Tích hợp GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu MCA trong đánh giá thích nghi đất đai phục vụ phát triển cây ăn quả tại huyện thuận châu tỉnh sơn la

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Lê Phương Nhung TÍCH HỢP GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA CHỈ TIÊU MCA TRONG ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Lê Phương Nhung

TÍCH HỢP GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

ĐA CHỈ TIÊU (MCA) TRONG ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY ĂN QUẢ TẠI HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Lê Phương Nhung

TÍCH HỢP GIS VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

ĐA CHỈ TIÊU (MCA) TRONG ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY ĂN QUẢ TẠI HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch

Hà Nội - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các nội dung

nghiên cứu, kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ

hình thức nào trước đây

Học viên cao học

Lê Phương Nhung

Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới TS.Nguyễn Thị Hồng người đã đồng hành, giúp đỡ và cho em những góp ý quý giá trong thời gian thực hiện luận văn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Địa lý – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập tại khoa

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình và hệ

thống dự báo thời tiết tiểu vùng và cảnh báo nguy cơ lũ quét, cháy rừng và sâu bệnh nông nghiệp cấp huyện vùng Tây Bắc”, mã số TB.13C/13-18, thuộc chương

trình Khoa học và Công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2013-2018 “Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Bắc” do PGS.TS Nguyễn Ngọc Thạch làm chủ trì đã cung cấp các tài liệu hỗ trợ em trong quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè, những người đã động viên, khích lệ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Học viên cao học

Lê Phương Nhung

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan 9

1.1.1 Đánh giá thích nghi đất đai bền vững của FAO 9

1.1.2 Đánh giá thích nghi bằng công nghệ GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (MCA) 10

1.2 Cơ sở lý luận nghiên cứu 15

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System - GIS) 15

1.2.2 Phân tích đa chỉ tiêu (MCA) 19

1.2.3 Đánh giá thứ bậc - Analytic Hierarchy Process (AHP) 21

1.2.4 Đánh giá đất đai 25

1.3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 27

1.3.1 Quan điểm tiếp cận 27

1.3.2 Sơ đồ nghiên cứu 27

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 28

CHƯƠNG 2.KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI HUYỆN THUẬN CHÂU - TỈNH SƠN LA 32

2.1 Nhóm nhân tố tự nhiên 32

2.1.1 Vị trí địa lý 32

2.1.2 Địa hình - địa mạo 33

2.1.3 Khí hậu 38

2.1.4 Thủy văn 41

2.1.5 Thổ nhưỡng 43

2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 45

2.2.1 Kinh tế 45

2.2.2 Xã hội 46

2.3 Hiện trạng sử dụng đất 47

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI CHO CÂY ĂN QUẢTRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN THUẬN CHÂU - TỈNH SƠN LA 50

3.1 Khái quát hiện trạng cây ăn quả trên địa bàn 50

3.2 Phân cấp thích nghi các nhân tố 52

3.2.1 Một số đặc điểm về yêu cầu sinh thái và giá trị kinh tế của cây trồng 52

3.2.2 Phân cấp thích nghi các nhân tố 54

3.3 Thành lập bản đồ phân cấp thích nghi tự nhiên cho cây ăn quả 57

3.3.1 Đánh giá trọng số cho các nhân tố thích nghi tự nhiên 57

3.3.2 Thành lập bản đồ thích nghi tự nhiên 58

3.3.3 Thành lập bản đồ thích nghi 65

3.3.4 Định hướng sử dụng lãnh thổ cho phát triển cây ăn quả 73

KẾT LUẬN 83

KIẾN NGHỊ 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 90

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AHP Analytic Hierarchy Process Phân tích thứ bậc

GIS Geographical Information System Hệ thống thông tin địa lý

MCA MultiCriteria Analysis Phân tích đa chỉ tiêu

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu trúc thứ bậc 22Hình 1.2 Sơ đồ nghiên cứu 28 Hình 2.1 Bản đồ vị trí địa lý huyện Thuận Châu 32

Hình 2.2 Bản đồ địa hình huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn LaError! Bookmark not defined.

Hình 2.3 Bản đồ độ dốc huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn LaError! Bookmark not defined.

Hình 2.4 Bản đồ địa mạo huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn LaError! Bookmark not defined.

Hình 2.5 Bản đồ nhiệt độ trung bình nămhuyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 2.6 Bản đồ lượng mưa trung bình nămhuyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 2.7 Bản đồ mạng lưới sông ngòi huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 2.8 Bản đồ thổ nhưỡng huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn LaError! Bookmark not defined.

Hình 2.9 Bản đồ hiện trạng sử dụng đấthuyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1 Công cụ tính trọng sốAHP tích hợp trong ArcGIS 10.2 57 Hình 3.2 Tính trọng số bằng công cụ AHP 58Hình 3.3 Bản đồ thích nghi tự nhiên cho cây bơ huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

Error! Bookmark not defined

Hình 3.4 Bản đồ thích nghi tự nhiên cho cây macca huyện Thuận Châu,tỉnh Sơn La

Error! Bookmark not defined.

Hình 3.5 Bản đồ thích nghi tự nhiên cho cây nhãn huyện Thuận Châu,

tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined

Hình 3.6 Bản đồ thích nghi tự nhiên theo hiện trạng sử dụng đấthuyện Thuận Châu,

tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined

Hình 3.7 Bản đồ thích nghi cho cây bơ huyện Thuận Châu tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 3.8 Bản đồ thích nghi cho cây Macca huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 3.9 Bản đồ thích nghi cho cây nhãn huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

Hình 3.10 Bản đồ định hướng phát triển cây trồng theo đơn vị hành chính

huyện Thuận Châu - tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined

Hình 3.11 Bản đồ định hướng chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất huyện Thuận Châu,

tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined

Hình 3.12 Bản đồ định hướng sử dụng lãnh thổ cho phát triển cây ăn quả

tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty [37] 23

Bảng 1.2 Ma trận so sánh [31] 24

Bảng 1.3 Bảng chỉ số ngẫu nhiên - RI [37] 25

Bảng 2.1 Thống kê diện tích các loại đất huyện Thuận Châu 43

Bảng 2.2 Cơ cấu sử dụng đất huyện Thuận Châu [19] 47

Bảng 3.1 Bảng phân cấp thích nghi các nhân tố 55

Bảng 3.2 Ma trận nhân tố thích nghi 57

Bảng 3.3 Bảng phân cấp thích nghi tự nhiên 59

Bảng 3.4 Bảng thống kê diện tích theo mức độ thích nghi tự nhiên 61

Bảng 3.5 Bảng phân cấp thích nghi 66

Bảng 3.6 Bảng thống kê diện tích theo mức độ thích nghi cho các loại cây ăn quả 68 Bảng 3.7 Bảng thống kê diện tích thích nghi cao cho các loại cây trồng 73

Bảng 3.8 Diện tích đất thích nghi cao cho các loại cây trồng theo đơn vị hành chính cấp xã, huyện Thuận Châu 74

Bảng 3.9 Diện tích cây thích nghi cao trên loại hình sử dụng đất 78

Bảng 3.10 Định hướng sử dụng lãnh thổ cho phát triển cây bơ, cây nhãn và cây macca trên địa bàn huyện Thuận Châu 82

MỞ ĐẦU

Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, có vai trò quyết định đến sự phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia Tuy nhiên, với những áp lực từ hoạt động phát triển kinh tế và sự gia tăng dân số dẫn đến nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt cả về chất lượng và diện tích Vì vậy, sử dụng hợp lý, có hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên này đã và đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu trong chiến lược phát triển của nhiều quốc gia trên thế giới, nhất là Việt Nam, một quốc gia có 2/3 diện tích đất nông nghiệp thuộc về vùng trung du và miền núi Việc đánh giá đất đai hết sức quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực nông nghiệp, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất, cải thiện được năng suất, chất lượng cây trồng đồng thời bảo vệ

hệ sinh thái cây trồng và môi trường đất

Thuận Châu là một huyện miền núi phía Bắc của huyện Sơn La với diện tích

tự nhiên là 153.336 ha và dân số tính đến năm 2015 là khoảng 165 nghìn người trong đó dân tộc ít người chiếm trên 90% [7] Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, Thuận Châu có tiềm năng phát triển cây trồng nói chung và các loại cây ăn quả nói riêng Trong định hướng quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hộiđược UBND tỉnh Sơn La phê duyệt [18,17] việc phát triển nông nghiệp theo hướng hiệu quả, bền vững trọng tâm là phát triển những sản phẩm có lợi thế và nâng cao hiệu quả sử dụng đất cũng như khai thác, phát huy được nguồn lực, tiềm năng, thế mạnh của huyện về khí hậu, đất đai, nguồn nước,…

Để thúc đẩy sự phát triển kinh tế nông nghiệp, việc chuyển mục đích sử dụng diện tích đất nông nghiệp kém hiệu quả thay thế bằng các loại cây ăn quả có năng suất, chất lượng tốt có hiệu quả kinh tế cao là yêu cầu cấp thiết Với đặc điểm tự nhiên thuận lợi, Thuận Châu có tiềm năng rất lớn để phát triển hệ thống các loại cây

ăn quả phong phú với năng suất và chất lượng cao Tuy nhiên, trên địa bàn huyện hiện nay chưa có nghiên cứu cụ thể về vấn đề này Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá thích nghi cho các loại cây ăn quả trên địa bàn huyện có vai trò quan trọng góp phần phát triển kinh tế, nâng cao mức sống cho dân cư địa phương

Đánh giá đất đai có vai trò quan trọng trong định hướng phát triển kinh tế, xã hội, là cơ sở ra quyết định cho các phương án quy hoạch, sử dụng đất một cáchhợp

lý và khoa học Hiện nay, có rất nhiều cáchtiếp cận và phương pháp khác nhau được tiến hành để đánh giá đất đai, trong phạm vi nghiên cứu, luận văn sẽ đánh giá dựa trên công nghệ GIS với khả năng phân tích không gian, xây dựng và chuẩn hóa dữ liệu kết hợp phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (MCA) nhằm đánh giá được mức độ quan trọng, quyết định trọng số của các yếu tố có tác động đến khả năng thích nghi của các loại cây trồng

Xuất phát từ những lý do trên, luận văn được thực hiện với đề tài “Tích hợp

GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (MCA) trong đánh giá thích nghi đất đai phục vụphát triển cây ăn quả tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La”

1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

• Mục tiêu

Nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai phục vụ phát triển cây ăn quả tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La bằng công nghệ GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu Trên cơ sở đó đề xuất bố trí cây trồng theo hướng thích nghi cho địa bàn huyện

• Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của các nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai ở Việt Nam và trên thế giới

- Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, đất đai của khu vực nghiên cứu Lựa chọn loại cây ăn quả để đánh giá Tiêu chí lựa chọn loại cây ăn quả: Thích nghi về sinh thái, có giá trị kinh tế cao (giá ổn định) so với các loại cây nông nghiệp đang canh tác tại địa phương, dễ tiêu thụ (nhu cầu thị trường),

kỹ thuật trồng trọt và chăm sóc đơn giản, vốn đầu tư thấp

- Lựa chọn các yếu tố liên quan đến thích nghi của các loại cây trồng như nhiệt

độ, lượng mưa, thổ nhưỡng,…Tiến hành phân cấp thích nghi (liên quan đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng) cho các yếu tố đã chọn theo các mức

từ rất thích nghi đến không thích nghi Từ đó, xây dựng các bản đồ phân

- Đánh giá trọng số của các yếu tố đã chọn bằng phương pháp AHP.Xây dựng

hệ thống các bản đồ thích nghi

- Đề xuất phương án phát triển theo không gian cho các loại cây ăn quả đã lựa chọn: Xác định ưu tiên cho từng loại cây

2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi không gian: Huyện Thuận Châu - Tỉnh Sơn La

- Phạm vi khoa học: Ứng dụng công nghệ GIS kết hợp với phân tích đa chỉ tiêu nhằm đánh giá khả năng thích nghi của các loại cây trồng đối với các đặc điểm tự nhiên của khu vực nghiên cứu Xây dựng các bản đồ thích nghi cây ăn quả cho huyện Thuận Châu

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

• Về mặt khoa học

Đã lựa chọn được một số loại cây ăn quả để khẳng định về mặt khoa học là

có thể trồng và sinh trưởng, phát triển được tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La sau khi nghiên cứu về mặt tự nhiên và yêu cầu sinh thái cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu về đánh giá thích nghi đất đai sau này

• Về mặt thực tiễn

- Lựa chọn cây trồng phù hợp có năng suất chất lượng cao phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của khu vực

- Tài liệu tham khảo cho địa phương trong công tác quy hoạch

4 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, đề tài được cấu trúc thành 3 chương như sau:

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chương 2: Khái quát đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Thuận Châu - tỉnh Sơn La

Chương 3: Kết quả đánh giá thích nghi cho cây ăn quả trên địa bàn huyện Thuận Châu - tỉnh Sơn La

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan

1.1.1 Đánh giá thích nghi đất đai bền vững của FAO

Tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng mà mỗi quốc giađã xây dựng phương pháp đánh giá đánh đai của riêng mình Tuy nhiên, nhìn chung các phương pháp đánh giá thường dựa trên hai khuynh hướng chính: Đánh giá đất theo điều kiện tự nhiên có xem xét tới điều kiện kinh tế - xã hội và đánh giá kinh tế đất có xem xét tới điều kiện tự nhiên Một số quốc gia đã xây dựng phương pháp đánh giá đất đai như Liên Xô, Mỹ, Trung Quốc hay Ấn Độ,…

Tuy nhiên, nhận thấy vai trò quan trọng của đánh giá thích nghi trong phát triển kinh tế - xã hội, Tổ chức Nông nghiệp – Lương thực của Liên hợp quốc (FAO) với sự tham gia của các chuyên gia đầu ngành, đã tổng hợp kinh nghiệm của nhiều nước, xây dựng lên bản: Đề cương đánh giá đất đai năm 1976 Tài liệu được cả thế giới quan tâm thử nghiệm, vận dụng và chấp nhận là phương tiện tốt nhất để đánh giá tiềm năng đất đai Để xem xét một cách đầy đủ và hệ thống các vấn đề liên quan đến sử dụng đất, FAO (1993b) đã xuất bản đề cương hướng dẫn đánh giá đất đai phục vụ cho công tácquản lý bền vững Trong đó đưa ra các nguyên tắc, phương pháp, các yếu tố và tiêu chuẩn cần xem xéttrong đánh giá bền vững Đánh giá đất đai phục vụ quản lý bền vững thức chất là lựa chọn các loại hình sử dụng đất đáp ứng nhiều tiêu chuần được đặt ra (tùy thuộc vào đều kiện cụ thể củavùng nghiên cứu) Qua quá trình xây dựng và hoàn thiện, FAO đã xây dựng thành phương pháp quy hoạch tổng hợp cho quản lý đất đai bền vững

Phương pháp đánh giá đất của FAO được áp dụng rộng rãi trên thế giới với hàng loạt các nghiên cứu ở các quốc gia như Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin, Hà Lan,…

Ở Việt Nam, phương pháp này cũng được ứng dụng rộng rãi trong hàng loạt các nghiên cứu được thực từ những năm 1985

Tuy nhiên, phương pháp này vẫn còn một số hạn chế như hệ thống cơ sở dữ liệu đầu vào khá lớn và đầy đủ.Thêm vào đó, trong phương pháp này chưa có sự tương tác giữa các yếu tố, yếu tố hạn chế lớn nhất sẽ quyết định thích nghi, nên trong kết quả thích nghi không chứ các yếu tố thích nghi thấp hơn, vì vậy, phương pháp này thường được sử dụng cho những vùng đất mới phát triển hoặc vùng đất ít khan hiếm về tài nguyên đất đai

1.1.2 Đánh giá thích nghi bằng công nghệ GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (MCA)

Sự phát triển của hai lĩnh vực GIS và MCA góp phần đặc biệt quan trọng trong giải quyết các bài toán quyết định đa chỉ tiêu không gian Trong đó, GIS đóng vai trò phân tích không gian, MCA đóng vai trò phân tích các nhân tố, đánh giá và xác định mức độ ưu tiên của các phương án quyết định Mô hình tích hợp GIS và MCA là quá trình kết hợp giữa dữ liệu không gian và quá trình đánh giá của người

ra quyết định Khả năng tích hợp giữa GIS và MCA có vai trò quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng vào các lĩnh vực, đặc biệt là trong đánh giá thích nghi đất đai

Tích hợp GIS và MCA trong việchỗ trợ ra quyết định đã được tiến hành trên hàng loạt các nghiên cứu nhằm xác định trọng số của các yếu tố tác động đến thích nghi các loại cây trồng

Một số nghiên cứu điển hình như sau:

Từ nhưng năm 90, MCA và GIS đã được tiến hành trong quá trình ra quyết định sử dụng đất.Với mục đích này, các hệ thống GIS đã được cung cấp nhiều công

cụ để phân tích, mô hình và dự báo Nghiên cứu xem xét việc tích hợp GIS với một

cơ sở khác: Phân tích đa chỉ tiêu, nhằm tối ưu hóa phương án lựa chọn Ron Janssen

và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu tại Hà Lan với mục đích đưa raphương án tối

ưu trong sử dụng đất nông nghiệp [36] Nghiên cứu phân tích những phương án của các nhà hoạch định chính sách thông qua phân tích cường độ, tính chất theo các tiêu chí, từ đó, sắp xếp các phương án theo mức độ ưu tiên

Ngoài những nghiên cứu đánh giá đất đai tổng thể, việc tích hợp GIS và MCA còn được thực hiện trong các nghiên cứu cho từng loại cây trồng

Một nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai cho cây dứa đã được thực hiện tại quận phía Nam A.Kwapin, Gana bằng công nghệ GIS và MCA với thuật toán AHP Kết quả nghiên cứu đã phân hạng được khu vực thích nghi cho cây dứa, cụ thể mức thích nghi cao 1.1012.65 ha (38,61%), thích nghi trung bình 1.1039.16 ha (11,65%)

và thích nghi thấp 6651.27 ha (19,71%) Từ đó đề xuất phương án quy hoạch, chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất nhằm tạo thuận lợi cho việc phát triển canh tác cây dứa [25]

Đánh giá thích nghi đất đai cho cây khoai tây đã được thực hiện tại một số quốc gia như: Tại Woter, phía đông Haraghe, đã ứng dụng AHP và GIS nghiên cứu dựa trên các kết quả từ bảng hỏi và các cuộc điều tra thực tế đã xây dựng được bản đồ thích nghi cho cây khoai tây với 3 mức thích nghi trung bình, thấp và không thích nghi [26] Ở Mexico, Alejandro Ceballoss và cộng sự [1] đã ứng dụng MCA xác định khu vực thích nghi đất đai cho sản xuất ở khu vực miền trung Mexico, các trọng số và các tiêu chí được tính toán theo AHP Kết quả đánh giá thích nghi sau

đó được chồng lớp với bản đồ giải đoán ảnh từ Landsat TM để xác định sự khác nhau và giống nhau giữa các loại hình sử dụng đất hiện tại và vùng thích nghi với khoai tây Cũng với cây khoai tây, ở Hà Lan, Van Lanen [41] đã ứng dụng GIS

lượng để đánh giá thích nghi cho cây khoai tây, kết quả xác định được 65% diện tích đất thích hợp cho trồng khoai tây Tại Anh nghiên cứu được thực hiện ở khu vực Stour Catchmen - Kent bằng công nghệ GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO, đưa ra kết quả xây dựng bản đồ đơn vị đất đai trên cơ sở các lớp thông tin chuyên đề: Khí hậu, đất, độ dốc, pH và các thông tin về mùa vụ, từ đó đối chiếu với yêu cầu sử dụng đất của khoai tây để lập bản đồ thích hợp đất đai

Widiatmaka [43] đã tiến hành nghiên cứu sử dụng đất cho các loại rau khu vực nhiệt đới bằng cách tích hợp GIS, AHP và công nghệ viễn thám Nghiên cứu này được tiến hành tại một trong những trung tâm sản xuất cây rau ở vùng nhiệt đới cao,

ở độ dốc trên khu vực Mts Gede-Pangrango, Tây Java, Indonesia có diện tích 78.290 ha Để đánh giá sự phù hợp trong sử dụng đất, nghiên cứu đã xây dựng các tiêu chí về địa hình, đất đai, khí hậu và các nhân tố nhân sinh khác Kết quả cho thấy diện tích đất thích hợp và có sẵn cho các cây rau nhiệt đới là 23,7% diện tích được phân tích Khu vực thích hợp và có sẵn đất không được sử dụng là 9% diện tích được phân tích

Đối với cây lúa, trong nghiên cứu tại Mwea, Kenya sau khi đánh giá các tiêu chí về khí hậu, thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật trên diện tích 13.369 ha, đã tiến hành thành lập bản đồ thích nghi Bằng công cụ tính toán trong phần mềm ArcGIS 10.2, kết quả đánh giá đất trồng trọt cho thấy, 75% tổng diện tích hiện đang sử dụng là khu vực thích hợp cao và 25% vùng thích hợp vừa phải Kết quả cho thấy diện tích tiềm năng cho việc trồng lúa là 86.364 ha và trong số này chỉ có 12% diện tích đang trồng lúa Nghiên cứu này cung cấp thông tin ở cấp địa phương để có những phương án sử dụng đất phù hợp

Henok Mulugeta (2010), nghiên cứu 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 dùng 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 [27]

1.1.2.2 Việt Nam

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ GIS bước đầu được

sử dụng ở Việt Nam.Từ đó GIS từng bước phát triển với mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực khác nhau 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 là phương pháp hạn chế lớn nhất của FAO Hiện nay, việc sử dụng GIS và MCA trong đánh giá đất đai ngày càng phát triển ở Việt Nam Một số nghiên cứu điển hình:

Một trong những nghiên cứu sớm nhất được Lê Cảnh Định xây dựng là

“Tích hợp phần mềm ALES và GIS trong đánh giá thích nghi đất đai” Nghiên cứu

đã ứng dụng GIS xây dựng bản đồ các yếu tố thích nghi: đất, tầng dày, khả năng tưới, độ dốc, đá lộ đầu và phân vùng thích nghi cho các loại hình sử dụng đất Phương pháp phân tích đa chỉ tiêu MCA với kĩ thuật AHP-IDM xác định trọng số các tiêu chuẩn tương ứng với các loại hình sử dụng đất [10]

Trong nghiên cứu của Võ Thị Phương Thúy và cộng sự [20], đã tích hợp GIS

và MCA trong đánh giá thích nghi đất đai bền vững cho huyện Đức Trọng Các loại hình sử dụng đất được lựa chọn để đánh giá thích nghi đất đai bao gồm: Chuyên lúa, 2 vụ lúa-màu, rau hoa, chuyên màu, dâu tằm, cà phê, chè Kết quả nghiên cứu

đã xây dựng được bản đồ đề xuất sử dụng đất từ đó với các đề xuất phân bố lại diện tích cho phù hợp

Tại Trà Vinh [17], bằng việc áp dụng công nghệ GIS, phần mềm ALES, nghiên cứu thực hiện đánh giá đa tiêu chí cho các loại hình sử dụng đất đai trên cở

sở các tiêu chí về an ninh lương thực, gia tăng lợi nhuận, hiệu quả xã hội và môi trường bền vững cho huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh, kết quả đã lập ra được 32 bản đồ đơn vị đất đai phục vụ việc đánh giá thích nghi cho 8 kiểu sử dụng đất triển

vọng Từ kết quả đánh giá đa tiêu chí, xác định được 3 loại hình sử dụng đất phủ hợp là cơ cấu lúa 2 vụ - màu, cây ăn trái và lát, lúa 3 vụ

Nghiên cứu “Đánh giá thích hợp đất đa tiêu chí” phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại huyện Tây Hòa, tỉnh Phú Yên, nghiên cứu được thực hiện ở huyện Tây Hòa nhằm đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội, môi trường thích hợp với các loại cây trồng nông ngiệp và chuyển đổi cơ cấu cây trồng Các loại hình sử dụng đất chuyên lúa, lúa - màu - cây công nghiệp ngắn ngày; chuyên màu - cây công nghiệp ngắn ngày; cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả và rừng trồng Ứng dụng ArcGIS xây dựng được hệ thống các bản đồ đơn tính (loại đất, tầng dày, độ dốc, TPCG) và thành lập được 62 đơn vị bản đồ đất đai trên tổng diện tích 60.844,0 ha của vùng nghiên cứu [4]

Ngoài ra, GIS đã được Huỳnh Văn Chương và Nguyễn Hữu Ngữ tích hợp với AHP trong đánh giá thích nghi cho cây keo lai tại xã Phú sơn, tỉnh Thừa Thiên Huế [6] Bằng cách tích hợp GIS và AHP, nghiên cứu đã xác định mức độ thích hợp trên các tiêu chí (tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường) và những diện tích đất có khả năng phát triển đối với cây keo lai tại xã Phú Sơn Báo cáo đã chứng minh được tính hiệu quả và sự cần thiết của sự tích hợp giữa GIS và AHP trong đánh giá sự thích hợp đất đai cho phát triển cây trồng nói chung và cây keo lai nói riêng

Cũng bằng phương pháp kết hợp AHP và GIS, Trần Thúy Hằng đã thực hiện đánh giá thích nghi đất đai cho cây sắn và cây cao su ở vùng đệm Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng [11] Với các chỉ tiêu về loại đất, tầng dày, độ dốc, thành phần cơ giới, hàm lượng mùn và điều kiện tưới, tác giả đã tiến hành đánh giá và phân hạng mức độ thích nghi của đất đai cho cây sắn và cây cao su trên địa bàn 7 xã vùng đệm Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng, hỗ trợ đắc lực cho quy hoạch phát triển cây sắn và cao su

Nghiên cứu tại huyện Cư Kuin, tỉnh Đắk Lắk đã ứng dụng AHP để xác định mức độ ưu tiên của các chỉ tiêu ảnh hưởng tới cây trồng, trên cơ sở đó ứng dụng công nghệ GIS xây dựng các bản đồ thích nghi cho cây Thông hai lá và Kéo lá

tràm Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực có điều kiện thuận lợi để phát triển hai loại cây trồng này [12]

Tại tỉnh Lào Cai, nghiên cứu đánh giá thích nghi được thực hiện trên cây thảo quả bằng công nghệ GIS và kỹ thuật đánh giá đa tiêu chuẩn Kết quả, thành lập được các bản đồ thành phần bao gồm: Bản đồ nhiệt độ, bản đồ lượng mưa, bản đồ độ dài mùa lạnh, bản đồ độ dài mùa khô Sau đó tiến hành thành lập bản đồ đánh giá các mức độ thích nghi của cây Thảo quả.Diện tích vùng rất thích nghi và tương đối thích nghi đối với cây Thảo quả là 124.361ha, chiếm trên 35% diện tích tự nhiên toàn tỉnh.Với diện tích Thảo quả thực tế hiện có là 5275ha (năm 2010) thì khả năng mở rộng diện tích là rất lớn Các huyện Bát Xát, Sa Pa, Văn Bàn và Bắc Hà có thể mở rộng diện tích, phát triển tập trung, hình thành vùng chuyên canh cây Thảo quả [10]

1.1.2.3 Thuận Châu

Trên địa bàn huyện Thuận Châu, Nguyễn TiếnChính và TrầnThị Hằng đã ứng dụng GIS và AHP để xây dựng bản đồ phân vùng thích nghi cây cao su trên địa bànhuyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La Kết quả là xác định diện tích thích nghi trung bình lớn nhất chiếm 54,53%,diện tích thích nghi cao nhỏ nhất chiếm 1,93% diện tích toàn huyện Bên cạnh đó, nghiên cứu còn xâydựng được bản đồ quy hoạch trồng mới cây cao su đến 2015 cho huyện [4]

1.2 Cơ sở lý luận nghiên cứu

1.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System - GIS)

1.2.1.1 Lịch sử phát triển

Theo ESRI [45], GIS được hình thành các đây hơn 50 năm là vào khoảng những năm 60 của thế kỷ XX Hệ thống thông tin địa lý hiện đại đầu tiên ở cấp độ quốc gia đã ra đời ở Canada năm 1964 với tên gọi là CGIS (Canadian Geographic Information Systems).Cùng thời gian đó các trường đại học ở Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và cho ra đời các chương trình GIS khác nhau

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ máy tính, công nghệ viễn thám và GIS đã phát triển mạnh mẽ vào thập kỷ 80 và bùng nổ vào những năm 90 Song song với các hoạt động lý thuyết và công nghệ, các hoạt động tiếp thị, giáo dục và đào tạo, ứng dụng GIS đã được mở rộng trên phạm vi toàn cầu kể cả nhà nước lẫn tư nhân GIS có sự phát triển sớm và mạnh ở các nước Bắc Mỹ và Tây Âu

Từ những năm cuối thập niên 80 của thế kỷ XX, GIS bắt đầu thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác quốc tế Tuy nhiên, đến giữa thập niên 90 GIS mới

có cơ hội phát triển ở Việt Nam

GIS ngày càng được nhiều người biết đến như một công cụ hỗ trợ quản lý trong các lĩnh vực như: quản lý tài nguyên thiên nhiên; giám sát môi trường; quản lý đất đai… Hiện nay, nhiều cơ quan Nhà nước và doanh nghiệp đã và đang sử dụng công nghệ như là một công cụ hỗ trợ quan trọng trong hoạt động của cơ quan mình

1.2.1.2 Khái niệm về GIS

GISđượcpháttriểnrộngkhắptrênthếgiới và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: địa chất, địa lý, quản lý tài nguyên và môi trường, quy hoạch,… vìvậy GIScũngcónhiềukhái niệmkhácnhauvềGIS Một số định nghĩa tiêu biểu về GIS có thể kể đến như:

Định nghĩa của Burrough [28] GIS là “một tập hợp các công cụ thu thập, lưu trữ, trích xuất, chuyển đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực để phục vụ cho một mục đích nào đó”

Theo Aronoff [28] định nghĩa GIS là “một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn khả năng về dữ liệu không gian: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu, xử lý và phân tích, xuất dữ liệu”

Một trong những định nghĩa đầy đủ được sử dụng phổ biến hiện nay do ESRI

đề xuất, thì GIS được hiểu là mộttổchứctổngthểcủabốnhợpphần:phầncứngmáytính, phầnmềm,tưliệuđịa

lývàngườiđiềuhành,đượcthiếtkếhoạtđộngmộtcáchcóhiệuquảnhằmtiếp nhận, lưutrữ,điềukhiển, phântích vàhiểnthịtoànbộcácdạngdữliệuđịalý GIScómục tiêu đầu tiên làxửlýhệthốngdữliệutrongmôitrườngkhông gian địa lý” [45]

Ở Việt Nam, NguyễnKim Lợi và cộng sự[15] địnhnghĩa GISlà“Mộthệthốngthông tinmànósửdụngdữliệuđầuvào, cácthaotácphân tích,cơsở dữ liệu đầura liênquanvềmặtđịalý khônggian,nhằmtrợgiúpviệcthu nhận,lưutrữ,quảnlý,xửlý,phântíchvàhiểnthịcácthôngtinkhông gian từthế giớithựcđể giảiquyếtcácvấnđề tổnghợptừthôngtinchocácmục đíchconngười đặtra,chẳnghạn:Hỗtrợviệcraquyếtđịnhchoquyhoạchvàquảnlýsửdụngđất,

tàinguyênthiênnhiên,môitrường,giaothông, dễdàngtrongviệcquy hoạchphát triểnđôthị vànhữngviệclưutrữdữliệuhànhchính”

Như vậy có thể hiểu hệ thống thông tin địa lý là một công cụ hỗ trợ và giảm thiểu khối lượng công việc cho người dùng Cùng với đó, nó cũng là sự kết hợp hoàn hảo giữa con người, máy tính tính và các thiết bị ngoại vi, nhằm thu thập, cập nhật, lưu trữ, tích hợp và xử lý, tra cứu, phân tích và hiển thị mọi dạng dữ liệu địa lý nhằm mục đích nghiên cứu và quản lý một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả

1.2.1.3 Chức năng của GIS ứng dụng trong nghiên cứu đánh giá thích nghi đất đai

 Thuthập và xử lý dữliệu:

TrongGISdữliệuđượcsửdụngđếntừnhiềunguồnkhác nhau, nhiều dạngvàđượclưutrữtheonhiềucáchkhácnhau.GIScungcấp côngcụđểtíchhợpdữ liệuthànhmộtdạngchungđểso sánhvà phântích

Cụ thể: Đây là quá trình chuyển đổi dạng dữ liệu từ các nguồn như: Bản đồ giấy, các file dữ liệu dạng excel, các bản đồ được biên tập trong các phần mềm,… có thể

sử dụng được trong cơ sở dữ liệu GIS

Chức năng được sử dụng:

- Số hóa và xử lý các dữ liệu thu thập được trong khu vực cần nghiên cứu sang

- Nhập các thông tin thuộc tính (thành dạng bảng thuộc tính) tương ứng với các đối tượng không gian của các lớp dữ liệu

Sau quá trình thu thập dữ liệu, các số liệu được nhập và vào máy tính, để hoàn thiện các dữ liệu, tiến hành xử lý các dữ liệu như sau:

- Đặt hệ tọa độ chuẩn cho các dữ liệu

- Biên tập các lớp dữ liệu: Xây dựng cấu trúc topology và chỉnh sửa lỗi topology của các đối tượng không gian

- Gắn thuộc tính cho các đối tượng bản đồ

- Bổ sung và hoàn thiện các lớp thông tin

 Quảnlýdữliệu:

Saukhidữliệuđượcthuthậpvàtíchhợp trong phần mềm GIS, các dữ liệu được tập hợp trong cơ sở dữ liệu được sắp xếp và lưu trữ ở các thư mục theo một cấu trúc nhất định

Chức năng quản lý củaGISthể hiện thông qua việc cungcấp chứcnănglưutrữvàduy trìdữliệu.Hệthốngquảnlýdữliệuhiệuquảphải đảm bảocácđiềukiệnvềantoàndữliệu,toànvẹndữliệu,lưutrữvàtrích

Phần mềm GIS cung cấp các công cụ thực hiện tính năng như: Phân tích bản đồ, chồng xếp bản đồ, nội suy không gian, tính toán các dữ liệu theo các mô hình phục

vụ phân tích đánh giá thích nghi:

- Các phép toán diện tích cho phép thống kê diện tích các khu vực cây trồng

- Phép nội suy cho phép xácđịnhcácgiátrịchưabiết củamộtđiểmhaymộtkhu vực, ví dụ nội suy lượng mưa, nhiệt độ các tháng,…

- Chồng xếp dữ liệu làquátrìnhkếthợpnhiềudữliệuthuộctính khácnhaunhằmtạo

- Hệ thống các bản đồ gồm các đối tượng không gian, tên bản đồ, khung bản

Phân tích đa chỉ tiêu (Multi Criteria Analysis - MCA) là công cụ ra quyết định được sử dụng để đánh giá các vấn đề khi đối mặt với các thay đổi và kỳ vọng khác nhau và muốn tìm các giải pháp tốt nhất liên quan đến các mục tiêu khác nhau

trong các lĩnh vực như quản lý tài nguyên thiên nhiên, sinh thái, môi trường, kinh tế

xã hội,…

MCA tạo ra một khuôn khổ cấu trúc trong việc ra quyết định cho các vấn đề, cho phép xem xét toàn diện các lựa chọn khi ra quyết định MCA tập trung vào quá trình quyết định chứ không phải kết quả cuối cùng [32]

Phân tích đa chỉ tiêu (MCA) là công cụ được phát triển nhằm giải quyết các vấn đề đa mục tiêu trong quá trình đưa ra quyết định MCA được áp dụng khi so sánh các phương án liên qua đến chính sách, kỹ thuật, quản lý,… bằng việc đánh giá mức độ quan trọng của các tiêu chí liên quan và sắp xếp chúng theo mức độ quan trong từ đó ra quyết định lựa chọn phù hợp nhất

Việc ra quyết định nhiều tiêu chí có thể được coi là một quá trình phức tạp và toàn diện bao gồm một cấp quản lý và một cấp kỹ thuật Cấp quản lý xác định các mục tiêu và lựa chọn thay thế tối ưu cuối cùng trong khi cấp độ kỹ thuật xác định các phương án thay thế, chỉ ra kết quả của việc chọn một trong số chúng từ điểm nổi bật của các tiêu chí khác nhau và xếp hạng các tiêu chí của các lựa chọn khác Ở cấp quản lý, các nhà hoạch định chính sách có quyền chấp nhận hoặc từ chối các giải pháp đề xuất bởi cấp độ kỹ thuật

Quá trình ra quyết định thường bao gồm 5 giai đoạn chính: Xác định vấn đề, thiết lập các tiêu chí và tạo ra lựa chọn thay thế, lựa chọn tiêu chí, đánh giá tiêu chuẩn, lựa chọn phương pháp đa tiêu chí phù hợp và cuối cùng xếp các giải pháp thay thế

1.2.2.2 Quy trình thực hiện MCA

 Xác định các phương án chính sách hay giải pháp sẽ phân tích

MCA được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực.Chúng thường được sử dụng trong quá trình ra quyết định.Vì vậy, trước khi tiến hành phân tích cần phải xác định vấn đề là gì, phân tích nhằm mục đích gì

 Xác định tiêu chí đánh giá

Sau khi xác định được vấn đề cần giải quyết, cần phải xác định hệ thống các tiêu chí đánh giá vấn đề đó.Tùy thuộc vào tính chất của vấn đề mà những tiêu chí được lựa chọn sao cho phù hợp nhất.Đây là bước quan trọng có tính chất quyết định đến kết quả MCA

1.2.3 Đánh giá thứ bậc - Analytic Hierarchy Process (AHP)

Vào những năm đầu thập niên 1970, Thomas L Saaty [38] đã phát triển phương pháp ra quyết định - Tiến trình phân tích thứ bậc (AHP) để giúp xử lý các vấn đề có nhiều tiêu chuẩn phức tạp Đây là một trong những kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi nhất trong MCA

AHP đưa ra một khuôn mẫu toàn diện và hợp lý để định lượng các yếu tố khi

ra quyết định, AHP cũng thể hiện thứ tự sắp xếp của những chỉ tiêu và nhờ vào đó người quyết định có thể đưa ra một quyết định cuối cùng hợp lý nhất AHP cũng giúp cho người đưa ra quyết định có thể hiểu rõ hơn những vấn đề của họ, cũng như giúp cho họ tìm thấy những gì là hợp lý nhất nhờ có sự sắp xếp theo thứ tự của các chỉ tiêu thông qua phương pháp so sánh theo cặp để xác định việc đánh đổi qua lại giữa các mục tiêu

AHP giúp trả lời các câu hỏi như “nên chọn phương án nào?” hay “phương

án nào là tốt nhất?” bằng cách chọn một phương án tốt nhất thỏa mãn các tiêu chí của người ra quyết định Các quyết định được đưa ra nhờ AHP vừa mang tính định tính và lại có cả tính định lượng Chúng có thể mô tả được nhận định của con người, cũng như mô tả cảm xúc, trực giác đánh giá của người trong các vấn đề cần đưa ra quyết định.AHP có thể giúp đánh giá kế hoạch một cách khách quan lẫn chủ quan, cung cấp một cơ chế hữu ích cho việc kiểm tra, lựa chọn và đánh giá có tính bền chặt hay không, qua đó có thể giảm thiểu được những sai lầm khi ra quyết định, thực hiện kế hoạch AHP tách toàn bộ vấn đề cần giải quyết thành nhiều bảng đánh giá khác nhau thông qua mức độ quan trọng của nó với mục tiêu thực hiện

Như vậy, AHP giúp cho người đưa ra quyết định có thể xác định chính xác mức độ ảnh hưởng của các nhân tố đến vấn đề nghiên cứu, từ đó, giúp họ nhận định vấn đề nghiên cứu rõ ràng hơn và tầm quan trọng của các nhân tố ảnh hưởng như thế nào đến vấn đề được đưa ra

1.2.3.1 Cơ sở lý thuyết của AHP

Phương pháp AHP bắt nguồn từ lý thuyết đo lường mức độ quan trọng dựa trên cơ sở toán học và tâm lý học Theo Arabinda Laskar, AHP dựa trên 3 nguyên tắc: (i) Phân tích vấn đề ra quyết định (thiết lập thứ bậc), (ii) đánh giá so sánh các thành phần, (iii) tổng hợp số liệu về độ ưu tiên

a, Phân tích vấn đề ra quyết định sẽ xác định mục tiêu, tiêu chí, phương án và

các thành phần khác có liên quan đến vấn đề cần đưa ra quyết định Sau đó, chúng sẽ được sắp xếp theo cấu trúc thứ bậc (Hình 1.1) Cấu trúc thứ bậc thay đổi tùy thuộc vào kinh nghiệm, kiến thức và hiểu biết của người ra quyết định về vấn đề

Hình 1.1 Cấu trúc thứ bậc

b, Đánh giá so sánh các thành phần sẽ được áp dụng để xác định mức độ

quan trọng tương đối của các yếu tố bằng cách so sánh cặp sau khi cấu trúc thứ bậc

đã được xây dựng Nhận định so sánh cặp được tiến hành dựa trên thông tin, trực giác, kiến thức và kinh nghiệm của người ra quyết định AHP dùng thang đánh giá bằng các con số để thể hiện mức độ quan trọng giữa các yếu tố (xem Bảng 1.1)

c, Tổng hợp số liệu về độ ưu tiên: Để có trị số chung của mức độ ưu tiên, cần

tổng hợp các số liệu so sánh cặp để có số liệu duy nhất về độ ưu tiên Số liệu duy nhất về độ ưu tiên được tính toán nhờ phương pháp giá trị riêng: Cho tập hợp A = {A1, A2, A3,…,An), thành lập ma trận A, mỗi phần tử của ma trận A đại diện cho một sự so sánh cặp, tỷ số được lấy từ tập hợp {1/9, 1/8,…,1/2, 1, 2,…, 8, 9} Ma trận so sánh là một ma trận có giá trị nghịch đảo qua đường chéo chính (Bảng 1.2)

Để tính toán trọng số các tiêu chí, ta sử dụng phương pháp vector riêng Các bước thực hiện phương pháp vector riêng [31]:

- Kết quả tính toán sẽ cho ước lượng các trọng số của các tiêu chí

Bảng 1.1 Phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty [37]

1 Quan trọng bằng nhau Hai thành phần có tính chất bằng nhau

3 Sự quan trọng giữa 1 thành

phần đối với thành phần kia

Kinh nghiệm và nhận định hơi nghiêng về

1 thành phần hơn thành phần kia

5 Cơ bản hay quan trọng nhiều

giữa cái này hơn cái kia

Kinh nghiệm và nhận định nghiêng mạnh

về một thành phần hơn phần kia

7 Sự quan trọng được biểu lộ

mạnh giữa cái hơn cái kia

Một thành phần được ưu tiên rất nhiềuhơn cái kia và được biểu lộ trong thực hành

9 Sự quan trọng tuyệt đối giữa

cái này hơn cái kia

Sự quan trọng hơn hẳn ở trên mức độ có thể

2, 4, 6, 8 Mức trung gian giữa các

mức nêu trên Cần sự thỏa hiệp giữa 2 mức độ nhận định

d, Tính tỷ số nhất quán (Consistency ratio - CR)

Sự nhất quán là hiện tượng không thể thành lập được các quan hệ bắc cầu trong khi so sánh cặp Ví dụ: A tốt hơn B, B tốt hơn C nhưng không phải lúc nào A cũng tốt hơn C Tỷ số nhất quán (CR) được dùng để xác định mức độ không nhất quán của các nhận định trong phương pháp AHP Nếu giá trị CR nhỏ hơn 10% thì kết quả có thể chấp nhận được, ngược lại nếu giá trị CR lớn hơn hoặc bằng 10% thì cần phải xem xét lại các bước trước đó.Quá trình tính toán tỷ số nhất quán được thực hiện qua các bước sau [38]:

- Xác định vector tổng trọng số bằng cách nhân ma trận so sánh cặp ban đầu với ma trận trọng số của các tiêu chí;

- Xác định vector nhất quán bằng cách chia vector tổng trọng số cho trọng số của các tiêu chí đã được xác định trước đó;

- Tính giá trị riêng lớn nhất (λmax) bằng cách lấy giá trị trung bình của vector nhất quán;

- Chỉ số nhất quán (CI) là chỉ số đo lường mức độ chệch hướng nhất quán và được xác định theo công thức: 𝐂𝐈 =𝛌𝐦𝐚𝐱 − 𝐧

𝐧− 𝟏Trong đó: λmax là giá trị trung bình của vector nhất quán và n là số tiêu chí

- Tỷ số nhất quán (CR) được tính theo công thức: 𝐂𝐑 =𝐂𝐈𝐑𝐈

Trong đó: RI là chỉ số ngẫu nhiên và nó phụ thuộc vào số tiêu chí được so sánh (xem Bảng 1.3)

1.2.4.2 Đánh giá thích nghi đất đai

Đánh giá thích nghi đất đai hay còn gọi là đánh giá đất đai (Land Evaluation)

có thể được định nghĩa như sau: “Quá trình đoán định tiềm năng của đất đai khi sử dụng cho một mục đích cụ thể” hay là dự đoán tác động của mỗi đơn vị đất đai đối với mỗi loại hình sử dụng đất

Theo Stewart (1968) “Đánh giá đất đai là đánh giá khả năng thích hợp của đất đai cho việc sử dụng đất đai của con người vào nông lâm nghiệp thiết kế thủy lợi, quy hoạch sản xuất… nhằm mục tiêu cung cấp những thông tin về sự thuận lợi

và khó khăn cho việc sử dụng đất làm căn cứ cho việc dự đoán những điều kiện môi trường bên trên, bên trong và bên dưới nó như các hoạt động sinh học xảy ra

trước và hiện tại ở chừng mực nhất định có ảnh hưởng đến việc sử dụng vạt đất đó hiện tại và trong tương lai làm căn cứ cho việc đưa ra quyết định quản lý và sử dụng đất đai” [11]

Theo A.Yong đánh giá đất đai là quá trình đoán định tiềm năng của đất đai cho một hoặc một số loại hình sử dụng đất đai được đưa ra để lựa chọn

Huizing, đánh giá đất đai là một cơ sở then chốt quan trong tronng việc sử dụng đất cho cây trồng Kết quả của đánh giá đất đai cung cấp những thông tin về loại đất và các điều kiện tự nhiên khác cho việc lựa chọn loại hình sử dụng đất đai

Đất giá đất đai: Là sự đánh giá các đặc tính của đất đai khi sử dụng cho một mục đích sử dụng đặc biệt bao gồm sự thực hiện và thể hiện các thông tin về khảo sát

và nghiên cứu dạng địa hình của đất đai, khí hậu thực vật và những khía cạnh khác của đất đai để xác định và so sánh các loại sử dụng đất đai, thực vật và những khía cạnh khác nhau của đất đai để xác định và so sánh các loại sử dụng đất đai có triển vọng, được thiết kế và hỗ trợ trong việc quản lý và quy hoạch sử dụng đất đai [40]

Theo FAO (1976), đánh giá đất đai là quá trình so sánh đối chiếu những tính chất vốn có của vạt đất cần đánh giá với những tính chất đất đai theo yêu cầu của đối tượng sử dụng

Xét trên quan điểm sinh thái và phát triển lâu bền, đất đai trong đánh giá đất được hiểu như là “Một khoanh đất được xác định về bề mặt địa lý, là một diện tích

bề mặt của trái đất với những thuộc tính tương đối ổn định hoặc thay đổi có tính chất chu kỳ có thể dự đoán được của môi trường bên trên, bên trong và bên dưới nó như không khí, loại đất, điều kiện địa chất, thuỷ văn, động vật, thực vật, những hoạt động hiện nay và trước đây của con người, ở chừng mực mà những thuộc tính này

có ảnh hưởng đáng kể đến việc sử dụng khoanh đất đó trong hiện tại và tương lai”

Vì vậy, đánh giá đất phải được xem xét trên phạm vi rất rộng, bao gồm cả không gian, thời gian, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội…

1.3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Quan điểm tiếp cận

1.3.1.1 Quan điểm tổng hợp

Môi trường tư nhiên được coi là một hệ thống hoàn chỉnh và phức tạp.Trong

đó, các yếu tố luôn luôn có sự tương tác dẫn nhau Để đánh giá thích nghi cây trồng, nghiên cứu cần xem xét tác động của nhiều nhân tố như: Địa hình, độ dốc, lượng mưa, hoạt động sử dụng đất,…Chính vì vậy, nghiên cứu cần đánh giá tổng hợp các hợp phần của tự nhiên nhằm xác định mức độ tác động của các nhân tố lên sự phát triển của các loại cây trồng

1.3.1.2 Quan điểm phát triển bền vững

Định hướng phát triển hiện nay chú trọng đến sự phát triển bền vững Vì vậy, đánh giá thích nghi đất đai nhằm phục vụ mục tiêu phát triển bền vững, nghiên cứu bước đầu tập trung vào đặc điểm của tự nhiên kết hợp với hiện trạng

sử dụng đất đai tại địa phương từ đó xác định khả năng thích nghi của từng loại đất đai nhằm để ra các phương án sử dụng đất thích hợp nhất thỏa mãn các yêu cầu về sinh thái, môi trường

1.3.2 Sơ đồ nghiên cứu

Nghiên cứu thích nghi đất đai phục vụ phát triển cây ăn quả ở Thuận Châu được mô tả cụ thể trong hình 1.2

Nghiên cứu được thực hiện như sau:

Bước 1: Thu thập, xử lý và chuẩn hóa dữ liệu

Bước 2: Thành lập bản đồ các nhân tố cần đánh giá

Bước 3: Nghiên cứu đặc điểm sinh thái của cây trồng từ đó xây dựng các bản

đồ chuyên đề cho các loại cây trồng tương ướng

Bước 4: Xây dựng bản đồ định hướng phát triển cây ăn quả cho khu vực nghiên cứu.Với kết quả từ bản đồ định hướng sử dụng lãnh thổ đề xuất định hướng

Hình 1.2.Sơ đồ nghiên cứu

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu

1.3.3.1 Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra, luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu cụ thể như sau:

a) Phương pháp thống kê, phân tích - tổng hợp tài liệu:

Từ những mục tiêu đặt ra, nghiên cứu tiến hành thu thập các dữ liệu bao gồm tài liệu, số liệu, báo cáo và bản đồ liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, cây trồng

Trước khi tiến hành nghiên cứu, đánh giá thích nghi, các tài liệu cần thu thập bao gồm các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và các tai biến thiên nhiên liên quan đến khu vực nghiên cứu Tuy nhiên, các dữ liệu thu thập chưa đồng

bộ, đặc biệt là các dữ liệu bản đồ, do đó cần phải phân tích các số liệu nhằm phục

vụ chuẩn hóa để đảm bảo sự đồng bộ và tính chính xác của dữ liệu Kết quả thu được sẽ góp phần giảm thời gian đi thực địa và công việc trong quá trình khảo sát

b) Phương pháp khảo sát thực địa:

Tiến hành khảo sát khu vực huyện Thuận Châu, Sơn La khảo sát theo tuyến

và khảo sát các điểm chìa khóa

(1) Giai đoạn tiền khảo sát: Giai đoạn chuẩn bị trước khi tiến hành khảo sát, đây là nhiệm vụ quan trọng đối với công tác khảo sát thực địa, đóng vai trò quyết định hiệu quả của giai đoạn khảo sát thực địa Để phục vụ cho công tác khảo sát thực địa cần đảm bảo được 2 nội dung chính sau:

+ Thu thập, chỉnh lý các tài liệu thu thập được liên quan đến khu vực nghiên cứu: bản đồ địa hình và các loại bản đồ hợp phần kèm theo mô tả đặc điểm, phân bố của các hợp phần thành tạo cảnh quan

+ Sơ bộ vạch tuyến khảo sát và các điểm chìa khóa, để phục vụ việc phỏng vấn và để thấy rõ hơn đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội đặc biệt là hiện trạng sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu

+ Đưa ra bảng chú giải cảnh quan sơ bộ trước khi đi khảo sát chi tiết

(2) Giai đoạn khảo sát thực địa: Giai đoạn khảo sát thực địa: Sau quá trình chuẩn bị, tiến hành khảo sát theo tuyến, lộ trình đã được vạch sẵn trong giai đoạn tiền khảo sát Khảo sát các điểm chìa khóa để thấy rõ các đặc trưng về địa hình, thổ nhưỡng, thực vật, các loại cây ăn quả hiện đang được chú trọng…

(3) Giai đoạn trong phòng:Đây là giai đoạn cuối cùng trong khảo sát thực địa Từ kết quả đã thu thập được biên tập chỉnh sửa và chuẩn hóa các dữ liệu

c) Phương pháp điều tra, phỏng vấn người dân địa phương

Để đánh giá thích nghi đất đai trên địa bàn huyện Thuận Châu, nghiên cứu tiến hành phỏng vấn ngẫu nhiên các hộ dân trên địa bàn huyện nhằm đánh giá hiện trạng cây trồng, kinh nghiệm trong phát triển cây ăn quả cũng như những khó khăn trong canh tác cây trồng trên địa bàn

Xác định cỡ mẫu điều tra:

Cỡ mẫu được tính theo công thức của Cochran (1977) [6]:

n = N

1 + N(e)²

n:Cỡ mẫuN: Số lượng đơn vị trong tổng thể

e: Sai số cho phép

Với N (bằng dân số toàn huyện) = 165.000 người (tính đến 2016), sai số cho phép là e = 10% Khi đó, cỡ mẫu cần khảo sát là ~100 mẫu (99,939 mẫu)

d) Phương pháp chuyên gia:

Nghiên cứu xây dựng trọng số của các tiêu chí đặc tính đất đai được lựa chọn

để đánh giá thích nghi Phương pháp này được tiến hành bằng cách lập bảng hỏi, tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong ngành từ đó xác định được trọng số cho từng yếu tố có tác động như nhà nông học, nhà kinh tế, nông dân,… Những ý kiến được thu thập từ các bên liên quan có trình độ và kinh nghiệm, phương pháp này sẽ rất tốt, đảm bảo tính chính xác, đơn giản và nhanh chóng

e) Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý:

Đây là công cụ quan trọng trong quá trình nghiên cứu của đề tài Cụ thể: + Bản đồ: Phục vụ biên tập, xây dựng và trình bày các bản đồ chuyên đề và bản đồ kết quả của luận văn

rừng và sâu bệnh nông nghiệp cấp huyện vùng Tây Bắc”, mã số TB.13C/13-18, thuộc chương trình Khoa học và Công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2013-2018 “Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Bắc” do PGS.TS.Nguyễn Ngọc Thạch làm chủ trì.Hệ thống dữ liệu nghiên cứu sử dụng cụ thể như sau:

- Nhóm dữ liệu nền địa lý

Dữ liệu về địa giới hành chính, huyện

xã, giao thông, sông, suối, Bản đồ hành chính

Dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất (Land use database)

Dữ liệu về sự phân bố các loại hình sử

- Nhóm dữ liệu về tự nhiên

Dữ liệu địa mạo - Bản đồ địa mạo

Dữ liệu thổ nhưỡng - Dữ liệu về loại đất - Bản đồ thổ nhưỡng

Dữ liệu về địa hình - Dữ liệu DEM - Bản đồ độ cao

- Bản đồ độ dốc

Dữ liệu về khí hậu - Dữ liệu về nhiệt độ

- Dữ liệu về lượng mưa

- Bản đồ nhiệt độ

- Bản đồ lượng mưa

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI

HUYỆN THUẬN CHÂU - TỈNH SƠN LA 2.1 Nhóm nhân tố tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý

Thuận Châu là một huyện miền núi phía Bắc của tỉnh Sơn La có diện tích tự nhiên là 153.336 ha với 29 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm 28 xã và 1 thị trấn Đây là mảnh đất được hình thành từ rất sớm được biết tới với tên gọi là Mường Muối Huyện nằm dọc theo quốc lộ 6 cách thị xã Sơn La 34km về phía Tây Bắc, cách huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên 52km về phía Đông Nam

Tọa độ địa lý: Từ 21012’ đến 21041’ vĩ độ Bắc

Từ 103020’ đến 103059’ kinh độ Đông

Hình 2.1 Bản đồ vị trí địa lý huyện Thuận Châu

Vị trí tiếp giáp

- Phía Bắc giáp huyện Quỳnh Nhai và Mường La, tỉnh Sơn La

- Phía Nam giáp huyện Mai Sơn và Sông Mã, tỉnh Sơn La

- Phía Tây giáp huyện Điện Biên Đông, Mường Áng và Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên

- Phía Đông giáp huyện Mường La và thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La

Thuận Châu là huyện nằm cuối cùng của tỉnh, có 80km đường địa giới tiếp giáp với địa phương khác, huyện có vị trí quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của tỉnh (xem Hình 2.1)

Là một huyện thuộc khu vực Tây Bắc, Thuận Châu mang đầy đủ các đặc trưng đại diện cho vùng sinh thái miền núi Tây Bắcvề kiến tạo, địa hình - địa mạo, khí hậu,… của khu vực Cụ thể, do hoạt động kiến tạo mạnh mẽ của địa hình và hoạt động Tân kiến tạo, địa động lực trên nền tảng khí hậu nhiệt đớitạo ra sự đa dạng về cảnh quan kết hợp với diện tích đất tự nhiên tương đối lớn tạo ra tiềm năng lớn trong phát triển các loại cây trồng trên địa bàn

2.1.2 Địa hình - địa mạo

Nhân tố địa hình - địa mạo tác động đến thích nghi đất đai thông qua các thông số về đặc điểm địa mạo, độ cao và độ dốc Tùy thuộc vào từng loại cây trồng

mà các nhân tố sẽ có mức độ tác động khác nhau [1]

2.1.2.1 Địa hình

Địa hình mang đặc trưng cơ bản của dạng địa hình các tỉnh miền núi phía Bắc Khu vực có độ cao trung bình 700 - 750m so với mực nước biển Diện tích khu vực nghiên cứu được phân hóa thành 2 phần rõ rệt: Phần phía Tây thuộc lưu vực Sông Mã với địa hình cao trên 700m với dãy núi cao nhất là dãy Côpia có đỉnh cao 1.821m và phần phía Đông thuộc lưu vực sông Đà với địa hình thấp hơn 700m, địa hình thấp nhất ở sát Sông Đà với độ cao 140m [1] với ranh giới tự nhiên là các dãy

Thuận Châu có địa hình dốc và bị cắt xẻ mạnh, phần lớn diện tích có độ dốc lớn hơn 250 (xem Hình 2.3) Xen kẽ các dãy núi là những phiêng bãi, ruộng nước tương đối bằng phẳng và không liên tục

Với những đặc điểm địa hình nói trên, khu vực Thuận Châu sẽ có sự phân hóa trong định hướng khai thác, lựa chọn đối tượng cây trồng theo từng mức địa hình tương ứng

- Sườn trượt lở trung bình

- Sườn bóc mòn trên các đá khác nhau