháng 9 Tuy nhiên, những năm gần đây với nguồn đầu tư xây dựng đê bao ngăn

lũ dẫn hoàn chỉnh, giảm thiểu sự ảnh hưởng của lũ (Báo cáo Quy hoạch phát triển nông nghiệp, lâm nghiệp thủy sản tỉnh Tiền Giang đến năm 2020, Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2013)

Giá trị sản xuất ngành trồng trọt, chăn nuôi và thuỷ sản:

- Tổng sản lượng cây lương thực có hạt: 121.732,75/164.256,66 tấn, đạt 74,11% KH Trong đó, sản lượng lúa 121.249,75/163.634 tấn, đạt 74% KH

- Sản lượng cây màu thực phẩm: 27.563/38.774 tấn, đạt 71,09% KH

- Sản lượng cây ăn trái: 161.964/226.853 tấn, đạt 71,40% KH

-Thực hiện công tác bảo vệ, cải thiện môi trường đạt hiệu quả: Tỷ lệ dân số nông thôn

sử dụng nước sinh hoạt hợp vệ sinh ước đạt 93,45% so tổng số, đạt 99,95% KH (KH

giao 93,5%)

1.6 Thông tin về cây sầu riêng

Cây sầu riêng tên La-tinh là Durio zibethinus, thuộc họ Gạo – Bonbacaceae, nguồn gốc Malaysia Cây cần đất sâu và mát mẻ để tăng trưởng mạnh

Đặc điểm hình thái, sinh thái, sinh học

Cây sầu riêng mọc rất cao nếu trồng bằng hột, nhưng nếu tháp thì cây mọc thấp hơn, cao không quá 10 m Hoa mọc từng chùm ở cành chính và ra trái lớn, dài hơn 20 cm

và nặng từ 1 đến 4 kg Lá đơn, mọc so le, phiến lá dày hình trứng thuôn dài, mặt dưới màu vàng Chùm hoa to mọc ở thân, nụ hoa tròn Cánh hoa màu trắng, nhiều nhị, thụ phấn nhờ gió Quả nang mở vách to, có gai nhọn Hạt to, vàng, quanh hạt có áo hạt

Cây nở hoa tháng 3-4, có quả tháng 5-9

Yêu cầu về đất đai

Sầu riêng có thể sinh trưởng và phát triển trên nhiều loại đất Đất thịt pha cát hay thịt pha sét, đất phù sa, đất đỏ bazan, đất xám Đất cát không thích hợp với sầu riêng vì đất thoát nước nhanh và thường nghèo dinh dưỡng; đất sét nặng thoát nước kém, rễ sầu riêng dễ bị thối do nấm bệnh khi ngập úng Đất phù sa ven sông Tiền, sông Hậu là vùng đất rất thích hợp trồng sầu riêng, nhưng phải chú ý lên líp cao, bồi đất, đấp ụ nếu đất thấp

1.7 Quan điểm và mục tiêu phát triển cây sầu riêng trên địa bàn huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

Quan điểm phát triển: (Phòng NN & PTNT huyện Cai Lậy)

Tận dụng các lợi thế, khai thác hiệu quả các nguồn lực phát triển cây sâu riêng đạt năng suất, chất lượng, hiểu quả cao, gắn với thị trường và bảo quản chế biến nhằm tạo

ra sản phẩm mang thương hiệu sầu riêng Ngũ Hiệp có sức cạnh tranh trên thị trường mang lại lợi ích thõa đáng cho cả nhà vườn và nhà doanh nghiệp

Phát triển cây sầu riêng phải dựa trên cơ sở tổng kết kế thừa và phát huy các bài học kinh nghiệm quý báu của của các nhà vườn giàu kinh nghiệm, luôn sáng tạo với việc đưa nhanh tiến bộ kĩ thuật và công nghệ tiên tiến vào sản xuất

Đầu tư phát triển cây sầu riêng phải tập trung đồng bộ ở 4 khâu (sản xuất – thu mua – chế biến, bảo quản – tiêu thụ), ưu tiên trước nhất cho sản xuất - bảo quản và mở rộng thị trường

Mục tiêu phát triển: (Phòng NN & PTNT huyện Cai Lậy)

Phát triển vùng sản xuất cây sầu riêng đặc sản tập trung, chuyên canh nhằm tạo ra những sản phẩm an toàn, chất lượng cao, sản lượng lớn đáp ứng nhu cầu thị trường Phát triển cây sầu riêng theo hướng hiện đại, hiệu quả, bền vững tập trung vào chất lượng, áp dụng công nghệ hiện đại

Thiết lập quy trình kỹ thuật canh tác tiên tiến cho năng suất và chất lượng an toàn, xây dựng những quy trình phòng trừ và quản lí dịch hại trên cây sầu riêng, các biện pháp bảo quản sau thu hoạch theo hướng an toàn

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phương tiện nghiên cứu

Địa điểm thực hiện: Bộ môn Tài Nguyên Đất Đai, Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên, Trường Đại học Cần Thơ

Địa điểm nghiên cứu: 11 xã thuộc phía Nam Quốc lộ 1A, huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang: Tam Bình, Ngũ Hiệp, Long Tiên, Long Trung, Cẩm Sơn, Mỹ Long, Hội Xuân, Hiệp Đức, Tân Phong, Phú An, Bình Phú

Máy tính và các phần mềm: Microsoft Word, MapInfo 11.0, Module Solver của phần mềm Microsoft Excel 2003 giải bài toán quy hoạch tuyến tính tối ưu hóa

2.2 Nội dung nghiên cứu

Bước 1: Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của vùng nghiên cứu:

- Thu thập số liệu thứ cấp liên quan đến vùng khảo sát nghiên cứu: điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các niên giám thống kê, báo cáo tình hình sản xuất nông nghiệp của huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

- Tình hình sử dụng đất, thực trạng sản xuất nông nghiệp và phân bố hệ thống cây trồng của huyện

Bước 2: Điều tra cán bộ, đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội của kiểu sử dụng đất trồng sầu riêng:

- Phỏng vấn lãnh đạo, cán bộ nông nghiệp 11 xã thuộc khu vực nghiên cứu về vị trí phân bố các loại cây ăn trái trên địa bàn xã, các định hướng trong sử dụng đất nông nghiệp đến năm 2020

- Thu thập các thông tin của từng mô hình như: năng suất, chi phí, thu nhập, diện tích canh tác, giá cả nông sản hàng hoá, lao động,… vào năm 2013

- Đánh giá các yếu tố kinh tế - xã hội liên quan đến các kiểu sử dụng đất đai

Bước 3: Nhập số liệu, xử lý, tổng hợp số liệu:

Các số liệu được thu thập đầy đủ sẽ được tổng hợp, xử lý trên phần mềm Microsoft

Excel 2003,…

Bước 4: Xây dựng mô hình toán tối ưu xác định quy mô của kiểu sử dụng đất trồng sầu riêng của huyện:

- Xác định các số liệu đầu vào cụ thể của bài toán

- Mô hình bài toán định tính: xác định mục tiêu và các điều kiện ràng buộc

- Mô hình bài toán định lượng: xác định hàm mục tiêu và các phương trình, bất phương trình của điều kiện ràng buộc

- Xử lý bài toán trên máy vi tính bằng Module Solver của phần mềm Microsoft Excel

2003

- Kết quả bài toán

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Thu thập số liệu thứ cấp

Thu thập số liệu thứ cấp từ các công trình khoa học của Trần Văn Hiệp (2013) và các nghiên cứu liên quan đến vùng khảo sát nghiên cứu: điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các thống kê, báo cáo tình hình sản xuất nông nghiệp của huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

Tình hình sử dụng đất, thực trạng sản xuất nông nghiệp và phân bố hệ thống cây trồng của từng xã thuộc vùng nghiên cứu

Các bản đồ chuyên đề của huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang: bản đồ địa giới hành chính, bản đồ đất

2.3.2 Phương pháp điều tra

Phỏng vấn lãnh đạo, cán bộ nông nghiệp 11 xã: Tam Bình, Ngũ Hiệp, Long Tiên, Long Trung, Cẩm Sơn, Mỹ Long, Hội Xuân, Hiệp Đức, Tân Phong, Phú An, Bình Phú thuộc khu vực nghiên cứu về:

- Lao động nông nghiệp, bình quân cho 1.000 m2 đất, người trồng sầu riêng phải bỏ ra bao nhiêu ngày công lao động?

- Vị trí phân bố các loại cây ăn trái trên địa bàn xã;

- Các định hướng trong sử dụng đất nông nghiệp đến năm 2020

2.3.3 Phương pháp giải bài toán quy hoạch tuyến tính

Thiết lập các hàm tối ưu một mục tiêu:

Để xây dựng được các hàm mục tiêu ta xác định biến quyết định Dựa vào kết quả phân vùng thích nghi tự nhiên, đặt biến quyết định: xij là diện tích cây sầu riêng tại xã i (i = 1, 2, , 11), trên vùng thích nghi ứng với mức thích nghi j (j = 1, 2) Độ thích hợp

1 nếu kiểu sử dụng đất thích nghi cao S1, độ thích hợp 2 nếu kiểu sử dụng đất thích nghi trung bình S2

Gọi Xij là diện tích cây sầu riêng tại xã j (j=1,… 11) trên vùng thích nghi ứng với mức thích nghi i (i =1, 2), Xij ≥ 0, Xij∈Z

Có 3 mục tiêu được lựa chọn cần xem xét để đảm bảo hiệu quả cao cho cây sầu riêng như sau:

+ Hiệu quả lao động (Z 1 )

Đặt LBij là hệ số yêu cầu lao động cho sản xuất sầu riêng tại xã i trên vùng thích nghi ứng với mức thích nghi j Khi đó, mục tiêu hiệu quả lao động là:

Z1 =  



 2 1 11

1 j i

1 j

i

Xij  Max

Xây dựng các điều kiện ràng buộc:

Các phương trình ràng buộc thường ở dạng bất đẳng thức, mục đích là để khống chế kết quả hàm mục tiêu không thể vượt quá giới hạn cho phép của điều kiện ràng buộc

và điều chỉnh kết quả các phương án phù hợp với những điều kiện đặt ra ở vùng

nghiên cứu

+ Ràng buộc về tài nguyên đất đai (diện tích thích nghi): Diện tích thích nghi trong từng xã của mô hình hàm mục tiêu tính toán không vượt quá diện tích xã i trên vùng thích nghi j

Xij  Sij, với i = 1, 2,… 11; j = 1, 2

(Sij: là diện tích xã i trên vùng thích nghi j)

+ Ràng buộc về yêu cầu phát triển (theo định hướng phát triển các Xã):

Diện tích đất nông nghiệp: Tổng diện tích sầu riêng của mô hình hàm mục tiêu tính toán không vượt quá tổng diện tích nông nghiệp trên toàn vùng nghiên cứu

j

Xij  S, với i = 1, 2,… 11; j = 1, 2

(S: là tổng diện tích đất nông nghiệp của vùng nghiên cứu)

Diện tích trồng sầu riêng của xã: Tổng diện tích sầu riêng của từng vùng thích nghi trong xã của mô hình hàm mục tiêu tính toán không vượt quá diện tích sầu riêng theo định hướng của xã đó từ số liệu điều tra tại các xã

j

Xij  Si, với i = 1, 2,… 11; j = 1, 2 (Si: là diện tích sầu riêng theo định hướng của xã i)

+ Ràng buộc về lao động nông nghiệp: Tổng nhu cầu lao động cho cây sầu riêng của

mô hình hàm mục tiêu tính toán không vượt quá nguồn lao động sẵn có trên toàn vùng nghiên cứu nhằm đảm bảo khả năng cung ứng lao động tại chỗ và giải quyết tốt việc làm cho lao động nông nghiệp





2 1 11

1 j

i

LBij Xij  L, với i = 1, 2,… 11; j = 1, 2 (L: là ngày công lao động sẵn có trên toàn vùng nghiên cứu)

+ Ràng buộc về nâng cao thu nhập: Nhằm tăng thu nhập cao hơn so với sản xuất hiện tại

1 j

i

Iij Xij  h với (i = 1, 2… 11; j = 1, 2; n = 20)

Iij: là hệ số thu nhập của xã i trên vùng thích nghi ứng với mức thích nghi j,

h: là tổng thu nhập đạt được trong sản xuất sầu riêng trên toàn vùng nghiên cứu S: tổng diện tích sầu riêng trên toàn vùng nghiên cứu

+ Điều kiện không âm của bài toán: Xij  0, với i = 1, 2, …11; j = 1, 2

Tìm kết quả bài toán đơn mục tiêu

Dùng Module Solver trong phần mềm Microsoft Excel giải bài toán quy hoạch tuyến tính tối ưu đơn mục tiêu cho 3 mục tiêu đơn lẻ với các điều kiện ràng buộc được xác định để thu được 3 phương án tối ưu X1, X2, X3

Đánh giá và đưa ra phương án lựa chọn

S n

I h

n

i i







1