Muùc tieõu
Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là đánh giá tài nguyên môi trường đất theo hướng phát triển bền vững, từ đó đề xuất các phương án sử dụng đất hiệu quả và bền vững cho tỉnh Lâm Đồng Nghiên cứu sẽ tập trung vào các mục tiêu cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả trong việc bố trí và quản lý tài nguyên đất.
- Nghiên cứu các lý thuyết về đánh giá tài nguyên đất cho phát triển bền vững cuûa FAO
- Nghiên cứu xây dựng mô hình tích hợp phần mềm ALES và GIS trong đánh giá đất đai cho tỉnh Lâm Đồng
Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về tài nguyên đất sẽ hỗ trợ các nhà quản lý và nhà khoa học trong việc tra cứu, sử dụng, quản lý và cập nhật thông tin một cách dễ dàng và hiệu quả.
- Ứng dụng mô hình tích hợp GIS và ALES để đánh giá tài nguyên môi trường đất cho tỉnh Lâm Đồng
Đề xuất cơ cấu sử dụng đất hợp lý tại tỉnh Lâm Đồng nhằm hướng tới việc sử dụng bền vững tài nguyên môi trường đất Các giải pháp thực thi cần được áp dụng để tối ưu hóa quản lý đất đai, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương Việc này không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn nâng cao đời sống người dân và bảo tồn đa dạng sinh học trong khu vực.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu
4.1.1 Nghiên cứu một số lý thuyết có liên quan
• Nghiên cứu vận dụng lý thuyết về phương pháp đánh giá đất của FAO
• Nghiên cứu vận dụng các phần mềm có liên quan như: GIS, ALES…
• Nghiên cứu xây dựng mô hình tích hợp ALES và GIS cho đánh giá tài nguyên đất ở tỉnh Lâm Đồng
4.1.2 Nghiên cứu đánh giá các nội dung cụ thể
• Xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai và thành lập bản đồ tài nguyên đất đai
- Lựa chọn các loại hình sử dụng đất
- Lựa chọn các tính chất đất đai để xây dựng bản đồ tài nguyên đất đai
- Xây dựng các bản đồ đơn tính trên GIS và sử dụng chức năng overlap trong GIS để xây dựng bản đồ tài nguyên đất đai
• Đánh giá thích nghi đất đai
Xây dựng yêu cầu sử dụng đất cho các loại hình sử dụng đất cụ thể dựa trên tính chất của từng loại đất trong bản đồ tài nguyên đất đai.
Đánh giá thích nghi đất đai là quá trình quan trọng nhằm xác định khả năng sử dụng đất cho các mục đích khác nhau Để thực hiện điều này, cần xây dựng mô hình tích hợp giữa ALES và GIS, giúp tối ưu hóa việc phân tích dữ liệu Việc xây dựng cây quyết định trong ALES sẽ hỗ trợ trong việc đánh giá thích nghi đất đai tự nhiên và thích nghi đất đai kinh tế Cuối cùng, việc tạo ra bản đồ thích nghi đất đai sẽ cung cấp cái nhìn trực quan và hỗ trợ ra quyết định trong quản lý đất đai hiệu quả.
Đánh giá thích nghi sử dụng đất là quá trình tổng quan thực trạng sử dụng đất, trong đó chồng xếp bản đồ hiện trạng lên bản đồ tài nguyên đất đai Điều này giúp xác định quy mô diện tích của từng loại hình sử dụng đất theo các cấp thích nghi trên từng đơn vị đất đai, từ đó làm cơ sở cho các đề xuất sử dụng đất hiệu quả hơn.
• Đề xuất các giải pháp sử dụng đất phục vụ cho phát triển bền vững
- Một số khái niệm về phát triển bền vững
- Quan điểm đề xuất sử dụng đất
- Đề xuất cơ cấu sử dụng đất hợp lý
- Đề xuất các giải pháp thực thi cơ cấu sử dụng đất hợp lý và hướng đến sử dụng bền vững tài nguyên môi trường đất.
Phương pháp nghiên cứu
Chúng tôi áp dụng phương pháp luận đánh giá tài nguyên đất của FAO để xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất đai trên nền tảng GIS Đánh giá tài nguyên đất sẽ được thực hiện theo mô hình tích hợp giữa GIS và ALES Chi tiết về phương pháp luận sẽ được trình bày trong chương hai của đề tài.
4.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể Để tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu, đề tài còn sử dụng một số các phương pháp nghiên cứu cụ thể sau:
- Phương pháp kế thừa: Kế thừa các tài liệu, số liệu, bản đồ có liên quan đến vùng nghiên cứu như:
+ Bản đồ đất do Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Nam xây dựng năm 2006
+ Kế thừa bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005, bản đồ địa hình của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lâm Đông
+ Kế thừa bản đồ thủy lợi của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Lâm Đồng
+ Kế thừa số liệu thống kê, các tài liệu chuyên ngành do các cơ quan có liên quan biên soạn
Phương pháp điều tra thực địa và chỉnh lý được áp dụng để khảo sát và điều chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất, đồng thời thực hiện điều tra nhanh tại các khu vực nông thôn.
Rà soát bản đồ hiện trạng sử dụng đất của từng xã với tỷ lệ 1/5.000 và 1/10.000, cùng với bản đồ cấp huyện tỷ lệ 1/10.000 và 1/25.000, so sánh với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh Tiến hành điều tra thực địa nhằm chỉnh lý bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn tỉnh.
Để thực hiện điều tra nhanh nông thôn, chúng tôi áp dụng phương pháp RRA, phỏng vấn trực tiếp các nông hộ về mô hình canh tác thông qua bảng câu hỏi đã được chuẩn bị sẵn Nội dung điều tra bao gồm các yếu tố như đặc điểm môi trường tự nhiên (thổ nhưỡng, khí hậu), quy mô canh tác, đầu tư ban đầu và hàng năm, biện pháp kỹ thuật, năng suất, cũng như thị trường tiêu thụ cho từng loại cây trồng trên các loại đất khác nhau Quy mô điều tra được tiến hành tại 12 huyện, thị, thành của tỉnh, với tổng cộng 275 phiếu khảo sát trên 11 loại hình sử dụng đất, mỗi loại hình sử dụng đất có 25 phiếu, đảm bảo độ tin cậy theo hướng dẫn của FAO với n >= 15.
Xử lý và phân tích tài chính kinh tế các loại hình sử dụng đất là một quá trình quan trọng, trong đó sử dụng phần mềm Microsoft Excel để xử lý các phiếu điều tra nông hộ Phân tích này dựa vào các chỉ tiêu như chi phí sản xuất, thu nhập, lãi thuần và tỷ suất lợi nhuận, nhằm đánh giá và so sánh hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng đất.
Phương pháp chuyên gia là việc tham khảo ý kiến từ các chuyên gia trong các lĩnh vực như khoa học đất, kinh tế, xã hội, môi trường và công nghệ thông tin Điều này nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến sử dụng đất và xây dựng mô hình cho các hoạt động trong quá trình đánh giá đất đai.
Ứng dụng kỹ thuật tin học trong quản lý đất đai bao gồm việc sử dụng phần mềm ALES phiên bản 4.65, Arcview GIS 3.2 và Mapinfo 7.8 để xây dựng cơ sở dữ liệu, đánh giá đất đai tự động, phân tích thông tin và tạo ra các bản đồ in ấn.
Giới hạn của đề tài
Đề tài này tập trung nghiên cứu chuyên sâu về tài nguyên đất phục vụ sản xuất nông nghiệp và tài nguyên đất rừng Đối với tài nguyên đất phi nông nghiệp, chỉ tiến hành điều tra nhu cầu tại các địa phương và kế thừa các tài liệu chuyên ngành đã có sẵn.
Nghiên cứu đánh giá tài nguyên môi trường đất tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của tài nguyên này, bao gồm yếu tố vô sinh như thổ nhưỡng, địa hình, khí hậu và thủy văn Đồng thời, vai trò của con người thông qua hoạt động sử dụng đất cũng được xem xét Các yếu tố môi trường khác có tác động đến môi trường đất sẽ được phân tích một cách định tính.
Dựa trên kết quả đánh giá tài nguyên đất đai, luận văn đề xuất cơ cấu sử dụng đất nông lâm hợp lý và đưa ra giải pháp thực thi nhằm đảm bảo sử dụng bền vững tài nguyên môi trường đất.
Đóng góp của đề tài
- Ứng dụng mô hình tích hợp phần mềm ALES và GIS trong đánh giá tài nguyên môi trường đất cho phát triển bền vững của FAO
- Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về tài nguyên đất đai cho tỉnh Lâm Đồng
Kết quả đề xuất về việc sử dụng bền vững tài nguyên môi trường đất tại tỉnh Lâm Đồng đã được phân tích theo từng loại hình sử dụng đất, bao gồm cả quy mô diện tích và không gian Việc này nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững và bảo vệ môi trường trong khu vực.
Các giải pháp nhằm thực thi cơ cấu sử dụng đất cần tập trung vào việc sử dụng bền vững tài nguyên môi trường đất, đảm bảo hiệu quả kinh tế cao và nhận được sự ủng hộ từ người sản xuất.
Toồng quan Chương một – Tổng quan các kết quả nghiên cứu 1.1 Khái quát tình hình nghiên cứu về tài nguyên đất
Tình hình nghiên cứu về tài nguyên đất trên thế giới
Công tác điều tra và phân loại tài nguyên đất, cũng như lập bản đồ đất, đã được chú trọng từ sớm ở nhiều quốc gia Đến nửa cuối thế kỷ XIX, nhờ vào các nghiên cứu của các nhà khoa học nổi tiếng như V.V Docuchaev, P.A Kostưsev và N.M Sibirsev, thổ nhưỡng học đã trở thành một bộ môn khoa học chính thức tại Nga.
Từ nửa cuối thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX, các nghiên cứu của các nhà khoa học đất toàn cầu đã dẫn đến sự hình thành ba hệ thống phân loại chính, theo J.P Gretrin (1969).
Phân loại phát sinh bao gồm địa lý phát sinh, yếu tố phát sinh và tiến hóa phát sinh, đã được nghiên cứu sâu rộng ở Liên Xô cũ Một trong những thành quả nổi bật nhất từ những nghiên cứu này là bản đồ thổ nhưỡng toàn cầu với tỷ lệ 1/1 tỷ, thể hiện sự tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực địa lý và khoa học đất.
- Phân loại Tây Âu (kết hợp nông học và địa chất)
- Phân loại của Mỹ (kinh nghiệm sử dụng đất, tính chất của đất và năng suất caây troàng)
Từ nửa sau thế kỷ XX, việc thống nhất tên gọi cho phân loại tài nguyên đất trên toàn cầu đã trở thành một vấn đề cấp thiết Do đó, từ thập kỷ 60, hai trung tâm nghiên cứu về phân loại và bản đồ đất đã được thành lập với mục tiêu tiếp cận một cách toàn cầu.
- Trung tâm Soil Taxonomy (Mỹ): đã đưa ra phương pháp chẩn đoán định lượng và cho ra đời hệ thống phân loại Soil Taxonomy với thuật ngữ riêng
Trung tâm FAO/UNESCO đã áp dụng phương pháp định lượng trong phân loại đất theo hệ thống Soil Taxonomy, tạo ra một hệ thống phân loại và thuật ngữ đồng nhất cho toàn cầu Bản đồ đất thế giới tỷ lệ 1/5.000.000 được phát hành vào năm 1961, kèm theo bản chú giải “Bản đồ đất thế giới” đã được cập nhật và nâng cao theo từng thời kỳ.
Phương pháp phân loại đất theo FAO/UNESCO được coi là một thành công lớn trong ngành khoa học đất, mang lại cái nhìn thống nhất cho các nhà khoa học đất toàn cầu về cách phân loại đất.
Các nghiên cứu về đất ở Việt Nam
Nghiên cứu về tài nguyên đất đã được ghi nhận trong các văn bản quốc gia từ thế kỷ XIII đến XV, bao gồm các tác phẩm của Lê Quý Đôn, Nguyễn Trãi (Dư địa chí) và Lê Tắc Đến đầu thế kỷ XIX, người Pháp đã chú trọng đến việc nghiên cứu đất nhằm phục vụ cho công cuộc khai thác tài nguyên tại các nước thuộc địa.
XX, nghiên cứu đất đã được mở rộng và hoàn thiện với các công trình nổi bật cuûa Jve Henry (1930), M.E Castagnol…
Trong giai đoạn 1958-1975, công tác nghiên cứu đất ở Việt Nam diễn ra quy mô lớn, đặc biệt tại Miền Bắc, áp dụng phương pháp phát sinh từ Liên Xô cũ Một trong những công trình nổi bật là "Sơ đồ thổ nhưỡng tỷ lệ 1/1 triệu và bảng phân loại đất miền Bắc Việt Nam" do các tác giả V.M Fridland, Vũ Ngọc Tuyên và Tôn Thất thực hiện.
Chiểu và Đỗ Ánh, cùng với sự hợp tác của các chuyên gia Liên Xô, đã thực hiện phân loại đất Tại miền Nam, nhờ sự hỗ trợ của các nhà khoa học đất Mỹ, quá trình phân loại và xây dựng bản đồ đất tổng quát miền Nam với tỷ lệ 1/1 triệu đã được tiến hành (F.R Moorman, 1958-1960) Các sơ đồ đất tỷ lệ 1/100.000 và 1/200.000 cũng được Sở Địa học Sài Gòn phát hành, cùng với tài liệu "Đất đai miền châu thổ sông Cửu Long" (Thái Công Tụng, 1972), đánh dấu tài liệu đất chính thức đầu tiên của vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
Từ năm 1975 đến nay, đã có hai đợt điều tra lớn về bản đồ đất do Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp thực hiện Đợt đầu tiên diễn ra từ 1975 đến 1980 tại các tỉnh phía Nam, trong khi đợt thứ hai, từ 2003 đến 2005, nhằm điều chỉnh và xây dựng bản đồ đất cho 64 tỉnh thành trên toàn quốc Mục tiêu ngắn hạn là xác định và hiệu chỉnh tài nguyên đất phục vụ quy hoạch nông lâm nghiệp cấp tỉnh, còn mục tiêu dài hạn là cung cấp thông tin đầy đủ về tài nguyên đất để xây dựng cơ sở dữ liệu thống nhất, đáp ứng nhu cầu quản lý đất đai Đến nay, 64 tỉnh thành đã hoàn thành việc chỉnh lý bản đồ đất.
Các nghiên cứu đã hỗ trợ tích cực cho việc thống kê tài nguyên đất, từ đó giúp hoạch định chiến lược phát triển và quy hoạch tổ chức lãnh thổ ở cấp huyện, tỉnh và quốc gia.
Các nghiên cứu về đất ở tỉnh Lâm Đồng
Sau 1975, công tác nghiên cứu đất riêng cho Tỉnh mới được triển khai, do nhiều cô quan tham gia:
- Giai đoạn 1975-1976: Ban Phân vùng Quy hoạch Trung ương đã điều tra đất và một số yếu tố tự nhiên khác để xây dựng sơ đồ đất tỷ lệ 1/100.000
- Năm 1977: Ban Phân vùng Quy hoạch Trung ương và trường đại học Tổng hợp Hà Nội khảo sát chi tiết thêm sơ đồ đất năm 1976
Vào năm 2000, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp phối hợp với Trường đại học Leuven, Bỉ, thực hiện chương trình nghiên cứu “Đánh giá đất phục vụ quy hoạch sử dụng và phát triển nông nghiệp bền vững vùng Tây Nguyên” Trong khuôn khổ dự án, bản đồ đất tỉnh Lâm Đồng tỷ lệ 1/100.000 đã được khảo sát và chỉnh lý dựa trên phương pháp phân loại của FAO/WRB Bản đồ này kế thừa từ các tài liệu đất có sẵn, thực hiện khảo sát một số tuyến và phân tích mẫu đất để phân loại Tuy nhiên, nhược điểm lớn của bản đồ là độ chính xác còn thấp, gây khó khăn trong việc sử dụng.
Năm 2005, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã chủ trì chương trình “Điều tra chỉnh lý bản đồ đất 64 tỉnh, thành trong cả nước”, trong đó Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Nam tiến hành điều tra và chỉnh lý bản đồ đất tỉnh Lâm Đồng với tỷ lệ 1/100.000 Bản đồ này, được Bộ Khoa Học và Công Nghệ cấp bản quyền nghiên cứu khoa học, là bản đồ đất hoàn chỉnh nhất từ trước đến nay và đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá và đề xuất sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai tại tỉnh Lâm Đồng.
Nghiên cứu về đánh giá tài nguyên môi trường đất
Nghiên cứu tài nguyên đất đai không chỉ bao gồm việc thống kê mà còn đánh giá khả năng thích nghi của đất, từ đó đề xuất các phương án sử dụng đất hợp lý.
1.2.1 Đánh giá thích nghi đất đai trên thế giới và sự ra đời phương pháp đánh giá thích nghi đất đai của FAO
Từ những năm 50 của thế kỷ 20, đánh giá khả năng sử dụng đất đã trở thành bước nghiên cứu quan trọng tiếp theo sau việc nghiên cứu đặc điểm đất Xuất phát từ các nghiên cứu riêng lẻ của từng quốc gia, phương pháp đánh giá đất đai đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học hàng đầu và các tổ chức quốc tế, trở thành một chuyên ngành nghiên cứu thiết yếu cho các nhà quy hoạch, người hoạch định chính sách đất đai và người sử dụng Nhiều nghiên cứu và hệ thống đánh giá đất đai phổ biến đã được phát triển trong lĩnh vực này.
Phân loại khả năng đất có tưới do Cục cải tạo đất đai - Bộ Nông nghiệp Mỹ (USBR) biên soạn năm 1951 bao gồm 6 lớp, từ lớp có thể trồng được (Arable) đến lớp có thể trồng trọt được một cách có giới hạn (Limited arable) và lớp không thể trồng trọt được (Non-arable) Phân loại này không chỉ dựa vào đặc điểm đất đai mà còn xem xét một số chỉ tiêu kinh tế, tuy nhiên, những chỉ tiêu này chỉ giới hạn trong phạm vi thủy lợi.
Phân hạng khả năng đất đai, được xây dựng bởi cơ quan bảo vệ đất thuộc Bộ nông nghiệp Mỹ (USDA) vào năm 1961, mặc dù phù hợp với hoàn cảnh nước Mỹ, nhưng nguyên lý của nó đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia Hệ thống này chủ yếu dựa vào các hạn chế của đất đai, ảnh hưởng đến việc sử dụng đất, được phân chia thành hạn chế tức thời và hạn chế lâu dài Đất đai được xếp hạng chủ yếu dựa vào những hạn chế lâu dài, với ba cấp đánh giá: lớp (class), lớp phụ (sub-class) và đơn vị (unit) Hệ thống phân loại chia đất đai thành 8 lớp, từ lớp I đến lớp VIII, với hạn chế tăng dần; lớp I đến IV có khả năng sử dụng cho nông-lâm nghiệp, lớp V đến VII chỉ phù hợp cho lâm nghiệp, và lớp VIII chỉ sử dụng cho mục đích khác Mặc dù phương pháp này quan tâm đến các yếu tố hạn chế và biện pháp khắc phục, nhưng chưa xem xét đầy đủ các vấn đề kinh tế-xã hội-môi trường ảnh hưởng đến việc sử dụng đất.
Phương pháp đánh giá phân hạng đất ở Liên Xô cũ và các nước Đông Âu bắt đầu từ thập niên 60, bao gồm ba bước chính Đầu tiên, đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng được thực hiện để xác định đặc điểm của đất Tiếp theo, khả năng sản xuất của đất được đánh giá, kết hợp với việc xem xét các yếu tố khí hậu và địa hình.
Đánh giá đất đai dựa vào kinh tế tập trung vào khả năng sản xuất hiện tại của đất Phương pháp này chú trọng đến các yếu tố tự nhiên, đồng thời xem xét khía cạnh kinh tế-xã hội trong việc sử dụng đất, mặc dù chưa được đầy đủ.
Ở nhiều quốc gia như Anh, Canada và Ấn Độ, hệ thống đánh giá đất đai chủ yếu dựa trên yếu tố thổ nhưỡng để phân cấp đất cho các mục đích sử dụng khác nhau Đến cuối thập niên 60, nhiều quốc gia đã phát triển hệ thống đánh giá đất riêng, dẫn đến sự khác biệt về tiêu chuẩn và kết quả, gây khó khăn trong việc trao đổi thông tin đánh giá toàn cầu Năm 1976, FAO đã giới thiệu phương pháp đánh giá đất nhằm thống nhất tiêu chuẩn đánh giá trên toàn thế giới, đồng thời xem xét cả khía cạnh kinh tế xã hội liên quan đến từng loại hình sử dụng đất.
Bên cạnh đó, FAO cũng đã ấn hành một số hướng dẫn khác về đánh giá thích nghi đất đai cho từng đối tượng:
- Đánh giá đất đai cho nông nghiệp nhờ mưa (Land evaluation for rained agriculture, 1983)
- Đánh giá đất đai cho nông nghiệp có tưới (Land evaluation for irrigated agriculture, 1985) [39]
- Đánh giá đất đai cho đồng cỏ quảng canh (Land evaluation for extensive gazing, 1989)
- Đánh giá đất đai cho sự phát triển (Land evaluation for development, 1990)
- Đánh giá đất đai và phân tích hệ thống canh tác phục vụ quy hoạch sử dụng đất (Land evaluation and farming system Analysis for land-use planning,
- Hướng dẫn đánh giá đất đai phục vụ cho quản lý bền vững (An International Framework for land evaluating sustainable management, 1993) [42]
Đánh giá thích nghi đất đai là một phương pháp luận quan trọng có thể áp dụng cho mọi dự án, không phân biệt quy mô Nó không chỉ đánh giá tiềm năng đất đai mà còn xem xét các yếu tố kinh tế-xã hội và kỹ thuật canh tác của từng loại hình sử dụng đất Thông tin này giúp nhà quy hoạch lựa chọn phương án sử dụng đất hợp lý và hiệu quả.
Hướng dẫn của FAO, ngay từ khi ra mắt, đã được áp dụng trong nhiều dự án phát triển của tổ chức này, và được các nhà đánh giá công nhận là rất quan trọng đối với sự phát triển của chuyên ngành đánh giá đất đai (C.A Van Diepen et al, 1991) Hiện nay, công tác đánh giá đất đai không chỉ được thực hiện ở nhiều quốc gia mà còn trở thành một khâu thiết yếu trong quy hoạch sử dụng đất vùng lãnh thổ.
Đánh giá thích nghi đất đai ở Việt Nam đã có từ lâu với khái niệm phân hạng đất như "tứ hạng điền, lục hạng thổ" để thu thuế Nhiều cơ quan khoa học, bao gồm Viện Thổ nhưỡng-Nông hóa, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, và Tổng cục Quản lý Ruộng đất, đã nghiên cứu và thực hiện công tác này Luật thuế sử dụng đất của Nhà nước cũng dựa trên đánh giá phân hạng đất Đặc biệt, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã thực hiện nhiều nghiên cứu về đánh giá, phân hạng đất đai, được triển khai rộng rãi trên toàn quốc từ những năm 1980.
Từ năm 1985, việc đánh giá đất đai đã trở thành quy định bắt buộc trong công tác quy hoạch sử dụng đất tại các tỉnh, thành và địa phương Điều này áp dụng cho nhiều loại cây trồng, các vùng chuyên canh và các dự án đầu tư khác nhau.
Từ những năm 1970, Bùi Quang Toản và các nhà khoa học tại Viện Nông hoá Thổ nhưỡng đã tiến hành đánh giá phân hạng đất đai ở 23 huyện, 286 hợp tác xã và 9 vùng chuyên canh Kết quả này đã hỗ trợ tổ chức lại sản xuất và xây dựng quy trình kỹ thuật phân hạng đất cho các hợp tác xã Quy trình gồm 4 bước: thu thập tài liệu, vạch khoanh đất, đánh giá và phân hạng chất lượng đất, và xây dựng bản đồ phân hạng đất Các yếu tố đánh giá bao gồm loại đất, độ dày, độ chặt, xốp, hạn, úng, mưa, mặn, chua, được phân thành 4 mức độ thích hợp: rất tốt, tốt, trung bình và kém.
Đất được phân hạng thành 4 loại từ hạng I đến hạng IV, phản ánh chất lượng từ tốt đến xấu Quy trình phân hạng này đã tồn tại lâu dài, nhưng vẫn còn thiếu những nghiên cứu sâu sắc về các yếu tố kinh tế và môi trường liên quan.
Để thực hiện chỉ thị 299/TTg của Chính phủ, Tổng cục Quản lý Ruộng đất đã ban hành dự thảo phương pháp phân hạng đất nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng đất đai.
1981) Việc phân hạng phải dựa trên các cơ sở: (1).Vùng địa lý thổ nhưỡng,
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá các loại và nhóm cây trồng, đặc thù của từng địa phương, cũng như trình độ thâm canh và mối tương quan giữa các yếu tố này với năng suất cây trồng Tài liệu này không chỉ mang tính khoa học mà còn có tính thực tiễn cao, phù hợp để áp dụng rộng rãi trong nông nghiệp.
Các nghiên cứu ứng dụng GIS và ALES trong đánh giá đất đai
1.3.1 Ứng dụng GIS trong đánh giá tài nguyên đất đai trên thế giới
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ra đời vào cuối những năm 1960 và đã phát triển mạnh mẽ, cung cấp khả năng thu thập, lưu trữ, truy cập, xử lý, phân tích và cung cấp thông tin quan trọng GIS hỗ trợ quá trình ra quyết định trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong đánh giá đất đai phục vụ cho phát triển sản xuất nông lâm nghiệp.
GIS đã được áp dụng rộng rãi trong việc đánh giá đất đai tại các trường đại học và cơ quan nghiên cứu tài nguyên đất ở Mỹ, nổi bật là tại trường đại học Cornell.
Hệ thống Thông tin Tài nguyên Úc Châu (ARIS) được triển khai từ năm 1970, với mục tiêu hỗ trợ quyết định về việc sử dụng tài nguyên, bao gồm cả tài nguyên đất đai.
FAO (1983) đã áp dụng GIS để xây dựng mô hình phân vùng sinh thái nông nghiệp (AEZ) nhằm đánh giá đất đai toàn cầu với tỷ lệ 1/5.000.000.
Tại Anh, GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO đã được áp dụng để đánh giá đất đai cho cây khoai tây tại khu vực Stour Catchment, Kent (Harian F Cook et.al., 2000) Nghiên cứu này đã xây dựng bản đồ đơn vị đất đai dựa trên các lớp thông tin chuyên đề như khí hậu, đất, độ dốc, pH và thông tin về mùa vụ, nhằm đối chiếu với yêu cầu sử dụng đất của cây khoai tây để tạo ra bản đồ thích nghi.
Tại Thái Lan, Đại học Yakohama (Nhật Bản) và Viện Kỹ thuật Á châu (AIT, 1995) đã áp dụng GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO để đánh giá khả năng thích nghi đất cho bốn loại hình sử dụng đất: bắp, mì, cây ăn quả và đồng cỏ tại vùng Muaklek, cao nguyên Trung bộ Nghiên cứu này đã xem xét đầy đủ các khía cạnh tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường, từ đó đề xuất hướng sử dụng đất bền vững Năm 1997, Đại học Khon Kaen cũng đã sử dụng GIS để xây dựng mô hình đánh giá khả năng thích nghi đất cho cây lúa ở hạ lưu sông Namphong, miền Bắc Thái Lan, với độ chính xác cao trong việc phân tích không gian và tham chiếu đến năng suất lúa Ngoài ra, còn nhiều dự án ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai ở cấp huyện, tỉnh và vùng, nhằm làm cơ sở cho việc đề xuất sử dụng đất nông lâm nghiệp.
Hệ thống ILUS tại Singapore cung cấp thông tin chi tiết về tình hình pháp lý và quy hoạch đất đai, bao gồm cả phân vùng thích nghi cho sản xuất nông lâm nghiệp.
- Hệ thống khảo sát đất đai (CALS) ở Malaysia được thành lập để phục vụ sản xuất nông nghiệp cho các bang (Price S 1995)
Tại Philippines, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về ứng dụng GIS trong việc đánh giá tiềm năng thích nghi đất đai (Godilano, E C, 1993) Những nghiên cứu này cung cấp thông tin đầy đủ và chính xác cho các nhà quản lý, quy hoạch và nhà đầu tư, tạo nền tảng vững chắc cho các quyết định hợp lý, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế - xã hội.
Hệ thống thông tin tài nguyên đất đai tại các quốc gia Địa Trung Hải và Scotland (1988) được thiết lập với mục tiêu xác định các khu vực thích hợp cho sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp.
GIS được áp dụng hiệu quả trong nghiên cứu tài nguyên đất đai ở nhiều quốc gia như Nepal, Jordan, Tây Ban Nha và Philippines Các nghiên cứu của Madan P Pariyar và Gajendra Singh (1994) đã chỉ ra ứng dụng của GIS tại Nepal và Jordan, trong khi Navas A và Machin J (1997) khám phá tại Tây Ban Nha, và Badibas (1998) đã nghiên cứu tại Philippines.
Các nghiên cứu hiện nay đã tích hợp GIS, Viễn thám, GPS và Mạng Nơron nhân tạo (ANN) để đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO, nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc phân tích và quản lý tài nguyên đất.
Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới đã áp dụng GIS trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên đất đai Việc ứng dụng GIS trong lĩnh vực này mang lại hiệu quả lớn, cung cấp thông tin kịp thời, đầy đủ và chính xác cho các nhà quản lý, giúp họ đưa ra quyết định hợp lý nhằm phục vụ cho chiến lược phát triển kinh tế xã hội bền vững.
1.3.2 Ứng dụng GIS trong đánh giá tài nguyên đất đai ở Việt Nam Ở Việt Nam, công nghệ GIS mới được biết đến vào đầu thập niên 90 Ứng dụng đầu tiên của GIS trong nghiên cứu tài nguyên đất đai ở Đồng bằng sông Hồng, kết quả đã xây dựng “Bản đồ sinh thái Đồng bằng sông Hồng, tỷ lệ 1/250.000” (Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, 1990) Tiếp sau đó, GIS đã được ứng dụng rộng rãi trong việc xây dựng các lớp thông tin chuyên đề: thổ nhưỡng, sử dụng đất, thủy lợi, … phục vụ cho nghiên cứu tài nguyên đất đai, quy hoạch sử dụng đất
Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã ứng dụng GIS để đánh giá đất đai tại tỉnh Đồng Nai từ năm 1991 đến 1993 theo phương pháp của FAO, bao gồm việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai (LMU) với các yếu tố như thổ nhưỡng, độ dốc, và khả năng tưới Kết quả đã giúp tạo ra bảng thích nghi cây trồng, thể hiện qua bản đồ đánh giá thích nghi tỷ lệ 1/250.000 Tương tự, GIS cũng được áp dụng trong các nghiên cứu đánh giá đất đai ở tỷ lệ 1/100.000 - 1/50.000 tại các tỉnh như DakLak, Bình Phước, Bạc Liêu và ba tỉnh Tây Nguyên: DakLak, Gia Lai, Kom Tum, từ năm 1998 đến 2002.
Hiện nay, ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai ở Việt Nam đã mang lại những hiệu quả ban đầu, chủ yếu thông qua việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai và biểu diễn kết quả đánh giá thích nghi cây trồng Tuy nhiên, quy trình đối chiếu giữa chất lượng đất đai và yêu cầu sử dụng đất vẫn phải thực hiện thủ công, dẫn đến sự chậm trễ và không hiệu quả Các chỉ tiêu kinh tế liên quan đến sử dụng đất cũng được xử lý tách biệt với GIS, gây khó khăn trong việc tổng hợp dữ liệu Do đó, việc tự động hóa quy trình đối chiếu và tính toán hiệu quả kinh tế là một yêu cầu cấp bách để nâng cao hiệu quả quản lý đất đai.
Phương pháp luận đánh giá đất đai của FAO
2.2.1.1 ẹũnh nghúa Đánh giá khả năng thích nghi đất đai hay còn gọi là đánh giá đất đai (Land Evaluation) có thể được định nghĩa như sau: “Quá trình dự đoán tiềm năng đất đai khi sử dụng cho các mục đích cụ thể”, hay là dự đoán tác động của mỗi đơn vị đất đai đối với mỗi loại hình sử dụng đất
Quá trình đánh giá đất đai liên quan đến ba lĩnh vực chính: tài nguyên đất đai, sử dụng đất và các yếu tố kinh tế - xã hội Việc đánh giá này giúp xác định giá trị và tiềm năng của đất, đồng thời hỗ trợ trong việc quy hoạch và quản lý hiệu quả tài nguyên đất.
Đất đai bao gồm các tài nguyên như đất, nước, khí hậu và những điều kiện tự nhiên khác, tất cả đều ảnh hưởng đến việc sử dụng đất và kết quả của các hoạt động con người trong quá khứ và hiện tại.
• Sử dụng đất: Những thông tin về đặc điểm sinh thái và yêu cầu kỹ thuật của các loại hình sử dụng đất
Kinh tế - xã hội bao gồm các yếu tố như giá trị sản xuất, thu nhập, đầu tư và tập quán canh tác, ảnh hưởng đến quá trình sử dụng đất Trong hệ thống đánh giá đất đai của FAO, có hai loại thích nghi chính: thích nghi tự nhiên và thích nghi kinh tế.
Đánh giá thích nghi tự nhiên là quá trình xác định mức độ phù hợp của các loại hình sử dụng đất với điều kiện tự nhiên, mà không xem xét đến yếu tố kinh tế Nếu một loại hình sử dụng đất không phù hợp về mặt tự nhiên, việc phân tích kinh tế cần được thực hiện cẩn thận, đặc biệt đối với các loại hình sử dụng đất đặc thù, trước khi đưa ra đề xuất phát triển.
Đánh giá thích nghi kinh tế trong quyết định sử dụng đất đai là quá trình so sánh các loại hình sử dụng đất có cùng mức độ hiệu quả Các yếu tố quan trọng để đánh giá tính thích hợp về mặt kinh tế bao gồm tổng giá trị sản xuất, lãi ròng, chi phí/lợi nhuận và tỷ lệ nội hoàn.
Bản đồ thích nghi đất đai và bản đồ đề xuất sử dụng đất là hai sản phẩm quan trọng trong đánh giá đất đai, hỗ trợ các nhà quy hoạch và quản lý đất đai đưa ra quyết định hiệu quả và hợp lý về việc sử dụng đất.
2.2.1.2 Một số khái niệm cơ bản trong đánh giá đất đai
FAO đã sử dụng nhiều khái niệm trong nghiên cứu đất đai, bao gồm đất đai, đơn vị đất đai, đặc tính đất đai, chất lượng đất đai và loại hình sử dụng đất đai Đất đai được định nghĩa là diện tích bề mặt của trái đất, với các đặc tính ổn định và có thể dự đoán theo chu kỳ sinh quyển, bao gồm không khí, thổ nhưỡng, địa chất, thuỷ văn và quần thể động thực vật Nó cũng phản ánh hoạt động của con người trong quá khứ và hiện tại, ảnh hưởng đến việc sử dụng đất trong tương lai Đơn vị đất đai, hay đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LMU), là những vùng đất có các yếu tố tự nhiên tương đối đồng nhất, ảnh hưởng đến khả năng sử dụng đất Các yếu tố này bao gồm thổ nhưỡng, địa hình, thủy văn và lớp phủ thực vật Đặc tính đất đai (Land Characteristic - LC) là những thuộc tính có thể đo đạc hoặc ước lượng, thường dùng để mô tả chất lượng đất hoặc phân biệt giữa các đơn vị đất đai với khả năng sử dụng khác nhau.
Chất lượng đất đai (LQ) là các thuộc tính phức tạp thể hiện mối quan hệ và tương tác giữa nhiều đặc tính của đất Chất lượng đất thường được phân loại thành ba nhóm chính: nhóm dựa trên yêu cầu sinh thái của cây trồng, nhóm theo yêu cầu quản trị và nhóm theo yêu cầu bảo tồn.
Loại sử dụng đất chính là sự phân chia cao cấp các hình thức sử dụng đất, bao gồm nông nghiệp nhờ mưa, nông nghiệp có tưới, cây hàng năm, cây lâu năm, đất đồng cỏ và đất lâm nghiệp.
Loại hình sử dụng đất (LUT) là khái niệm mô tả chi tiết hơn về loại sử dụng đất chính, có thể bao gồm một hoặc nhiều loại cây trồng trong điều kiện kỹ thuật và kinh tế - xã hội nhất định Các thuộc tính của loại hình sử dụng đất cung cấp thông tin quan trọng về sản xuất, thị trường tiêu thụ sản phẩm, đầu tư, lao động, biện pháp kỹ thuật, yêu cầu cơ sở hạ tầng và mức thu nhập.
Yêu cầu sử dụng đất (LUR) là tập hợp các tiêu chí chất lượng đất nhằm xác định điều kiện sản xuất và quản lý đất cho các loại hình sử dụng đất khác nhau Điều này có nghĩa là yêu cầu sử dụng đất phản ánh nhu cầu về đất đai của các hình thức sử dụng đất cụ thể.
Yếu tố hạn chế là những đặc điểm của đất đai có thể ảnh hưởng tiêu cực đến loại hình sử dụng đất cụ thể Những yếu tố này thường được sử dụng để phân loại và xác định mức độ phù hợp cho các loại hình sử dụng đất khác nhau.
2.1.2 Các nguyên tắc trong đánh giá đất đai (FAO, 1976)
FAO đã đề ra 6 nguyên tắc cơ bản trong đánh giá đất đai, bao gồm:
Khả năng thích hợp của đất được đánh giá và phân cấp dựa trên loại hình sử dụng đất cụ thể, vì khái niệm này chỉ có giá trị trong bối cảnh sử dụng đất nhất định Mỗi loại hình sử dụng đất có những yêu cầu riêng biệt về đất đai, dẫn đến sự khác biệt trong khả năng thích hợp của từng loại đất.
Vì thế, một thửa đất có thể thích hợp cao đối với cây trồng này nhưng lại không thích hợp với cây trồng khác
Trong đánh giá đất đai, cần so sánh chi phí đầu tư với giá trị sản phẩm đầu ra của các loại đất khác nhau Sự khác biệt giữa đất tốt và xấu đối với cây trồng không chỉ dựa vào năng suất mà còn phải xem xét mức đầu tư cần thiết để đạt được năng suất mong muốn Cùng một loại hình sử dụng đất nhưng ở các vùng khác nhau sẽ dẫn đến sự khác biệt rõ rệt về mức đầu tư và thu nhập.
Nghiên cứu phần mềm ALES
ALES (Hệ thống Đánh giá Đất đai Tự động) là phần mềm đánh giá đất theo phương pháp FAO, với phiên bản nghiên cứu là ALES 4.65 ALES không chứa dữ liệu về đất hay sử dụng đất, mà chỉ là khung cho phép các nhà đánh giá thể hiện ý kiến của họ dựa trên thông tin liên quan đến mục tiêu và điều kiện của khu vực nghiên cứu.
Thông thường, một chương trình đánh giá đất đai với ALES gồm 3 nhóm:
(1) Xây dựng mô hình (Model builder), (2) Chuyên gia sử dụng đất (Land use Expert), (3) Sử dụng mô hình (Model user)
Người xây dựng mô hình trong ALES là chuyên gia có nhiệm vụ phát triển hệ thống chuyên môn và hiểu biết về phương pháp đánh giá đất đai Họ đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển giao ý tưởng từ các chuyên gia sử dụng đất thành các quyết định hiệu quả về sử dụng đất trong ALES.
Các chuyên gia sử dụng đất là những người am hiểu về thông tin liên quan đến việc sử dụng đất và chất lượng đất đai Họ có thể là các chuyên gia thổ nhưỡng, nhà nông học, nhà lâm nghiệp, hay các nhà kinh tế và xã hội học.
Nhóm người sử dụng mô hình (Model users) bao gồm các khách hàng, những người đặt ra mục tiêu cho quá trình đánh giá Họ đóng vai trò là những người ra quyết định và thực hiện các biện pháp cần thiết Sau khi mô hình hoàn thành, người xây dựng sẽ chuyển giao cho người sử dụng, thường là những người làm công tác quản lý đất đai Người sử dụng mô hình có thể đặt ra các câu hỏi hoặc yêu cầu để mô hình ALES giải đáp các vấn đề liên quan đến thích nghi đất đai.
Cấu trúc ALES có 7 hợp phần:
(1) Khung kiến thức cơ bản (A framework for a knowledge base): Mô tả các loại hình sử dụng đất cả về mặt tự nhiên và kinh tế
(2) Khung cơ sở dữ liệu (A framework for a database): Mô tả các vùng đất đai được đánh giá
Cơ chế suy luận có khả năng tính toán mức độ thích nghi tự nhiên và kinh tế cho từng loại hình sử dụng đất trên mỗi đơn vị đất đai.
Hình 2.2: Khái quát lưu đồ hoạt động của ALES Nguoàn: Theo Rossiter and Van Wambeke, 1997, ALES version 4.65 User’s Manual
- Chất lượng đất đai (LQ)
Bản đồ thích nghi Bảng biểu cơ bản (Knowledge base)
Cơ sở dữ liệu (Database) ẹieàu chổnh
Suy luận và tính toán (Infer & compute) Đơn vị đất đai (LMU)
- Các thông số kinh tế
- LUTs (Land Use Types): Các loại hình sử dụng đất
- LUR (Land Use Requirement): Yêu cầu sử dụng đất
- NPV (Net Present Value): Giá trị hiện tại
- B/C (Benefit/Cost): Lợi nhuận/Chi phí
- IRR (Internal Rate of Return): Tỷ lệ nội hoàn vốn
- ALIDRIS là module có sẵn trong ALES
(4) Phương tiện giải thích (An explanation facility): Giúp những người xây dựng mô hình hiểu rõ về các mô hình của mình
(5) Phương thức tra cứu (A consultation mode): giúp người sử dụng (không chuyên) tham khảo các thông tin có liên quan đến sử dụng đất thông qua lệnh WHY?
(6) Làm báo cáo (A report generator): Có khả năng xuất các báo cáo ra màn hình, máy in hay các file
Module nhập/xuất trong ALES cho phép trao đổi dữ liệu với cơ sở dữ liệu bên ngoài Đặc biệt, module ALIDRIS đã được xây dựng sẵn để hỗ trợ việc trao đổi dữ liệu raster với IDRISI GIS.
ALES không phải là phần mềm GIS và không thể trực tiếp hiển thị kết quả trên bản đồ Tuy nhiên, nó có khả năng phân tích các thuộc tính của bản đồ đơn vị đất đai được xây dựng tương thích với cơ sở dữ liệu của ALES Đề tài này sẽ xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai trên phần mềm GIS và tích hợp với ALES để đánh giá đất đai, đồng thời biểu diễn các bản đồ kết quả dưới dạng dữ liệu vector.
ALES đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO: Trong ALES, đánh giá đất đai được tiến hành theo các bước sau (hình 2.3):
(1) Xác định mục đích và phương tiện thực thi
(2) Xác định quy mô, tỷ lệ vùng nghiên cứu
Để đánh giá hiệu quả sử dụng đất, cần xác định các loại hình sử dụng đất dựa trên hiện trạng hiện tại và những loại hình có tiềm năng phát triển trong khu vực.
(4) Trên cơ sở các loại hình sử dụng đất có triển vọng, chọn lựa các chất lượng đất đai theo yêu cầu của loại hình sử dụng đất
(5) Trên cơ sở chất lượng đất đai, xác định các tính chất đất đai dùng làm yếu tố chẩn đoán cho các loại hình sử dụng đất
(6) Thu thập các dữ liệu cần thiết, kiểm tra ngoài thực địa để bổ sung
Xác định đối tượng và phương tiện thực thi
Xác định các loại hình sử dụng đất (LUTs)
Xác định quy mô và tỉ lệ vùng được đánh giá
Xác định yêu cầu sử dụng đất (LUR) của các LUT
Xác định các tính chất đất đai (LCs) dùng làm yếu tố chẩn đoán cho các LUT
Xác định nguồn tài liệu và khảo sát nếu cần thiết
Nhập thuộc tính đất đai vào bảng dữ liệu và bản đồ
(8) Xây dựng Mô hình đánh giá đất
Máy tính xử lý và đánh giá
Xem xét, điều chỉnh kết quả
Báo cáo kết quả với người sử dụng
Hình 2.3: Sơ đồ đánh giá đất đai trong ALES Nguoàn: Theo Rossiter and Van Wambeke, 1997, ALES version 4.65 User’s Manual
(7) Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai và cơ sở dữ liệu theo yêu cầu đánh giá đất
(8) Xây dựng mô hình đánh giá đất đai
(9) Máy tính xử lý và đánh giá
(11) Báo cáo kết quả với người sử dụng
(12) Giúp đỡ dự án và tiếp nhận những bổ sung từ dự án
Sơ đồ này (hình 2.3) tương tự như quy trình đánh giá đất đai của FAO (hình 2.1), nhưng thay vì so sánh chất lượng đất với yêu cầu sử dụng đất, nó xây dựng mô hình (bước 8) để máy tính xử lý và đưa ra kết quả đánh giá thích nghi đất đai.
2.2.2 Xây dựng mô hình đánh giá đất đai trong ALES
Trong ALES, thuật ngữ "mô hình" đề cập đến quy trình ra quyết định hơn là quá trình mô hình hóa Mô hình đánh giá đất đai trong ALES dựa trên các yếu tố chuẩn đoán từ các chuyên gia, nhằm xác định mức độ thích nghi của các loại hình sử dụng đất.
2.2.2.1 Khái quát quá trình xây dựng mô hình
Xây dựng mô hình trong ALES gồm các bước như sau:
Để đánh giá các loại hình sử dụng đất (LUT) trong vùng nghiên cứu, cần thực hiện điều tra khảo sát hiện trạng sử dụng đất và thảo luận với các chuyên gia cũng như người sử dụng đất như nông dân Người xây dựng mô hình sẽ chọn ra các loại hình LUT chính để đưa vào quá trình đánh giá.
Để đánh giá hiệu quả kinh tế của các LUT, người xây dựng mô hình cần thu thập thông tin liên quan như đầu tư, lãi suất, thu nhập, lợi nhuận và tỷ lệ lợi nhuận/chi phí.
Xác định các yêu cầu sử dụng đất (LUR) cho các loại hình sử dụng đất (LUT) là bước quan trọng Dựa trên các LUT đã được chọn, cần tham khảo ý kiến từ các chuyên gia để xác định rõ ràng LUR tương ứng.
Thu thập và nhập số liệu về tính chất tự nhiên của các đơn vị đất đai là rất quan trọng Các đặc điểm của đất đai không chỉ phục vụ cho việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai mà còn là các yếu tố chẩn đoán cần thiết trong bảng yêu cầu sử dụng đất.
Xác định các tính chất đất đai (LC) là bước quan trọng để đánh giá đất đai, dựa trên các LUR của các LUT đã được xác định ở bước trước Các LC hiện có và LQ sẽ được xác định để đánh giá ảnh hưởng của chúng đến khả năng thích nghi của LUT Những LC và LQ này sẽ trực tiếp tham gia vào việc xây dựng cây quyết định trong bước tiếp theo.
Nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là tập hợp các công cụ máy tính giúp thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi, phân tích và trình bày dữ liệu liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất, đồng thời tích hợp thông tin này vào quá trình ra quyết định.
Land Use Type (LUT) LMU
Kết quảđánh giá khả năng thích nghi đất đai
S Đánh giá đất đai (3) Đơn vị đất đai
Hình 2.6: ALES là một phần trong hệ thống tích hợp đánh giá đất đai
Hỡnh 2.7: Heọ thoỏng thoõng tin ủũa lyự (GIS)
GIS là một công nghệ máy tính có khả năng trả lời các câu hỏi như “Cái gì?”,
“Ở đâu?”, “Khi nào?”, “Như thế nào?”, “Tại sao?” Việc trả lời các câu hỏi
Để nghiên cứu một đối tượng, hoạt động hay sự kiện, cần xác định rõ ràng các câu hỏi như “Cái gì?” để nhận diện chúng, “Ở đâu?” để xác định vị trí, và các câu hỏi “Như thế nào?”, “Tại sao?” để tiến hành phân tích sâu hơn.
2.3.2 Mô hình dữ liệu GIS
Mô hình dữ liệu là tập hợp các quy tắc giúp chuyển đổi thế giới thực thành đối tượng số với các đặc tính không gian Dữ liệu thuộc tính được biểu diễn qua mô hình dạng bảng, trong khi dữ liệu hình học được thể hiện qua mô hình hình học, bao gồm hai loại chính: vector và raster.
Mô hình vector là cách biểu diễn dữ liệu không gian dưới dạng điểm, đường và vùng, đi kèm với các thuộc tính để mô tả đối tượng Mô hình này rất phù hợp cho việc thể hiện dữ liệu có ranh giới rõ ràng như ranh đất, ranh nhà và ranh đường.
Con người Phần cứng Phần mềm
Thu thập Lưu trữ xử lý Phân tích Hiển thị diễn các dữ liệu vector có hai loại cấu trúc dữ liệu thường được sử dụng: Spaghetti và Topology
Mô hình Raster là một hệ thống lưu trữ và định vị dữ liệu địa lý thông qua ma trận, trong đó mỗi vị trí được xác định bởi hàng và cột, với giá trị của ô đại diện cho thuộc tính chính Mô hình này rất thích hợp để biểu diễn các dữ liệu biến đổi liên tục như độ cao và nhiệt độ.
Hình 2.8: Biểu diễn thế giới thực sử dụng mô hình dữ liệu hình học
Thế giới thực có thể được biểu diễn dưới dạng vector hoặc raster, và việc lựa chọn giữa hai mô hình này phụ thuộc vào bản chất của dữ liệu Trong nghiên cứu này, chúng tôi phát triển dữ liệu GIS theo dạng vector, cho phép kế thừa nhiều nguồn thông tin đã được xây dựng trước đó trên nền tảng vector.
2.3.3 Phân tích dữ liệu GIS
Chức năng chính của GIS là phân tích dữ liệu không gian và thuộc tính để hỗ trợ quá trình ra quyết định Phân tích này nhằm trả lời các câu hỏi về thế giới thực, với độ phức tạp có thể dao động từ các hoạt động logic hoặc số học đơn giản đến các mô hình phân tích phức tạp Khả năng phân tích không gian của GIS là yếu tố quyết định giúp phân biệt nó với các hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu thông thường.
Phân tích dữ liệu được chia thành ba nhóm chức năng chính: phân tích dữ liệu không gian, phân tích dữ liệu thuộc tính và phân tích kết hợp giữa không gian và thuộc tính.
Phân tích dữ liệu không gian giúp người dùng chuyển đổi định dạng và hình học của dữ liệu, thực hiện ghép biên và soạn thảo đồ họa một cách hiệu quả.
- Phân tích dữ liệu thuộc tính cho phép người sử dụng có thể soạn thảo thuộc tính, truy vấn thuộc tính bằng các toán tử trong toán học
Phân tích kết hợp dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian mang lại cho người sử dụng khả năng rút số liệu, phân loại và đo lường hiệu quả Nó cũng hỗ trợ chức năng chồng lớp, giúp hiển thị thông tin một cách trực quan, cùng với các chức năng lân cận và kết nối, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khai thác và xử lý dữ liệu.
GIS, với khả năng phân tích dữ liệu mạnh mẽ, hiện đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực xã hội Trong nghiên cứu này, GIS được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai cho tỉnh Lâm Đồng và kết nối với ALES nhằm đánh giá tài nguyên đất đai.
Mô hình tích hợp ALES và GIS trong đánh giá tài nguyên đất đai
2.4.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu
Trong đánh giá khả năng thích nghi đất đai, nguồn dữ liệu chính cần xây dựng là tài nguyên đất đai (Land resources) và sử dụng đất (Land use)
Cơ sở dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất được xây dựng từ bản đồ năm 2005 của Sở Tài nguyên và Môi trường, sau đó được điều chỉnh và bổ sung thông qua điều tra thực địa Dữ liệu này được số hóa và lưu trữ trong hệ thống GIS để phục vụ cho việc quản lý và phân tích sử dụng đất hiệu quả.
Cơ sở dữ liệu về tài nguyên đất đai bao gồm các đặc tính thổ nhưỡng và các yếu tố tự nhiên như địa hình, khí hậu và thủy văn, tất cả đều ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của một vùng đất cụ thể Dữ liệu này được xây dựng dựa trên điều kiện thực tế của vùng nghiên cứu, bao gồm tỷ lệ và dữ liệu sẵn có, và được phân chia thành các nhóm thông tin chính.
- Nhóm dữ liệu về thổ nhưỡng (loại đất, độ dày tầng đất hữu hiệu, độ sâu xuaỏt hieọn keỏt von,…)
- Nhóm dữ liệu về địa hình (độ cao, độ dốc…)
- Nhóm dữ liệu về thủy văn (ngập lũ, điều kiện tưới…)
- Nhóm yếu tố về khí hậu, thời tiết (lượng mưa, thời gian mưa…)
Chồng xếp các lớp thông tin chuyên đề để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai (Land Mapping Unit -LMU) (hình 2.9)
Bản đồ đơn vị đất đai được xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa các loại hình sử dụng đất và chất lượng đất, nhằm đánh giá khả năng thích nghi của các loại hình sử dụng đất trong từng đơn vị đất đai.
2.4.2 Mô hình tích hợp ALES và GIS trong đánh giá đất đai
Xác định yêu cầu sử dụng đất (LUR) là quá trình xác định các điều kiện cần thiết để bố trí một loại hình sử dụng đất cụ thể một cách ổn định và hiệu quả Các yêu cầu này được xem xét dựa trên các tính chất của các đơn vị đất đai, nhằm thuận tiện cho việc xác định cấp thích nghi.
(2) Đánh giá đất đai: Tích hợp ALES và GIS để đánh giá đất đai, các bước thực hiện như sau (hình 2.10):
- Bước 1: Nhập các yêu cầu sử dụng đất vào ALES
- Bước 2: Đọc dữ liệu (Import data) về tính chất đất đai từ bản đồ đơn vị đất đai (đã được xây dựng trong GIS)
- Bước 3: Tạo cây quyết định (trong ALES)
Hình 2.9: Mô hình chồng xếp (OVERLAY) xây dựng bản đồđơn vịđất đai
Bản đồ đơn vị Đất đai
Bước 4 trong quy trình ALES là đánh giá đất đai Nếu kết quả không phù hợp, cần điều chỉnh lại yêu cầu sử dụng đất Nếu kết quả đúng, bạn sẽ tiến hành thực hiện bước 5 (B5).
Bước 5: Xuất kết quả đánh giá đất đai sang hệ thống GIS để thể hiện trên bản đồ thích nghi Đồng thời, có thể xuất dữ liệu sang Winword và Excel nhằm tạo báo cáo và bảng biểu chi tiết về đánh giá đất.
Phương pháp đánh giá đất của FAO (1976) cung cấp một khung hướng dẫn cho việc đánh giá đất đai Việc áp dụng phương pháp này vào thực tế cần dựa trên điều kiện cụ thể của từng quốc gia và vùng nghiên cứu, do đó nó hoàn toàn có thể được áp dụng hiệu quả trong việc đánh giá đất đai tại Việt Nam.
Phần mềm ALES sử dụng phương pháp đánh giá đất đai của FAO và không chứa dữ liệu sẵn có, cho phép các nhà đánh giá xác định cấp độ thích nghi của LUT thông qua việc xây dựng cây quyết định ALES hỗ trợ xuất và nhập dữ liệu ở định dạng *.dbf, giúp kết nối dễ dàng với các phần mềm GIS như ArcView và Arc/Info.
GIS là một công cụ mạnh mẽ cho phân tích không gian, cho phép phân tích dữ liệu đầu vào như việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai và quản lý, biểu diễn dữ liệu đầu ra của ALES, cụ thể là bản đồ khả năng thích nghi đất đai.
- Mô hình tích hợp ALES và GIS trong đánh giá đất đai cung cấp phần
Khung đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO được thiết kế phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam, cho phép ứng dụng hiệu quả trong việc đánh giá đất đai ở mọi địa phương trên toàn quốc, bất kể tỷ lệ nào.
Hình 2.10: Mô hình tích hợp ALES và GIS trong đánh giá đất
