Đánh giá tiềm năng sinh thái tự nhiên dựa trên cơ sở gis phục vụ phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở huyện sơn hà tỉnh quảng ngãi

Cảnh quan khi mang tính kiểu loại được áp dụng cho cả cảnh quan tự nhiên và cảnh quan nhân sinh, là đối tượng áp dụng các biện pháp bảo vệ thiên nhiên, nghiên cứu cứu cảnh quan khi nhiều

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

CAO THỊ LỆ QUỲNH

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SINH THÁI TỰ NHIÊN DỰA TRÊN

CƠ SỞ GIS PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT

NÔNG LÂM NGHIỆP Ở HUYỆN SƠN HÀ TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

(i) Luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của tôi,

(ii) Số liệu trong luận văn được điều tra trung thực,

(iii) Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Học viên

Cao Thị Lệ Quỳnh

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Nông lâm Huế theo chương trình đào tạo cao học Lâm học hệ chính quy, khóa học 2013 - 2015 Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô đã giảng dạy trong chương trình Cao học Lâm học, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức hữu ích về chuyên môn làm cơ sở cho tôi thực hiện tốt luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Lợi đã tận tình hướng dẫn cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn Mặc dù trong quá trình thực hiện luận văn có giai đoạn không được thuận lợi nhưng những gì Thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo đã cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Hạt kiểm lâm huyện Sơn Hà, Trạm khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Ngãi đã tạo điều kiện cho tôi điều tra, thu thập thông tin và thu thập số liệu ngoại nghiệp

Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học cũng như thực hiện luận văn

Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến góp ý của Thầy/Cô và các anh chị học viên

Huế, tháng 6, năm 2015

Học viên

Cao Thị Lệ Quỳnh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Cơ sở lý luận của nghiên cứu đánh giá tiềm năng sinh thái 3

1.1.1 Tổng quan về sinh thái cảnh quan 3

1.1.1.1 Khái niệm về sinh thái tự nhiên 3

1.1.1.2 Tiếp cận sinh thái cảnh quan 6

1.1.1.3 Hệ sinh thái nhân tạo 8

1.1.1.4 Phân biệt giữa hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo 8

1.1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 10

1.1.2.1 Khái niệm về GIS 10

1.1.2.2 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên 12

1.2 Cơ sở thực tiễn của nghiên cứu đánh giá tiềm năng sinh thái 15

1.2.1 Các công trình nghiên cứu cảnh quan trên thế giới 15

1.2.2 Các công trình nghiên cứu cảnh quan ở Việt Nam 17

1.2.3 Đánh giá chung 19

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể 21

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 21

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 21

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 21

2.3 Nội dung nghiên cứu 21

2.4 Phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 21

2.4.1.1 Dữ liệu không gian 21

2.4.1.2 Dữ liệu thuộc tính 22

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 22

2.4.2.1 Phương pháp đánh giá thực trạng thảm thực vật 22

2.4.2.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp của từng vùng sinh sinh thái tự nhiên 22

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế - xã hội ở huyện Sơn Hà 32

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 32

3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 41

3.2 Thực trạng thảm thực vật/ cảnh quan sinh thái tự nhiên tại huyện Sơn Hà 51

3.2.1 Đặc điểm cảnh quan tại huyện Sơn Hà 51

3.2.2 Đánh giá tiềm năng sinh thái tự nhiên tại huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 51

3.3 Đánh giá tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 53

3.3.1 Tiêu chí khí hậu 53

3.3.2 Tiêu chí đất 56

3.3.3 Tiêu chí địa hình 59

3.3.4 Tiêu chí thảm thực vật 62

3.3.5 Đánh giá tiềm năng chung sản xuất đất nông lâm nghiệp tại huyện Sơn Hà 63

3.4 Đánh giá sự thích hợp đất cho từng loại hình sử dụng nông lâm nghiệp 65

3.4.1 Các lớp bản đồ thành phần 65

3.4.2 Đánh giá sự thích hợp đất cho từng loại hình sử dụng đất tại huyện Sơn Hà 68

3.4.3 Đánh giá sự thích hợp chung cho các loại hình sử dụng đất 70

3.5 Định hướng bố trí sử dụng đất và đề xuất loài cây trồng phù hợp tại huyện Sơn Hà Hà 72

3.5.1 Đề xuất hướng sử dụng đất đai cho phát triển nông - lâm nghiệp huyện Sơn Hà 72

3.5.2 Đề xuất hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng 72

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 76

1 KẾT LUẬN 76

2 ĐỀ NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC 81

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

FAO Food and Agriculture Organization

AHP Analytic Hierarchy Process

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chí phân loại rừng đặc dụng theo hệ sinh thái tự nhiên 9

Bảng 1.2 Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo 10

Bảng 2.1 Tỷ lệ chồng lớp của các nhân tố và đểm tiềm năng cho các chỉ tiêu đánh giá 24

Bảng 2.2 Xếp hạng phù hợp cho các dạng sử dụng đất ở huyện Sơn Hà 27

Bảng 2.3 Thang độ ưu tiên của của Saaty trong so sánh cặp đôi các nhân tố/tiêu chí 28

Bảng 2.4 So sánh các nhân tố/tiêu chí 29

Bảng 2.5 Ma trận trọng số các tiêu chí 29

Bảng 3.1 Lao động làm việc phân theo ngành qua các năm 43

Bảng 3.2 Giá trị sản xuất của 3 ngành qua các năm (triệu đồng) 44

Bảng 3.3 Diện tích các loài cây nông nghiệp 45

Bảng 3.4 Năng suất các loài cây nông nghiệp 46

Bảng 3.5 Diễn biến tình hình gia súc, gia cầm ở huyện Sơn Hà 48

Bảng 3.6 Sản lượng thủy sản ở huyện Sơn Hà qua các năm 50

Bảng 3.7 Hiện trạng che phủ đất năm 2013 ở huyện Sơn Hà 52

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của lượng mưa đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 54

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 55

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của loại đất đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 56

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của thành phần cơ giới đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp nghiệp 58

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của độ cao đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 59

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của độ dốc đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 61

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của thảm thực vật đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp 62 Bảng 3.15 Mô tả về phân hạng tiềm năng chung cho các loại hình sản xuất nông lâm nghiệp tại huyện Sơn Hà 64

Bảng 3.16 Phân hạng tiềm năng sử dụng đất ở huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 64

Bảng 3.17 Trọng số của các nhân tố ảnh hưởng đến sự thích hợp đất sản xuất nông lâm lâm nghiệp 68

Bảng 3.18 Tổng hợp diện tích phân cấp phù hợp theo các loại hình sử dụng đất 69

Bảng 3.19 Diện tích phân bố cho các loại hình sử dụng đất 71

Bảng 3.20 Hướng sử dụng đất đai cho từng vùng phân bố tại huyện Sơn Hà 72

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quy trình xây dựng bản đồ và đánh giá tiềm năng sử dụng đất lâm

nghiệp ở huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 23

Hình 2.2 Qui trình đánh giá sự phù hợp đất cho các loại hình sử dụng đất nông lâm nghiệp 31

Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Sơn Hà 32

Hình 3.2 Tỷ lệ dân tộc trên địa bàn huyện Sơn Hà 42

Hình 3.3 Lao động làm việc phân theo ngành qua các năm 43

Hình 3.4 Diện tích các loài cây nông nghiệp 46

Hình 3.5 Năng suất các loài cây nông nghiệp 47

Hình 3.6 Diễn biến tình hình gia súc gia cầm ở huyện Sơn Hà qua các năm 49

Hình 3.7 Bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật tại huyện Sơn Hà 53

Hình 3.8 Bản đồ phân cấp ảnh hưởng lượng mưa đến tiềm năng sản xuất NLN 54

Hình 3.9 Bản đồ phân cấp ảnh hưởng tiêu chí nhiệt độ đến tiềm năng sản xuất NLN 55

Hình 3.10 Bản đồ phân cấp tiêu chí loại đất ảnh hưởng đến tiềm năng sản xuất NLN 57

Hình 3.11 Phân cấp tiêu chí thành phần cơ giới ảnh hưởng đến tiềm năng sản xuất NLN 58

Hình 3.12 Bản đồ phân cấp tiêu chí độ cao ảnh hưởng đến sản xuất NLN 60

Hình 3.13 Bản đồ phân cấp tiêu chí độ dốc ảnh hưởng đến sản xuât NLN 61

Hình 3.14 Bản đồ phân cấp tiêu chí lớp phủ thực vật tái sinh ảnh hưởng tiềm năng sản xuất NLN 62

Hình 3.15 Bản đồ phân hạng tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp tại huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi 65

Hình 3.16 Bản đồ tiêu chí dạng đất 66

Hình 3.17 Bản đồ tiêu chí độ chua đất 67

Hình 3.18 Bản đồ tiêu chí hướng phơi địa hình 67

Hình 3.19: Bản đồ đánh giá phân hạng phù hợp cho loại hình sản xuất nông nghiệp 70

Hình 3.20: Bản đồ đánh giá phân hạng phù hợp cho loại hình sản xuất lâm nghiệp 70

Hình 3.21 Bản đồ đánh giá phân hạng phù hợp cho loại hình sản xuất NLKH71 Hình 3.22 Bản đồ đánh giá sự phù hợp chung cho các loại hình sản xuất lựa chọn 71

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sự tồn tại và phát triển của hệ sinh thái tự nhiên phụ thuộc chặt chẽ vào nhiều yếu

tố như khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình, thủy văn, thảm thực vật… Từ quan điểm phát triển bền vững, việc lập quy hoạch kế hoạch sử dụng đất, chọn loài cây trồng theo mục đích sử dụng và khả năng tương thích tiềm năng của đất với tiềm năng sinh thái tự

nhiên của khu vực Theo định nghĩa của luật đa dạng sinh học năm 2008 thì “Hệ sinh

thái tự nhiên là hệ sinh thái hình thành, phát triển theo quy luật tự nhiên, vẫn còn giữ được các nét hoang sơ” Tuy nhiên, hiện tại thật khó để xác định hệ sinh thái tự nhiên theo quy định của luật đa dạng sinh học vì con người tác động đến tự nhiên ngày càng nghiêm trọng Đơn cử như rừng tự nhiên nước ta năm 2007 là 10.283.965 ha, cho đến năm 2012 là 10.423.844 ha [2],[3] Tuy nhiên, diện tích cho rừng đặc dụng và rừng phòng hộ lại giảm sút trong khi đó diện tích này tăng ở rừng sản xuất cho thấy chất lượng rừng tự nhiên giảm Thực tế cho thấy các hệ sinh thái rừng tự nhiên vẫn đang bị xâm phạm và tàn phá hằng ngày, và hàng chục ngàn hecta rừng tự nhiên lá rộng thường xanh được quy hoạch là rừng sản xuất đã được chuyển mục đích sử dụng sang loại cây trồng khác Tỉnh Quảng Ngãi nằm ở vùng duyên hải Nam Trung Bộ Địa hình có tính chuyển tiếp từ địa hình đồng bằng ven biển ở phía Đông đến địa hình miền núi cao ở phía Tây Miền núi chiếm khoảng ¾ diện tích toàn tỉnh Do ảnh hưởng phức hợp của nhiều nhân tố như địa hình, địa mạo, đất đai, nguồn nước… trên địa bàn tỉnh tồn tại nhiều hệ sinh thái gồm hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái biển và hệ sinh thái nông nghiệp

Hệ sinh thái nông nghiệp: Quảng Ngãi thuộc vùng sinh thái nông nghiệp Nam - Ngãi có các đặc trưng của tiểu vùng sinh thái ven biển, đồng bằng, trung du và miền núi Do đa dạng về tiểu vùng sinh thái nên có khả năng lựa chọn các mô hình sản xuất nông nghiệp phù hợp mang lại hiệu quả kinh tế và phát triển nông nghiệp bền vững như nuôi trồng thủy sản, trồng các loại cây lương thực, cây công nghiệp, trồng rừng …

Hiện nay, có nhiều chính sách phát triển kinh tế xã hội cũng như nhiều chương trình dự án phát triển khu vực miền núi bước đầu có hiệu quả nhưng chuyển biến chưa chưa mạnh Huyện Sơn Hà là một huyện miền núi thuộc tỉnh Quảng Ngãi Đa phần là dân tộc Hre, đời sống còn nhiều khó khăn Một số nghiên cứu về tính đa dạng sinh học học khu vực miền núi, ứng dụng GIS xây dựng bản đồ tiềm năng lũ quét, đánh giá về thực trạng phát triển kinh tế xã hội đã góp phần vào phát triển khu vực miền núi Tuy nhiên, số lượng công trình nghiên cứu tại đây còn khá thấp, việc đánh giá tiềm năng sinh thái của khu vực ít được đề cập đến Người dân còn áp dụng rập khuôn các mô hình trồng trọt do vậy lợi ích kinh tế mang lại chưa dựa trên quan điểm phát triển bền vững Để giải quyết vấn đề thực tế hiện nay ở miền núi nói chung và huyện Sơn Hà nói

nói riêng cần nghiên cứu sinh thái, đánh giá tiềm năng sinh thái trở thành hướng nghiên nghiên cứu quan trọng đáp ứng được nhiều vấn đề thực tế đặt ra và là cơ sở khoa học cho việc lựa chọn mục tiêu sử dụng thích hợp của vùng

Để đánh giá đúng tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp, từ đó định hướng bố trí sử dụng đất và đề xuất loài cây trồng phù hợp cần phải dựa trên các phương pháp khoa học, khách quan mà công nghệ GIS mang nhiều ưu điểm trong phân tích, xử lý dữ liệu

Với những vấn đề nêu trên mà tôi tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá tiềm năng sinh thái tự nhiên dựa trên cơ sở GIS phục vụ phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi” Đề tài này hướng vào giải quyết nhiệm vụ trên

phân tích mối quan hệ tác động tương hổ giữa các thành phần riêng lẻ của tự nhiên, để đánh giá các chỉ tiêu hợp phần từ đó đề xuất loài cây trồng phù hợp cho phát triển sản xuất nông lâm nghiệp

2 Mục đích của đề tài

Đánh giá được tiềm năng sinh thái tự nhiên phù hợp với đặc điểm lãnh thổ, góp phần cung cấp thông tin cho những nhà quản lý và chuyên môn trong việc quy hoạch và lập kế hoạch sử dụng đất hợp lý

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Kết quả là nguồn tài liệu hữu ích cho cơ quan chức năng trong quá trình làm việc Kết quả ứng dụng trong việc đánh giá tổng hợp nguồn tài nguyên và sử dụng tài nguyên của khu vực

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở lý luận của nghiên cứu đánh giá tiềm năng sinh thái

1.1.1 Tổng quan về sinh thái cảnh quan

1.1.1.1 Khái niệm về sinh thái tự nhiên

Hệ sinh thái được nghiên cứu và các khái niệm về hệ sinh thái đã ra đời ở cuối thế

kỷ thứ XIX dưới các tên khác nhau như “Sinh vật quần lạc”, “Sinh vật địa quần lạc” Cụm từ “Hệ sinh thái” (ecosystem) được A Tansley nêu ra vào năm 1935 và trở thành phổ biến, được sử dụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các hệ sinh thái tự nhiên

mà cả các hệ sinh thái nhân tạo Cụm từ “Hệ sinh thái” còn bao gồm từ những hệ cực bé (microecosystem), đến các hệ lớn như một khu rừng, cánh đồng rêu, biển và đại dương,

và hệ cực lớn như sinh quyển (Vũ Trung Tạng, 2001) [27]

Trong hệ sinh thái liên tục xảy ra quá trình tổng hợp và phân huỷ vật chất hữu cơ

và năng lượng Năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất tiếp nhận sẽ di chuyển tới sinh vật tiêu thụ các bậc cao hơn Trong quá trình đó, năng lượng bị phát tán và thu nhỏ

về kích thước Trái lại, các nguyên tố hoá học tham gia vào quá trình tổng hợp chất hữu

cơ sau một chu trình tuần hoàn sẽ trở lại trạng thái ban đầu trong môi trường

Cân bằng sinh thái được tạo ra bởi chính bản thân hệ và chỉ tồn tại được khi các điều kiện tồn tại và phát triển của từng thành phần trong hệ được đảm bảo và tương đối

ổn định Con người cần phải hiểu rõ các hệ sinh thái và cân nhắc kỹ trước khi tác động lên một thành phần nào đó của hệ, để không gây suy thoái, mất cân bằng cho hệ sinh thái Tác động của con người đối với hệ sinh thái rất lớn, có thể phân ra các loại tác động chính sau đây:

- Tác động vào cơ chế tự ổn định, tự cân bằng của hệ sinh thái

- Tác động vào các chu trình sinh địa hoá tự nhiên

- Tác động vào các điều kiện môi trường của hệ sinh thái: khí hậu, thuỷ điện v.v

- Tác động vào cân bằng sinh thái [13]

Hệ sinh thái tự nhiên được giải thích tại điều 3, Luật đa dạng sinh học là Hệ sinh thái tự nhiên là hệ sinh thái hình thành, phát triển theo quy luật tự nhiên, vẫn còn giữ được các nét hoang sơ Luật đa dạng sinh học tập trung quản lý các hệ sinh thái mà ở đó

có nguồn gốc là hệ sinh thái tự nhiên, đang phát triển theo quy luật tự nhiên và quan trọng là còn giữ được các nét hoang sơ [17]

Các hệ sinh thái tự nhiên được hình thành bằng các quy luật tự nhiên, rất đa dạng: dạng: từ các giọt nước cực bé lấy từ ao, hồ đến cực lớn như rừng mưa nhiệt đới, hoang

hoang mạc và các đại dương, chúng đang tồn tại và hoạt động trong sự thống nhất và toàn vẹn của sinh quyển

Hệ sinh thái tự nhiên trên thế giới được xếp thành 3 nhóm: các hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước mặn và hệ sinh thái nước ngọt (Nguyễn Văn Tuyên, 2000) Các hệ sinh thái trên cạn

Các HST trên cạn được đặc trưng bởi các quần hệ thực vật, vì ở đây thảm thực vật chiếm sinh khối lớn nhất Theo các nhà khoa học, trên thế giới có các hệ sinh thái tự nhiên trên cạn sau:

- Đài nguyên phân bố ở xung quanh Bắc Cực (Grinlen, lục địa Bắc Mỹ và

rasia) là một vùng rộng lớn, bao la rất ít cây cối vì băng tuyết Số loài thực vật rất ít, sinh trưởng kém và thời gian sinh trưởng ngắn (khoảng 60 ngày), đặc trưng có cỏ bông, rêu, địa y Về động vật có tuần lộc, hươu Caribu, thỏ cực, chó sói cực, chuột Lemmus, Tacmingan, Pipit, muỗi và ruồi đen (Nguyễn Văn Tuyên, 2000)

- Rừng lá nhọn (rừng lá kim hay rừng tai ga) phân bố ở Bắc Mỹ, Bắc Âu và

Bắc Á, hay còn gọi là rừng ôn đới thường xanh Thực vật sống ở đây gồm có thông núi, thông đỏ, Sequoia (cao 81 - 110m, đường kính 12m, sống 2000 - 3000 năm), một ít liễu

và bạch dương Đặt biệt ở đầm lầy Canada có pH chua và có nhiều rêu Ở vùng này, lượng mưa có thể lên đến hơn 6000 mm/năm, do vậy người ta còn gọi vùng này là rừng mưa ôn đới, mùa hè có sương mù

- Rừng rụng lá ôn đới ở Đông Bắc Mỹ, khắp Châu Âu, cuối Nam Mỹ, Trung

Quốc, Nhật Bản và Úc Điểm đặc trưng là số lượng loài cây nhiều, mưa phân bố đều, rất nhiều loài động vật phong phú, đặc biệt là chim và động vật có vú

- Rừng mưa nhiệt đới là hệ sinh thái phát triển nhất trong các hệ sinh thái rừng

Nhiệt độ cao, lượng mưa lớn (2.500 – 4.500 mm/năm, ở Camơrun 10.170 mm/năm, Atsam 11.600 mm/năm) Rừng mưa nhiệt đới phân bố ở lưu vực sông Amazon, sông Congo, khu vực Ấn Độ, Mã Lai, Tây Phi Phần lớn thực vật là dây leo, thực vật bì sinh (lan, rêu, địa y), cây cao trung bình 46 – 55 m, có nhiều rễ phụ, rễ bạnh, bò như rắn trên mặt đất Rừng nhiệt đới là quê hương của cây tếch, cây boni Trong các khu vực rừng mưa nhiệt đới thì rừng Ấn Độ, Mã Lai giàu nhất, trong 1km2 có hàng vạn loài; rừng Châu Phi là nghèo nhất Động vật có nhiều loài chim, lưỡng thê, linh trưởng, nai, hoẵng, heo rừng, …

- Thảo nguyên (savan) có khí hậu ấm áp, có mùa khô kéo dài Điển hình là

savan Châu Phi – nơi có nhiều vườn thú lớn Động vật có sơn dương, ngựa vằn, trâu, hươu cao cổ,… Đã có thời kỳ 42% đất trên thế giới là đồng cỏ Đồng cỏ lớn nhất là thảo thảo nguyên phần Liên Xô (cũ) và Xiberi Động vật có các loài gậm nhấm ở hang, các

các loài có guốc đơn điệu, thằn lằn, rắn, bò rừng, sơn dương, côn trùng (châu chấu, ve), ve), chim sẻ, chuột, hươu, thỏ

- Saparan (rừng và cây bụi là cứng cận nhiệt) ở quanh bờ Địa Trung Hải, ở

California, Mehico, bờ Nam Châu Úc, Chilê Đặc trưng của hệ sinh thái này là mùa đông dịu dàng và có mưa; mùa hè dài, nóng và khô; cây lá cứng, dày và thường xanh

- Hoang mạc và bán hoang mạc có các loài thực vật chịu hạn như cây Metka (rễ

đâm sâu 30m), cây xương rồng, ngải đại kích Động vật có chuột nhảy, chuột gecbin, chó Dingo ở Úc, chó hoang ở Châu Phi, rất nhiều côn trùng [13]

Các hệ sinh thái nước mặn

Các HST nước mặn bao chiếm toàn bộ các biển và đại dương Biển và đại dương chiếm tới 79% diện tích bề mặt trái đất Các sinh vật đều thích nghi với nồng độ muối cao đồng thời thực vật rất nghèo về thành phần loài, chỉ có tảo và vi khuẩn

Dựa vào độ sâu có thể phân chia biển và đại dương thành các vùng sinh thái:

- Thềm lục địa và vùng tiếp giáp với bờ biển có bề mặt đáy tương đối bằng phẳng có mực nước sâu trung bình 200 – 300m (có thể tới 500m)

- Sườn lục địa ứng với vùng đáy dốc có mực nước sâu từ 500m đến 3500m

- Đáy đại dương có mực nước sâu từ 3500m trở lên

Dựa theo chiều ngang từ bờ ra khơi có thể phân biệt:

- Vùng ven bờ ứng với vùng triều và dưới triều Ở đây biển không sâu, có đủ ánh sáng và chịu ảnh hưởng của sóng và thủy triều mạnh Quần xã vùng ven bờ thay đổi tùy theo từng vùng biển Nhìn chung, vùng ven bờ ở ôn đới thì có tảo chiếm ưu thế, còn vùng ven biển nhiệt đới có rừng ngập mặn rất độc đáo

- Vùng biển khơi bắt đầu từ sườn dốc lục địa trở đi Động vật trong vùng này thay đổi theo độ sâu: Càng xuống sâu số lượng càng giảm Cá chỉ sống tới độ sâu 6000m, tôm cua 8000m, mực 9000m còn sâu hơn chỉ có một số loài đặc trưng

Các hệ sinh thái nước ngọt

Thành phần các loài sinh vật ở môi trường nước ngọt kém đa dạng hơn môi trường nước mặn Trong đa số các HST nước ngọt, sinh vật sản xuất chủ yếu là tảo, thực vật thủy sinh có hoa, động vật tiêu thụ tạo nên phần cơ bản của sinh khối gồm đại diện của 4 nhóm: cá, giáp xác, côn trùng nước và thân mềm Các HST nước ngọt có thể chia thành 2 dạng:

- Hệ sinh thái nước tù bao gồm các HST đầm, ao và hồ

- Hệ sinh thái nước chảy bao gồm các sông và suối [13]

1.1.1.2 Tiếp cận sinh thái cảnh quan

Cảnh quan lần đầu tiên được sử dụng như là một khái niệm khoa học vào cuối thế

kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, lấy từ tiếng Đức (die Landschaft) nghĩa là “quang cảnh” Sự

ra đời của khoa học cảnh quan xuất phát từ các công trình nghiên cứu về sự phân chia địa lý tự nhiên bề mặt Trái Đất của các nhà địa lý Nga kinh điển như: V.V Đocusaev, L.C Berge, G.N Vưxotxkii hay G.F Morozov (Đức); Z Passage, A Hettner (Anh) Tuy nhiên cho đến thời điểm hiện nay vẫn tồn tại các quan điểm khác nhau về cảnh quan Trên cơ sở các quan điểm chung này có các định nghĩa khác nhau về cảnh quan Trong khoa học Địa lý Xô viết có 3 nhóm quan điểm chính về cảnh quan Theo

đó khái niệm cảnh quan được hiểu theo 3 nghĩa tùy theo khối lượng và nội dung muốn diễn tả

Quan điểm coi cảnh quan là khái niệm chung

Đây là quan điểm đầu tiên về cảnh quan Ý nghĩa sử dụng của từ “cảnh quan” giống với khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng đồng nghĩa với tổng thể địa lý ở các cấp phân

vị khác nhau và phân vùng khác nhau với các đại diện tiêu biểu như F.N Milkov, D.L Acmand D L Armand đã cho rằng “tổng hợp thể lãnh thổ tự nhiên là một phần lãnh thổ hay khu vực được phân chia một cách ước lệ bằng các ranh giới thẳng đứng theo nguyên tắc đồng nhất tương đối và các ranh giới nằm ngang theo nguyên tắc mất dần ảnh hưởng của nhân tố mà theo đó tổng thể được định ra vì thuật ngữ tổng thể lãnh thổ hay khu vực tự nhiên rất dài, tuy chính xác nhưng không thuận nên tôi thay nó bằng thuật ngữ ngắn gọn là "cảnh quan"”

Quan điểm khác coi cảnh quan mang tính kiểu loại (khái niệm loại hình)

Khi đó cảnh quan là khái niệm được khái quát hóa để chỉ các tổng thể loại hình như theo B.B Polunop, N.A Govodexki , phản ánh các khu vực tách biệt của lớp vỏ địa lý có nhiều dấu hiệu chung

Những người theo quan niệm này cho rằng: các thể tổng hợp địa lý tự nhiên chứa đựng trong nó các đặc tính phản ánh tính chất chung và tính chất riêng biệt của tổ hợp các thành phần cấu tạo nên chúng Nhờ vào việc nghiên cứu các đặc tính chung nào đó, tính lặp lại mà người ta có thể phát hiện các thể tổng hợp tự nhiên bằng con đường phân loại cảnh quan theo các cấp phân loại như hệ cảnh quan - phụ hệ cảnh quan - kiểu cảnh quan - phụ kiểu cảnh quan - loại cảnh quan - hạng cảnh quan Tiêu biểu cho quan niệm này là hệ thống phân vị cảnh quan của N.A Gvozedexki Hệ thống phân loại này ứng dụng cho việc thành lập bản đồ cảnh quan

Cảnh quan khi mang tính kiểu loại được áp dụng cho cả cảnh quan tự nhiên và cảnh quan nhân sinh, là đối tượng áp dụng các biện pháp bảo vệ thiên nhiên, nghiên cứu cứu cảnh quan khi nhiều yếu tố chưa định lượng một cách chắc chắn và cần phải công

nhận tính đồng nhất tương đối để có thể gộp chúng vào cùng một nhóm

Ngoài cách phân loại cảnh quan như đã nêu ở trên, cần phải chú ý đến cách phân loại cảnh quan theo quan điểm phân loại các tổng thể địa lý Trên cơ sở đã xác định được các tổng thể địa lý, dựa vào một nhóm các dấu hiệu nào đó mà ta có thể tiến hành phân loại chúng cho mục đích cụ thể Các tác giả tiêu biểu cho cách phân loại này là A.G Ixatsenko, Vũ Tự Lập

Quan điểm coi cảnh quan là những cá thể địa lý (khái niệm cá thể)

Cảnh quan là những cá thể địa lý không lặp lại trong không gian, là đơn vị cơ bản trong hệ thống phân vùng địa lý tự nhiên, có nội dung xác định và chỉ tiêu rõ ràng, thể hiện sự quan hệ tương hỗ của các hợp phần tự nhiên trong một lãnh thổ nhất định Nó là một lãnh thổ cụ thể (cá thể), đồng nhất về mặt phát sinh và lịch sử phát triển, đặc trưng nền địa chất đồng nhất, một kiểu khí hậu đồng nhất, một phức hợp thổ nhưỡng, sinh vật quần đồng nhất và có một cấu trúc Các đơn vị cá thể cảnh quan được xác định theo các nguyên tắc, phương pháp phân vùng địa lý tự nhiên theo hệ thống phân vị từ trên xuống dưới và có thể được nghiên cứu bằng phương pháp hoạ đồ cảnh quan thực địa

Người đầu tiên đề xướng quan điểm này là L.X.Berg và được phát triển trong các công trình của A.A Grigoriev (1957), X.V Ixatsenko (1953, 1965, 1989), N.A Xonlxev (1948, 1949)

Như vậy, ba quan điểm kể trên đều giống nhau ở một điểm là coi cảnh quan là một tổng thể địa lý tự nhiên, song sự khác biệt là ở chỗ coi cảnh quan là đơn vị thuộc cấp phân vị nào Phần lớn các học giả đều tán thành quan điểm của L.X Becgo coi cảnh quan là một trong những đơn vị cấp thấp của phân vùng địa lý tự nhiên

Tại Việt Nam, cảnh quan được hiểu theo nghĩa rộng và nghĩa hẹp”

 Theo nghĩa rộng, cảnh quan “là một tổng thể địa lý nào đó như vùng đầm lầy, miền rừng tai ga, đới hoang mạc, rừng nhiệt đới , đôi khi bao hàm ý nghĩa về kiểu cảnh quan đầm lầy, cảnh quan rừng tai ga”

 Theo nghĩa rộng, cảnh quan “là một đơn vị lãnh thổ cụ thể đồng nhất về nguồn gốc phát sinh, lịch sử phát triển và không thể phân chia được về mặt địa đới cũng như phi địa đới, có một nền địa chất đồng nhất, một kiểu địa hình, một khí hậu đồng nhất, một tổ hợp đồng nhất các điều kiện nhiệt- thủy văn, thổ nhưỡng, sinh quần và các đặc trưng bởi một tập hộ có qui luật các đơn vị cấu tạo đơn giản cấp thấp hơn là dạng và diện địa lý Cảnh quan là cấp phân vị trong hệ thống phân vùng địa lý tự nhiên, được coi là đơn vị cơ sở và là đối tượng nghiên cứu cơ bản của cảnh quan học” (Từ điển bách khoa Việt Nam, 2005) [15]

1.1.1.3 Hệ sinh thái nhân tạo

Các hệ sinh thái nhân tạo do con người tạo ra Có những hệ cực bé được tạo ra trong ống nghiệm, lớn hơn là bể cá cảnh, cực lớn là các hồ chứa, đô thị, đồng ruộng…Tùy thuộc vào bản chất và kích thước của hệ mà con người cần phải bổ sung năng lượng cho các hệ sinh thái này để duy trì trạng thái ổn định của chúng

Các hệ sinh thái nhân tạo cũng rất đa dạng về kích cỡ, về cấu trúc …, lớn như các

hồ chứa, đồng ruộng, nương rẫy canh tác, các thành phố, đô thị và nhỏ như những hệ sinh thái thực nghiệm (một bể cá cảnh, một hệ sinh thái trong ống nghiệm ) Nhiều hệ

có cấu trúc đa dạng chẳng kém các hệ sinh thái tự nhiên (như thành phố, hồ chứa ) song cũng có những hệ có cấu trúc đơn giản, trong đó, quần xã sinh vật với loài ưu thế được con người lựa chọn cho mục đích sử dụng của mình, chẳng hạn như đồng ruộng, nương rẫy… Những hệ như thế thường không ổn định Sự tồn tại và phát triển của chúng hoàn toàn dựa vào sự chăm sóc của con người Nếu không có sự chăm sóc, hệ sẽ suy thoái và nhanh chóng được thay thế bằng một hệ tự nhiên khác ổn định hơn

1.1.1.4 Phân biệt giữa hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo

Dựa trên cơ sở luật đa dạng sinh học năm 2008, khu bảo tồn là một hệ thống hệ sinh thái tự nhiên bao gồm các phân cấp nhỏ Sau đây là ví dụ về hệ sinh thái tự nhiên thuộc phân cấp của khu rừng đặc dụng được trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Tiêu chí phân loại rừng đặc dụng theo hệ sinh thái tự nhiên

Khu bảo tồn Vườn

quốc gia

Khu dự trữ thiên nhiên

Khu bảo tồn loài – sinh cảnh

Khu bảo vệ cảnh quan

Phân loại

Khu dự trữ thiên nhiên cấp quốc gia

Khu dự trữ thiên nhiên cấp tỉnh:

Khu bảo tồn loài - sinh cảnh cấp quốc gia

Khu bảo tồn loài - sinh cảnh cấp tỉnh

Khu bảo

vệ cảnh quan cấp quốc gia

Khu bảo

vệ cảnh quan cấp tỉnh

tự nhiên quan trọng đối với quốc gia, quốc tế, đặc thù hoặc đại diện cho một vùng sinh thái

tự nhiên;

- Có giá trị đặc biệt về khoa học, giáo dục hoặc du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng

Là khu thuộc quy hoạch bảo tồn

đa dạng sinh học của tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương nhằm mục đích bảo tồn các hệ sinh thái

tự nhiên trên địa bàn

Là nơi sinh sống tự nhiên thường xuyên hoặc theo mùa của ít nhất một loài thuộc Danh mục loài nguy cấp, quý, hiếm được

ưu tiên bảo vệ;

Là khu thuộc quy hoạch bảo tồn

đa dạng sinh học của tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương nhằm mục đích bảo tồn các loài hoang

dã trên địa bàn

- Có hệ sinh thái đặc thù;

- Có cảnh quan môi trường, nét đẹp độc đáo của tự nhiên;

- Có giá trị về khoa học, giáo dục,

du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng

Là khu thuộc quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học của tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương nhằm mục đích bảo vệ cảnh quan trên địa bàn

Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo dựa trên các tiêu chí

so sánh được thể hiện ở bảng 1.2 như sau:

Bảng 1.2 Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo

Hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái nhân tạo Giống nhau

+ Đều có những đặc điểm chung về thành phần cấu trúc, bao gồm

sinh cảnh và quần xã sinh vật

+ Các sinh vật trong quần xã luôn tác động lẫn nhau và với sinh cảnh

cá thể sinh trưởng nhanh

Năng

Hoạt

động Kéo dài sự sống cho quần xã sinh vật Cung cấp cho con người các sản phẩm

1.1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

1.1.2.1 Khái niệm về GIS

Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, đặc biệt là từ khi xuất hiện ngành đồ hoạ vi tính cũng như sự gia tăng vượt bậc những khả năng của phần cứng, hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) đã ra đời và phát triển nhanh chóng cả về mặt công nghệ cũng như ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý đã chứng tỏ khả năng ưu việt hơn hẳn các hệ thông tin bản đồ truyền thống nhờ vào khả năng tích hợp dữ liệu mật độ cao, cập nhật thông tin dễ dàng cũng như khả năng phân tích, tính toán của nó Do đó, hệ thống thông tin địa lý đã nhanh chóng trở thành một công cụ trợ giúp quyết định cho tất cả các ngành từ quy hoạch cho đến quản lý, cho tất

cả các lĩnh vực từ tài nguyên thiên nhiên, môi trường, đất đai, kỹ thuật hạ tầng đến kinh

tế, xã hội, nhân văn

Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên xuất hiện vào năm 1964 thuộc dự án

“Rehabilitation and Development Agency Program” của chính phủ Canada Cơ quan

“Hệ thống thông tin địa lý Canada - CGIS” đã thiết kế để phân tích, kiểm kê đất nhằm nhằm trợ giúp cho chính phủ trong việc sử dụng đất nông nghiệp Dự án CGIS hoàn

thiện vào năm 1971 và phần mềm vẫn sử dụng tới ngày nay Dự án CGIS gồm nhiều ý

ý tưởng sáng tạo mà đã được phát triển trong những phần mềm sau này

Canada là quốc gia tiên phong phát triển GIS vào đầu thập niên 60 của thế kỉ XX Mặc dù GIS nổi bật trong suốt 25 năm qua, nhưng tiềm năng thực sự trở nên rõ ràng chỉ

từ cuối thập niên 80 của thế kỉ XX (International Centre for Integrated Mountain Development, 1996)

Hệ thống thông tin địa lý là hệ thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu quy chiếu không gian hay toạ độ địa lý Khái niệm hệ thông tin địa lý được hình thành từ ba khái niệm: Địa lý, thông tin và hệ thống Được viết tắt là GIS

Thuật ngữ GIS được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Địa lý, kỹ thuật tin học, quản lý môi trường và tài nguyên, khoa học xử lý về dữ liệu không gian…Sự đa dạng trong các lĩnh vực ứng dụng dẫn đến có rất nhiều định nghĩa về GIS Những định nghĩa khác nhau về GIS như:

GIS được định nghĩa dựa trên cơ sở hộp công cụ (toolbox-based definitions) Một bộ công cụ đầy sức mạnh có một số vai trò và khả năng khác nhau như lưu trữ, phục hồi, chuyển đổi và hiển thị số liệu không gian từ thế giới thực (Burrough 1986) [28]

Một hệ thống để giữ, phục hồi, kiểm tra, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu (Bộ môi trường Anh, 1987)

Một công nghệ thông tin để lưu trữ, phân tích và hiển thị cơ sở dữ liệu không gian

và thuộc tính (Parker, 1988)

GIS được định nghĩa là một cơ sở dữ liệu (database definitions)

Theo Smith và đồng nghiệp 1989 cho rằng: GIS là một hệ thống cơ sở dữ liệu mà trong đó hầu hết số liệu không gian được lập thành bảng và một bộ thủ tục các hoạt động để trả lời những câu hỏi truy vấn về tính nguyên vẹn của số liệu không gian trong

cơ sở dữ liệu (Smith và ctv, 1989)

Đối với Stan Aronoff 1989, ông định nghĩa GIS như là một bộ công cụ dựa trên

cơ sở sử dụng máy tính để phục hồi và thao tác dữ liệu tham khảo địa lý (Stan Aronoff, 1989)

GIS được định nghĩa dựa trên cơ sở tổ chức (Organazation –based definitions) GIS được coi như là một ma trận về chức năng, số liệu được nhập, lưu trữ, phục hồi và phân tích trong một hệ thống thông tin địa lý phục vụ nhiệm vụ đưa ra quyết định hoặc cho một nghiên cứu cụ thể

Một bộ chức năng tự động, cung cấp chuyên nghiệp với những khả năng chuyên chuyên sâu để phục hồi, lưu trữ, thao tác, hiển thị số liệu liên quan đến vị trí địa lý (Ozemoy, Smith và Sicherman 1981)

Theo Davis, 1986: GIS là một cái phễu chứa đựng nhiều dạng số liệu kỹ thuật số

số mà có thể phục hồi và phân tích trong một hệ thống đáp ứng cho các mục đích sử dụng tiếp theo Một hệ thống hỗ trợ quyết định liên quan đến hợp nhất số liệu không gian trong một môi trường giải quyết các vấn đề (Cowen 1988) [12]

Tại Việt Nam, GIS được định nghĩa như là “Một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp từ thông tin cho các mục đích con người đặt ra, chẳng hạn như: Hỗ trợ việc ra quyết định cho quy hoạch và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và những việc lưu trữ dữ liệu hành chính” (Nguyễn Kim Lợi và ctv, 2009)

1.1.2.2 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên

Kể từ khi ra đời cho đến nay, GIS đã được ứng dụng ở nhiều nơi trên thế giới, trong nhiều lĩnh vực và ở các quy mô khác nhau Các ứng dụng đầu tiên của GIS ở các nước trên thế giới không giống nhau

Ở Châu Âu, xu hướng chủ yếu là ứng dụng GIS vào việc xây dựng các hệ thống quản lý đất đai và cơ sở dữ liệu cho môi trường

Ở Canada, nơi chứng kiến sự ra đời của GIS cấp quốc gia đầu tiên trên thế giới, một ứng dụng trong lâm nghiệp quan trọng của GIS là xây dựng kế hoạch khai thác gỗ, xác định các con đường để đi khai thác gỗ và báo cáo kết quả cho chính phủ địa phương

Ở Mỹ, GIS được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực Một dự án đang được đề cập đến về việc sử dụng công nghệ GIS là TIGER (Topographically Integrated Geographical Referencing) do cơ quan điều tra dân số và sở địa chất Mỹ triển khai Dự

án này được thiết kế để tạo thuận lợi cho cuộc điều tra dân số năm 1990 và đã được phát triển để xây dựng được mô hình máy tính hóa cho mạng lưới giao thông Mỹ với trị giá khoảng 170 triệu đôla

Ở Trung Quốc và Nhật Bản, GIS được ứng dụng chủ yếu vào việc xây dựng mô hình và quản lý các thay đổi của môi trường do mức độ nghiêm trọng của thiên tai

Ở các nước đó, các lĩnh vực ứng dụng của GIS hết sức đa dạng và ngày càng gia tăng cùng với sự phát triển của công nghệ và sự xuất hiện các vấn đề mới ở các quy mô khác nhau GIS đã được áp dụng vào lập bản đồ các vùng sinh thái nông nghiệp, lập bản

đồ thích hợp đất đai, dự báo sản lượng, quy hoạch và quản lý sử dụng đất

Trong lâm nghiệp, GIS đã được sử dụng để nhập, lưu trữ, quản lý và phân tích các bản đồ rừng để phục vụ việc khai thác, bảo vệ và phát triển rừng

Trong lĩnh vực khảo cổ học, các kỹ thuật GIS được sử dụng để phân tích các địa điểm đã biết và dự báo vị trí các điểm khảo cổ chưa được phát hiện

Với khả năng liên kết các lớp dữ liệu khác nhau, GIS được sử dụng có hiệu quả trong việc tìm kiếm khoáng sản trên cơ sở tổng hợp các dữ liệu viễn thám, địa vật lý, địa hóa và địa chất

Ở các đô thị, GIS đã được sử dụng để trợ giúp các quyết định pháp lý, hành chính, kinh tế cũng như các hoạt động quy hoạch khác

Bên cạnh các ứng dụng ở quy mô địa phương, quốc gia, GIS cũng đã được ứng dụng ở quy mô liên quốc gia và toàn cầu Một ví dụ điển hình là hệ ARC/INFO của ESRI đã được chọn dùng trong chương trình CORINE (Coordinated Information on the European Environment) do Cộng đồng Châu Âu khởi xướng năm 1985 Hệ thống

đã hoạt động thành công cho phép người sử dụng ở các quốc gia khác nhau tiếp cận hệ thống và trao đổi dữ liệu Các bộ dữ liệu đất, khí hậu, địa hình và sinh thái đã được phát triển và các dự án được xúc tiến để phân tích các vấn đề môi trường cụ thể liên quan đến khí thải, ô nhiễm nước và xói mòn đất

Một ví dụ khác là vào năm 1983, chương trình môi trường liên hợp quốc (UNEP)

đã chọn ESRI để xây dựng một hệ thống dựa vào GIS để phân tích và lập bản đồ các vùng sa mạc trên quy mô toàn cầu Tiếp đó, năm 1985, UNEP đã xúc tiến việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên toàn cầu (GRID) với sự hỗ trợ của GIS [22]

Có 5 ứng dụng tiêu biểu của GIS được tổng hợp như sau:

Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng tài nguyên đất

Một trong những ứng dụng quan trọng của GIS trong sản xuất nông lâm nghiệp là quy hoạch sử dụng đất Ứng dụng GIS trong quy hoạch và sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô và mức độ khác nhau Có 4 mức độ phân tích: rất khái quát (Mega), khái quát (Macro), trung bình (Meso) và chi tiết (Micro); mỗi mức độ phân tích trong hệ thống GIS căn cứ vào quy mô diện tích của vùng nghiên cứu Khi phân tích thông tin từ mức Mega đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý sẽ lớn hơn Khả năng tổng hợp và phân tích sâu thông tin ở một vùng lãnh thổ nhỏ hoặc ngược lại, khái quát ở mức cao hơn cho vùng rộng lớn là ưu điểm của GIS

Bằng ứng dụng GIS, những quy hoạch sử dụng đất đai trên vùng lãnh thổ lớn hay hay việc xây dựng những dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở các khu vực nhỏ nhỏ đều có thể được cung cấp một khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời và

và theo yêu cầu; từ cơ sở dữ liệu được cung cấp việc hoạch định những bước đi cụ thể cần thiết (như điều tra bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng được xác định Một điều điều quan trọng về GIS so với bản đồ là GIS có thể thể hiện từng lớp bản đồ của vùng nghiên cứu Không chỉ ở bề mặt mà còn cho thấy tầng đá gốc, loại đất, thảm thực vật và

và nhiều vấn đề khác Nó rất hữu ích khi nghiên cứu vùng đất mới cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn kém tiền của của nông dân, bởi vì thay vì phải làm thí nghiệm đất tất tất cả số liệu về cấu trúc đất bên trong đã được lưu trữ trong máy tính

Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất

GIS có thể được sử dụng để dự đoán vụ mùa cho từng cây trồng Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của vùng mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trưởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy sẽ dự đoán được sự thành công của mùa vụ GIS có thể giúp tìm và thể hiện những thay đổi của cây trồng trong từng giai đoạn sinh trưởng và phát triển

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

Ứng dụng GIS trong quản lý bảo vệ thực vật

Việc kết hợp ứng dụng viễn thám với GIS sẽ cung cấp một cách nhanh chóng, chính xác bản đồ cỏ dại ở các thời kỳ Điều này là rất quan trọng đối với các nhà nông học Họ có thể sử dụng các thông tin thu thập được để ngăn ngừa sự lan tràn của các loài cỏ dại phá hoại mùa màng Cỏ dại không phải là vấn đề duy nhất GIS có thể giải quyết, thực tế GIS có thể giải quyết được nhiều vấn đề khác Nó rất hữu ích như là một biện pháp phòng ngừa tích cực Nếu một loại động vật hay côn trùng nào phá hoại đồng ruộng, với GIS nó có thể bị theo dõi và tìm ra dấu vết

Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng

Công nghệ GIS đã được ứng dụng để: cảnh báo cháy rừng; phân vùng trọng điểm cháy rừng; ứng dụng ảnh viễn thám MODIS để phát hiện sớm cháy rừng Sử dụng công nghệ GIS để tô màu các khu vực rừng có các cấp cảnh báo khác nhau và được cập nhật hàng ngày các thông số khí tượng: Nhiệt độ, độ ẩm không khí và lượng mưa từ hơn 100 trạm khí tượng trong toàn quốc GIS có thể theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp là nắm vững diện tích các loại rừng, đất lâm nghiệp hiện có được phân chia theo chức năng sử dụng rừng và loại chủ quản lý; lập bản đồ hiện trạng rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 hay 1/10.000 nhằm giúp hoạch định chính sách lâm nghiệp ở địa phương và trung ương phục công tác bảo vệ và phát triển rừng

GIS và công tác quản lý và hoạch định chính sách

GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà nhà hoạch định chính sách Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc Trung tâm tích hợp dữ liệu, quản lý các cơ sở dữ liệu cơ bản trên nền GIS và có thể tích

tích hợp vào các không gian của các cơ sở dữ liệu chuyên ngành khác là nơi cung cấp thông tin tổng hợp nhất phục vụ các nhà hoạch định chính sách

Trong tương lai, GIS sẽ được phát triển trên trên Internet (ArcGIS Server) ArcGIS Server là nền tảng để xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) có quy mô lớn, trong đó các ứng dụng GIS được quản lý tập trung, hỗ trợ đa người dùng, tích hợp nhiều chức năng GIS mạnh và được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn công nghiệp ArcGIS Server quản lý các nguồn dữ liệu địa lý như bản đồ, số liệu không gian …

Đây là một hệ thống phân phối gồm nhiều thành phần có thể triển khai trên nhiều máy khác nhau Mỗi thành phần này nắm giữ một vai trò cụ thể trong quá trình quản lý, hoạt động hoặc ngừng hoạt động, cân bằng nguồn tài nguyên cung cấp cho một hay nhiều server

1.2 Cơ sở thực tiễn của nghiên cứu đánh giá tiềm năng sinh thái

1.2.1 Các công trình nghiên cứu cảnh quan trên thế giới

Vào cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX, địa lý học bước vào giai đoạn phát triển hết sức phức tạp Sự chuyên môn hoá trong nghiên cứu các nguồn tài nguyên thiên nhiên như khoáng sản, nước, đất đai, rừng v.v đã thúc đẩy sự phân dị và phát triển của các

bộ môn địa lý

Docutraiev cho rằng: "Đất là kết quả của mối tác động qua lại của mọi hợp phần địa lý: Đá gốc, nhiệt, ẩm, địa hình, các thể sinh vật, nó là sản phẩm của cảnh quan và đồng thời là "gương" của cảnh quan" Ông đã coi đất là khâu cuối cùng trong hệ thống mối liên quan địa lý và vì thế coi nghiên cứu đất là một điểm mới, điểm xuất phát để đi đến nghiên cứu tổng hợp địa lý, là điểm tựa để tổng quát hoá nghiên cứu địa lý

Công trình vĩ đại nhất của V.V Docutraiev là học thuyết về các đới thiên nhiên, hay còn gọi là các đới lịch sử - tự nhiên nghiên cứu toàn bộ thiên nhiên thống nhất toàn vẹn không chia cắt, chứ không tách rời ra từng phần Quan niệm về tính đới tự nhiên của V.V Docutraev đã được các học trò của ông phát triển cả về mặt lý thuyết và thực tiễn

Cũng trong thời gian này, quan điểm địa lý cảnh quan còn được nghiên cứu độc lập bởi các nhà địa lý Đức, tiêu biểu là Z Passarge (1867 - 1958) Năm 1913 ông đã xuất bản một công trình về địa lý cảnh quan, trong đó ông xác định cảnh quan như là một miền, có tất cả các hợp phần tự nhiên kết hợp tương ứng với nhau trong phạm vi đó

ở "mọi điểm tồn tại"

Như vậy, giai đoạn cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX là giai đoạn đặt nền móng cho việc hình thành khái niệm cảnh quan Cảnh quan đã trở thành đối tượng nghiên cứu của địa lý và lần đầu tiên một định nghĩa về cảnh quan ra đời

Bergơ L.G cho rằng "Cảnh quan như là một miền, trong đó tính chất địa hình, khí hậu, lớp phủ thực vật và thổ nhưỡng được gắn kết thành một thể thống nhất hài hoà, lặp lại một cảnh điển hình trong một khoảng của một đới nhất định của quả đất" Giai đoạn những năm 20 - 30 của thế kỷ XX học thuyết cảnh quan đã phát triển với nhiều điểm mới quan trọng, nhưng cũng chưa thống nhất thành một học thuyết Việc đo vẽ cảnh quan ngoài thực địa vẫn chưa được chú trọng và vì thế chưa có tác dụng tích cực đối với việc phát triển lý thuyết của địa lý tự nhiên

Sau chiến tranh thế giới thứ 2, cảnh quan học được khôi phục bằng việc triển khai

đo vẽ cảnh quan ngoài thực địa N.A Xolsev đã định nghĩa “cảnh quan là đơn vị phân

vị cơ bản nhất trong dãy các thể tổng hợp tự nhiên, đây là một hệ lãnh thổ đơn nhất phát sinh được cấu trúc từ những bộ phận hình thái phối kết có quy luật là các cảnh khu và cảnh diện”

Bên cạnh hướng nghiên cứu hình thái học cảnh quan, hướng nghiên cứu định lượng cũng được phát triển B.B Polưnov đã nghiên cứu về sự chuyển động của các nguyên tố hoá học theo chiều thẳng đứng và nằm ngang trong cấu trúc cảnh quan Một hướng nghiên cứu khác có liên quan tới cảnh quan học đó là sinh địa quần thể gắn với tên tuổi của V.N Xukasev (1880 - 1917)

Ở các nước Đông Âu sau Đại chiến thứ hai, các vấn đề về cảnh quan cũng chịu ảnh hưởng của học thuyết về cảnh quan của Liên Xô và đã thành lập được bản đồ cảnh quan

Đối với các nước tư bản, đặc biệt là ở Pháp, cảnh quan học phát triển theo trường phái của các nước Tây Âu với các tác giả: A Ghebecxơn (Anh); S Passarge, E Neef,

A Pen (Đức) Ví dụ như ở Pháp, từ những năm 30 của thế kỷ XX đã xuất hiện sự phân loại một số kiểu cảnh quan của nước Pháp và đến năm 1967 Passarge đã đưa ra bảng phân kiểu cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 Còn ở Mỹ, những năm 50, các nhà địa lý đã nói đến khái niệm “vùng tổng cộng”, chúng tập hợp những thành phần tự nhiên, sinh vật và

xã hội và cũng đã xây dựng được một số bản đồ kiểu đất đai trồng trọt, đó như là bản đồ cảnh quan thực dụng

Giai đoạn phát triển hiện nay của cảnh quan học được bắt đầu vào khoảng giữa những năm 60 của thế kỷ XX, khi mà cảnh quan học đã có bước ngoặt trong việc nghiên cứu cấu trúc, chức năng và động lực, đi sâu vào nghiên cứu tính hoàn chỉnh, tính thứ bậc, tính tổ chức, cấu trúc - chức năng, trạng thái, tính bền vững của cảnh quan, theo hướng này có thể tìm thấy trong công trình nghiên cứu của V.B Xôtrava (1978)

Các phương pháp địa hoá cảnh quan đã có những giá trị nhờ vào các công trình của M.A Glazovxkaia Ngành vật lý cảnh quan do D.L.Armand đề xuất, dùng các phương pháp vật lý hiện đại để nghiên cứu mối tác động qua lại của các hợp phần thành

thành tạo cảnh quan Việc thu thập được nhiều dữ kiện, số liệu được quan trắc tại các trạm nghiên cứu định vị đã giúp cho việc ứng dụng phương pháp toán học, nhằm xây dựng mô hình biểu đồ và toán học của các địa hệ Sự bùng nổ của công nghệ tin học trong những năm gần đây đã giúp cho địa lý nói chung, cảnh quan nói riêng có được các công cụ nghiên cứu hữu hiệu là công nghệ viễn thám, hệ thông tin địa lý (GIS) Một nét nổi bật nữa của giai đoạn hiện nay là việc mở rộng ứng dụng các kết quả nghiên cứu cảnh quan cho phát triển nông nghiệp, cũng như cho các lĩnh vực khác như

du lịch giải trí, nghỉ ngơi, an dưỡng, đánh giá các công trình xây dựng, đường xá Các nghiên cứu cảnh quan đã tạo cơ sở khoa học cho việc tối ưu hoá môi trường thiên nhiên, tiến tới thiết kế cảnh quan

Trong các công trình nghiên cứu cảnh quan, các tác giả đều đưa ra các hệ thống phân loại, nhưng nhìn chung các hệ thống phân loại này đều được xây dựng cho những lãnh thổ rộng lớn Khi áp dụng vào thực tế Việt Nam thường chỉ sử dụng được một đến hai cấp cuối, mà chỉ tiêu phân loại chủ yếu là kiểu địa hình – nham thạch hoặc thổ nhưỡng – sinh vật

Khoa học về cảnh quan ngày càng được phát triển và càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội và môi trường nhiều nước Tháng 10 năm 2000, Hội nghị khoa học về cảnh quan đa chức năng của toàn thế giới đã họp ở Roskilde (Đan Mạch) nhằm giải quyết các vấn đề như thống nhất khái niệm cảnh quan, cảnh quan đa chức năng nhưng chủ yếu hướng tới vấn đề môi trường và phát triển bền vững, kiểm soát cảnh quan lục địa đa chức năng Đến nay, khoa học về đánh giá tổng hợp vẫn đang dần hoàn thiện về phương pháp và lý luận, song vẫn rất có giá trị với thực tiễn của các quốc gia.[15]

1.2.2 Các công trình nghiên cứu cảnh quan ở Việt Nam

Ở nước ta từ những năm 80, 90 trở lại đây các công trình nghiên cứu cảnh quan cũng đã tập trung vào những vấn đề đánh giá tổng hợp tiềm năng tự nhiên, TNTN ở các vùng và các địa phương nhằm mục đích tìm ra các giải pháp để sử dụng hợp lý nguồn TNTN và bảo vệ môi trường phục vụ phát triển kinh tế - xã hội bền vững Có thể kể đến các công trình đánh giá đất FAO (1993), Trần An Phong (1993), Nguyễn Đình Kỳ, Nguyễn Anh Hoành (2004); Các công trình nghiên cứu về phương pháp luận và đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên, TNTN của các nhà khoa học : Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh (1997); Nguyễn Thị Kim Chương (2001), Nguyễn Viết Thịnh (2002), Lại Vĩnh Cẩm, Trần Xuân Ý, Nguyễn Xuân Độ (2003); Nguyễn Cao Huần, Nguyễn An Thịnh, Phạm Quang Tuấn (2004), Trương Quang Hải (2004) và rất nhiều luận án, luận văn đã thực hiện nghiên cứu, đánh giá cảnh quan ở từng lãnh thổ cụ thể.[6]

Có thể khẳng định rằng, tất cả các công trình nghiên cứu cảnh quan ở nước ta chủ yếu đều dựa trên nền tảng lý luận khoa học cảnh quan của trường phái nước Nga Xô Viết Tuỳ vào từng giai đoạn phát triển và để đáp ứng nhu cầu thực tiễn mà nội dung các công trình nghiên cứu cảnh quan được thể hiện dưới các tiêu đề: "Phân vùng địa lý

tự nhiên", "Cảnh quan địa lý", "Nghiên cứu cảnh quan", "Cơ sở cảnh quan", "Sinh thái cảnh quan", "Phân vùng cảnh quan", "Phân tích cảnh quan" Dựa vào sản phẩm phân hoá lãnh thổ thành các đơn vị cảnh quan theo tính cá thể chia ra hai giai đoạn phát triển cảnh quan học ở Việt Nam như sau:

Giai đoạn từ năm 1954 – 1980

Đặc điểm của giai đoạn này là phát hiện sự phân hoá lãnh thổ theo hệ thống phân

vị theo hướng phân vùng địa lý tự nhiên, nghĩa là đi tìm các cá thể của các địa tổng thể Đầu tiên phải kể đến công trình "Việt Nam" của T N Sêglova (1957) Tác giả đã chia các khu vực tự nhiên của Việt Nam theo một hệ thống phân vị đơn giản gồm 2 cấp vùng

và á vùng, trong đó vùng được phân chia theo yếu tố khí hậu có kết hợp với yếu tố địa hình, kiến tạo, thực vật, còn chỉ tiêu cấp á vùng chủ yếu dựa vào yếu tố địa mạo Tiếp theo là công trình "Thiên nhiên miền Bắc Việt Nam" của V.M Fridlan (1961)

Sau 2 công trình phân vùng của tác giả nước ngoài nói trên là một loạt các công trình của các tác giả trong nước Đầu tiên là " Địa lý tự nhiên Việt Nam " của Nguyễn Đức Chính - Vũ Tự Lập, trong đó các tác giả đã phân vùng với hệ thống phân vị gồm 6 cấp: đới → xứ → miền → khu → vùng → cảnh

Trong giai đoạn này, có một công trình rất đáng chú ý về mặt lý luận và là giáo trình cơ bản cho sinh viên chuyên ngành cảnh quan, đó là tác phẩm "Cảnh quan địa lý miền Bắc Việt Nam" của Vũ Tự Lập (1976), trong đó tác giả đã đưa ra một hệ thống phân vị riêng, khá đầy đủ từ cấp lớn nhất đến cấp nhỏ nhất Ưu điểm của hệ thống phân

vị này là có sự kết hợp nhuần nhuyễn tính địa đới và phi địa đới trong sự phân chia các cấp phân vị Lần đầu tiên ở Việt Nam, mỗi một cấp được xây dựng dựa trên những chỉ tiêu xác định Đối với cấp cảnh địa lý - cấp quan trọng nhất, có sự đồng nhất cả về tính địa đới và phi địa đới

Với cách xây dựng hệ thống phân vị như đã nói ở trên, tác giả nhấn mạnh việc nghiên cứu cảnh quan có thể tiến hành theo cách từ trên xuống bằng con đường phân vùng, hoặc theo cách từ dưới lên (hoạ đồ cảnh quan), nghĩa là công tác nghiên cứu cảnh quan không chỉ là sự kế thừa, phân tích có chọn lọc các kết quả nghiên cứu của các chuyên ngành, mà còn là công việc độc lập của các nhà cảnh quan từ quá trình khảo sát ngoài thực địa cho đến phân tích các tài liệu, tài liệu đã thu thập được trong các phòng thí nghiệm

Cũng trong giai đoạn này, một công trình phân vùng khác mà ý nghĩa thực tiễn đối với việc định hướng sản xuất cho đến nay, mặc dù đã trải qua trên 20 năm nhưng vẫn còn có những giá trị Đó là công trình phân vùng địa lý tự nhiên Tây Nguyên của tập thể tác giả do Trần Quang Ngãi, Hoàng Đức Triêm làm chủ biên tiến hành trong giai đoạn 1976 - 1980 và được công bố chính thức vào năm 1984 trong Tuyển tập báo cáo khoa học của Chương trình điều tra tổng hợp Tây Nguyên 1976 - 1980

Giai đoạn sau 1980 đến nay

Tại Việt Nam, nghiên cứu tài nguyên phục vụ phát triển KT-XH theo hướng tiếp cận cảnh quan được thực hiện từ những năm 60 của thế kỷ trước

Qua một thời gian ngắn, nó thực sự trở thành một lĩnh vực nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, đặc biệt trong nghiên cứu sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường

Năm 1997, trong cuốn “Cơ sở cảnh quan học của việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường lãnh thổ các tác giả Phạm Hoàng Hải ”, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh đã đề cập khá đầy đủ về những biến đổi của tự nhiên dưới các tác động của con người, đưa ra một cách khái quát phương pháp đánh giá cảnh quan với các lãnh thổ cụ thể cũng như các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường

Tiếp theo có nhiều nhà khoa học đã ứng dụng tiếp cận nghiên cứu cảnh quan trong nhiều lĩnh vực khác nhau: Nghiên cứu, đánh giá các hệ sinh thái (Phạm Quang Anh và ctv, 1985; Nguyễn Văn Trương, 1992; Đào Thế Tuấn, 1984; Nguyễn Cao Huần, 2005; Phạm Hoàng Hải, 1997); Nghiên cứu xây dựng bản đồ (Nguyễn Thành Long và ctv, 1992; Nguyễn Thơ Các 1999); Ứng dụng cảnh quan trong nghiên cứu lập qui hoạch phát triển KT-XH và qui hoạch bảo vệ môi trường (Nguyễn Cao Huần và ctv, 2003, 2004, 2005; Phạm Quang Anh, 1996; Nguyễn Văn Vinh, 1996; Nguyễn Trọng Tiến, 1996; Hà Văn Hành, 2001; Phạm Quang Tuấn, 2004)

Phần lớn các nhà cảnh quan học của Việt Nam được đào tạo hoặc chịu ảnh hưởng bởi các quan điểm khác nhau về cảnh quan nên đến nay các quan điểm về cảnh quan cũng chưa được thống nhất, trong đó có quan điểm đi theo sự phân loại (classification) cảnh quan, có quan điểm theo sự phân vị (taxonomy) cảnh quan trên cơ sở các quy mô khác nhau của các tổng thể lãnh thổ tự nhiên [15]

1.2.3 Đánh giá chung

Cơ sở lý luận về khoa học cảnh quan đã được các nhà địa lý Việt Nam tiếp thu một cách có hệ thống và đã vận dụng một cách mềm dẻo trong điều kiện thiên nhiên cụ thể của Việt Nam

Kết quả nghiên cứu của cảnh quan học đã bước đầu xâm nhập thực tiễn, điều đó nói lên khả năng đáp ứng của cảnh quan học đối với nhu cầu phát triển KT -XH của đất nước

Khoa học cảnh quan ở Việt Nam phát triển trong sự tiếp thu những kiến thức lý thuyết của nước ngoài (chủ yếu là trường phái Liên Xô cũ) và sự vận dụng cụ thể trên các quy mô vùng lãnh thổ và tỉ lệ nghiên cứu khác nhau Nhìn chung số lượng các công trình nghiên cứu cảnh quan còn ít, đội ngũ các nhà cảnh quan còn mỏng, chưa có được những tiếng nói chung cần thiết, điều đó phản ánh tính chất phức tạp của đối tượng nghiên cứu của bộ môn khoa học này

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể

Đánh giá được tiềm năng sinh thái tự nhiên cho phát triển sản xuất nông lâm nghiệp Xác định được mức độ thuận lợi, khó khăn của các cảnh quan đối với một số loại hình phát triển nông lâm nghiệp

Đề xuất được một số loại hình sử dụng đất và loài cây phù hợp với khu vực

nghiên cứu

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống cảnh quan thuộc huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi

Hệ thống đất đai thuộc huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi

Nghiên cứu quy hoạch sử dụng đất đai của huyện Sơn Hà

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi không gian: Đề tài thực hiện tại huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi Phạm vi thời gian: Thực hiện từ tháng 08/2014 đến tháng 06/2015

2.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, nội dung đề tài được xác định như sau:

 Nghiên cứu đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội ở huyện Sơn Hà

 Đánh giá thực trạng thảm thực vật/cảnh quan sinh thái tự nhiên tại huyện Sơn Hà

 Đánh giá tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp tại huyện Sơn Hà

 Đánh giá sự thích hợp đất cho từng loại hình sử dụng đất/ cây trồng nông lâm lâm nghiệp

 Định hướng bố trí sử dụng đất và đề xuất loài cây trồng phù hợp tại huyện Sơn

Hà

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu

2.4.1.1 Dữ liệu không gian

Các bản đồ số: Lớp bản đồ địa hình (tham chiếu bản đồ địa hình hệ UTM theo lưới 2000); lớp bản đồ ranh giới hành chính huyện, xã; lớp bản đồ giao thông, thủy hệ toàn tỉnh; lớp bản đồ hiện trạng rừng (tham chiếu bản đồ 3 loại rừng năm 2010), lớp bản

đồ đất, lớp bản đồ khí hậu tỉnh Quảng Ngãi và huyện Sơn Hà

2.4.1.2 Dữ liệu thuộc tính

Số liệu nhiệt độ, lượng mưa từ các trạm khí tượng ở Tỉnh Quảng Ngãi và huyện Sơn Hà trong vòng 10 năm gần đây

Thông tin về thuộc tính các loại đất ở huyện Sơn Hà

Số liệu tự nhiên, kinh tế, xã hội của khu vực nghiên cứu

Thông tin yêu cầu về mặt sinh thái đối với các loại hình sử dụng đất lựa chọn

Sử dụng phương pháp điều tra có sự tham gia của người dân thông qua phỏng vấn người dân, cán bộ lãnh đạo các cấp, các cán bộ lâm nghiệp tại địa phương trong việc xác định các thông tin về các chỉ tiêu liên quan đến đánh giá các loại hình sử dụng đất

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu

2.4.2.1 Phương pháp đánh giá thực trạng thảm thực vật

Kế thừa các số liệu thống kê đã có, bổ sung và cập nhật những thông tin cần thiết

Từ dữ liệu về lớp phủ thực vật đã thu thập được tiến hành sử dụng phần mềm Mapinfo 10.5 để hiệu chỉnh tọa độ của lớp dữ liệu về hệ tọa độ UTM WGS84

Dùng phần mềm ArcView 3.3 để tiến hành nhập số liệu, xây dựng lớp bản đồ thảm thực vật rừng tỷ lệ 1/25000

Dựa trên hệ thống phân loại trên bản đồ xây dựng được, đánh giá về tình hình phân bố cảnh quan thực vật tại khu vực nghiên cứu

2.4.2.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp của từng vùng sinh thái tự nhiên

Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu các lớp bản đồ thành phần

Ứng dụng phần mềm ArcView GIS trong đánh giá tiềm năng sử dụng đất lâm nghiệp Trình tự các bước xây dựng bản đồ và đánh giá tiềm năng sử dụng đất lâm nghiệp được thực hiện thông qua quy trình sau:

Hình 2.1 Quy trình xây dựng bản đồ và đánh giá tiềm năng sử dụng đất lâm nghiệp ở

huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi

Bước 1: Xác định các lớp dữ liệu/ nhân tố: Căn cứ vào điều kiện cụ thể có thể chọn 4 nhân tố đặc trưng, mang tính chất chủ đạo bao trùm lên các nhân tố khác để xây dựng bản đồ tiềm năng sử dụng đất, bao gồm: đất, địa hình, khí hậu và trạng thái thực bì che phủ

Bước 2: Xác định tỷ lệ chồng lớp của các nhân tố và giá trị điểm tiềm năng của mỗi nhân tố lựa chọn có giá trị 1; 2; 3 và 4 tương ứng với tiềm năng rất thấp, tiềm năng thấp, tiềm năng trung bình và tiềm năng cao Tỷ lệ chồng lớp của các nhân tố và điểm tiềm năng cho các chỉ tiêu đánh giá được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Tỷ lệ chồng lớp của các nhân tố và đểm tiềm năng cho các chỉ tiêu đánh giá

TT Nhân tố chính Nhân tố phụ Chỉ tiêu Điểm tiềm năng

4

Số lượng cây gỗ tái sinh có chiều cao trên 1m trên 300-1000 cây/ha

3

Số lượng cây gỗ tái sinh có chiều cao trên 1m trên dưới

300 cây/ha

2

Bước 3: tạo các lớp dữ liệu:

Tạo dữ liệu không gian:

- Lớp dữ liệu về lượng mưa và nhiệt độ trung bình hàng năm được tạo từ bản đồ khí hậu

- Lớp dữ liệu về loại đất, thành phần cơ giới được tạo từ bản đồ đất kết hợp với số liệu điều tra trên hiện trường

- Lớp dữ liệu về độ dốc và đai cao được tạo mô hình TIN với các lớp dữ liệu đầu vào (ranh giới vùng nghiên cứu, đường bình độ và điểm độ cao)

- Lớp dữ liệu về thực bì che phủ được kế thừa từ nguồn dữ liệu có sẵn kết hợp với điều tra trên hiện trường để cập nhật những lớp dữ liệu mới và biên tập bản đồ thành quả Tạo dữ liệu thuộc tính: tạo các trường mới theo chỉ tiêu đánh giá và điểm tiềm năng tương ứng

Bước 4: Chuyển dữ liệu Vector sang dữ liệu Raster theo dữ liệu thuộc tính về điểm tiềm năng với độ rộng của mỗi pixel là 30m

Bước 5: Sử dụng công cụ map calculator để tích hợp các lớp dữ liệu thông qua

mô hình phối hợp tuyến tính theo tỷ lệ chồng lớp như sau:

SI = W1*KH + W2 *DAT + W3*DH + W4 *TBTrong đó:

SI: Chỉ số phù hợp tiềm năng

W1 và KH: tỷ lệ chồng lớp và điểm tiềm năng của chỉ tiêu đánh giá của nhân tố khí hậu

W2 và DAT: tỷ lệ chồng lớp và điểm tiềm năng của chỉ tiêu đánh giá của nhân

Bước 7: thống kê diện tích: đối với dữ liệu Raster được tính toán trên cơ sở số lượng cell hoặc có thể chuyển sang dữ liệu Vector và sử dụng công cụ Field Calculator

để tính toán diện tích, rồi sau đó sử dụng công cụ Summarize để thống kê diện tích cho từng cấp phân hạng năng suất tiềm năng

Bước 8: biên tập bản đồ tích hợp các nhân tố đánh giá để xác định vùng phân bố tiềm năng sử dụng đất vùng nghiên cứu

2.4.2.3 Phương pháp đánh giá sự thích hợp đất cho từng loại hình sử dụng đất/cây trồng nông lâm nghiệp

Phương pháp đánh giá phân hạng mức độ thích hợp để thiết lập bản đồ phù hợp đất cho từng loại hình sử dụng đất bao gồm các bước chính sau:

Lựa chọn các loại hình sử dụng đất

Các loại hình sử dụng đất đang chiếm diện tích ưu thế, được người dân quan tâm

và đầu tư sản xuất, các sản phẩm thu được từ các loại hình sử dụng đất có giá trị kinh tế

và thị trường tiêu thụ, có khả năng phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa, góp phần tạo nguồn thu nhập, xóa đói giảm nghèo cho người dân địa phương Dựa trên các tiêu chí trên, ba loại hình sử dụng đất được lựa chọn để nghiên cứu: sản xuất nông nghiệp (cây lương thực, cây lấy củ chất bột (cây công nghiệp ngắn ngày), sản xuất lâm nghiệp (cây lâm nghiệp như keo) và sản xuất nông lâm kết hợp (đậu + keo)

Xác định các nhân tố và các chỉ tiêu ảnh hưởng đến hưởng đến sự thích hợp đất sản xuất Nông lâm nghiệp

Sự thích hợp đất sản xuất Nông lâm nghiệp có liên quan mật thiết với điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội Chính vì vậy việc chọn các loài cây trồng Nông lâm nghiệp cần phải tuân thủ theo nguyên tắc “Đất nào cây ấy” Căn cứ vào điều kiện thực tế ở vùng nghiên cứu, chúng tôi chỉ chọn các nhân tố đặc trưng bao trùm lên các nhân tố khác để đánh giá sự thích hợp đất cho các loại hình sử dụng đất lựa chọn Trên cơ sở căn cứ yêu cầu sinh thái của mỗi loại hình sử dụng đất, nghiên cứu đã tiến hành sắp xếp các chỉ tiêu của nhân tố ảnh hưởng đến sự phù hợp đất cho mỗi loại hình sản xuất Nông lâm nghiệp Điểm đánh giá cho từng chỉ tiêu của mỗi nhân tố được thảo luận với cán bộ chuyên môn tại địa phương và dựa theo tiêu chuẩn đánh giá đánh của FAO Theo phương pháp này, mỗi mức độ ảnh hưởng có giá trị 8, 6, 4, 2 tương ứng với các mức phù hợp cao, phù hợp trung bình, phù hợp kém và không phù hợp cho các loài cây trồng Nông lâm nghiệp (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Xếp hạng phù hợp cho các dạng sử dụng đất ở huyện Sơn Hà

Đất xám bạc màu

và đất xám ferralit đá lẫn

Đất xói mòn trơ sỏi đá

lẫn

Đất xám bạc màu

Hướng phơi/dốc Đông và Đông nam Nam, bằng phẳng Tây, Tây Bắc và Bắc -

Lượng mưa trung

Đất xám bạc màu

và đất xám ferralit đá lẫn

Đất xói mòn trơ sỏi đá

Xác định trọng số và mức độ phù hợp của các nhân tố

Thực tế cho thấy vai trò và tầm quan trọng của các nhân tố ảnh hưởng đến sự thích hợp đất cho từng loại hình sản xuất Nông lâm nghiệp là hoàn toàn khác nhau Nên, việc xác định trọng số tương ứng cho mỗi nhân tố là rất cần thiết Tất cả 8 nhân tố lựa chọn như đã được đề cập ở trên được gộp thành 3 nhân tố chính bao gồm 1) nhân tố thuộc tính đất (dạng đất, thành phần cơ giới và độ chua) 2) nhân tố địa hình: độ dốc, độ cao và hướng phơi; 3) nhân tố khí hậu: lượng mưa trung bình hàng năm và nhiệt độ trung bình hàng năm Để xác định trọng số của các nhân tố, nghiên cứu đã sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process) kết hợp với việc tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn địa phương

Xác định giá trị điểm phù hợp và trọng số cho các nhân tố/tiêu chí

Để xác định trọng số cho các nhân tố đã đề ra, nghiên cứu đã sử dụng thang điểm

ưu tiên của Saaty, phương pháp này cho phép chuyển ma trận so sánh theo từng cặp tiêu chí thành một bộ trọng số chỉ rõ vai trò tuyệt đối của mỗi tiêu chí Các nhân tố hay các tiêu chí được đem ra so sánh với nhau theo từng cặp trên một thang so sánh 9 điểm (bảng 2.3)

Bảng 2.3 Thang độ ưu tiên của của Saaty trong so sánh cặp đôi các nhân tố/tiêu chí

1 Quan trọng bằng nhau 2 thành phần có tính chất: bằng nhau

3 Sự quan trọng yếu giữa một

thành phần với thành phần kia Kinh nghiệm và nhận định hơn

5 Cơ bản hay quan trọng nhiều

giữa cái này và cái kia

Nghiêng về một thành phần hơn thành phần kia

7 Sự quan trọng được biểu lộ mạnh

giữa cái này hơn cái kia

Một thành phần được ưu tiên rất nhiều hơn 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 có thể

2, 4, 6 ,8 Mức trung gian giữa các mức nêu

đảo của chúng phải là các số nguyên từ 1 đến 9 Các ô thuộc nửa dưới của ma trận có giá trị bằng giá trị nghịch đảo của các ô tương ứng ở nửa trên, đối xứng qua đường chéo của ma trận (bảng 2.4 ) [29],[30]

Tính toán mức độ quan trọng (trọng số) cho các nhân tố/tiêu chí

Sau khi thành lập xong ma trận, người đánh giá sẽ tiến hành tính toán các trọng số của các chỉ tiêu thông qua các đại lượng sau đây:

𝑊𝑖 = [(𝑎𝑖1) × (𝑎𝑖2) × … × (𝑎𝑖𝑚)]1/𝑚, ∀𝑖

𝑛𝑤𝑖 = 𝑤𝑖

∑𝑚𝑖=1𝑤𝑖, ∀𝑖Khi đó, ta có ma trận 2 (bảng 2.6)

Sử dụng tỷ số xung khắc của Saaty để xác định mức độ chấp thuận của các trọng

số của các nhân tố/tiêu chí đánh giá Tỷ số xung khắc được xác định như sau:

CR=CIRICI: chỉ số nhất quán (Consistency Index);

RI: chỉ số ngẫu nhiên (Random Index)

𝐶𝑅 =𝑚𝑎𝑥 − 𝑛

𝑛 − 1Trong đó:

Lamda: giá trị riêng của ma trận so sánh

n : số nhân tố

Đánh giá sự thích hợp/tiềm năng cho các loại hình sử dụng đất

Đánh giá sự thích hợp cho từng loại hình sản xuất nông lâm nghiệp được thực hiện dựa trên các nhân tố thuận lợi hoặc hạn chế trong quá trình sử dụng đất Sau khi trọng số các nhân tố ảnh hưởng đến tiềm năng sản xuất nông lâm nghiệp tính toán theo phương pháp AHP được chấp nhận Tất cả các nhân tố lựa chọn được tích hợp từng bước trong phần mềm chuyên dụng GIS thông qua mô hình phối hợp tuyến tính có trọng số như sau:

W j : Trọng số chỉ vai trò quyết định của nhân tố thứ j

R ij : Điểm thích hợp cho từng loại hình sử dụng đất lớp thứ i trong nhân tố và chỉ tiêu thứ j

n: Số lượng các nhân tố được xem xét cho mục tiêu xác định sự thích hợp cho từng loại hình sử dụng đất

Trình tự các bước đánh giá sự thích hợp đất cho các loại hình sử dụng đất dựa trên GIS ở huyện Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi được thể hiện ở hình 2.2

Hình 2.2 Qui trình đánh giá sự phù hợp đất cho các loại hình sử

dụng đất nông lâm nghiệp

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế - xã hội ở huyện Sơn Hà

 Phía Đông giáp huyện Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Minh Long

 Phía Tây giáp huyện Sơn Tây

 Phía Nam giáp huyện Ba Tơ và tỉnh Kon Tum

 Phía Bắc giáp huyện Tây Trà và Trà Bồng

Sơn Hà nằm ở vị trí phía Tây của tỉnh và tương đối thuận lợi về giao thông: Quốc lộ 24B, các tuyến DT.623, DT.625, DT.626 nối liền các huyện phía Tây tỉnh với thành phố Quảng Ngãi, với khu công nghiệp Dung Quất và tỉnh Kon Tum; là vùng đầu nguồn của nhiều con song lớn trong tỉnh và đổ xuống sông Trà Khúc Đặc