Đánh giá phân hạng thích nghi đất trồng mía tại một số xã khu vực phía nam huyện Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang trên cơ sở ứng dụng phần mềm Ales và phần mềm primer 5.0 kết nối với Gis

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CHU VĂN TRUNG ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG THÍCH NGHI ĐẤT TRỒNG MÍA TẠI MỘT SỐ XÃ KHU

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

CHU VĂN TRUNG

ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG THÍCH NGHI ĐẤT TRỒNG MÍA TẠI MỘT SỐ XÃ KHU VỰC

PHÍA NAM HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG

TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ALES

VÀ PHẦN MỀM PRIMER 5.0 KẾT NỐI VỚI GIS

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

THÁI NGUYÊN - 2015

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

CHU VĂN TRUNG

ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG THÍCH NGHI ĐẤT TRỒNG MÍA TẠI MỘT SỐ XÃ KHU VỰC

PHÍA NAM HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG

TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ALES

VÀ PHẦN MỀM PRIMER 5.0 KẾT NỐI VỚI GIS

Ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS HOÀNG VĂN HÙNG

THÁI NGUYÊN - 2015

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

- Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu

và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo

vệ một học vị nào

- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã đƣợc

cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Chu Văn Trung

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, tôi luôn nhận được sự quan tâm dạy dỗ và chỉ bảo ân cần của các thầy giáo, cô giáo, sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của các bạn đồng nghiệp, sự động viên kịp thời của gia đình và người thân đã giúp tôi vượt qua những trở ngại và khó khăn để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành: Quản lý đất đai Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ sự chân thành cảm ơn tới PGS.TS Hoàng Văn H ng - Trường Cao đẳng Cộng đồng Lào Cai đã hướng dẫn khoa học và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường, Phòng Đào tạo, các giáo

sư, tiến sĩ hợp tác giảng dạy sau đại học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên Xin cảm ơn Phòng Tài nguyên & Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, UBND huyện huyện Sơn Dương, Công ty Mía đường Sơn Dương, UBND các xã và các hộ gia đình tham gia phỏng vấn đã giúp đỡ tôi trong việc điều tra nghiên cứu thực tế để hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn, do điều kiện hạn chế về thời gian, nhân lực và những khó khăn khách quan nên không tránh khỏi những thiếu sót Tôi mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Th i Nguyên, ngày 18 tháng 11 năm 2015

Học viên

Chu Văn Trung

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu tổng quát của đề tài 3

3 Mục tiêu cụ thể của đề tài 3

4 Yêu cầu của đề tài 3

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Cơ sở khoa học 5

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản 5

1.1.2 Tiến trình đánh giá đất đai 6

1.1.3 Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai 8

1.2 Tổng quan về ứng dụng công nghệ thông tin trong đánh giá thích nghi đất đai 11

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý GIS 11

1.2.2 Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES 15

1.2.3 Một số phần mềm hổ trợ khác 18

1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES trong đánh giá thích nghi đất đai 21

1.3.1 Trên thế giới 21

1.3.2 Ở Việt Nam 22

1.4 Tổng quan về cây mía 24

1.4.1 Nguồn gốc, lịch sử phát triển 24

1.4.2 Giá trị kinh tế 25

Trang 6

1.4.3 Yêu cầu sinh thái 26

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 29

2.2 Nội dung nghiên cứu 29 2.2.1 Đánh giá Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu 29

2.2.2 Đánh giá hiện trạng sử dụng đất, công tác quản lý đất đai tại khu vực nghiên cứu 29

2.2.3 Xác định các yếu tố sinh thái tự nhiên thích nghi cho cây Mía, thành lập các bản đồ chuyên đề cho các chỉ tiêu chính làm cơ sở đánh giá 30

2.2.4 Xây dựng tiêu chuẩn phân chia đơn vị đất đai và thành lập bản đồ đơn vị đất đai khu vực nghiên cứu 30

2.2.5 Ứng dụng phần mền GIS kết hợp với ALES phân v ng thích nghi đất đai cây mía theo các yếu tố tự nhiên 30

2.2.6 Sử dụng phần mềm PRIMER đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố thích nghi 30

2.2.7 Xây bản đồ đề xuất quy hoạch sử dụng đất mía nhằm đưa ra phương án tối ưu nhất 30

2.3 Phương pháp nghiên cứu 30

2.3.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu 30

2.3.2 Phương pháp xây dựng bản đồ 31

2.3.3 Phương pháp đánh giá thích nghi bằng phần mềm ALES 31

2.3.4 Tổng hợp số liệu, đánh giá phân tích kết quả 31

2.3.5 Sơ đồ dự kiến các bước thực hiện hiện đề tài 32

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 33

3.1.1 Điều kiện tự nhiên, Tài nguyên và Môi trường 33

3.1.2 Thực trạng phát triển kinh tế xã hội 38

Trang 7

3.2 Thực trạng sử dụng đất trồng mía tại khu vực nghiên cứu 40

3.2.1 Đánh giá thực trạng sử dụng đất trồng mía 40

3.3 Kết quả xây dựng các bản đồ chuyên đề 43

3.3.1 Bản đồ thổ nhưỡng 43

3.3.2 Bản đồ thành phần cơ giới 48

3.3.3 Bản đồ phân cấp độ dốc 50

3.3.4 Bản đồ phân cấp độ sâu tầng canh tác 51

3.3.5 Bản đồ phân cấp chế độ tưới 52

3.3.6 Bản đồ đơn vị đất đai 54

3.4 Kết quả đánh giá thích nghi đất đai bằng phần mềm Ales 57

3.4.1 Quy trình thực hiện đánh giá trên phần mềm 57

3.5 Xác định phương án quy hoạch đất trồng mía 69

3.5.1 Bản đồ quy hoạch đất trồng mía 69

3.6 Đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố tự nhiên 71

3.7 Một số giải pháp 73

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75

1 Kết luận 75

2 Đề nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC

Trang 8

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AEZ (Agro - Ecological Zone): V ng nông nghiệp sinh thái

ALES (Automated Land Evaluation system): Hệ thống đánh giá đất đai tự động CSDL Cơ sở dữ liệu

DEM (Digital Evaluation Model): Mô hình độ cao số

FAO (Food and Agriculture Organization): Tổ chức Nông lương thế giới GIS (Geographic Information System): Hệ thống Thông tin Địa lý

GPS Global Positioning System (Hệ thống định vị toàn cầu)

LC (Land Characteristic): Đặc tính đất đai

LMU (Land Mapping Unit): Bản đồ đơn vị đất đai

LQ (Land Quaility): Chất lượng đất đai

LS (Land Sustainability): Sự thích hợp đất đai

LUR (Land Use Requirement): Yêu cầu sử dụng đất

LUT Loại hình sử dụng đất

LUT (Land Use Type): Loại hình sử dụng đất

N (Non Suitable): Không thích nghi

PCA (Principal Component Analysis) Phân tích thành phần chính

S1 (High Suitable): Rất thích nghi

S2 (Monderately Suitable): Thích nghi trung bình

S3 (Marginally Suitable): Ít thích nghi

TIN (Triangle Irregular Network) Mạng lưới tam giác không đều

UBND Ủy ban nhân dân

UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization):

Tổ chức Văn hóa, Giáo dục và Khoa học Liên hợp quốc

Trang 9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976) [26] 8

Bảng 3.1: Thống kê hiện trạng dân số, kinh tế hộ gia đình 39

Bảng 3.2: Hiện trạng và tiến độ phát triển v ng nguyên liệu mía năm 2015 41

Bảng 3.3: Tình hình thực hiện quy hoạch, kế hoạch phát triển đất trồng mía huyện Sơn Dương 42

Bảng 3.4: Bảng phân loại đất theo phân loại định lượng (FAO-UNESCO-WRB) khu vực nghiên cứu 43

Bảng 3.5: Mã hóa và cơ cấu loại đất 48

Bảng 3.6: Cơ cấu thành phần cơ giới đất trong phạm vị nghiên cứu 49

Bảng 3.7: Cơ cấu chỉ tiêu độ dốc trong phạm vi nghiên cứu 50

Bảng 3.8: Cơ cấu chỉ tiêu chế độ tưới trong phạm vi nghiên cứu 53

Bảng 3.9: Dữ liệu thuộc tính bản đồ đơn vị đất đai 56

Bảng 3.10: Tổng hợp các yêu cầu sử dụng đất 58

Bảng 3.11: Tổng hợp số liệu phân cấp thích nghi các yếu tố tự nhiên 68

Bảng 3.12: Tổng hợp diện tích đất trồng mía đến 2020 tầm nhìn đến 2030 68

Trang 10

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Hình 1.1: Sơ đồ các bước tiến hành trong đánh giá đất đai (FAO, 1976)[26] 7

Hình 1.2: Các thành phần cơ cấu của GIS [8] 13

Hình 1.3: Môi trường làm việc của ALES 18

Hình 1.4: Giao diện làm việc phần mềm PRIMER 20

Hình 1.5: V ng phân bố theo lãnh thổ của cây mía trên thế giới [29] 25

Hình 1.6: Các sản phẩm chính và phụ sản xuất từ cây mía [29] 26

Hình 3.1: Sơ đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 33

Hình 3.2: Địa hình, địa mạo khu vực nghiên cứu 34

Hình 3.3: Hệ thống sông ngòi, kênh rạch khu vực nghiên cứu 35

Hình 3.4: Cơ sở dữ liệu bản đồ đất trên phần mềm ArcGIS 46

Hình 3.5: Bản đồ thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu 47

Hình 3.6: Bản đồ phân cấp Thành phần cơ giới đất 49

Hình 3.7: Bản đồ phân cấp độ dốc 51

Hình 3.8: Bản đồ độ sâu tầng canh tác 52

Hình 3.9: Bản đồ chế độ tưới khu vực nghiên cứu 54

Hình 3.10: Kết quả bản đồ đơn vị đất đai khu vực nghiên cứu 55

Hình 3.11: CSDL không gian, thuộc tính trên phần mềm ArcGIS 57

Hình 3.12: Giao diện làm việc trên Ales 58

Hình 3.13: Tạo các LUR cho việc đánh giá trên Ales 59

Hình 3.14: Khai báo đặc điểm đất đai trên Ales 59

Hình 3.15: Mô tả kiểu sử dụng đất trên Ales 60

Hình 3.16: Xây dựng cây quyết định được thực hiện với từng yếu tố 61

Hình 3.17: Xác định các yếu tốt cho tính toán trên Ales 61

Hình 3.18: Thiết lập nhập dữ liệu từ ArcGIS vào Ales 62

Hình 3.19: Nhập dữ liệu từ ArcGIS vào Ales 63

Hình 3.20: Đánh giá các đơn vị đất đai 64

Hình 3.21: Bảng thuộc tính sau khi nhập dữ liệu từ Ales sang ArcGIS 65

Hình 3.22: Bản đồ phân cấp thích nghi cây mía theo 05 yếu tố tự nhiên 67

Hình 3.23: Bản đồ Quy hoạch đất trồng mía đến 2020 69

Hình 3.24: Bản đồ điều chỉnh quy hoạch đất trồng mía đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030 70

Hình 3.25: Kết quả đánh giá tương quan giữa 05 yếu tố thích nghi 72

Hình 3.26: Biểu đồ mô tả mối quan hệ giữa các LMU 72

Trang 11

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, trong thời kỳ chuyển mình của nền nông nghiệp từ nông nghiệp thuần túy sang một nền nông nghiệp hàng hóa đáp ứng nhu cầu của thị trường ngày càng cao cả về chất lượng và số lượng (Trần Anh Phong, 2012)[13] Do vậy, các nhà quản lý, hoạch định chính sách, nhà khoa học, kỹ thuật nông nghiệp và người lao động cũng đã nghiên cứu, thực nghiệm nhằm tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả

sử dụng đất và hướng tới phát triển bền vững (Nguyễn Ích Tân, 2000; Trần Thị Minh Châu, 2007)[3,14] Việt Nam là một nước nông nghiệp nhưng quỹ đất nông nghiệp trên đầu người thấp nên việc lựa chọn loại cây trồng trên từng loại đất nhằm nâng cao năng suất, sản lượng và hiệu quả sử dụng đất là hướng tiếp cận đúng (Nguyễn Đình Bồng, 2002; Hoàng Thanh Oai, Hoàng Văn H ng, 2012)[2,11] Nhiều nghiên cứu liên quan đến đánh giá hiệu quả sử dụng đất, nghiên cứu thích nghi đất đai, lập bản đồ thích nghi đất đai hay các biện pháp chọn giống, thâm canh,… đã được triển khai ở nhiều địa phương, trong khi đó đất nông nghiệp của nước ta ngày càng bị thu hẹp do áp lực của đô thị hóa và phát triển kinh tế xã hội

Vũ Thị Bình, 1993; Nguyễn Thế Đặng và cs, 2003)[1,4] Mặt khác, các tác động của biến đổi khí hậu, canh tác lạc hậu đã làm cho hiệu quả sử dụng tài nguyên đất kém Một nên nông nghiệp công nghệ cao, nền nông nghiệp hữu cơ vừa đảm bảo sử dụng tốt, hiệu quả tài nguyên đất đai hướng tới phát triển bền vững là nhiệm vụ cần thiết (Viện QH và TKNN, 1995)[19] Đánh giá thích nghi đất đai trên cơ sở ứng dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại đáp ứng giải quyết mối tương quan hữu cơ giữa đât đai - cây trông - điều kiện sinh thái, môi trường là cách tiếp cận đã được nhiều quốc gia áp dụng (Đào Châu Thu và Nguyễn Khang, 1998)[16]

Cây mía và nghề làm mật đã gắn bó với người dân Việt Nam từ thời xa xưa, nhưng ngành công nghiệp mía đường của nước ta chỉ mới được bắt đầu từ những năm 1990 và thực sự phát triển sau khi chương trình mía đường ra đời vào năm

1995 với mục tiêu sản xuất 1 triệu tấn đường thay thế nhập khẩu, tạo bước khởi đầu cho quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá đói, giảm

Trang 12

nghèo, giải quyết việc làm cho lao động nông nghiệp (Viện Mía đường, 2015)[29]

Kể từ đó tới nay, dưới sự hỗ trợ và tác động có hiệu quả bởi các chính sách của Chính phủ, ngành mía đường Việt Nam đã đóng góp một phần vào sự tăng trưởng nền kinh tế quốc dân và quan trọng hơn là góp phần quan trọng về mặt xã hội như tạo việc làm ổn định cho hàng triệu nông dân trồng mía và hơn hai vạn công nhân làm việc trong các nhà máy, cải thiện đời sống vật chất tinh thần cho người dân, góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế tạo nên các v ng sản xuất hàng hoá lớn, bộ mặt nông thôn các v ng mía được đổi mới (Viện Mía đường, 2015)[29] Trước thuận lợi đó, là một huyện có sản lượng mía đường đứng đầu trong toàn tỉnh Tuyên Quang, huyện Sơn Dương đã và đang có những chuyển mình trong phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là ngành trồng và sản xuất nguyên liệu mía đường Toàn huyện Sơn Dương hiện có trên 4000 ha mía Năm 2014, huyện Sơn Dương được tỉnh giao trồng mới 700 ha mía, nhưng vụ mía năm nay, huyện mới chỉ thực hiện được trên 200 ha và có trên 400 ha mía được chuyển đổi, luân canh sang trồng các loại cây khác, phần lớn diện tích trồng mía được tập trung vào các xã phía Nam của huyện (UBND huyện Sơn Dương, 2014)[23] Đứng trước khó khăn này, cấp ủy, chính quyền huyện Sơn Dương đã có nhiều biện pháp quyết liệt chỉ đạo, điều hành đảm bảo diện tích v ng nguyên liệu mía để cung cấp cho nhà máy Trong khi đó, nhiều diện tích hiện đang trồng mía cho năng suất không cao Vấn đề đặt

ra là trồng ở đâu vừa đem lại năng suất cao vừa đảm bảo tính bền vững cho ngành mía Sơn Dương đặc biệt là các xã khu vực phía Nam

Đánh giá thích nghi đất đai nhằm mục tiêu cung cấp thông tin về sự thuận lợi

và khó khăn trong việc sử dụng đất đai, làm căn cứ để ra quyết định chiến lược về quản lý và sử dụng đất đai Có nhiều cách tiếp cận khác nhau được sử dụng trong quá trình đánh giá đất đai Trong đó, mô hình tích hợp Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) và phần mềm Đánh giá Đất đai Tự động (ALES) kết hợp với các chức năng đánh giá tương quan của phần mềm PRIMER được cho là phương pháp giúp tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất lao động với kết quả đầu ra chính xác và có tính hiện thực cao, có thể áp dụng ở nhiều v ng khác nhau (Lê Cảnh Định, 2007)[6] Phương pháp này tận dụng được ưu điểm của ALES là tính toán khả năng thích

Trang 13

nghi dựa trên phương pháp đánh giá đất đai của FAO, đồng thời phát huy khả năng của GIS bao gồm lưu trữ, cập nhật, kết nối dữ liệu dễ dàng, phân tích, hiển thị trực quan dữ liệu không gian mạnh mẽ hay mô phỏng tương quan giữa các yếu tố thích nghi của PRIMER đã tạo nên một hệ thống phân tích đánh giá hoàn hảo Xuất phát từ

thực tiễn đó, tôi tiến hành đề xuất đề tài: “Đánh giá phân hạng thích nghi đất trồng

mía tại một số xã khu vực phía Nam huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang trên cơ

sở ứng dụng phần mềm ALES và phần mềm PRIMER 5.0 kết nối với GIS” nhằm

giải quyết vấn đề khó khăn cho ngành mía đường Sơn Dương nói riêng và sản xuất

mía đường Việt Nam nói chung

2 Mục tiêu tổng quát của đề tài

Đánh giá phân hạng thích nghi đất đai cho phát triển cây mía tại một số xã khu vực phía Nam huyện Sơn Dương Trên cơ sở đó, đề xuất, hỗ trợ ra quyết định quy hoạch phát triển diện tích trồng mía theo hướng thích nghi đất đai trên địa bàn nghiên cứu đảm bảo sử dụng đất tối ưu

3 Mục tiêu cụ thể của đề tài

Xác định các yếu tố thích nghi đất đai cho cây mía trên địa bàn một số xã phía Nam huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Xây dựng mô hình tích hợp công nghệ GIS, ALES và phần mềm PRIMER đánh giá thích nghi đất đai tự nhiên cho cây mía trên cơ sở các yếu tố được xác định

Thành lập bản đồ phân v ng thích nghi tự nhiên cây mía trong phạm vi khu vực nghiên cứu

Đề xuất phương án quy hoạch đất trồng mía theo những hướng đi ph hợp trên

cơ sở cân đối diện tích nằm trong quỹ đất nông nghiệp trên địa bàn được sử dụng dựa vào việc chuyển đổi mục đích sử dụng và điều chỉnh quy hoạch đã có theo hướng ph hợp hơn

4 Yêu cầu của đề tài

Đề tài nghiên cứu trên cơ sở các thông tin số liệu, tài liệu điều tra phải trung thực, chính xác đảm bảo độ tin cậy, phản ánh đúng thực trạng sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu

Trang 14

Xác định các yếu tố thích nghi đất đai cho cây mía với những chỉ tiêu ph hợp với điều kiện cụ thể của các xã phía Nam thuộc huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Việc phân tích xử lý số liệu phải trên cơ sở khoa học, có định tính và định lượng bằng phương pháp nghiên cứu ph hợp

Các giải pháp đề xuất phải ph hợp về mặt khoa học và phải có tính thực thi

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* Ý nghĩa thực tiễn

Nhằm tối ưu hóa các phương án quy hoạch sử dụng đất trồng mía, giúp ngành Nông nghiệp huyện Sơn Dương có những hướng đi hiệu quả trong việc tháo gỡ khó khăn như đã nêu ra ở phần đặt vấn đề

Trang 15

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản

Đất đai (Land) là diện tích của bề mặt Trái Đất, bao gồm các thành phần vật

lý và môi trường sinh học ảnh hưởng tới sử dụng đất (FAO, 1993) Đất đai bao gồm

có khí hậu, địa hình, đất, thủy văn và thực vật, mở rộng ra những tiềm năng ảnh hưởng tới sử dụng đất (Nguyễn Thế Đặng và cộng sự, 2015)[5]

Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LMU) là diện tích đất phân chia trên bản đồ, có những tính chất đất đai và/hoặc chất lượng đất đai xác định LMU được định nghĩa và đo vẽ bằng các cuộc khảo sát tài nguyên thiên nhiên Phân tích đơn vị không gian cho thích hợp đất đai là LMU (FAO, 1976)[26]

Tính chất đất đai (Land Characteristic - LC) là những thuộc tính của đất đai

có thể đo đạc hoặc ước lượng được thường sử dụng làm phương tiện để mô tả chất lượng đất đai hoặc để phân biệt giữa các đơn vị đất đai có khả năng thích hợp cho

sử dụng khác nhau Chất lượng đất đai (Land Quaility - LQ) là những thuộc tính phức hợp phản ánh mối quan hệ và tương tác của nhiều tính chất đất đai Chất lượng đất đai thường được chia làm 3 nhóm: Nhóm theo yêu cầu sinh thái cây trồng, nhóm theo yêu yêu cầu quản trị và nhóm theo cầu bảo tồn (Nguyễn Thế Đặng

và cộng sự, 2015)[5]

Loại hình sử dụng đất (Land Use Type - LUT) đó có thể là một một loại cây trồng hoặc một số loại cây trồng trong một điều kiện kĩ thuật và kinh tế- xã hội nhất định Các thuộc tính của loại hình sử dụng đất bao gồm: Các thông tin về sản xuất, thị thường tiêu thụ sản phẩm, đầu tư, lao động, mức thu nhập,… (Trần Anh Phong, 2012)[13]

Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement - LUR) là toàn bộ đặc điểm về địa hình (độ dốc, độ cao,…), đất, khí hậu (nhiệt, ẩm, bức xạ); thủy lợi (điều kiện tưới, tiêu); thủy văn (ngập lụt, ngập mặn, ngập triều, chia ra độ sâu ngập, thời gian ngập); các điều kiện về cơ sở hạ tầng, dịch vụ nông - lâm - ngư nghiệp; hiệu quả môi trường (khả năng che phủ mặt đất chống xói mòn; mức độ gây phú dưỡng nguồn nước); hiệu quả kinh tế xã hội (tổng giá trị sản phẩm, thu nhập, lãi thuần, yêu cầu lao động,…) đảm bảo thỏa mãn yêu cầu sinh thái cũng như các điều kiện sản xuất của cây trồng thuộc loại sử dụng đất xác định (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8]

Trang 16

Yếu tố hạn chế (Limitation factor) là chất lượng đất đai hoặc tính chất đất đai

có ảnh hưởng bất lợi đến loại hình sử dụng đất nhất định Chúng thường được d ng làm tiêu chuẩn để phân cấp các mức thích hợp

Đánh giá đất đai (Land evaluation) là tiến trình so sánh các tính chất đất đai với các mục đích sử dụng nhất định sử dụng một kĩ thuật khoa học chuẩn Kết quả

có thể được d ng như một chỉ dẫn cho người sử dụng, quy hoạch để xác định sử thay đổi sử dụng đất Là đánh giá hiệu suất đất đai khi được d ng cho một mục đích xác định, bao gồm việc tiến hành và làm sáng tỏ các khảo sát và nghiên cứu dáng đất, đất, thực vật, khí hậu và các khía cạnh khác của đất đai để nhận diện và so sánh giữa loại hình sử dụng đất với mục tiêu đánh giá (FAO, 1976)[26]

Đánh giá thích hợp đất đai (Land suitability evaluation) được định nghĩa là sự đánh giá hoặc dự đoán chất lượng đất đai cho một mục đích sử dụng nhất định, về các mặt như khả năng sản xuất, nguy cơ suy giảm và các yêu cầu quản lý (FAO, 1976)[26]

1.1.2 Tiến trình đánh giá đất đai

Việc đánh giá đất đai t y thuộc vào mục tiêu và mức độ chi tiết của nghiên cứu Tuy nhiên, tiến trình đánh giá đất đai được chia thành ba giai đoạn chính: (1) Giai đoạn chuẩn bị, (2) Giai đoạn điều tra thực tế, (3) Giai đoạn xử lý các số liệu và báo cáo kết quả

Các bước thực hiện đánh giá đất đai theo hướng dẫn của FAO (1976) được trình bày trong hình dưới đây:

- Thảo luận ban đầu về nội dung, phương pháp, lập kế hoạch; phân loại và xác định các nguồn tài liệu có liên quan, từ đó lập kế hoạch nghiên cứu Đồng thời, thu thập và kế thừa các tài liệu chuyên ngành có liên quan đến đất và sử dụng đất như: khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và các số liệu thống kê về hiện trạng sử dụng đất Sau đó, tiến hành điều tra thực địa về hiện trạng sử dụng đất và hiệu quả sản xuất của các loại hình sử dụng đất nhằm mục đích lựa chọn loại hình sử dụng đất có triển vọng, ph hợp với mục tiêu phát triển, điều kiện sinh thái và bối cảnh kinh tế-

xã hội của v ng nghiên cứu (Vũ Cao Thái và cộng sự 1997)[15]

- Trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố môi trường tự nhiên liên quan đến sản xuất nông nghiệp, phân lập và xác định chất lượng hoặc tính chất đất đai (LQ/LC) có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sử dụng đất Tiến hành khoanh định các đơn vị bản đồ đất đai (LMU) (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8]

Trang 17

- Căn cứ trên yêu cầu sinh thái của cây trồng và đặc điểm của môi trường tự nhiên, xác định các yêu cầu về đất đai (LUR) của các loại hình sử dụng đất được đánh giá

- So sánh giữa sử dụng đất (LUT) và tài nguyên đất đai, trong đó đối chiếu giữa LQ/LC và LUR của các loại hình sử dụng đất để xác định các mức độ thích hợp đất đai cho các loại hình sử dụng đất được chọn

- Dựa trên kết quả đánh giá thích hợp đất đai, đề xuất bố trí sử dụng đất Trong

đề tài, ứng dụng phương pháp MCA để đề xuất sử dụng đất theo quan điểm bền vững

Hình 1.1: Sơ đồ các bước tiến hành trong đánh giá đất đai (FAO, 1976)[26]

BẢN ĐỒ ĐƠNVỊ ĐẤT ĐAI

SO SÁNH GIỮA SỬ DỤNG ĐẤT VÀ ĐẤT ĐAI

- Đối chiểu, phân tích tác động: Kinh tế - Xã hội - Môi trường

PHÂN LOẠI KHẢ NĂNG THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI

KIỂM CHỨNG

HIỂN THỊ KẾT QUẢ

Trang 18

1.1.3 Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai

FAO (1976), đã xây dựng cấu trúc tổng quát của phân loại khả năng thích nghi đất đai gồm 4 cấp nhƣ sau (Đỗ Nguyên Hải, 2000)[7]:

- Bộ (Orders): phản nh c c loại thích nghi

- Lớp (Classes): phản nh mức độ thích nghi của bộ

- Lớp phụ (Sub-classes): phản nh c c hạn chế cụ thể của từng đơn vị đất đai với từng loại hình sử dụng đất Những yếu tố này tạo ra sự kh c biệt giữa c c dạng thích nghi trong cùng một lớp

- Đơn vị (Units): phản nh những sự kh c biệt về yêu cầu quản trị của c c dạng thích nghi trong cùng một lớp phụ

Bảng 1.1: Cấu trúc phân loại khả năng thích nghi đất đai (FAO, 1976) [26]

Hạng (Categories)

Bộ (Order) Lớp (Clas) Lớp phụ (Subclass) Đơn vị (Unit)

S2 S3

S1t S2i (*) S2s S3f

S2s-1 S2s-2 (**)

N - Không thích nghi N1

N2

N1i N2g

(*) Yếu tố hạn chế: khí hậu (lũ lụt: f, hạn h n: d); điều kiện đất đai (địa hình: t,

Trong đề tài này, sử dụng cấp phân vị tới cấp “đơn vị”

Bộ thích nghi đất đai đƣợc chia làm 3 lớp: S1 (thích nghi cao), S2 (thích nghi trung bình), S3 (thích nghi kém)

Trang 19

 S1 (Thích nghi cao): Đất đai không có hạn chế có ý nghĩa đối với việc thực hiện lâu dài một loại đất sử dụng đất được đề xuất, hoặc không làm giảm năng xuất hoặc tăng mức đầu tư quá mức có thể chấp nhận được

 S2 (Thích nghi trung bình): Đất đai có những hạn chế mà cộng chung lại ở mức trung bình đối với việc thực hiện một loại hình sử dụng đất được đưa ra; các giới hạn sẽ làm giảm năng suất hoặc lợi nhuận và làm gia tăng yêu cầu đầu tư Ở mức này lý tưởng mặc d chất lượng của nó thấp hơn hạng S1

 S3 (Thích nghi kém): Đất đai có những giới hạn mà cộng chung lại là nghiêm trọng đối với loại hình sử dụng đất được đưa vào, tuy nhiên vẫn không làm

ta bỏ loại sử dụng đất đã định Phí tổn sản xuất cao nhưng vẫn có lãi

Bộ không thích nghi đất đai được chia làm 2 lớp: N1 (Không thích nghi

hiện tại) và N2 (không thích nghi vĩnh viễn)

 N1 (Không thích nghi hiện tại): Đất đai không thích nghi với loại hình sử dụng đất nào đó trong điều kiện hiện tại Những giới hạn đó có thể khắc phục được bằng những đầu tư lớn trong tương lai

 N2 (Không thích nghi vĩnh viễn): Đất không thích nghi với loại hình sử dụng đất trong hiện tại và tương lai, vì có giới hạn rất nghiêm trọng mà con người không có khả năng làm thay đổi

Phương pháp xác định khả năng thích nghi đất đai

Sau khi đã xác lập các đơn vị đất đai và lựa chọn các loại hình sử dụng đất có triển vọng để đánh giá, bước kế tiếp trong tiến trình đánh giá đất đai là quá trình kết hợp, so sánh giữa LQ/LC với LUR của loại hình sử dụng đất (LUT) Kết quả của quá trình này là xác định các mức thích nghi của từng LUT trên từng đơn vị đất đai Phương pháp kết hợp giữa LQ/LC và LUR theo đề nghị của FAO có các cách đối chiếu sau:

(1) Điều kiện hạn chế: Phương pháp này thường được áp dụng trong phân loại khả năng thích nghi đất đai, sử dụng cấp hạn chế cao nhất để xác định khả năng thích nghi Phương pháp này đơn giản nhưng không giải thích được sự tương tác giữa các yếu tố

Trang 20

- Ưu điểm: Đơn giản, logic và theo quy luật tối thiểu trong sinh học

- Hạn chế: Không thể hiện được ảnh hưởng qua lại của các yếu tố và không thấy được vai trò của các yếu tố trội, yếu tố gây ảnh hưởng có ý nghĩa quyết định hơn

(2) Phương pháp toán học: Phương pháp này cho điểm các chất lượng hoặc tính chất đất đai (LQ/LC) ứng với từng LUT, cộng các giá trị và phân cấp này thích nghi theo tổng số điểm Đã có các nghiên cứu theo hướng này nhưng xem mức độ ảnh hưởng của các LQ/LC đến thích nghi cây trồng có tầm quan trọng như nhau nên kết quả không sát với thực tế sản xuất

Để phương pháp này mang tính khả thi cao cần thiết phải kham khảo ý kiến chuyên gia để xác định:

(1) Xác định mức độ ảnh hưởng (trọng số wi) của các LQ/LC đến thích nghi các LUT

(2) Thang điểm (xi) của từng LQ/LC ứng với từng LUT Tổng giá trị thích nghi theo miền giá trị thích nghi (Si)

(3) Phương pháp chuyên gia: Bàn bạc với các nhà nông học, kinh tế, nông dân,… tóm lược việc kết hợp các điều kiện khác nhau và chỉnh sửa làm sao cho chúng có thể đánh giá được cho tất cả các khả năng thích nghi

(4) Phương pháp xem xét kết quả về kinh tế: Trên cơ sở so sánh các kết quả đánh giá về kinh tế với tính chất đất đai, sau đó đưa ra phân cấp đánh giá

Trong đề tài này, áp dụng phương pháp điều kiện hạn chế lớn nhất cho đánh giá thích nghi tự nhiên, đồng thời kết hợp với phương pháp MCA trong đánh giá thích nghi bền vững (đánh giá tổng hợp các lĩnh vực: Tự nhiên, kinh tế,

xã hội, môi trường)

Các chỉ tiêu, tiêu chuẩn, ngưỡng trong đánh giá thích nghi bền vững Chỉ tiêu:

Số liệu thống kê môi trường xung quanh, số liệu này được đo lường nó phản ánh tình trạng môi trường hoặc thay đổi trong các điều kiện khác nhau (ví dụ: tấn/ha do điều kiện xói mòn, tỷ lệ tăng/ giảm do xói mòn)

Trang 21

Tiêu chuẩn: Các tiêu chuẩn hoặc quy tắc (mô hình, kiểm tra hoặc biện pháp)

để quyết định phán đoán trong điều kiện môi trường xung quanh (ví dụ: Đánh giá tác động của mức độ xói mòn vào năng suất, chất lượng nước, )

Ngưỡng: Mức vượt quá mà hệ thống xảy ra thay đổi đáng kể, điểm mà tại đó

các tác động vào sẽ phản ứng, thay đổi (ví dụ: Mức xói mòn mà tại đó không thể chấp nhận được) (Đào Châu Thu, Nguyễn Khang, 1998)[16]

1.2 Tổng quan về ứng dụng công nghệ thông tin trong đánh giá thích nghi đất đai

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý GIS

1.2.1.1 Giới thiệu

Trên thế giới hiện nay, Hoa kỳ, Canada, Anh, Hà lan và Australia là những nước có nền công nghệ GIS phát triển mạnh nhất, đặc biệt là trong lĩnh vực phát triển các phần mềm máy tính và các trang thiết bị của nó Việc ứng dụng công nghệ GIS và Viễn Thám (RS: Remote Sensing) ở các nước này hiện nay phần lớn tập trung vào việc quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, quản lý đô thị, đánh giá các tác động của môi trường Điểm đặc biệt hiện nay là việc sử dụng ảnh vệ tinh (LANDSAT, SPOT) kết hợp với GIS đang được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở nhiều Quốc gia trên Thế Giới (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009)[12]

Đối với v ng Châu Á Thái Bình Dương, hiện nay Singapore, Thái Lan, Hồng Kông Malaysia, Ấn Độ Philippines, Nhật,… Là những nước đã ứng dụng công nghệ GIS và Viễn Thám từ nhiều năm qua và trong rất nhiều lĩnh vực như quản lý tài nguyên môi trường, quy hoạch đô thị, phân v ng sản xuất (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009)[12]

Ở nước ta kỹ thuật GIS thực tế được biết đến khoảng 25 - 35 năm trở lại đây Đặc biệt là ĐBSCL, công nghệ GIS đã được đưa vào sử dụng từ chương trình cấp nhà nước trong đánh giá tài nguyên thiên nhiên vào những năm 1986 (ct 60 - 02) Tuy nhiên từ sau năm 1991, sau khi các tỉnh đã thành lập các Sở Địa Chính ở các Tỉnh, hiện nay được sử dụng thành công ở một số tỉnh trong lưu trữ hồ sơ địa chính (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

Trang 22

Đặc biệt trong nông nghiệp, sử dụng kỹ thuật GIS có 3 đặc điểm thuận lợi chính khi được so sánh với cách quản lý bản đồ bằng tay trước đây:

- Là một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt các số liệu đặc biệt

Hiện nay, nhiều cơ quan khoa học và đào tạo đã ứng dụng công nghệ GIS vào các lĩnh vực quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, môi trường, phân v ng, quy hoạch đánh giá và đặc biệt là trong việc ngoại suy các mô hình, kiểu sử dụng đất đai

có triển vọng trên các v ng đất có vấn đề của v ng đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng Sông Cửu Long Với tốc độ phát triển và b ng nổ GIS được bắt đầu vào những năm 1996 trở lại đây, đến nay kỹ thuật GIS đã được ứng dụng ở nước ta trên nhiều lĩnh vực (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

1.2.1.2 Vai trò chính của GIS:

GIS là một công cụ quản lý những thông tin trong nông nghiệp, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường, giữ gìn và bảo tồn những v ng khác Kỹ thuật này có khả năng lưu trữ, phân tích, nhập dữ liệu vào và trình bày dữ liệu ở dạng bản đồ và thống kê Bên cạnh đó, GIS là một hệ thống d ng để xử lý số liệu dưới dạng số d ng cho việc phân tích và quản lý các số liệu thuộc về địa lý, được kết hợp với các hệ thống phụ để nhập và xuất các dữ liệu, nó có khả năng nhập, lưu trữ, mô tả và khôi phục hay biểu thị những số liệu không gian (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009) [12]

Trang 23

Hình 1.2: Các thành phần cơ cấu của GIS [8]

Một hệ thống thông tin địa lý (GIS) có thể bao gồm 5 thành phần cơ bản và 3 khả năng chính:

- Khả năng chồng lấp các bản đồ (Map Overlaying)

- Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification)

- Khả năng phân tích không gian (Spatial Anlysis)

1.2.1.3 Ứng dụng kỹ thuật GIS trong đ nh gi đất đai:

Trong sản xuất nông nghiệp, GIS có thể được sử dụng để dự đoán vụ m a cho từng cây trồng Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của v ng

mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trưởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy sẽ dự đoán được sự thành công của m a vụ GIS có thể giúp tìm và thể hiện những thay đổi của cây trồng trong từng giai đoạn Ví dụ, nếu năm trước số liệu cho thấy cây trồng A phát triển rộng và cây trồng đã thành công trong nhiều năm trước đó, những

số liệu này có thể được lưu trữ Nếu trong một vài m a vụ cây trồng không phát triển tốt như trước, bằng cách sử dụng GIS có thể phân tích số liệu và tìm ra nguyên nhân của hiện tượng đó (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[8]

- Xây dựng mô hình quản lý rủi ro và đánh giá tổn thất ban đầu do rủi ro, xây dựng mô hình về quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng, bảo toàn nguồn tài nguyên đất cho sản xuất bền vững;

- Quy hoạch rừng, thủy sản, đất cho mục đích sản xuất hàng hoá và thương mại;

Trang 24

- Tập trung vào các kịch bản thay đổi khí hậu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp như sự nóng lên của trái đất, hiệu ứng nhà kính, mực nước biển nâng cao…

- Phát triển hoạt động khí tượng nông nghiệp, chương trình quản lý sản xuất nông nghiệp và quản lý nước;

- Hệ thống hỗ trợ quyết định cho quy hoạch nông nghiệp và chuyển giao công nghệ;

- Với tính ưu việt của công nghệ GIS, ngành lâm nghiệp đã ứng dụng trong công tác quy hoạch và phát triển rừng, phục vụ công tác thiết kế, khai thác và trồng mới rừng Ngoài ra người ta còn sử dụng GIS trong việc theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xác định v ng thích nghi cho cây lâm nghiệp

Xây dựng và sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp và Phát triển nông thôn của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp là một trong các ứng dụng GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp hiện nay Mục tiêu của đề tài là xây dựng CSDL nông nghiệp và nông thôn thống nhất tập trung trên nền GIS (thống nhất về khuôn dạng, hệ toạ độ và cấu trúc dữ liệu gồm cả dữ liệu địa lý và phi địa lý), gắn với các mô hình phân tích thông tin nhằm trợ giúp quá trình lập kế hoạch và quy hoạch sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và phát triển bền vững

Các loại dữ liệu phi không gian bao gồm: Tài nguyên đất, khí hậu nông nghiệp, tình hình sử dụng đất nông nghiệp, hiệu quả kinh tế sử dụng đất, thủy lợi, tình hình sản xuất nông lâm nghiệp, số liệu thống kê nông nghiệp (năng suất, sản lượng, diện tích một số cây trồng chính ), thông tin về sâu bệnh và đặc biệt là số liệu về dân số, lao động nông thôn, kinh tế hộ…

Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS là công cụ trợ giúp nhằm thu thập dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu địa lý, tích hợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ đơn vị đất, mô phỏng kết quả đánh giá đất thông qua các bản đồ thích nghi cho từng loại hình sử dụng đất Mỗi đơn vị đất là một khu vực địa lý khác biệt với các tính chất về thổ nhưỡng, địa hình, thủy văn khí hậu Nghiên cứu khả năng thích ứng của cây trồng cần thu thập các số liệu sinh học và phi sinh học liên quan đến cây trồng được lựa chọn quy hoạch tại v ng đất đó Các yếu tố phi sinh học gồm: Số liệu đất được phân thành các mức thích nghi khác nhau, số liệu khí hậu (lượng mưa, sự phân bố mưa; nhiệt độ và tổng tích ôn theo thời gian sinh trưởng…) và các yếu tố

Trang 25

sinh học như sâu bệnh, thời gian sinh trưởng và các yêu cầu sinh học của cây được xác định theo các mức thích ứng khác nhau (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

Yếu tố kinh tế xã hội của địa phương được xem xét và đưa vào phân tích để có kết luận tổng thể về tính thích ứng của cây theo quan điểm nền nông nghiệp hàng hoá hiện nay

1.2.2 Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES

1.2.2.1 Giới thiệu

Ngày nay, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ tin học đã cho ra đời hàng loạt các loại phần mềm máy tính có khả năng tính toán, xử lý số liệu rất cao có khả năng thay thế phần lớn hoạt động của con người Trước kia đánh giá đất đai làm bằng thủ công do đó tốn thời gian và độ chính xác không cao, nhưng ngày nay các công việc thủ công đã được máy tính hóa cho ra kết quả rất nhanh và có độ chính xác khá cao Hệ thống đánh giá đất tự động ALES là một trong các phần mềm nhằm phục vụ cho việc đánh giá thích nghi đất đai dễ dàng và tiết kiệm thời gian ALES đang sử dụng tích hợp với GIS để hỗ trợ công tác đánh giá đất đai và phân v ng sinh thái cây trồng Kết quả mô hình hóa từ ALES sẽ được kết nối với GIS nhằm xây dựng các bản đồ thích hợp đất đai cho một v ng lãnh thổ cụ thể, phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất Nói cách khác, ALES tạo điều kiện cho các nhà chuyên môn dễ dàng cập nhật thông tin cho các mô hình đánh giá của mình Bản thân ALES không có chức năng thể hiện bản đồ và phân tích không gian Tuy nhiên có thể xuất kết quả đánh giá của ALES sang GIS để thực hiện những phân tích về không gian (David G Rossister và ctv, 1997)[27]

Phần mềm đánh giá đất đai tự động ALES được nâng cấp từ version 1.0 năm 1989; version 3.0 năm 1990 và version năm 1995 Được xây dựng bởi David G Rossiter và ctv Trường Đại Học Cornell-USA, nhằm phục vụ cho việc đánh giá thích nghi đất đai Với chương trình này, người sử dụng hoàn toàn chủ động đưa số liệu vào máy tính theo yêu cầu của chương trình và sẽ cho ra kết quả rất nhanh bao gồm thông số sau: Thích nghi tự nhiên, ước đoán năng suất, phân tích các thông số kinh tế Mức độ chính xác t y vào nguồn số liệu đầu vào Chương trình ALES chỉ

là công cụ cho đánh giá thích nghi đất đai và qui trình thực hiện được chia làm hai bước chính (trình tự được áp dụng theo ALES version 4.5, 1995) (David G Rossister và ctv, 1997) [27]

Trang 26

1.2.3.2 Đặc điểm nổi bật của ALES trong đ nh gi đất

 Đơn vị bản đồ là đối tượng đánh giá của ALES

Một hạn chế quan trọng của ALES là không có khả năng phân tích không gian, cũng như không thể tự xây dựng bản đồ Đối tượng trực tiếp được đánh giá của ALES là các đơn vị bản đồ đất đai Các chỉ tiêu phân cấp đặc điểm của các đơn

vị đất đai phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, quy mô phân bố của đối tượng cần đánh giá

Do vậy, ALES cũng có thểphân tích không gian các đặc điểm đất đai cũng như yêu cầu sử dụng đất thông qua cây quyết định Những thông tin này có thể nhập vào ALES bằng thủ công hay nhập từ xBase (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

 ALES sử dụng dữ liệu phân loại

Các tính chất cuả đất đai là cơ sở của các mô hình đánh giá ALES là dữ liệu phân loại Do vậy chúng có khoảng giá trị xác định, có thể có tính chất tuần tự (ordinal- theo thước đo tuần tự), ví dụ các lớp độ dốc, hay duy danh (norminal - không theo thứ tự), như các lớp thành phần cơ giới của đất ALES đánh giá các v ng đất đai, không phải là các điểm riêng rẽ, do đó một giá trị đơn lẻ trên thước đo liên tục không có ý nghĩa như một lớp Đó là một nguyên nhân quan trọng giải thích tại sao ALES sử dụng dữ liệu phân loại (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

 ALES sử dụng cây quyết định để thể hiện kết quả đánh giá

Cây quyết định có cấu trúc phân nhánh, tại mỗi mắt cây biểu diễn một chỉ tiêu quyết định và ở tại mỗi lá cây là kết quả của quá trình phân hạng từng chất lượng đất đai đơn lẻ Đối với mỗi loại hình sử dụng đất, các nhà đánh giá đất sẽ xây dựng cây quyết định cho một tính chất đất đai đáp ứng yêu cầu của loại hình sử dụng đất được lựa chọn, sau đó chuyển sang chương trình tự động tính toán và đánh giá dựa trên các dữ liệu thực tế cho từng đơn vị đất đai (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

 ALES đánh giá thích hợp tự nhiên dựa vào tính chất đất đai (LC)

Giữa thích hợp đất đai (S) và tính chất đất đai (LC) có mối quan hệ hàm số, ứng với một tính chất đất đai sẽ có một lớp (class) thích hợp (Lê Cảnh Định, 2007)[6]

Trong đó,

fLUT: hàm số xét thích hợp của từng LUT trên c ng đơn vị đất đai (LMU), nó được xác định dựa trên LC của từng LMU

Trang 27

{LC}LMU: tính chất đất đai của LMU

1.2.2.3 C c bước thực hiện đ nh gi thích nghi bằng ALES

Bước 1: Nhập số liệu vào máy tính

+ Đầu tư (Inputs): Gồm các vật tư, thuê lao động, sức kéo, phí cơ hội của vốn… Mỗi loại đầu vào cho biết đơn vị đo lường, mỗi kiểu sử dụng đất đai cần bao nhiêu, giá của mỗi dầu vào vào thời điểm hiện tại

+ Thu hồi (Outputs): Năng suất thu được tương ứng với thích S1, S2, S3 của từng kiểu sử dụng đất đai nhân với giá của từng loại năng suất ở thời điểm hiện tại

+ Các thông số kinh tế (Economic parameters): Tỷ lệ chiết khấu đồng vốn (Discount Rate); phân cấp mức độ lợi nhuận (Gross Margin); phân cấp mức độ chiết khấu vốn lưu động (Discount Cash Flows)

b Đất đai:

+ Các đặc tính đất đai: Là thuộc tính của đất nó có thể đo lường hoặc ước lượng để có thể phân biệt giữa các đơn vị bản đồ đất đai với nhau và được d ng để

mô tả các chất lượng đất đai Mỗi đặc tính đất đai được ký hiệu (Code) riêng và chia

ra nhiều cấp, mỗi cấp có yếu tố chẩn đoán và đơn vị đo lường (nếu có)

+ Các đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Units): Là v ng đất với những đặc tính riêng biệt được d ng như cơ sở cho đánh giá đất đai tại bản đồ đơn vị đất đai có được bằng cách sử dụng kỹ thuật GIS thông qua phần mềm IDRISIW hoặc ArcGIS để chồng xếp tạo bản đồ đơn vị đất đai Bản đồ được xây dựng dưới dạng raster (pixel) Mỗi đơn vị bản đồ đất đai cần phải nhập và: Tên, ký hiệu, yếu tố chẩn đoán của từng đặc tính đất đai

Trang 28

Bước 2: Xử lý số liệu

Kết quả sử dụng ALES trình bày dưới dạng bảng tổng hợp bao gồm thông số sau: + Thích nghi tự nhiên (Physical Suitability) được chia 4 cấp: S1, S2, S3 và không thích nghi N cho từng loại kiểu sử dụng đất đai cho từng đơn vị bản đồ đất đai

+ Chất lượng đất đai (land qualities) bao gồm thích nghi S1, S2, S3 và không thích nghi N cho từng chất lượng đất đai

+ Ước lượng năng suất (Predicted Yield) cho từng kiểu sử dụng đất đai + Lợi nhuận thuần (Gross Margin) của từng kiểu sử dụng đất đai

+ Tỉ số lợi nhuận/vốn lưu đầu tư (Benefit/Cost Ratio)

+ Giá trị hiện tại thuần (Net Present value)

+ Điểm hòa vốn (Internal Rate Of Return)

Đặc biệt với phần mềm ALES 4.0 trở lên kết quả tính toán được có thể nối kết với bản đồ đơn vị đất đai được xây dựng từ phần mềm ArcGIS, để tạo thành bản đồ phân bổ khả năng thích nghi thông qua module ALISDRIS của phần mềm ALES

Hình 1.3: Môi trường làm việc của ALES 1.2.3 Một số phần mềm hổ trợ khác

1.2.3.1 Phần mềm PRIMER

 Các chức năng của PRIMER v5:

Phần mềm PRIMER có nhiều phiên bản, trong đề tài này sử dụng phiên bản

5 của PRIMER để phục vụ ứng dụng nghiên cứu Với phiên bản 5 phần mềm PRIMER có nhiều tính năng mới hơn so với các phiên bản cũ trước đây

Trang 29

 Loại tập tin được sử dụng trong PRIMER v5:

Dữ liệu PRIMER có thể đọc được và lưu trong những định dạng khác nhau

Dữ liệu tốt hơn nên được lưu trên định dạng PRIMER thông thường để tiếp tục sử dụng các tập tinh như những thừa số Các định dạng khác thì có ích cho việc trao đổi dữ liệu với những chương trình khác

Các đuôi mở rộng của các tập tin tư liệu được sử dụng trong PRIMER v5:

*.pri - Sample variable data

*.sid -Similarity matices

*.agg - Aggregation data

*.ppl - Plot files

Theo K R Clarke & R N Gorley, 2001 PRIMER v5: User Manual/Tutorial

Để thực hiện phân tích nhóm dữ liệu các loài trước tiên đòi hỏi một ma trận đồng dạng Để thiết lập một ma trận đồng dạng phải tạo ra cửa sổ chủ động bằng cách click trên thanh nhỏ của nó (nếu cần) và chọn analysis > cluster, chú ý rằng Plot dendrogram kiểm tra cái hộp được rà soát Click Ok để xuất đồ thị dendrogram Nếu bấm vào những phân đoạn của thanh ngang, thao tác này sẽ xoay dedrgram chuyển động, có thể chọn nhiều t y chọn của đồ thị bằng việc chọn Graph > properties từ danh mục chủ đề hoặc là shortcut, mang theo danh mục này bằng cách click chuột phải khi con chạy đi qua biểu đồ (B i Thanh Hải và cộng sự, 2013)[9]

 Tính năng phân nhóm trong PRIMER (Cluster):

Sự phân nhóm có thứ bậc Phân tích tổng hợp (hay phân loại) nhằm mục đích tìm thấy những nhóm tự nhiên của các mẫu, như những mẫu trong một nhóm thì giống nhau nhiều hơn so với khác nhóm Theo sự phân loại của Cormack (1971), 5 phương pháp tổng hợp được phân biệt như sau:

- Phương pháp có thứ bậc: Những mẫu được nhóm lại và những nhóm này sẽ định dạng tổng hợp ở cấp độ thấp của sự đồng dạng

- Kỹ thuật lạc quan

- Phương pháp tìm kiếm hiện tại

- Kỹ thuật nhóm

Trang 30

- Kỹ thuật pha tạp

Phân nhóm tổng hợp có thứ bậc

- Kỹ thuật phân nhóm thường d ng nhất là phương pháp tổng hợp có thứ bậc Những phương pháp này xem ma trận đồng dạng như là điểm khởi đầu, bắt đầu với những đồng dạng mang tính hỗ tương cao nhất, sau đó dần dần hạ thấp xuống ở cấp độ tương đồng mà tại đó các nhóm đã được định dạng Tiến trình kết thúc với một nhóm đơn mà chứa tất cả các mẫu Những phương pháp phân chia có thứ bậc

sẽ trình bày sự tiếp nối trái ngược, bắt đầu với một nhóm đơn và chia tách nó ra thành những nhóm nhỏ hơn

 Phân tích trên sự giống nhau:

Kiểm tra ANOSIM dựa trên ma trận đồng dạng (similarity matrix), tương tự như kiểm tra ANOVA đơn biến1 chiều và 2 chiều

- Thống kê 1 chiều (statistical test 1- way layout): Từ giả thiết vô hiệu hóa (H0) là không có sự khác biệt giữa các nhóm của mẫu

- Thống kê 2 chiều (statistical test 2- way crossed layout): Giả thiết vô hiệu hóa (H0) là không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức

Hình 1.4: Giao diện làm việc phần mềm PRIMER

Trang 31

1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES trong đánh giá thích nghi đất đai

1.3.1 Trên thế giới

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã bắt đầu xuất hiện vào cuối năm 1960 và đến nay đã phát triển hoàn chỉnh khả năng thu nhận, lưu trữ, truy cập, xử lý và cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ quá trình thành lập quyết định trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực đánh giá đất đai phục vụ cho phát triển sản xuất nông nghiệp, cụ thể như sau:

- GIS đã được ứng dụng khá rộng rãi trong đánh giá đất đai ở trong các trường đại học cũng như trong các cơ quan nghiên cứu tài nguyên đất đai tại Mỹ, đặc biệt ở trường đại học Cornel

- Hệ thống Thông tin Tài nguyên Úc Châu (ARIS); Hệ thống sử dụng đất đai tổng hợp ILUS tại Singapore; Hệ thống khảo sát đất đai (CALS) tại Malaysia được thành lập để phục vụ sản xuất nông nghiệp cho các bang (Price.S 1995); Hệ thống thông tin tài nguyên đất đai của các quốc gia Địa Trung Hải và Scotland (1988)

- Trên quy mô toàn thế giới, FAO (1983) đã ứng dụng GIS trong mô hình phân v ng sinh thái nông nghiệp (Agro - Ecological Zone - AEZ) để đánh giá đất đai cả thế giới ở tỷ lệ 1/5.000.000

- Ở Hà Lan, trong dự án đánh giá thích nghi đất đai cho cây khoai tây (Van Lanen, 1992), đã ứng dụng GIS c ng với phương pháp đánh giá đất đai kết hợp giữa chất lượng và định lượng

- Tại Tanzania - Châu Phi, Boje (1998) đã ứng dụng GIS để đánh giá thích nghi đất đai cho 9 loại cây lương thực cho v ng đất trũng ở phía đông bắc Tanzania

- Ở Anh đã ứng dụng GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO để đánh giá đất đai cho khoai tây ở lưu vực Stour - Kent

- Tại Thái Lan, Đại học Yakohama - Nhật Bản và Viện kỹ thuật Á châu đã ứng dụng GIS và phương pháp đánh giá khả năng thích nghi đất đai cho 4 loại hình

sử dụng đất: bắp, mỳ, cây ăn quả và đồng cỏ

- Tại Philippines, nhiều nghiên cứu về ứng dụng GIS để đánh giá tiềm năng thích nghi đất đai cũng đã được thực hiện

Trang 32

- Tại Ethiopia, các chuyên gia đã đánh giá thích nghi đất đai cho 2 loại cây lúa mì và ngô dựa trên 5 nhân tố bao gồm độ dốc, độ ẩm đất, kết cấu đất, tầng dày đất, loại đất và loại hình sử dụng đất hiện tại Phương pháp được d ng để tính trọng số và chuẩn hóa các nhân tố và so sánh cặp của AHP kết hợp trọng số tuyến tính Bản đồ thích nghi trong GIS được phân theo 5 lớp thích nghi của FAO Kết quả của nghiên cứu thể hiện tiềm năng phát triển của cây trồng nông nghiệp tại Legambo Woreda, Ethiopia Henok Mulugeta (2010)

- GIS cũng được ứng dụng rất hiệu quả trong nghiên cứu tài nguyên đất đai của nhiều quốc gia: Nepal (Madan P.Pariyar và Gajendra Singh, 1994), Jordan (Madan P.Pariyar và Gajendra Singh, 1994), Tây Ban Nha (Navas A và Machin J., 1997), Philippines (Badibas, 1998),

Ngoài ra, còn có các nghiên cứu tích hợp GIS với Viễn thám, GPS và mạng Nơron nhân tạo (Artifical Neural Network - ANN) trong đánh gái đất đai theo phương pháp đánh giá đất đai của FAO ALES cũng được ứng dụng trong các nghiên cứu về tài nguyên đất ở nhiều quốc gia: Đánh giá thích nghi đất đai cho

v ng trồng lúa mì ở v ng Lorrain - Pháp (1993) và Uruguay (1999), đánh giá thích nghi tự nhiên các loại cây trồng nhiệt đới ở các v ng bán khô hạn thuộc lưu vực các sông trên toàn lãnh thổ Colombia (1992), đánh giá đất đai v ng miền Trung của Ethiopia (1995); đánh giá đất đai trong dự án của FAO triển khai ở Costa Rica, Mozambique, Swaziland, Ecuador,…

1.3.2 Ở Việt Nam

Việt Nam, công nghệ GIS mới được biết đến vào đầu thập niên 90 cuối thế

kỷ XX Từ đó đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, dự án về GIS với nhiều quy mô trong nhiều lĩnh vực khác nhau Riêng trong lĩnh vực đánh giá thích nghi hầu hết các nghiên cứu đều ứng dụng GIS, chủ yếu tập trung nghiên cứu các tiện ích sẵn có của GIS

Phương pháp đánh giá đất đai được sử dụng chủ yếu trong các nghiên cứu vẫn tại các viện, các trường Đại học là mặt hạn chế lớn nhất của ứng dụng theo FAO ở nước ta Trong khi đó, việc sử dụng GIS và ALES trong đánh giá thích nghi đất đai ở Việt Nam còn chưa phổ biến và đi vào thực tiễn Một số nghiên cứu điển hình:

Trang 33

Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã ứng dụng GIS để đánh giá đất đai cho tỉnh Đồng Nai (Phạm Quang Khánh và ctg, 1991 - 1993) theo phương pháp FAO cho 7 loại hình sử dụng đất chính: chuyên lúa, lúa+màu, chuyên màu, cây công nghiệp lâu năm, cây ăn quả, thủy sản, lâm nghiệp

GIS được ứng dụng nghiên cứu các đánh giá đất đai ở tỉ lệ bản đồ 1/100.000 - 1/50.000: Phân v ng sinh thái nông nghiệp tỉnh Daklak (Vũ Năng Dũng, Nguyễn Văn Nhân và ctg, 1998); Đánh giá đất đai Bình Phước (Phạm Quang Khánh và ctg, 1999);

Đánh giá tỉnh Bạc Liêu (Nguyễn Văn Nhân và ctg, 2000); Đánh giá đất đai ở 3 tỉnh Tây Nguyên: Daklak, Gia Lai, Kon Tum (Viện Quy hoạch và Thiết

kế Nông nghiệp và Đại học Catholic - Leuven - Bỉ, 2000 - 2002); Đánh giá đất lúa phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng tỉnh An Giang, tỉnh Long An (Nguyễn Văn Nhân, 2002)

ALES được ứng dụng vào đánh giá đất đai các tỉnh Tây nguyên, kết quả tương đối ph hợp so với cách làm trước đây Việc ứng dụng ALES trong đánh giá đất đai đã đem lại hiệu quả đáng kể, tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất lao động và hạn chế sai sót (Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp và đại học Catholic - Leuven của Bỉ, 2000 - 2002)

Đỗ Thị Tám (2003), “Ứng dụng hệ thống đánh giá đất tự động (ALES) để đánh giá đất xã Sen Chiểu, huyện Phúc Thọ, tỉnh Hà Tây”

Một số nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES đã được thực hiện:

- Các nghiên cứu của Lê Cảnh Định: “Xây dựng mô hình tích hợp ALES và GIS đánh giá thích nghi đất đai huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng” (2005); “Tích hợp GIS và ALES trong đánh giá tiềm năng đất đai, đề xuất sử dụng đất nông nghiệp hợp lý huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng” (2009)

- Lê Văn Trung, Nguyễn Trường Ngân (2007), “Đánh giá biến động thích nghi đất nông nghiệp lưu vực sông Bé”

- Nguyễn Kim Lợi, Lê Tiến Dũng (2009) “Ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất tại huyện Xuân Lộc- tỉnh Đồng Nai” Nghiên cứu cũng đã ứng dụng GIS xây dựng bản đồ các yếu tố thích nghi: đất, tầng dày, khả năng tưới, độ

Trang 34

dốc và phân v ng thích nghi cho các loại hình sử dụng đất, và phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn MCA

1.4 Tổng quan về cây mía

1.4.1 Nguồn gốc, lịch sử phát triển

Mía là tên gọi chung của một số loài trong loại Saccharum, bên cạnh các loài

lau, lách khác Chúng vốn là các loài cỏ, có thân cao từ 2-6 m, chia làm nhiều đốt, bên trong có chứa đường Tất cả các giống mía trồng đều là các giống mía lai nội chi hoặc nội loại phức tạp Ngày nay, cây mía được trồng ở nhiều nước trên giới, phân bố ở phạm vi từ 35 độ vĩ Nam đến 35 độ vĩ Bắc để thu hoạch lấy thân, sản xuất ra đường ăn (saccaroza) Ngoài ra, cây mía còn được coi là một trong sáu cây nhiên liệu sinh học tốt nhất của thế giới trong tương lai (cây mía đứng đầu, tiếp đến

là cọ dầu, cải dầu, gỗ, đậu nành và tảo) (Viện Mía đường, 2015)[29]

Theo tài liệu nghiên cứu về điạ chất, cây mía xuất hiện trên trái đất từ khi lục địa châu Á và châu Úc còn dính liền, cách đây hàng vạn năm Ấn Độ và Trung Quốc là hai nước trồng mía lâu đời nhất trên thế giới Nghề trồng mía được truyền

bá đi các nơi trên thế giới bắt đầu từ châu Á bằng hai con đường: từ Trung Quốc truyền sang phía Đông Nam Philippin, Nhật Bản, Inđônêxia; hướng thứ hai từ Ấn

Độ sang phía tây tới Iran, Ai Cập, Tây Ban Nha, Ý,… Cây mía được trồng ở các nước v ng Địa Trung Hải vào khoảng đầu thế kỷ XIII Năm 1490, cây mía được đưa tới châu Mỹ, đầu tiên trồng ở đảo Domingo, sau đó tới Braxin (1532), Pêru (1532), Cu Ba (1650), Mêhicô (1952) Trong thế kỉ XVI, đường mía đã là một nguồn hàng trao đổi quan trọng giữa các nước Nam Mỹ và thị trường châu Âu Cây mía được trồng ở Việt Nam từ lâu đời, nhưng chưa có tài liệu nào nghiên cứu lịch

sử trồng mía cụ thể (Viện Mía đường, 2015)[29]

Trang 35

Hình 1.5: Vùng phân bố theo lãnh thổ của cây mía trên thế giới [29]

1.4.2 Giá trị kinh tế

Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp đường Đường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của nhiều quốc gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành sản xuất công nghiệp nhẹ và hàng tiêu d ng như bánh kẹo Về mặt kinh tế, thân mía chứa khoảng 80 - 90 % nước dịch, trong dịch đó chứa khoảng 16 - 18 % đường Vào thời

kì mía chín già người ta thu hoạch mía rồi đem ép lấy nước Từ nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường Có hai phương pháp chế biến bằng thủ công thì có các dạng đường đen, mật, đường hoa mai Nếu chế biến qua các nhà máy sau khi lọc và bằng phương pháp ly tâm, sẽ được các loại đường kết tinh, tinh khiết (Viện Mía đường, 2015)[29]

Ngoài sản phẩm chính là đường những phụ phẩm chính của cây mía bao gồm: + Bã mía chiếm 25 - 30% trọng lượng mía đem ép Trong bã mía chứa trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45 - 55% cellulose), 2,5% là chất hoà tan (đường) Bã mía có thể d ng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván d ng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp Trong tương lai khi diện tích rừng ngày càng giảm kéo theo nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi từ cây rừng giảm đi thì mía là nguyên liệu quan trọng có thể thay thế (Viện Mía đường, 2015)[29]

Trang 36

+ Mật gỉ chiếm 3 - 5% trọng lượng đem ép Thành phần mật gỉ trung bình chứa 20% nước, đường saccaro 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp 1%, bột 4% trọng lượng riêng Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại Một tấn mật gỉ cho một tấn men khô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít tinh dầu và 3800 lít rượu 10 Từ một tấn mía tốt người ta

có thể sản xuất ra 35 - 50 lít cồn Chỉ khoảng 96 ha với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ XXI có thể sản xuất 7000 - 8000 lít cồn để làm nhiên liệu Vì vậy khi mà nguồn nhiên liệu lỏng ngày càng cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến việc thay thế năng lượng của thế kỷ XXI là lấy từ mía (Viện Mía đường, 2015)[29]

+ B n lọc chiếm 1,5 - 3% trọng lượng mía đem ép Đây là sản phẩm cặn bã còn lại sau khi chế biến đường Trong b n lọc chứa 0,5% N, 3% Protein thô và một lượng lớn chất hữu (Viện Mía đường, 2015)[29]

Hình 1.6: Các sản phẩm chính và phụ sản xuất từ cây mía [29]

1.4.3 Yêu cầu sinh thái

1.4.3.1 Nhiệt độ

Mía là loại cây nhiệt đới nên đòi hỏi điều kiện độ ẩm rất cao Nhiệt độ bình quân thích hợp cho sinh trưởng của cây mía là 15 - 260 C Giống mía nhiệt đới sinh trưởng

Trang 37

chậm khi nhiệt độ dưới 210 C và ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ 130 C và dưới 50 C thì cây sẽ chết Những giống mía á nhiệt đới tuy chịu rét tốt hơn nhưng nhiệt độ thích hợp cũng giống như mía nhiệt đới (Trần Viết Hưng và công sự, 2012) [10]

1.4.3.2 Ánh sáng

Mía là cây nhạy cảm với ánh sáng và đòi hỏi cao về ánh sáng Thiếu ánh sáng, mía phát triển không tốt, hàm lượng đường thấp Mía cần thời gian tối thiểu là 1200 giờ nắng, tốt nhất là trên 2000 giờ nắng Quang hợp của cây mía tỉ lệ thuận với cường

độ và độ dài chiếu sáng Thiếu ánh sáng, cây hút phân kém Do đó, phân đạm, lân, kali chỉ phát huy hiệu quả đối với cây mía trong điều kiện ánh sáng đầy đủ Vì vậy, ánh sáng là nhân tố quan trọng quyết định năng suất và sản lượng mía (Trần Viết Hưng và công sự, 2012)[10]

1.4.3.3 Lượng mưa

Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước Mía có thể phát triển tốt ở những v ng có lượng mưa từ 1500 mm/năm Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100 - 170 mm/tháng Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ đường cao Bởi vậy các nước nằm trong v ng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố đều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả (Trần Viết Hưng và công sự, 2012)[10]

1.4.3.4 Độ cao

Độ cao có liên quan đến cường độ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch nhiệt

độ giữa ngày và đêm, do đó ảnh hưởng đến khả năng tích tụ đường trong mía, điều

đó ảnh hưởng đến hoạt động của các khâu trong qui trình chế biến Giới hạn về độ cao cho cây mía sinh trưởng và phát triển ở v ng xích đạo là 1600 m, ở v ng nhiệt đới là 700 - 800 m (Trần Viết Hưng và công sự, 2012)[10]

1.4.3.5 Thổ nhưỡng

Mía là loại cây công nghiệp khoẻ, dễ tính, không kén đất, do vậy có thể trồng mía trên nhiều loại đất khác nhau, từ 70% sét đến 70% cát Đất thích hợp nhất cho mía là những loại đất xốp, tầng canh tác sâu, có độ phì cao, giữ ẩm tốt và dễ thoát nước Có thể trồng mía đạt kết quả trên cả những nơi đất sét rất nặng cũng như trên

Trang 38

đất than b n, đất hoàn toàn cát, đất chua mặn, đất đồi, khô hạn ít màu mỡ Yêu cầu tối thiểu với đất trồng là có độ sâu, độ thoáng nhất định, độ pH không vượt quá giới hạn từ 4 - 9, độ dốc địa hình không vượt quá 150 và đất không ngập úng thường xuyên Những v ng đất đai bằng phẳng cơ giới vận tải tương đối thuận lợi đều có thể bố trí trồng mía Ngoài ra, có thể canh tác mía trên những v ng gò đồi có độ dốc không lớn lắm ở v ng trung du miền núi Tuy nhiên ở những v ng địa bàn này cần

bố trí các rãnh mía theo các đường đồng mức để tránh xói mòn đất Ngành trồng mía chỉ có thể cho hiệu quả kinh tế cao khi hình thành những v ng chuyên canh có qui mô lớn (Trần Viết Hưng và công sự, 2012)[10]

Tiêu chuẩn đất trồng mía tốt, bao gồm:

- Đất có nguồn gốc núi lửa hoặc phù sa mới

- Đất thịt, thịt pha sét, kết cấu tơi xốp, giữ nước tốt

- Tầng dày 70 - 80 cm, dày hơn càng tốt

- Tho t nước tốt (mức nước ngầm ở độ sâu từ 1,5 - 2 m)

Trang 39

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Về ứng dụng công nghệ: Khả năng tích hợp giữ công nghệ GIS, ALES và

PRIMER trong việc đánh giá phân hạng thích nghi đất đai

Về đất: Những v ng đất nương rẫy có độ dốc trung bình (đất gò đồi), đất sử

dụng vào mục đích nông nghiệp không phải là đất chuyên lúa và một phần đất trồng cây công nghiệp năng xuất thấp

Về cây trồng: Tập trung đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mía đường

Đối tượng khác: Hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường của phương án mà

luận văn đưa ra

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Về không gian: Đánh một số xã khu vực phía nam thuộc huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang Bao gồm: xã Văn Phú, xã Chi Thiết, xã Đông Lợi, xã Hồng Lạc,

xã Hào Phú, xã Sầm Dương, xã Tam Đa, xã Lâm Xuyên và xã Phú Lương

- Về thời gian: Thời gian thực hiện từ tháng 9/2014 đến 9/2015

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Đánh giá Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên: Vị trí địa lí, thổ nhưỡng, khí hậu, thủy văn, tài nguyên

thiên nhiên,… (tập chung đ nh gi , phân tích vào c c yếu tố t c động đến vấn đề

nghiên cứu)

- Điều kiện kinh tế - xã hội: Lao động, dân số, thu nhập, cơ cấu kinh tế, giáo

dục,… (tập chung đ nh gi , phân tích c c nhân tố t c động tới sản xuất nông

nghiệp và sản xuất mía đường)

2.2.2 Đánh giá hiện trạng sử dụng đất, công tác quản lý đất đai tại khu vực nghiên cứu

- Đánh giá công tác quản lý đất đai theo các nội dung của Luật đất đai 2013

- Đánh giá hiện trạng sử dụng đất và đất trồng mía

Trang 40

2.2.3 Xác định các yếu tố sinh thái tự nhiên thích nghi cho cây Mía, thành lập các bản đồ chuyên đề cho các chỉ tiêu chính làm cơ sở đánh giá

Lựa chọn các yếu tố tự nhiên như: Loại đất, thành phần cơ giới, độ dốc, chế độ tưới Xây dựng các bản đồ chuyên đề theo từng chỉ tiêu làm cơ sở cho việc chạy

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu

2.3.1.1 Điều tra số liệu thứ cấp

- Thu thập tài liệu, số liệu về đất đai, địa hình, khí hậu, thuỷ văn,… các số liệu

về điều kiện kinh tế xã hội tại các cơ quan phòng ban chức năng

- Thu thập nghiên cứu các loại bản đồ: bản đồ đất, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ địa hình,…

- Tổng hợp, phân tích, xử lý, đánh giá các loại số liệu có liên quan

2.3.1.2 Điều tra số liệu sơ cấp:

- Khảo sát đánh giá hiệu quả sử dụng đất trồng mía qua thông qua việc hỏi người dân, cán bộ quản lý và chuyên gia Từ đó nắm bắt được tình hình và điều kiện thực tế tại địa phương, ghi nhận lại để làm căn cứ đánh giá và phân tích các thông tin có liên quan

- Điều tra khảo sát và kiểm định lại tính chất đất đai trên cơ sở bản đồ thổ nhưỡng kế thừa nhằm xác định chuẩn xác hơn về yếu tố đất đai thông qua các phẫu diện điển hình (một trong những yếu tố quan trọng nhất)

Định dạng
Số trang	102
Dung lượng	6,64 MB