Tổng quan nghiên cứu

Huyện Nho Quan nằm ở cửa ngõ phía Tây Bắc tỉnh Ninh Bình với tổng diện tích tự nhiên là 45.052,52 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 29.765,61 ha tương đương 66,07% và đất lâm nghiệp đạt 14.033,19 ha chiếm 31,15%. Vùng đất này sở hữu vị trí chiến lược kết nối vùng Tây Bắc, Đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ. Tuy nhiên, sản xuất nông nghiệp tại địa phương đang đối mặt với nhiều thách thức lớn: lượng mưa trung bình năm lên tới 1.970 mm với 80% đến 85% lượng mưa tập trung vào mùa mưa bão, địa hình chia cắt phức tạp thường xuyên gây ngập úng diện rộng và quá trình canh tác độc canh cây lúa kéo dài khiến tài nguyên đất có nguy cơ thoái hóa nghiêm trọng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là ứng dụng công nghệ Hệ thống thông tin địa lý nhằm xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1/25.000, đồng thời phân tích chất lượng đất đai làm tiền đề đề xuất các giải pháp sử dụng, cải tạo đất nông nghiệp bền vững. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 30.729,09 ha đất nông nghiệp và đất chưa sử dụng trên địa bàn 27 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn của huyện trong giai đoạn 2017 - 2018. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu số hóa 136 đơn vị đất đai giúp địa phương tối ưu hóa cơ cấu cây trồng, nâng cao giá trị sản xuất trồng trọt từ 22,0 triệu đồng/ha năm 2013 lên hơn 46,0 triệu đồng/ha năm 2017 và hướng tới mục tiêu phát triển kinh tế nông thôn bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Đề tài vận dụng khung lý thuyết đánh giá đất đai tiêu chuẩn của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc công bố năm 1976 và cập nhật năm 1985, kết hợp chặt chẽ với quy định phân loại đất tại Điều 10 Luật Đất đai năm 2013 của Việt Nam. Hệ thống lý thuyết tập trung vào các khái niệm nền tảng trong quản lý tài nguyên:

  • Đơn vị bản đồ đất đai: Là một vạt hay khoanh đất xác định trên bản đồ, sở hữu các đặc tính và tính chất đất đai đồng nhất, có cùng khả năng sản xuất, chế độ quản lý và biện pháp cải tạo.
  • Loại hình sử dụng đất: Tập hợp các phương thức khai thác đất đai được xác định theo mục tiêu sản xuất, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kinh tế xã hội cụ thể.
  • Đặc tính và tính chất đất đai: Các thuộc tính vật lý, hóa học, sinh học đo đếm được hoặc ước tính được, làm cơ sở định lượng mức độ thích hợp đất đai đối với từng loại cây trồng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu tích hợp từ dữ liệu thứ cấp gồm báo cáo thống kê đất đai năm 2017 của Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Nho Quan, bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Ninh Bình tỷ lệ 1/50.000 hệ tọa độ VN-2000 và các tài liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2005 - 2017. Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua điều tra dã ngoại trực tiếp ngoài thực địa.

Cỡ mẫu khảo sát thực địa được bố trí trên hơn 50 điểm kiểm chứng phẫu diện đất đại diện cho 11 loại đất chính. Phương pháp chọn mẫu áp dụng là phương pháp lấy mẫu phân tầng ngẫu nhiên kết hợp khảo sát theo tuyến cảnh quan đặc trưng: vùng đồi núi Cúc Phương, vùng bán sơn địa Quỳnh Lưu và vùng đồng chiêm trũng ven sông Hoàng Long, sông Bôi. Nghiên cứu sử dụng phần mềm MicroStation, MapInfo, ArcGIS để số hóa và thực hiện kỹ thuật chồng xếp không gian 6 lớp bản đồ đơn tính. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích không gian trong GIS là khả năng xử lý nhanh các tập dữ liệu đa tầng, bảo đảm độ chính xác ranh giới hình học và dễ dàng liên kết dữ liệu thuộc tính phục vụ quản lý lãnh thổ lâu dài. Thời gian thực hiện đề tài hoàn thành trọn vẹn từ tháng 3/2017 đến tháng 10/2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã phân loại và làm rõ hiện trạng 11 loại đất chính trên diện tích khảo sát 30.729,09 ha. Nhóm đất chiếm diện tích lớn nhất là đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng với 5.774,00 ha chiếm 18,79%, đất đỏ vàng trên đá sét đạt 5.412,75 ha chiếm 17,61%, đất nâu vàng phát triển trên đá vôi đạt 5.201,85 ha chiếm 16,92% và đất phù sa úng nước đạt 4.553,40 ha chiếm 14,82%. Các loại đất có diện tích nhỏ hơn gồm đất phù sa glây 2.958,00 ha chiếm 9,63%, đất xám bạc màu trên phù sa cổ 2.063,99 ha chiếm 6,72%, đất đỏ nâu trên đá vôi 1.833,01 ha chiếm 5,97%, đất thung lũng dốc tụ 1.243,24 ha chiếm 4,05% và đất đen trên sản phẩm bồi tụ cacbonat 1.190,35 ha chiếm 3,87%.

Thứ hai, kết quả chồng xếp 6 bản đồ đơn tính gồm Loại đất, Địa hình tương đối, Độ dốc, Độ dày tầng đất, Thành phần cơ giới và Chế độ tưới đã xác lập được bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1/25.000 bao gồm 136 đơn vị đất đai riêng biệt.

Thứ ba, quy mô diện tích giữa các đơn vị đất đai có sự chênh lệch rất lớn. Đơn vị đất đai số 122 có quy mô lớn nhất toàn huyện với diện tích 2.805,77 ha, mang đặc trưng của đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng, phân bố tập trung tại các xã Phú Lộc, Quỳnh Lưu, Thượng Hòa và Thanh Lạc. Ngược lại, đơn vị đất đai số 104 có diện tích nhỏ nhất chỉ 0,25 ha, thuộc loại đất phù sa glây tại xã Quỳnh Lưu, có đặc điểm địa hình cao, tầng đất dày dưới 50 cm, thành phần cơ giới nhẹ và chế độ tưới bán chủ động.

Thứ tư, nghiên cứu ghi nhận chuyển dịch cơ cấu kinh tế của địa phương diễn ra tích cực. Tỷ trọng GDP ngành nông lâm thủy sản giảm từ 78,92% năm 2005 xuống còn 35,00% năm 2017, trong khi giá trị sản xuất trên 1 ha canh tác tăng mạnh lên mức 88,3 triệu đồng/ha và tổng sản lượng lương thực có hạt đạt 82.196 tấn năm 2017.

Thảo luận kết quả

Sự hình thành tới 136 đơn vị đất đai trên địa bàn huyện Nho Quan xuất phát từ điều kiện địa hình bán sơn địa chuyển tiếp độc đáo. Địa hình lòng chảo nghiêng dần từ vùng núi đá vôi Cúc Phương sang các dải đồi lượn sóng và hạ thấp về vùng trũng sông Bôi, sông Hoàng Long có độ cao chỉ từ 0,7 đến 0,9 m so với mực nước biển. Lượng mưa lớn tập trung vào mùa hè kết hợp hệ thống 5 con sông lớn và 30 hồ chứa nước diện tích 586,51 ha tạo ra các chế độ thủy văn và quá trình xói mòn, bồi tụ, glây hóa phân hóa cực kỳ sâu sắc giữa các tiểu vùng.

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu cùng cấp độ như nghiên cứu tại huyện Đại Từ - Thái Nguyên xác định 52 đơn vị đất đai trên 48.801,20 ha hay nghiên cứu tại huyện Phổ Yên xác định 36 đơn vị đất đai, huyện Nho Quan có mật độ phân hóa đơn vị đất đai cao hơn nhiều. Điều này chứng minh mức độ phức tạp về thổ nhưỡng và tính cấp thiết phải có giải pháp bố trí cây trồng chi tiết đến từng tiểu vùng. Toàn bộ cơ sở dữ liệu về 136 đơn vị đất đai có thể được trực quan hóa thông qua bảng ma trận thuộc tính đa chỉ tiêu kết hợp biểu đồ phân bố không gian và bản đồ chuyên đề đa sắc diện trong phần mềm GIS, hỗ trợ đắc lực cho công tác quản trị và tra cứu của cán bộ chuyên môn.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm khai thác tối đa tiềm năng đất đai và bảo vệ môi trường sinh thái, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Chuyển đổi linh hoạt cơ cấu cây trồng theo đơn vị đất đai: Ủy ban nhân dân huyện Nho Quan cùng Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cần chỉ đạo chuyển đổi khoảng 1.500 ha diện tích trồng lúa kém hiệu quả tại các vùng trũng trũng thấp, đất phù sa úng nước sang mô hình kinh tế lúa - cá hoặc nuôi trồng thủy sản tập trung, đặt mục tiêu nâng giá trị sản xuất đạt trên 120 triệu đồng/ha giai đoạn 2019 - 2025.
  2. Cải tạo và nâng cấp hệ thống thủy lợi chủ động: Công ty TNHH Một thành viên Khai thác công trình thủy lợi tỉnh Ninh Bình phối hợp với chính quyền địa phương tiến hành nạo vét, kiên cố hóa 30 hồ chứa nước hiện có với tổng diện tích 586,51 ha, bảo đảm cung cấp nước tưới chủ động cho trên 80% diện tích đất sản xuất nông nghiệp trước năm 2023, đồng thời chủ động tiêu úng trong mùa mưa lũ.
  3. Áp dụng kỹ thuật canh tác bền vững trên đất dốc: Trạm Khuyến nông huyện và các Hợp tác xã nông nghiệp triển khai kỹ thuật trồng cây che phủ, làm đất tối thiểu và tạo băng cây xanh chống xói mòn trên 5.412,75 ha đất đỏ vàng và 2.063,99 ha đất xám bạc màu, hướng tới mục tiêu giảm 50% lượng đất mặt bị rửa trôi hàng năm bắt đầu từ năm 2020.
  4. Đẩy mạnh tích tụ ruộng đất gắn với chuỗi liên kết giá trị: Chính quyền các xã Văn Phương, Đồng Phong, Quỳnh Lưu tạo điều kiện thu hút doanh nghiệp đầu tư thuê đất tập trung với quy mô từ 500 ha trở lên đến năm 2025 để phát triển vùng chuyên canh cây dược liệu, cây ăn quả đặc sản và khoai tây chất lượng cao.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị tham khảo ứng dụng đa dạng cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Cơ quan quản lý nhà nước về đất đai: Cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Ủy ban nhân dân các xã tại huyện Nho Quan sử dụng bản đồ 136 đơn vị đất đai làm căn cứ lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và xây dựng đề án tái cơ cấu nông nghiệp cấp huyện.
  • Doanh nghiệp và hợp tác xã nông nghiệp: Các nhà đầu tư tra cứu thông tin về độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, khả năng cấp nước tại từng khoanh đất để lựa chọn vị trí triển khai dự án nông nghiệp công nghệ cao và vùng nguyên liệu chế biến.
  • Giảng viên, học viên và nhà nghiên cứu học thuật: Các chuyên gia ngành Quản lý đất đai, Thổ nhưỡng, Khoa học môi trường kế thừa quy trình ứng dụng công nghệ GIS tích hợp chuẩn đánh giá đất FAO trong các nghiên cứu mở rộng tại vùng Đồng bằng sông Hồng và Bắc Trung Bộ.
  • Cán bộ khuyến nông và nông dân địa phương: Đội ngũ kỹ thuật viên nông nghiệp sử dụng tài liệu hướng dẫn đặc tính từng loại đất để tư vấn quy trình bón phân cân đối, cải tạo đất chua, đất glây và bố trí lịch thời vụ phù hợp nhất cho bà con nông dân.

Câu hỏi thường gặp

Bản đồ đơn vị đất đai huyện Nho Quan được xây dựng dựa trên những chỉ tiêu nào? Bản đồ được thành lập dựa trên 6 chỉ tiêu phân cấp chính gồm: 11 loại đất chính, 3 cấp địa hình tương đối, 4 cấp độ dốc, 3 cấp độ dày tầng đất, 3 cấp thành phần cơ giới và 3 cấp độ tưới tiêu. Toàn bộ 6 chỉ tiêu này được tích hợp thông qua phương pháp chồng ghép bản đồ trong môi trường GIS.

Tại sao trên địa bàn huyện Nho Quan lại phân lập được tới 136 đơn vị đất đai? Số lượng 136 đơn vị đất đai phản ánh sự đa dạng và phân hóa mạnh mẽ của điều kiện tự nhiên tại huyện Nho Quan. Địa hình đan xen giữa núi đá vôi, vùng bán sơn địa đồi bát úp và vùng đồng trũng ven sông kết hợp lượng mưa 1.970 mm tạo ra nhiều tiểu vùng sinh thái có đặc tính thổ nhưỡng rất khác nhau.

Đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng tại huyện Nho Quan có đặc điểm gì nổi bật? Loại đất này chiếm diện tích lớn nhất toàn huyện với 5.774,00 ha, phân bố thành dải lớn dọc theo Quốc lộ 12B từ xã Đồng Phong đến Sơn Lai và Quảng Lạc. Đất hình thành ở địa hình cao tiếp giáp vùng đồi núi, chịu quá trình tích lũy hợp chất sắt, nhôm tạo kết von đá ong, thích hợp phát triển cây ăn quả và cây màu nếu được tưới tiêu hợp lý.

Công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng như thế nào trong quá trình thực hiện đề tài? Công nghệ GIS cùng các phần mềm ArcGIS, MapInfo, MicroStation cho phép số hóa bản đồ địa chính, chuẩn hóa hệ tọa độ VN-2000 và tự động hóa quá trình chồng xếp 6 lớp bản đồ đơn tính. GIS giúp xác định ranh giới hình học chính xác của từng khoanh đất và quản lý đồng bộ cơ sở dữ liệu thuộc tính đi kèm.

Biện pháp cải tạo nào cần ưu tiên hàng đầu đối với đất sản xuất nông nghiệp tại Nho Quan? Biện pháp ưu tiên hàng đầu là đầu tư hoàn thiện hệ thống thủy lợi tiêu thoát lũ và tưới tiêu chủ động cho 30 hồ chứa nước và hệ thống sông ngòi. Việc điều tiết nước hợp lý sẽ giải quyết triệt để vấn đề ngập úng mùa mưa tại vùng chiêm trũng và khô hạn cục bộ mùa khô trên đất đồi dốc.

Kết luận

  • Luận văn đã số hóa thành công hiện trạng sử dụng 45.052,52 ha đất tự nhiên của huyện Nho Quan, làm rõ đặc điểm 11 loại đất chính với diện tích khảo sát nông nghiệp đạt 30.729,09 ha.
  • Xây dựng hoàn chỉnh bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1/25.000 tích hợp 6 chỉ tiêu thổ nhưỡng - sinh thái, phân lập chi tiết 136 đơn vị đất đai làm cơ sở khoa học cho công tác đánh giá đất.
  • Xác định rõ đơn vị đất đai lớn nhất là LMU số 122 quy mô 2.805,77 ha và nhỏ nhất là LMU số 104 quy mô 0,25 ha, minh chứng cho sự phân hóa sinh thái phức tạp của địa bàn.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ về cơ cấu cây trồng, công trình thủy lợi, kỹ thuật canh tác đất dốc và chính sách tích tụ đất đai nhằm nâng cao giá trị sản xuất nông nghiệp.
  • Cung cấp cơ sở dữ liệu GIS chuẩn xác hỗ trợ hoàn thiện quy hoạch sử dụng đất huyện Nho Quan tầm nhìn đến năm 2030.

Công trình nghiên cứu là bước đột phá trong ứng dụng công nghệ thông tin địa lý vào quản lý tài nguyên đất đai tại địa phương. Các cấp chính quyền, doanh nghiệp và nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác, ứng dụng ngay bộ dữ liệu và bản đồ đơn vị đất đai này để triển khai các mô hình nông nghiệp sinh thái hiệu quả cao, góp phần thúc đẩy kinh tế huyện Nho Quan phát triển toàn diện và bền vững.