Ứng dụng mô hình CLUMondo trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất cho tỉnh phú yên đến năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu

Và lĩnh vực quy hoạch, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, nếu không có những điều chỉnh phân phối lại các sức ép phát triển của tỉnh Phú Yên nhằm hạn chế các tác động xấu của các loại hình

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT 4

1.1.1 Mục đích sử dụng đất 4

1.1.2 Một số yếu tố chính gây tác động đến chuyển đổi sử dụng đất 4

a Tự nhiên 4

b Gia tăng dân số đô thị 5

c Chính sách phát triển kinh tế 5

1.2 TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 5

1.2.1 Hiệu ứng nhà kính 6

1.2.2 Khí nhà kính 7

1.2.3 Tác động của biến đổi khí hậu 8

1.2.4 Tác động của biến đổi khí hậu tới sử dụng đất 9

a Nước biển dâng 10

b Lũ quét 15

1.3 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT 21

1.3.1 Mô hình chuyển đổi sử dụng đất 21

1.3.2 Mô hình CLUMondo 21

a Giới thiệu chung 21

b Lý thuyết xây dựng mô hình 22

c Lý thuyết vận hành 25

c1 Cấu trúc lặp của mô hình 25

c2 Phân tích hồi quy 27

c3 Đánh giá hàm hồi quy 28

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG 29

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH PHÚ YÊN 29

2.1.1 Điều kiện tự nhiên tỉnh Phú Yên 29

a Vị trí địa lý 29

b Đặc điểm địa hình 30

c Đặc trưng khí hậu 31

c1 Chế độ nhiệt 31

c2 Lượng mưa 31

c3 Độ ẩm không khí 32

c4 Nắng 32

c5 Một số yếu tố thời tiết đáng chú ý khác 32

d Tài nguyên đất 32

d1 Phân loại đất 32

d2 Hiện trạng sử dụng đất 39

2.1.2 Tình hình kinh tế – xã hội tỉnh Phú Yên 41

a Khu vực kinh tế Nông nghiệp (nông – lâm – thuỷ sản) 41

b Khu vực kinh tế Công nghiệp – Xây dựng 41

c Khu vực kinh tế dịch vụ (thương mại – dịch vụ – du lịch, xuất nhập khẩu) 42

d Dân số, lao động, việc làm và thu nhập 42

2.1.3 Chỉ tiêu tăng trưởng kinh tế đến năm 2020 43

a Khu vực kinh tế nông nghiệp 43

b Khu vực kinh tế công nghiệp 44

c Khu vực kinh tế dịch vụ 44

d Chỉ tiêu dân số, lao động 44

2.1.4 Nhu cầu sử dụng đất đến năm 2020 44

2.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 45

2.2.1 Tổng quan phương pháp 45

2.2.2 Thu thập và xử lý dữ liệu 46

a Dữ liệu sử dụng đất 46

b Biến đổi khí hậu 47

c Các yếu tố tác động 47

2.2.3 Nạp dữ liệu và xác định các thông số thành phần 48

a Phân tích hồi quy logistic 48

b Đặc tính các loại sử dụng đất 49

b1 Tính ổn định 49

b2 Ma trận chuyển đổi 49

c Kịch bản về nhu cầu sử dụng đất 49

2.2.4 So sánh và phân tích kết quả mô phỏng 49

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT 50

3.1 KẾT QUẢ THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU 50

3.1.1 Thu thập và tổng hợp dữ liệu 50

3.1.2 Xử lý và chuẩn hóa dữ liệu 51

a Bản đồ ranh giới khu vực 52

b Bản đồ phân loại sử dụng đất 53

c Chồng lớp dữ liệu BĐKH 55

d Bản đồ khu vực hạn chế 58

e Các bản đồ yếu tố tác động 59

3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VÀ TÙY CHỈNH MÔ HÌNH 68

3.2.1 Kết quả phân tích hồi quy logistic 68

3.2.2 Kết quả xây dựng Ma trận chuyển đổi 70

3.2.3 Kết quả xây dựng kịch bản về nhu cầu phát triển 71

3.3 KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH 72

3.4 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT 73

3.4.1 Xu hướng chung 73

3.4.2 Các khu vực chịu tác động của biến đổi khí hậu 81

3.5 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 83

3.5.1 Nhóm giải pháp kỹ thuật 83

3.5.2 Nhóm giải pháp quản lý 83

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 85

KẾT LUẬN 85

KIẾN NGHỊ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TIẾNG ANH TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT Core Environment Program CEP Chương trình Môi trường trọng

điểm Asian Development Bank ADB Ngân Hàng Phát Triển Châu Á Area Under The Curve AUC Diện Tích Phía Dưới Đường

Cong

Digital Elevation Model DEM Mô Hình Số Độ Cao

Gross Domestic Product GDP Tổng Sản Phẩm Quốc Nội

Greater Mekong Subregion GMS Tiểu vùng Sông Mê Kông mở

Administration

NASA Cơ Quan Hàng Không Và Vũ Trụ

Hoa Kỳ

Receiver Operating Characteristic/

Receiver Operating Curve

ROC Đường Cong Đặc Trưng Hoạt

Động

SXNN Sản xuất nông nghiệp

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Dự báo mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 – 1999 10

Bảng 1.2 Diện tích bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng theo các kịch bản BĐKH 10

Bảng 2.1 Các nhóm đất và loại đất trên địa bàn tỉnh Phú Yên 33

Bảng 2.2 Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 theo TT số 19/2009/TT-BTNMT 39

Bảng 2.3 Phân loại sự thích hợp của thổ nhưỡng theo các loại cây 48

Bảng 3.1 Thông tin dữ liệu 50

Bảng 3.2 Dữ liệu bản đồ dùng cho mô hình 51

Bảng 3.3 Phân loại sử dụng đất dùng cho mô hình CLUMondo 53

Bảng 3.4 Phân tích hồi quy các loại hình SDĐ và các yếu tố phụ thuộc 68

Bảng 3.4 Thống kê diện tích các loại hình SDĐ năm 2010 có khả năng bị ảnh hưởng bởi lũ quét và nước biển dâng theo kịch bản A1F1 năm 2020 56

Bảng 3.5 Ma trận chuyển đổi sử dụng đất 70

Bảng 3.6 Nhu cầu về sử dụng đất của tỉnh Phú Yên cho năm 2020 (ha) 71

Bảng 3.7 Các thành phần chuyển đổi sử dụng đất của giai đoạn 2010 – 2020 74

Bảng 3.8 Các khu vực chuyển đổi sử dụng đất dưới tác động của lũ quét và nước biển dâng vào năm 2020 81

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các dòng bức xạ và hiệu ứng nhà kính 6

Hình 1.2 Diện tích ngập các huyện kịch bản thấp B1 (ha) 11

Hình 1.3 Diện tích ngập các huyện kịch bản trung bình B2 và cao A1F1 (ha) 11

Hình 1.4 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2020 12

Hình 1.5 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2030 13

Hình 1.6 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2050 14

Hình 1.7 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2070 15

Hình 1.8 Biểu đồ tỉ lệ % nguy cơ xảy ra lũ quét theo kịch bản cao A1F1 từ năm 2020 – 2070 16

Hình 1.9 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai đoạn 2020 17

Hình 1.10 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai đoạn 2030 18

Hình 1.11 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai đoạn 2050 19

Hình 1.12 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai đoạn 2070 20

Hình 1.13 Tổng quan cấu trúc mô hình CLUMondo 22

Hình 1.14 Cấu trúc của Thành phần phân bổ loại hình sử dụng đất 23

Hình 1.15 Chuỗi chuyển đổi sử dụng đất 24

Hình 1.16 Mô tả ma trận chuyển đổi loại hình sử dụng đất 24

Hình 1.17 Cấu trúc lặp của mô hình 26

Hình 2.1 Sơ đồ hành chính tỉnh Phú Yên 29

Hình 2.2 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm các nhóm đất trên địa bàn tỉnh Phú Yên 34

Hình 2.3 Bản đồ phân bố thổ nhưỡng các loại đất của tỉnh Phú Yên năm 2008 38

Hình 2.4 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm hiện trạng sử dụng đất tỉnh Phú Yên năm 2010 40

Hình 2.5 Sơ đồ tiến trình thực hiện 45

Hình 2.6 Chuẩn dữ liệu ASCII sử dụng trong đề tài 46

Hình 3.1 Bản đồ ranh giới khu vực nghiên cứu 52

Hình 3.2 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại sử dụng đất cho mô hình 53

Hình 3.3 Bản đồ phân loại sử dụng đất tỉnh Phú Yên năm 2010 55

Hình 3.4 Bản đồ phân loại SDĐ năm 2010 chồng lớp cùng các yếu tố lũ quét và nước biển dâng theo kịch bản A1F1 năm 2020 57

Hình 3.5 Bản đồ khu vực hạn chế 58

Hình 3.6 Bản đồ phân bố độ cao địa hình tỉnh Phú Yên 59

Hình 3.7 Bản đồ phân bố độ dốc địa hình tỉnh Phú Yên 60

Hình 3.8 Bản đồ phân bố lượng mưa tỉnh Phú Yên năm 2009 61

Hình 3.9 Bản đồ phân bố nhiệt độ tỉnh Phú Yên năm 2009 62

Hình 3.10 Bản đồ khoảng cách tiếp cận đường giao thông cấp xã của tỉnh Phú Yên năm 2010 63

Hình 3.11 Bản đồ khoảng cách tiếp cận vùng nước mặt của tỉnh Phú Yên năm 2010 64 Hình 3.12 Bản đồ phân bố các khu vực phù hợp cho hoạt động lâm nghiệp theo thổ nhưỡng của tỉnh Phú Yên năm 2008 65

Hình 3.13 Bản đồ phân bố các khu vực phù hợp cho cây nông nghiệp lâu năm theo thổ nhưỡng của tỉnh Phú Yên năm 2008 66

Hình 3.14 Bản đồ phân bố các khu vực phù hợp cho cây nông nghiệp hàng năm theo thổ nhưỡng của tỉnh Phú Yên năm 2008 67

Hình 3.15 Bản đồ phân bố các loại hình SDĐ dự báo cho năm 2020 của tỉnh Phú Yên trước tác động của BĐKH 72

Hình 3.16 Biểu đồ biến động sử dụng đất giữa năm 2010 và 2020 (ha) 73

Hình 3.17 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi các loại hình SDĐ theo thời gian 75

Hình 3.18 Bản đồ phân bố các loại hình SDĐ năm 2010 của tỉnh Phú Yên 76

Hình 3.19 Bản đồ phân bố các loại hình SDĐ dự báo cho năm 2020 của tỉnh Phú Yên trước tác động của BĐKH 76

Hình 3.20 Bản đồ phân bố các vùng biến động chuyển đổi sử dụng đất giữa năm 2010 và 2020 77

Hình 3.21 Bản đồ phân bố các vùng biến động của đất Chưa sử dụng giữa năm 2010 và 2020 78

Hình 3.22 Bản đồ phân bố các vùng biến động của đất Lâm nghiệp giữa năm 2010 và

2020 78 Hình 3.23 Bản đồ phân bố các vùng biến động cây Nông nghiệp Hàng năm giữa năm

2010 và 2020 79 Hình 3.24 Bản đồ phân bố các vùng biến động cây Nông nghiệp Lâu năm giữa năm

2010 và 2020 79 Hình 3.25 Bản đồ phân bố các vùng biến động của đất Xây dựng giữa năm 2010 và

2020 80 Hình 3.26 Bản đồ phân bố các khu vực chịu tác động của nước biển dâng và lũ quét năm

2010 82 Hình 3.27 Bản đồ phân bố các khu vực chịu tác động của nước biển dâng và lũ quét năm

2020 82

tế xã hội của tỉnh Phú Yên nếu không có một kế hoạch ứng phó phù hợp Và những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu sẽ còn gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng hơn nữa nếu không

có những sự chuẩn bị phù hợp trong tương lai Và lĩnh vực quy hoạch, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, nếu không có những điều chỉnh phân phối lại các sức ép phát triển của tỉnh Phú Yên nhằm hạn chế các tác động xấu của các loại hình thời tiết cực đoan, nước biển dâng tới cuộc sống của người dân thì sẽ còn phải đối mặt với nhiều hệ quả nghiêm trọng hơn trong tương lai

Để có thể trung hòa được các sức ép đang đè lên sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Phú Yên thì việc dự báo trước kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất nhằm hạn chế các tác động xấu của biến đổi khí hậu là cần thiết Việc ứng dụng mô hình hóa để

dự báo sẽ giúp xác định ra các khu vực phù hợp đối với các nhu cầu về chuyển đổi sử dụng đất mà qua đó có thể đưa ra các kế hoạch chuẩn bị sẵn sàng cho sự chuyển đổi đó

Và bên cạnh đó thì mô hình cũng sẽ giúp xác định các khu vực cụ thể cho các phương

án thích ứng với biến đổi khí hậu và biến những bất lợi này thành các thuận lợi để giúp thúc đẩy sự phát triển bền vững hơn

Trong dự án Đánh giá môi trường chiến lược cho việc điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất toàn quốc của Việt Nam giai đoạn 2015 – 2020 do ADB tài trợ (thuộc Chương trình Môi trường Trọng điểm của nhóm các nước tiểu vùng sông Mê Kông mở rộng) thì với khả năng mạnh mẽ trong việc xử lý và phân tích các yếu tố không gian và phi không gian kết hợp, mô hình CLUMondo đã được chọn làm công cụ tư vấn, hỗ trợ chính

Trước những thực tế cấp bách của tỉnh Phú Yên, cùng với những kết quả khả

quan mà mô hình CLUMondo mang lại thì đề tài “Ứng dụng mô hình CLUMondo

trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất cho tỉnh Phú Yên đến

năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu” phần nào có thể đáp ứng được các yêu

cầu đã đặt ra Mô hình sẽ sử dụng các hàm hổi quy tương quan, kết hợp với các tùy chỉnh nâng cao về chuyển đổi sử dụng đất để mô hình hóa các sự thay đổi trong tương lai của khu vực

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Nội dung 1: Tổng quan tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu

 Tìm hiểu về các mô hình chuyển đổi mục đích sử dụng đất

 Thu thập các thông tin, dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất tại tỉnh Phú Yên

 Tham khảo các kịch bản biến đổi khí hậu và tác động của chúng tới tỉnh Phú Yên

Nội dung 2: Tiến hành mô phỏng

 Xác định các yếu tố tác động

 Chuyển đổi thông tin, bản đồ, kịch bản về các dạng dữ liệu phù hợp để nạp và chạy mô hình mô phỏng

Nội dung 3: Đánh giá và đề xuất các biện pháp thích ứng phù hợp

 So sánh và đánh giá các kết quả thống kê từ mô hình đã xây dựng để xác định các khu vực có tiềm năng biến động về sử dụng đất cao nhất

 Đề xuất các giải pháp thích ứng phù hợp cho khu vực

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp kế thừa, chọn lọc tài liệu đã có: Trên cơ sở các tài liệu, số liệu, bản đồ đã

thu thập được, tiến hành phân loại, chọn lọc, kế thừa các tài liệu đã được xây dựng phù hợp với nội dung đề tài

Phương pháp xử lý số liệu, bản đồ : Các số liệu thu thập được phân tích, xử lý bằng

phần mềm Excel Bản đồ được xử lý bằng phần mềm ArcGIS, cân chỉnh và thống nhất các lớp dữ liệu và tiến hành thực hiện mô hình hóa

Phương pháp thống kê, so sánh và phân tích: Trên cơ sở các số liệu, tài liệu thu thập

được, tiến hành phân nhóm, thống kê, so sánh và phân tích các yếu tố tác động đến việc

chuyển đổi của các loại hình sử dung đất So sánh và tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế xã hội và các nhu cầu về sử dụng đất của năm 2020

Phương pháp mô hình hóa: Các bản đồ, dữ liệu về sử dụng đất sẽ được chuyển đổi và

nạp vào mô hình CLUMondo để tính toán và mô phỏng sự chuyển đổi của các loại hình

sử dụng đất

ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU

Đề tài được tiến hành nghiên cứu trên địa bàn tỉnh Phú Yên Và do giới hạn kỹ thuật của mô hình nên đề tài sẽ chỉ thực hiện mô phỏng cho phần diện tích tự nhiên trên đất liền, không thực hiện trên các đảo

Dữ liệu được thu thập sẽ được xử lý bằng phần mềm ArcGIS để nạp và chạy bằng

mô hình CLUMondo Kết quả cuối cùng được so sánh và thống kê bởi phần mềm Map Comparison Kit

Quá trình mô phỏng sẽ bắt đầu từ năm 2010, là năm cuối cùng có số liệu đầy đủ, thống nhất giữa số liệu và bản đồ Việc mô phỏng chuyển đổi sử dụng đất sẽ được tiến hành dựa trên năm 2010 và xây dựng cho năm 2020

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT

1.1.1 Mục đích sử dụng đất

Theo Điều số 10 của Luật đất đai 2013 thì đất đai được phân loại dựa theo mục đích sử dụng vào 19 loại đất, trong đó thì 8 loại thuộc nhóm đất nông nghiệp, 10 loại thuộc nhóm đất phi nông nghiệp và cuối cùng là đất chưa sử dụng, chủ yếu là đất rừng nguyên sinh Việc xác định các loại đất hầu hết dựa trên phân loại theo công năng sử dụng của đất Và việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất thì chủ yếu là quá trình xảy ra

do tác động của con người dựa trên nhu cầu và rất ít khi do sự thay đổi của thiên nhiên Ngày nay, trước hiện trạng quỹ đất chưa sử dụng có thể chuyển đổi ngày càng thu hẹp dần, cùng với sự cấp bách trong nhiệm vụ phải bảo tồn sự sống còn cho thiên nhiên hoang dã cũng như các hệ sinh thái tự nhiên thì việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất của con người sẽ cần có những sự tính toán và đánh đổi hợp lý hơn

Đất đai có tính cố định vị trí, không thể di chuyển được, tính cố định vị trí quyết định tính giới hạn về quy mô theo không gian và chịu sự chi phối của các yếu tố môi trường Tất cả các yếu tố trên sẽ quyết định giá trị của đất đai và giá trị này luôn có xu hướng tăng lên theo thời gian do tác động của quy luật cung – cầu

Và bên cạnh đó thì đất đai cũng còn là một tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người Con người tác động vào đất đai nhằm thu được sản phẩm để phục vụ cho các nhu cầu của cuộc sống Tác động này có thể trực tiếp hoặc gián tiếp làm thay đổi tính chất của đất đai Có những tác động có thể chuyển đất hoang hóa thành đất sử dụng được nhưng cũng có những tác động có thể làm một vùng đất trù phú, đa dạng trở thành những vùng đất ‘chết’

1.1.2 Một số yếu tố chính gây tác động đến chuyển đổi sử dụng đất

a Tự nhiên

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một yếu tố khó đưa vào mô hình nghiên cứu sử dụng đất do tính chất phức tạp của nó Thế nhưng BĐKH lại ảnh hưởng trực tiếp lên môi trường và con người, đặc biệt là các hiện tượng thời tiết cực đoan BĐKH có tác động lâu dài và trên quy mô ảnh hưởng rộng lớn

Tình hình hiện tại và những dự báo tương lai cho thấy rằng nhiệt độ tăng cao trong thời gian tới sẽ ảnh hưởng đến mức độ tăng trưởng của cây trồng, dự trữ nước trong đất, bể chứa tự nhiên và cũng như ảnh hưởng đến sự phát triển của sâu bọ gây hại Gia tăng lượng CO2 trong không khí có thể làm đảo lộn quá trình quang hợp của cây

lương thực Nghiên cứu chỉ ra rằng các quốc gia đang phát triển ở châu Á và có tỷ lệ lao động trong nông nghiệp cao như Việt Nam, Bangladesh, Ấn Độ, Nepal sẽ chịu thiệt hại nặng nề trong tương lai với sản lượng nông nghiệp có thể cắt giảm tới 15% (Đoan, N.L.B., 2012)

Những nhận định tổng quát trên được bổ sung bằng các số liệu cụ thể của Ngân hàng thế giới cho thấy có tới 590 ngàn hecta đất nông nghiệp ở Việt Nam sẽ mất do ngập lụt và xâm nhập nước biển Và trong tình huống xấu thì lĩnh vực sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam có thể mất tới hơn 6 triệu tấn gạo vào năm 2030 và 9 triệu tấn gạo vào năm 2050 do những tác động từ việc giảm bồi lắng phù sa sông Cửu Long, gia tăng nhiệt độ và nước biển dâng cao (World Bank Group, 2010)

b Gia tăng dân số đô thị

Gia tăng dân số khiến bất kỳ đô thị nào cũng phải đối mặt với vấn đề gia tăng diện tích dành cho nhà ở và hoạt động kinh tế Người nhập cư có thể tìm được việc làm tại thành phố nhưng không thể đủ khả năng cư ngụ tại đây mà thường có khuynh hướng sống ở vùng giáp ranh rìa của đô thị Và đất bên trong rìa đô thị không còn chỗ để xây dựng thêm thì những nguyên tắc thị trường sẽ dẫn đến việc đất bên ngoài rìa cũng sẽ được sử dụng để xây dựng nhà ở các loại Và quy mô dân số tăng cũng kéo theo việc các khu ngoài rìa đô thị sẽ trở nên hấp dẫn các nhà đầu tư xây dựng khu công nghiệp để tận dụng lao động sẵn có

c Chính sách phát triển kinh tế

Chính sách phát triển kinh tế cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi đất nông nghiệp sang phi nông nghiệp Ví dụ như khi chính quyền có chính sách đầu tư vào nâng cao cơ sở hạ tầng cho khu vực vùng sâu nhằm tạo điều kiện tiếp cận thị trường tốt hơn thì chính sách đó cũng sẽ tạo cơ hội để người dân ở khu vực đó chuyển sang các ngành nghề kinh tế, dịch vụ khác mà từ bỏ canh tác trồng trọt, dẫn đến hệ quả lâu dài là đất nông nghiệp bỏ hoang và tăng cao nhu cầu về đất phục vụ kinh tế thương mại Vậy nên, bất kì chính sách vĩ mô nào cũng sẽ có những tác động đến sử dụng đất mà nếu không cẩn thận xem xét thì cái giá thực phải trả sẽ cao hơn lợi ích kinh tế nhãn tiền chúng mang lại cho xã hội

TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Khí hậu trái đất đã có những thay đổi đáng kể từ vài triệu năm đến vài trăm năm nay Và trong suốt thời gian đó, những thay đổi trong sự phân bố nhiệt từ mặt trời, những thay đổi của khí nhà kính cũng như các bụi khói trong khí quyển đã tạo ra những khoảng biến động khí hậu lớn theo chu kỳ trên trái đất, đặc trưng là thời kỳ băng hà và thời kỳ

ấm lên của khí hậu

Lần gần đây nhất, trái đất đã trải qua kỳ bằng hà cuối cùng vào khoảng năm 18,000 trước công nguyên (TCN) Trong thời kỳ này, băng bao phủ phần lớn Bắc Mỹ, Bắc Âu và Bắc Á với mực nước biển thấp hơn hiện nay tới 120 m Thời kỳ băng hà này kết thúc vào khoảng năm 10,000 – 15,000 TCN (Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Từ thế kỷ XIX, nhờ kỹ thuật đo đạc chính xác bằng các dụng cụ đã phát triển hơn

mà các số liệu định lượng chi tiết về BĐKH trong hơn 1 thế kỷ qua đã cho thấy là từ cuối thế kỷ XIX đến nay, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên đáng kể với nguyên nhân chủ yếu là từ sự gia tăng hiệu ứng nhà kính do các hoạt động của con người

1.2.1 Hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính là sự nóng lên của Trái Đất do sự có mặt của của một số chất khí có khả năng hấp thụ, phản xạ lại các tia bức xạ của bề mặt Trái Đất, hạn chế lượng nhiệt bề mặt thoát ra ngoài vũ trụ, tương tự hiệu ứng của các nhà kính dùng trong trồng trọt và nghiên cứu nông nghiệp

Hiệu ứng nhà kính có vai trò cực kỳ quan trọng đối với trái đất và sự sống của sinh vật Hiệu ứng nhà kính là một quá trình vật lý tự nhiên, có tác dụng điều chỉnh khí hậu trái đất làm cho trái đất trở nên ấm áp, để con người có thể sinh sống Theo tính toán của các nhà khoa học, nhờ có hiệu ứng nhà kính, trái đất có nhiệt độ trung bình là 15oC, trong trường hợp không có hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất sẽ chỉ vào khoảng – 18oC Các khí nhà kính và hiệu ứng nhà kính đã tồn tại từ khi có khí quyển trái đất

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.1 Các dòng bức xạ và hiệu ứng nhà kính

1.2.2 Khí nhà kính

Khí nhà kính là tên gọi chung của một số loại khí trong thành phần khí quyển như: hơi nước (H20), Carbon Dioxide (CO2), Nitrous Oxide (N20), Methane (CH4), Ozone (O3) và Chlorofluorocacbon (CFC) Sự có mặt của các khí trên tại tầng thấp của khí quyển, độ cao khoảng 10 – 25km từ mặt đất đến tầng đối lưu, sẽ có tác dụng hấp thụ một phần bức xạ từ mặt đất phát ra, một phần phản xạ và phát xạ trở lại mặt đất

Khí nhà kính chiếm tỷ lệ nhỏ trong khí quyển, nhưng lại có ảnh hưởng lớn đến bức xạ khí quyển Trong số này, có những khí đã sẵn có trong khí quyển, như H2O, CO2… trong khi một số khác như CFCs (chloroflourocarbon – CFC) là hoàn toàn do con người tạo ra

 CO2 là loại khí chiếm tới một nửa khối lượng các khí nhà kính và đóng góp tới 60% trong việc làm tăng nhiệt độ khí quyển Bằng các đo đạc, người ta nhận thấy

từ năm 1750 đến nay, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28% (Sở TN&MT Phú Yên, 2012) Nguyên nhân gia tăng CO2 chủ yếu do việc đốt các loại nhiên liệu hóa thạch như than, dầu, khí và phá rừng

 CH4 là loại khí quan trọng thứ hai trong số các khí nhà kính do hoạt động con người gây ra Nguồn khí methane được sản sinh chủ yếu từ sự phân giải yếm khí của cây cỏ trong các đầm lầy, ruộng lúa, phân súc vật, các bãi rác thải… Khí methane cũng thoát ra từ các mỏ than, giếng khoan dầu hay do rò rỉ các ống dẫn khí Trong những năm gần đây, với tình hình khí hậu ấm lên ngày canh nhanh thì một nguồn sản sinh khí methane đáng kể khác đã xuất hiện từ sự tan chảy của các nền băng vĩnh cửu vùng cực với ước lượng vào khoảng 1.700 tỷ tấn Carbon đương lượng (IPCC, 2014) Khí methane được biết tới từ khoảng những năm

1940, nhưng đến cuối thập niên 1960 mới có những đo đạc chính thức Người ta nhận thấy, nồng độ khí methane hiện nay đã tăng lên tới 145% so với thời kỳ tiền công nghiệp (Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

 Ozone trong tầng đối lưu, khác với các khí nhà kính khác, vai trò của Ozone (O3) phụ thuộc vào độ cao Hiện nay, người ta nói đến nguy cơ giảm Ozone ở tầng bình lưu, lá chắn bảo vệ các sinh vật trên trái đất khỏi các tia bức xạ tử ngoại Các hóa chất do con người tạo ra trong công nghiệp làm lạnh, chế tạo linh kiện điện tử, làm chất tẩy rửa… đã lên tới tầng bình lưu của khí quyển, phá hủy Ozone

ở đây tạo ra các lỗ thủng Ozone ở Nam cực Tuy nhiên, đối với tầng đối lưu (tầng thấp của khí quyển), việc tăng Ozone lại có hại Ozone trong tầng đối lưu là loại khí nhà kính quan trọng thứ ba sau khí CO2 và methane Ozone được tạo ra trong

tự nhiên bởi thực vật và một số hiện tượng thời tiết, cũng như do các hoạt động của con người như từ động cơ ôtô, xe máy hay các nhà máy điện

 Nitrous Oxide (N2O) cũng là một loại khí nhà kính Giống như methane, việc đo nồng độ N2O trong khí quyển chỉ mới chính thức thực hiện trong khoảng hơn 20 năm trở lại đây Từ những mẫu bọt khí lấy trong băng, người ta thấy nồng độ N2O đã tăng khoảng 8% từ đầu thế kỷ đến nay và vẫng đang tiếp tục tăng Nguồn sản sinh N2O chủ yếu hiện nay là do đốt các loại nhiên liệu, sử dụng phân bón hóa học và sản xuất các chất hóa học N2O cũng được thải ra khi tiêu thụ nhiên liệu, đốt sinh khối, phá rừng… Hoạt động của con người đã làm tăng khoảng 15% lượng N2O trong khí quyển (Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

 Chloroflourocarbon (CFC) khác với các khí nhà kính khác có nguồn gốc tự nhiên, CFC hoàn toàn là do con người tạo ra, chúng được sản xuất từ những năm 30 của thế kỷ trước và là một loại hóa chất được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật làm lạnh: tủ lạnh, điều hòa không khí, các loại máy lạnh, các bình xịt mỹ phẩm, làm chất tẩy rửa linh kiện điện tử…Cho tới những năm 1970, khi người ta phát hiện

nó có khả năng phá hoại tầng Ozone thì nồng độ quan sát được trong vòng vài chục năm đã tăng khá mạnh, đồng thời, thời gian tồn tại khá lâu, nên có ảnh hưởng lớn đến khí hậu Do đặc tính, nguy hiểm phá hoại tầng Ozone, CFCs đứng đầu trong danh sách cấm trong hiệp ước về bảo vệ tầng Ozone Từ năm 1995, nồng độ các khí CFC đã tăng chậm lại hoặc có xu hướng giảm Từ năm 2010 trở

đi, sẽ ngừng sản xuất các chất CFC trên toàn thế giới theo Nghị định thư Montreal (Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

 Hơi nước (H2O) cũng là một loại khí nhà kính Hơi nước cũng đóng vai trò quan trọng như khí CO2 và methane trong việc điều chỉnh nhiệt độ trái đất thông qua việc tạo thành mây Những đám mây do hơi nước tạo ra có thể cản bức xạ trái đất thoát ra ngoài không trung và làm tăng nhiệt độ trái đất

1.2.3 Tác động của biến đổi khí hậu

Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam năm 2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì các tỉnh duyên hải miền Trung, trong đó có Phú Yên là một trong những nơi chịu ảnh hưởng bởi các loại hình thiên tai, hiểm họa gây ra như: bão,

lũ (kể cả lũ quét), lụt, hạn hán, sạt lở đất, lốc, xâm nhập mặn và xói lở bờ sông, bờ biển Các lĩnh vực: An ninh lương thực; Lâm nghiệp; Giao thông vận tải; Môi trường – tài nguyên nước – đa dạng sinh học; Y tế, sức khỏe cộng đồng và các vấn đề xã hội khác cũng sẽ phải chịu tác động đáng kể của BĐKH

Về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu thì Việt Nam là 1 trong 5 nước trên thế giới (cùng với Pakistan, Indonesia, Australia, Hà Lan) sẽ bị ảnh hưởng nặng nề nhất khi nước biển dâng cao 0,5 – 2 m so với hiện nay do biến đổi khí hậu làm trái đất nóng lên với các tác động như tăng cường độ xuất hiện các cơn bão nhiệt đới; gây lụt lội, nước biển

dâng cao làm ngập đất canh tác, khu dân cư ven biển; nhiễm mặn do nước biển xâm lấn,… Và trong vòng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình hàng năm của Việt Nam đã tăng khoảng 0,7oC trong khi nước biển cũng đã dâng khoảng 20cm Các hiện tượng El-nino

và La-nina tác động ngày cành mạnh đến Việt Nam BĐKH cũng đã khiến cho các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, lũ và hạn hán gia tăng đáng kể cả về tần suất và thiệt hại

Theo các nhà khoa học dự báo, với nền nhiệt độ cao hơn 2,50C thì khả năng nước biển sẽ dâng lên tới 2 m trong vòng 100 năm tới (IPCC, 2014)

Theo cảnh báo của Ngân hàng phát triển châu Á (ADB), đến năm 2050 sẽ có khoảng 8,4 triệu người Việt Nam thiếu nước ngọt do biến đổi khí hậu; bởi vì Việt Nam

là 1 trong 5 quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu, đồng thời hàng triệu ha đất bị ngập với hàng chục triệu dân mất nhà cửa do nước biển dâng cao, trong khi số dân sống ở nông thôn chiếm tới 73% dân số của cả nước, nên tình trạng đói nghèo

có thể tăng 21 – 35%

Những tác động của biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến thuỷ lợi, cấp thoát nước ở thành thị và nông thôn, biểu hiện khá rõ là trong những năm gần đây vào những tháng mùa mưa dòng chảy của sông Mêkông tăng 41% ở đầu nguồn, nhưng đến mùa khô giảm tới 24% và trên 70% diện tích của đồng bằng sông Cửu Long

bị xâm nhập mặn với nồng độ lớn hơn 4 g/ L Còn dòng chảy mùa kiệt ở sông Hồng giảm 19%, mực nước lũ có thể đạt cao trình + 13,24 m, xấp xỉ cao trình đê hiện nay là + 13,40 m Có nghĩa là khả năng lũ trong mùa mưa và cạn kiệt trong mùa khô đều trở lên khắc nghiệt hơn

Nước biển dâng lên 1 m sẽ làm ngập 0,3 – 0,5 triệu ha đất tại đồng bằng sông Hồng, khoảng 0,4 triệu ha ở Duyên hải miền Trung và 1,5 – 2 triệu ha ở đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời đe doạ sự an toàn của hệ thống đê sông, đê biển (Sở TN&MT Phú Yên)

1.2.4 Tác động của biến đổi khí hậu tới sử dụng đất

Biến đổi khí hậu gây ra rất nhiều ảnh hưởng và thiệt hại đáng kể tới đời sống người dân cũng như tình hình phát triển kinh tế – xã hội của tỉnh Phú Yên Và 2 trong

số các tác hại lớn nhất gây ra bởi sự thay đổi mạnh mẽ của nhiệt độ và lượng mưa là hiện tượng ngập lụt do nước biển dâng và tăng cao nguy cơ lũ quét do mưa bão

a Nước biển dâng

Các kịch bản nước biển dâng cho Việt Nam được tính toán theo kịch bản phát thải thấp nhất (B1), kịch bản phát thải trung bình (B2) và kịch bản phát thải cao nhất (A1FI)

Kết quả tính toán theo các kịch bản phát thải thấp, trung bình và cao cho thấy vào giữa thế kỷ 21 mực nước biển có thể dâng thêm 28 đến 33 cm và đến cuối thế kỷ 21 mực nước biển dâng thêm từ 65 đến 100 cm so với thời kỳ 1980 – 1999

Bảng 1.1 Dự báo mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980 – 1999

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Về hiện trạng của xu thế mực nước, mực nước vùng ven biển tỉnh Phú Yên chưa

có số liệu cụ thể để đánh giá về mức tăng của mực nước biển, tuy nhiên theo thông tin của cộng đồng dân cư ven biển đánh giá thì mực nước khi triều kiệt hiện nay cao hơn trước kia và vùng bờ biển dịch chuyển sâu vào đất liền khoảng 10 – 15m (Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Trong các khu vực chịu nhiều thiệt hại do ngập lụt từ nước biển dâng thì các huyện ven biển chịu tác động bao gồm: TX Sông Cầu, Tuy An, Thành phố Tuy Hòa, Đông Hòa; trong đó nặng nhất là huyện Đông Hòa và TX Sông Cầu

Bảng 1.2 Diện tích bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng theo các kịch bản BĐKH

Năm Kịch bản

TX Sông Cầu Huyện

Tuy An TP Tuy Hòa

Huyện Đông Hòa

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

2020

KB B1 931 8.7009 223 0.456 15 0.0361 1508 5.6269

KB B2 931 8.7009 223 0.456 15 0.0361 1508 5.6269

Năm Kịch bản

TX Sông Cầu Huyện

Tuy An TP Tuy Hòa

Huyện Đông Hòa

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

Diện tích ngập (ha)

Tỷ lệ ngập (%)

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.2 Diện tích ngập các huyện kịch bản thấp B1 (ha)

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.3 Diện tích ngập các huyện kịch bản trung bình B2 và cao A1F1 (ha)

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.4 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2020

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.5 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2030

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.6 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2050

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.7 Vùng ngập các huyện ven biển tỉnh Phú Yên theo KB cao năm 2070

b Lũ quét

Bên cạnh nước biển dâng thì hiện tượng lũ quét gia tăng do sự thay đổi bất thường của mưa bão cũng có những ảnh hưởng nghiêm trọng cho đời sống của người dân các khu vực cao, núi dốc của tỉnh bởi sức tàn phá ghê gớm khi xảy ra

Với kịch bản phát thải cao (A1FI), vào cuối thế kỉ 21, lượng mưa ở khu vực Nam Trung Bộ tăng 4 – 5% trong khi đó lượng mưa giữa mùa khô sẽ giảm đến 13 – 22% so với thời kỳ 1980 – 1999 Lượng mưa ở các tháng cao điểm của mùa mưa sẽ tăng từ 12 đến 19% Lượng mưa tăng cao và tập trung trong thời gian ngắn đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lũ quét

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.8 Biểu đồ tỉ lệ % nguy cơ xảy ra lũ quét theo kịch bản cao A1F1 từ năm

2020 – 2070

Nguy cơ xảy ra lũ quét rất cao ở các vùng đồi núi tập trung phần lớn ở phía Bắc

và một phần ở phía Nam, ở các huyện: Đồng Xuân, Sông Cầu, Phú Hòa, Tây Hòa, Đông Hòa và Sông Hinh Đây là những nơi có đặc điểm địa hình đồi núi, độ dốc cao kết hợp với các nhân tố khác như lượng mưa, mật độ lưới sông đã dẫn đến hệ quả như trên

Ngược lại, ở các vùng đồng bằng và ven biển, với đặc điểm địa hình bằng phẳng

ở các khu vực như là: khu Tây Bắc huyện Sông Hinh, Thành phố Tuy Hòa, huyện Sơn Hòa thì nguy cơ xảy ra lũ quét thấp và chỉ cao ở một số ít các nơi trong khu vực

Rất cao

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.9 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai

đoạn 2020

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.10 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai

đoạn 2030

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.11 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa giai

đoạn 2050

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 1.12 Bản đồ nguy cơ lũ quét theo kịch bản cao (A1FI) về lượng mưa

giai đoạn 2070

TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT

1.3.1 Mô hình chuyển đổi sử dụng đất

Theo Lisa A Wainger (2007) thì Mô hình hóa là một kỹ thuật ước lượng đã được

sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên thế giới, từ kinh tế học tới sinh thái học

Mô hình hóa sẽ biểu diễn đối tượng được mô phỏng bằng hệ thống các nhân tố biến động (hay gọi tắt là biến) có ảnh hưởng chặt chẽ, và đưa các đối tượng giả định này trở thành các biểu thức đơn lẻ giúp con người dễ dàng phân tích Các mô hình hoàn toàn phụ thuộc vào dữ liệu và công thức toán học để có thể giả định thế giới thực nên các kết quả của một mô hình thì sẽ không luôn luôn chính xác Vậy nên sự mô phỏng chỉ nên được nhìn nhận trong bối cảnh của các xác định, giả định và giới hạn mà mô hình được thiết lập

Các loại mô hình rất đa dạng, từ sự kết hợp của các bảng tính toán học đơn giản cho đến một hệ giả lập phức tạp, đòi hỏi các dữ liệu khổng lồ và khả năng xử lý mạnh

mẽ với hàng trăm triệu phép tính mỗi giây của máy vi tính

Rất nhiều kỹ thuật mô phỏng đã được phát triển nhằm giả định sự thay đổi sử dụng đất trong tương lai, qua đó giúp đánh giá các xu hướng thay đổi của hình thái sử dụng đất trước các kịch bản phát triển và chính sách khác nhau Và các kỹ thuật mô phỏng đó rất đa dạng về quy mô, có thể từ mức khu vực, như là một hệ hỗ trợ ra quyết định đối với các nhà quy hoạch và thực thi chính sách, cho đến phạm vi toàn cầu, giúp cung cấp một góc nhìn toàn diện về lớp phủ trái đất

Thông qua mô hình, các quy hoạch và chính sách thuộc các lĩnh vực khác nhau như giao thông, thuế, phát triển kinh tế, phân vùng, v.v… sẽ thể hiện được cụ thể sự tác động đến quá trình phân bố sử dụng đất của tương lai Ứng dụng rộng hơn, các mô hình cũng sẽ giúp cảnh báo các nhà quản lý về mối liên hệ trong sử dụng đất tương lai đến ô nhiễm môi trường, nhu cầu về điện, nước, phá rừng, biến đổi khí hậu và các điều kiện

tự nhiên sinh thái khác

1.3.2 Mô hình CLUMondo

a Giới thiệu chung

CLUMondo (phiên bản mới nhất của mô hình CLUE – Conversion of Land use and its Effect) là một trong những mô hình được sử dụng rộng rãi trong dự báo biến động sử dụng đất trên thế giới, và được ứng dụng ở nhiều tỷ lệ khác nhau, từ cấp huyện, tỉnh đến quốc gia và vùng, khu vực Mô hình CLUMondo lần đầu tiên được ứng dụng tại Việt Nam ở tỉnh Bắc Kạn thông qua mô hình CLUE-S vào năm 2002 (Bản nâng cấp của mô hình CLUE) Và mới đây nhất là ứng dụng trong dự án Đánh giá Môi trường

Chiến lược cho việc điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất toàn quốc giai đoạn 2015 – 2020

do ADB tài trợ

Mô hình CLUMondo mô phỏng sự thay đổi sử dụng đất dựa trên định lượng thực

tế các mối quan hệ giữa hiện trạng sử dụng đất và các yếu tố tác động đến sự thay đổi các loại hình sử dụng đất (bao gồm cả các yếu tố tự nhiên và nhân tạo) Ngoài ra, mô hình còn sử dụng các liên kết động lực để phân bổ các loại hình sử dụng đất, là mức độ cạnh tranh giữa các loại hình sử dụng đất với nhau

Mô hình tiến hành việc phân bố các loại hình sử dụng đất dựa trên các kịch bản

về nhu cầu sử dụng đất trong tương lai dựa trên mức độ tương quan của loại hình sử dụng đất với các yếu tố tác động của khu vực

Sự thay đổi sử dụng đất tại một vị trí cụ thể (1 pixel) sẽ tùy thuộc vào sự phù hợp của các yếu tố tác động tại vị trí đó với loại hình sử dụng đất hiện hữu Mức độ phù hợp của các yếu tố tác động và loại hình sử dụng đất nào càng cao, thì vị trí đó có tỉ lệ chuyển đổi sang loại hình sử dụng đất đó càng lớn Ví dụ: đất phù hợp cho đất đô thị thường có các yếu tố tác động như: đất ít dốc, dễ tiếp cận nguồn nước, gần các trục giao thông, (CEP, 2016)

b Lý thuyết xây dựng mô hình

Mô hình thực hiện phân tích dựa trên 2 thành phần không gian và phi không gian

(Nguồn: van Vliet, 2015)

Hình 1.13 Tổng quan cấu trúc mô hình CLUMondo

Chính sách,

Mục tiêu phát

triển

Nhu cầu SDĐ

Không gian

Phi không gian

 Thành phần phi không gian xác định các nhu cầu trong thay đổi sử dụng đất thông

qua các chính sách, chỉ tiêu về phát triển kinh tế – xã hội của toàn khu vực mà qua đó sẽ là một trong các yếu tố quyết định đến việc phân bổ các loại hình sử dụng đất nhằm đáp ứng các chính sách, mục tiếu đó Ví dụ trong việc đảm bảo

an ninh lương thực trước sức ép của gia tăng dân số thì bắt buộc việc phân bổ sử dụng đất sẽ phải gia tăng tổng sản lượng nông nghiệp thông qua việc mở rộng diện tích đất canh tác, nhưng vẫn phải không làm suy giảm các quỹ đất của việc xây dựng cơ sở hạ tầng

 Thành phần không gian (Thành phần phân bổ loại hình sử dụng đất) là Thành

phần sẽ trực tiếp phân tích hồi quy tương quan giữa các loại hình sử dụng đất hiện tại với các yếu tố tác động, kết hợp với các đặc tính riêng biệt của từng vùng, từng loại hình sử dụng đất mà từ đó sẽ tiến hành phân bổ lại các loại hình sử dụng

đất sao cho đảm bảo được các nhu cầu, mục tiêu, chính sách mà Thành phần phi không gian xác định

4 yếu tố quyết định tới sự phân bố các loại hình sử dụng đất là: Khu vực hạn chế, Đặc tính các loại sử dụng đất, Nhu cầu sử dụng đất và Đặc trưng vị trí Các yếu tố và

các thành phần cụ thể được mô tả trong Hình 1.14

o Khu vực hạn chế

Là các vùng đặc biệt, hạn chế tiếp cận và không được phép thay đổi các loại hình

sử dụng đất hiện hữu, như là các vùng đất nằm trong khu vực quân sự, rừng phòng hộ, khu bảo tồn thiên nhiên hoặc các khu vực nguy hiểm v.v…

(Nguồn: van Vliet, 2015)

Hình 1.14 Cấu trúc của Thành phần phân bổ loại hình sử dụng đất

Thứ hai là ma trận chuyển đổi, sẽ cho thấy được là loại hình sử dụng đất nào sẽ được phép hoặc không được phép chuyển sang một loại hình sử dụng đất khác

Hình 1.15 Chuỗi chuyển đổi sử dụng đất

Hình 1.16 Mô tả ma trận chuyển đổi loại hình sử dụng đất

o Nhu cầu sử dụng đất (kết quả của thành phần phi không gian)

Nhu cầu về chức năng sử dụng đất trong CLUMondo có thể diễn đạt thông qua các đơn vị khác nhau Dựa trên các chính sách, mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của các nhà quản lý mà ước lượng ra kịch bản về số liệu nhu cầu cho từng năm tiến hành

mô phỏng Các nhu cầu này sẽ được dùng để tính toán xu hướng chuyển đổi sử dụng đất cho phù hợp, xác định được loại hình sử dụng đất nào cần tăng, loại hình nào cần giảm

o Đặc trưng vị trí

Mỗi loại hình sử dụng đất sẽ có một hàm tương quan với các yếu tố tác động có

sự ảnh hưởng nhất Ví dụ với đất cho xây dựng đô thị sẽ có sự tương quan tới các yếu

tố độ dốc địa hình, khả năng tiếp cận đường giao thông, khả năng tiếp cận nguồn nước, v.v… và mỗi yếu tố tác động cũng sẽ có những mức độ ảnh hưởng khác nhau đến các loại hình sử dụng đất khác nhau Và từ dữ liệu phân bố của các yếu tố tác động, mô hình

sẽ tổng hợp lại và dùng hàm tương quan để xác định tính đặc trưng tại mỗi vị trí thì sẽ phù hợp với loại hình sử dụng đất nào nhất

Ngoài việc chịu ảnh hưởng từ các yếu tố tác động thì việc phân bố các loại hình

sử dụng đất còn chịu tác động của các yếu tố lân cận, ví dụ như các khu vực nông nghiệp

ở rìa, tiếp giáp với khu vực đô thị thì có khả năng chuyển đổi sang đất đô thị lớn hơn rất nhiều so với đất nông nghiệp, hoặc thậm chí là đất chưa sử dụng có đặc tính phù hợp, ở các vùng sâu vùng xa

c Lý thuyết vận hành

c1 Cấu trúc lặp của mô hình

Sau khi nạp tất cả dữ liệu đầu vào, mô hình sẽ tiến hành tính toán thay đổi và

phân bổ các loại hình sử dụng đất thông qua các bước lặp được mô tả ở Hình 1.17

(Nguồn: van Asselen, 2013)

Hình 1.17 Cấu trúc lặp của mô hình

Bước 1: Xác định phạm vi của khu vực mô phỏng cho bản đồ hiện trạng sử dụng

đất (được phép chuyển đổi) sau khi đã loại trừ các Khu vực hạn chế

Bước 2: Tính toán tiềm năng chuyển đổi cho mỗi vị trí và mỗi loại hình SDĐ dựa

trên đặc trưng vị trí Tại mỗi vị trí i ở thời gian t, tiềm năng chuyển đổi sang một loại hình sử dụng đất k (Ptran t,i,k) sẽ được tính toán theo công thức

Ptrant,i,k = Ploct,i,k + Presk +Pcomp t,k

Trong đó:

- Ploct,i,k đại diện cho tính phù hợp của vị trí i với loại hình sử dụng đất

k tại thời điểm t (Đặc trưng vị trí)

- Presk là tính ổn định của loại hình sử dụng đất k (Đặc tính các loại sử

dụng đất)

Xác định phạm

vi mô phỏng

Xác định các đặc trưng vị trí

Phân bổ các loại hình SDĐ

Tính toán tiềm năng chuyển đổi cho tất cả

vị trí và loại hình SDĐ

Tính toán lại mức

độ cạnh tranh của các loại hình SDĐ

Chưa đáp ứng

Đã đáp ứng

Ghi lại bản đồ và chuyển sang năm tiếp theo (t:=t+1)

Nhu Cầu SDĐ

Đặc tính

SDĐ

- Pcomp t,k là biến lặp cụ thể cho loại hình sử dụng đất k tại thời điểm t

và đại diện cho mức độ cạnh tranh giữa các loại hình sử dụng đất, được

tính toán dựa trên khả năng đáp ứng các Nhu cầu sử dụng đất của mỗi

loại hình (Ví dụ: tổng sản lượng lúa còn thiếu thì loại hình đất nông nghiệp trồng lúa sẽ được ưu tiên hơn)

Ở lần chạy đầu tiên, biến lặp (Pcompt,k) cho tất cả loại hình sử dụng đất sẽ được mặc định là bằng nhau

Bước 3: Tiến hành phân bổ các loại hình sử dụng đất cho từng vị trí dựa trên loại

hình sử dụng đất có tiềm năng lớn nhất tại mỗi vị trí đó và theo các quy

định của ma trận chuyển đổi (Đặc tính các loại sử dụng đất)

Bước 4: Sau khi phân bổ, mô hình sẽ so sánh tổng khả năng đáp ứng của các loại

hình sử dụng đất với nhu cầu

- Nếu khả năng đáp mới sau khi phân bổ vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu thì sang Bước 5A

- Nếu tổng khả năng đáp ứng đã thỏa mãn nhu cầu thì sang Bước 5B Bước 5A: Tính toán biến lặp mới cho từng loại hình SDĐ (Pcompt,k) dựa trên khả năng đáp ứng hiện tại và nhu cầu SDĐ, sau đó quay lại Bước 2

Bước 5B: Ghi lại bản đồ phân bổ mới, thay thế cho bản đồ hiện trạng và quay về lại

Bước 2, tiến hành tính toán cho năm tiếp theo (t:=t+1)

Việc mô phỏng hoàn thành và vòng lập dừng lại khi và chỉ khi tổng khả năng đáp

ứng của năm t, sau khi phân bổ, thỏa mãn được nhu cầu của năm tương ứng, và t+1 > n với n là số năm tiến hành mô phỏng đã xác định từ trước thông qua các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội ở Thành phần phi không gian

c2 Phân tích hồi quy

Để xác định được tính phù hợp của từng loại hình sử dụng đất với các yếu tố tác động (Ploct,i,k) thì mô hình sẽ tiến hành phân tích hồi quy tương quan logistic với hàm hồi quy có dạng như sau

𝑙𝑜𝑔 ( 𝑃𝑘𝑖

1 − 𝑃𝑘𝑖) = 𝛽0+ 𝛽1𝑋1𝑖 + 𝛽2𝑋2𝑖 + ⋯ + 𝛽𝑛𝑋𝑛𝑖Với:

- P ki thể hiện xác suất xuất hiện loại hình sử dụng đất k tại vị trí i

- X ni là biến độc lập, thể hiện giá trị của các yếu tố tác động n tại vị trí i

- Và βn là kết quả trực tiếp của phân tích hồi quy, thể hiện mức độ ảnh hưởng của yếu tố tác động n đến xác suất P ki

c3 Đánh giá hàm hồi quy

Mô hình hồi quy logarit tiến hành phân tích hồi quy dựa trên sự tương tác của lớp bản đồ sử dụng đất (biến phụ thuộc) vào các bản đồ yếu tố tác động (biến cố định) Để đảm bảo các biến cố định là hoàn toàn độc lập với nhau thì mô hình sẽ kiểm tra đa cộng tuyến giữa các lớp yếu tố Chỉ các yếu tố tác động có độ tương quan thấp, mới được chọn là phù hợp để đưa vào phân tích hồi quy nhằm tránh các hồi quy vô nghĩa

Sau khi có kết quả hồi quy β n, mô hình sẽ tự động thực hiện kiểm nghiệm phân loại nhị biến cho mỗi hàm tương quan, biểu diễn lại về đường cong ROC (Receiver Operating Characteristics) và đánh giá thông qua chỉ số AUC (Area Under the Curve) với 0,5 < AUC < 1,0 và AUC càng cao càng chính xác (Willemen, 2002)

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH PHÚ YÊN

2.1.1 Điều kiện tự nhiên tỉnh Phú Yên

9 đơn vị hành chính cấp huyện và 112 đơn vị hành chính cấp xã Tỉnh nằm trên trục giao thông Bắc – Nam, có cả đường sắt, đường bộ, đường biển, đường hàng không và cảng biển, là điều kiện thuận lợi thu hút đầu tư trong và ngoài nước để phát triển kinh tế – xã hội toàn tỉnh

(Nguồn: Sở TN&MT Phú Yên, 2012)

Hình 2.1 Sơ đồ hành chính tỉnh Phú Yên

b Đặc điểm địa hình

Phía Đông Phú Yên là biển Đông, ba mặt còn lại đều có núi, dãy Cù Mông ở phía Bắc, dãy Vọng Phu – đèo Cả ở phía Nam và phía Tây là rìa Đông của dãy Trường Sơn Giữa sườn Đông của dãy Trường Sơn có một dãy núi thấp hơn trải dài ra biển tạo nên cao nguyên Vân Hòa thuộc huyện Sơn Hòa là ranh giới phân chia hai đồng bằng trù phú

do hai con sông Ba và Kỳ Lộ bồi đắp Vì vậy Phú Yên là tỉnh có tất cả các loại địa hình như: đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng nằm xen kẽ lẫn nhau, có hướng thấp dần từ Tây sang Đông Đại bộ phận diện tích là núi cao và trung bình, còn lại là vùng

gò đồi, vùng bằng thấp ven biển Bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh mẽ, có thể chia địa hình Phú Yên thành 4 vùng

Vùng núi cao chiếm đại bộ phận diện tích của tỉnh, thuộc các huyện Đồng Xuân,

TX Sông Cầu, Sông Hinh, Sơn Hòa và một phần của huyện Đông Hòa, Tây Hòa Tạo thành một vòng cung bao quanh từ đỉnh đèo Cù Mông vòng dọc theo biên giới phía Tây

và khép kín ở đèo Cả Độ cao trung bình các đỉnh trên 1.000 m Các đỉnh núi cao từ 1.000 m đến 1.364 m như hòn Rung Gia 1.108 m, hòn Chư Treng 1.238 m, núi La Hiên 1.318 m ở phía Tây huyện Sơn Hòa và Đồng Xuân, hòn Chư Ninh 1.636 m, Chư Đan 1.196 m, Chư Hle nằm phía Đông Nam, Tây Nam huyện Sông Hinh Đây là vùng núi non trùng điệp, song không cao lắm Địa hình chia cắt, đi lại khó khăn, dân cư thưa thớt, chủ yếu đồng bào dân tộc và đồng bào xây dựng vùng kinh tế mới sinh sống Đây là vùng đất có diện tích rừng tự nhiên lớn chưa được khai thác Rừng vùng này có vai trò phòng hộ quan trọng, quyết định khả năng trữ nước, bảo vệ hạ lưu, do đó phải quan tâm đến việc phát triển rừng để tăng độ che phủ

Vùng đồi núi thấp, đồi thoải ven biển: Là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi cao và vùng đồng bằng ven biển Phân bố chủ yếu khu vực ven quốc lộ 1A và rải rác dọc bờ biển, thuộc huyện Tuy An, Sơn Hòa, Đông Hòa và thành phố Tuy Hòa, độ cao trung bình 150 – 300 m Độ dốc lớn, bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh Các suối ngắn, hẹp và chỉ tồn tại nước theo mùa Một số nơi địa hình ít bị phân cắt như Sơn Thành, Sông Hinh

và cao nguyên Vân Hòa Đất đai phổ biến là đất xám, đất đỏ vàng phát triển trên đá mácma Đất được khai thác cho mục đích nông nghiệp, thích hợp cho việc trồng cây hằng năm, cây lâu năm và phát triển chăn nuôi gia súc quy mô lớn

Vùng đồng bằng ven biển: Địa hình tương đối bằng phẳng, tập trung chủ yếu ở đồng bằng các huyện Tuy An, Phú Hoà, Tây Hoà và Đông Hoà và TP Tuy Hoà thuộc

hạ lưu sông Đà Rằng và sông Bàn Thạch Vùng này gồm những đồng bằng nhỏ do phù

sa bồi đắp và bị chia cắt bởi những dãy núi chạy ra biển Vùng đồng bằng huyện Đông Hòa do phù sa của sông Đà Rằng bồi đắp tạo thành cánh đồng lớn so với các tỉnh Duyên hải Nam trung bộ Ngoài ra còn một số diện tích nhỏ hẹp thuộc hạ lưu sông Kỳ Lộ, sông Cái Toàn bộ diện tích vùng đồng bằng ven biển khoảng 60.000 ha Vùng này dân cư tập trung đông đúc và là vùng trồng lúa trọng điểm của tỉnh

Vùng bằng thấp và gò đụn ven biển: Bao gồm phần lớn các cồn cát, bãi cát thuộc các xã, phường của TX Sông Cầu, Tuy An, TP Tuy Hoà và huyện Đông Hoà, chủ yếu

là đất mặn, mặn phèn và ngập mặn ven biển Thực vật tự nhiên là cây bụi, rừng ngập mặn Một số diện tích được khai thác để trồng rừng phòng hộ, nuôi tôm, sản xuất muối

và một số cây trồng khác như dừa, điều, ở vùng này có thể phát triển du lịch biển, nuôi trồng hải sản, trồng rừng phòng hộ, xây dựng các khu công nghiệp, xây dựng các cơ sở sản xuất chế biến

Đất đai của tỉnh Phú Yên thuộc vùng đất có độ dốc lớn (độ dốc từ 200 trở lên chiếm trên 50% diện tích tự nhiên toàn tỉnh) Cụ thể:

- Địa hình bằng thấp, diện tích 93.802,7 ha, chiếm 18,54% diện tích tự nhiên

- Độ dốc từ 0o – 3o diện tích 53.955 ha, chiếm 10,66% diện tích tự nhiên

- Độ dốc 3o – 8o diện tích 47.660 ha, chiếm 9,42% diện tích tự nhiên

- Độ dốc 8o – 15o diện tích 39.091 ha, chiếm 7,72% diện tích tự nhiên

- Độ dốc 15o – 20o diện tích 32.930 ha, chiếm 6,51% diện tích tự nhiên

- Độ dốc trên 20o diện tích 238.618,5 ha,chiếm 47,15% diện tích tự nhiên

Nhìn chung địa hình tỉnh Phú Yên khá đa dạng, có tất cả các loại địa hình như đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, thấp dần từ Tây sang Đông Phần lớn diện tích có độ dốc lớn Yếu tố địa hình chi phối đến điều kiện khí hậu, thủy văn chủ yếu là ảnh hưởng của dãy núi Cù Mông, núi Vọng Phu, dãy núi đèo Cả, cao nguyên Vân Hòa, thung lũng sông Ba và sông Kỳ Lộ

c Đặc trưng khí hậu

Phú Yên nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, đồng thời chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương, trong năm chia thành 2 mùa rõ rệt:

- Mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8

- Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12

có độ cao trên 500 m

c2 Lượng mưa

Theo tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn trong nhiều năm cho thấy lượng mưa trung bình các năm ở tỉnh Phú Yên vào khoảng 1.200 – 2.300 mm Vùng có lượng mưa lớn nhất nằm phía đông bắc của tỉnh, trung bình năm trên 2.000 mm và vùng có lượng mưa thấp nhất là thung lũng sông Ba, Krông Pa, lượng mưa trung bình 1.200 mm

Thời gian xuất hiện mưa trong năm ngắn nhưng tập trung từ tháng 9 đến tháng

12, thường chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc mang theo mưa Lượng mưa trung bình của các tháng này chiếm từ 70 – 80% lượng mưa cả năm, gây nên sự mất cân bằng nước giữa hai mùa Mưa ngắn và tập trung là nguyên nhân hình thành lũ lụt, gây xói mòn rửa trôi đất

Như vậy có thể đánh giá Phú Yên là tỉnh có lượng mưa lớn, nhưng tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa và phân bố không đồng đều giữa các vùng, tăng dần từ các thung lũng, sông và đồng bằng ven biển đến các vùng núi cao và núi cao đón gió

ẩm độ thấp tuyệt đối khoảng 35% vào tháng 4, tháng 5 khi có gió Tây Nam xuất hiện

Có thể đánh giá tổng quát chế độ ẩm tỉnh Phú Yên qua hệ số K (K là tỷ số giữa lượng mưa và lượng bốc hơi cùng thời gian) Nhìn chung, giá trị bình quân năm của K đều lớn hơn 100%, do vậy Phú Yên được coi là vùng có khí hậu ẩm ướt Chế độ ẩm các vùng trong tỉnh không giống nhau: Sông Hinh là vùng có chế độ ẩm cao, hệ số K=245%; Sơn Hoà thấp hơn, K=108%; Xuống các vùng đồng bằng hệ số K càng thấp hơn

c4 Nắng

Tổng số giờ nắng cao, trung bình từ 2.300 giờ đến 2.600 giờ/ năm,phân bố không đều theo mùa Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, trung bình có 200 giờ nắng/ tháng; các tháng mùa mưa trung bình có 100 giờ nắng/ tháng

c5 Một số yếu tố thời tiết đáng chú ý khác

Bão: Là tỉnh ven biển, hàng năm thường chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và áp thấp nhiệt đới, một trong những thiên tai cực kỳ nguy hiểm, không chỉ gây gió xoáy, gió giật rất mạnh trên một khu vực rộng mà còn mưa to gây lũ quét, sạt lở đất, ảnh hưởng đến sinh mạng, đời sống sản xuất của người dân

Gió khô nóng: Phổ biến là các đợt gió Tây nam, xuất hiện từ tháng 3 đến tháng 9 hàng năm, thông thường có từ 1 – 3 đợt/ tháng, mỗi đợt kéo dài 2 – 3 ngày, tốc độ gió trung bình 2 – 3 m/ s Chịu nhiều ảnh hưởng của gió Tây nam là khu vực Sông Hinh và Sơn Hoà Thời điểm gió Tây nam trùng với thời điểm khô nóng, gây ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống người dân

d Tài nguyên đất

d1 Phân loại đất

Trên cơ sở tài liệu điều tra, phân loại đất toàn tỉnh trước đây và điều tra, bổ sung phân loại đất năm 2004 và năm 2008 của Phân viện quy hoạch & thiết kế nông nghiệp miền Trung trên bản đồ tỷ lệ 1/100.000, toàn tỉnh có 10 nhóm đất với 24 loại đất như sau (không tính diện tích không điều tra: sông, hồ, )