Tổng quan luận án

Đất đai là nguồn tài nguyên có vai trò đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội và sản xuất nông nghiệp của mỗi quốc gia. Dưới tác động của gia tăng dân số, đô thị hóa và áp lực sản xuất hàng hóa, diện tích đất nông nghiệp đang đối mặt với nguy cơ suy giảm về cả quy mô lẫn độ phì nhiêu. Việc khai thác quá mức nhưng thiếu các giải pháp bảo vệ, cải tạo hợp lý đã làm gia tăng tình trạng thoái hóa đất. Tại Việt Nam, quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp - nông thôn đòi hỏi việc bố trí, sắp xếp không gian sử dụng đất phải dựa trên cơ sở khoa học vững chắc nhằm bảo đảm an ninh lương thực và duy trì cân bằng sinh thái.

Đất bạc màu là nhóm đất có nhiều yếu tố hạn chế, phân bố chủ yếu ở vùng giáp ranh giữa đồng bằng và trung du, miền núi. Tại tỉnh Bắc Giang, vùng đất bạc màu có tổng diện tích tự nhiên là 167.456,33 ha, chiếm 43,59% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Trong đó, diện tích đất nông nghiệp chiếm 115.679,24 ha; riêng đất sản xuất nông nghiệp là 77.312,12 ha (chiếm 60,80% đất nông nghiệp vùng bạc màu) và đất trồng lúa là 58.807,83 ha (chiếm 80,46% tổng diện tích đất trồng lúa của toàn tỉnh Bắc Giang). Mặc dù giữ vị trí trọng yếu trong cung ứng lương thực và nguyên liệu chế biến, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại đây trong thời gian qua còn mang tính tự phát, thiếu cơ sở dữ liệu định lượng, dẫn đến nguy cơ mất cân đối giữa sản xuất và thị trường tiêu thụ. Các công trình nghiên cứu trước đây tại địa phương chủ yếu tập trung vào các giải pháp kỹ thuật đơn lẻ (tăng năng suất cây trồng, bón phân, chống xói mòn, dồn đổi ruộng đất ở quy mô hẹp) mà chưa có giải pháp mang tính chiến lược tổng thể trên phạm vi toàn vùng. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Xác định cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp hợp lý trên vùng đất bạc màu Bắc Giang" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể gồm hai nội dung chính:

  1. Đánh giá thực trạng sử dụng đất và xác định các loại hình sử dụng đất (LUT) có hiệu quả kinh tế, xã hội và bảo đảm tính bền vững môi trường trên vùng đất bạc màu tỉnh Bắc Giang.
  2. Đề xuất cơ cấu diện tích hợp lý cho các loại hình sử dụng đất nông nghiệp chính trên vùng đất bạc màu Bắc Giang, dựa trên kết quả đánh giá mức độ thích hợp đất đai theo tiêu chuẩn FAO kết hợp với mô hình bài toán tối ưu đa mục tiêu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội liên quan đến sử dụng đất nông nghiệp vùng đất bạc màu; các loại hình sử dụng đất chính và hiệu quả sử dụng đất hiện tại; quy mô và cơ cấu sử dụng đất sản xuất nông nghiệp.
  • Phạm vi không gian: Vùng đất bạc màu tỉnh Bắc Giang, bao gồm địa bàn 6 huyện (Hiệp Hòa, Việt Yên, Tân Yên, Lục Nam, Lạng Giang, Yên Dũng) và Thành phố Bắc Giang. Không gian nghiên cứu tập trung giới hạn trên diện tích đất sản xuất nông nghiệp.
  • Phạm vi thời gian: Số liệu khí tượng thủy văn được thu thập liên tục trong 15 năm (1995 - 2010); số liệu hiện trạng sử dụng đất, kinh tế - xã hội và biến động cơ cấu cây trồng giai đoạn 2000 - 2010; định hướng quy hoạch và đề xuất cơ cấu sử dụng đất gắn với các mốc quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các quan điểm kinh điển và hiện đại về đất đai:

  • Theo V.V. Dokuchaev (Docutraiep), đất là vật thể tự nhiên độc lập được hình thành qua thời gian dài do tác động tổng hợp của 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian.
  • Dưới góc độ kinh tế chính trị, Karl Marx khẳng định đất đai vừa là tư liệu lao động vừa là đối tượng lao động cơ bản trong nông nghiệp.
  • Đào Châu Thu và Nguyễn Khang (1997) định nghĩa đất đai là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất bao gồm toàn bộ các cấu thành môi trường sinh thái bên trên và bên dưới bề mặt.
  • Theo Luật Đất đai năm 2003 của Việt Nam, đất nông nghiệp được phân định rõ thành các nhóm: đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác.

Về tình hình sử dụng đất trên thế giới và khu vực, theo thống kê của Ngân hàng Thế giới và UNDP (1995), toàn cầu có khoảng 3,3 tỉ ha đất nông nghiệp nhưng mới khai thác được 1,5 tỉ ha, phần còn lại là đất có nhiều yếu tố hạn chế. Cơ cấu đất nông nghiệp phân bố: châu Mỹ (35%), châu Á (26%), châu Phi (20%), châu Âu (13%), châu Đại Dương (6%). Tại Đông Nam Á, bình quân đất canh tác trên đầu người năm 1995 lần lượt là: Thái Lan (0,42 ha), Malaysia (0,27 ha), Philippines (0,13 ha), Indonesia (0,12 ha) và Việt Nam (0,10 ha) (Nguyễn Đình Bồng, 1995).

Về các phương pháp đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch:

  • Phương pháp của Liên Xô (cũ) và Đông Âu: Đánh giá qua 3 bước (lớp phủ thổ nhưỡng, khả năng sản xuất, đánh giá kinh tế) chia thành 6 nhóm và 36 lớp (Bùi Quang Toản, 1995).
  • Phương pháp của Canada: Phân chia 7 nhóm đất dựa vào thành phần cơ giới, cấu trúc, xói mòn và đá lẫn.
  • Phương pháp của Anh: Đánh giá dựa trên thống kê năng suất đất và thống kê sức sản xuất thực tế so với chuẩn.
  • Hệ thống của USDA (Hoa Kỳ): Phân chia 8 lớp (4 lớp thích hợp, 4 lớp không thích hợp) cho 5 loại hình sử dụng đất, phân biệt yếu tố hạn chế vĩnh viễn (độ dốc, độ dày tầng đất, khí hậu, ngập lụt) và yếu tố hạn chế tạm thời (độ phì, dinh dưỡng, tưới tiêu).
  • Phương pháp của FAO (1976, 1983, 1989, 1990): Xác lập 6 nguyên tắc cốt lõi (đánh giá cho loại sử dụng chuyên biệt; so sánh lợi nhuận và đầu tư; tiếp cận đa ngành; xem xét tác động kinh tế - xã hội - môi trường; bảo đảm tính bền vững; so sánh nhiều kiểu sử dụng) cùng quy trình phân hạng thích hợp đất đai gồm các cấp S1 (rất thích hợp), S2 (thích hợp), S3 (ít thích hợp) và N (không thích hợp).

Tại Việt Nam, phương pháp FAO và các quy trình đánh giá đất đã được nghiên cứu, vận dụng bởi nhiều tác giả và cơ quan chuyên môn: Bùi Quang Toản (1982, 1986, 1995); Vũ Cao Thái (1989); Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp (1995, 2002); Tôn Thất Chiểu (1993, 1994, 1996); Lê Thái Bạt (1995); Lê Hồng Sơn (2001); Vũ Cao Thái, Phạm Quang Khánh, Nguyễn Văn Khiêm (1997); Nguyễn Văn Nhân (1996, 2003); Phạm Quang Khánh (2000); Vũ Thị Bình (1995); Đỗ Nguyên Hải (2000); Nguyễn Quang Học (2001); Đoàn Công Quỳ (2001); Lê Quang Trí và Phạm Đăng Trí (2003); Hoàng Văn Mùa và Nguyễn Hữu Thành (2006).

Về nguồn gốc và phân bố đất xám bạc màu:

  • Tổng diện tích đất xám trên thế giới là 996,6 triệu ha (chiếm 7% diện tích đất toàn cầu), phân bố tại Nam và Trung Mỹ (341.813 nghìn ha), Nam và Đông Nam Á (263.482 nghìn ha), Bắc và Trung Á (148.241 nghìn ha), Châu Âu (4.728 nghìn ha).
  • Ở Việt Nam, đất bạc màu phân bố ở vùng trung du và rìa đồng bằng. Bản đồ thổ nhưỡng miền Bắc 1/1.000.000 (Fridland, 1959) xác định khoảng 176 nghìn ha đất phù sa bạc màu từ vĩ tuyến 17 trở ra, ước tính toàn miền Bắc có khoảng 30 vạn ha phân bố theo các dải: Vĩnh Phúc - Nam Thái Nguyên - Đông Triều; Quảng Yên; Nam Phú Thọ - Sơn Tây - Hà Đông; Tây Nam Ninh Bình; Tây và Tây Bắc Thanh Hóa; Tây và Tây Bắc Nghệ An; Tây Hà Tĩnh; Quảng Bình.
  • Theo Hội Khoa học Đất Việt Nam (1996, 2000), nhóm đất xám (Acrisols) hình thành trên phù sa cổ hoặc đá macma axit/cát kết, có thành phần cơ giới nhẹ, dung lượng trao đổi cation $CEC \le 24\text{ ldl}/100\text{g}$ sét, độ bão hòa bazơ $< 50%$, phẫu diện dạng $A(E)BtC$ gồm 3 tầng: tầng bạc màu mặt ($15\text{ cm}$), tầng đế cày ($5 - 7\text{ cm}$) và tầng nền loang lổ đỏ vàng.
Ký hiệu Việt Nam Tên đất Việt Nam Ký hiệu FAO - UNESCO Tên đất theo FAO - UNESCO Diện tích (ha)
X Đất xám AC Acrisols 19.642
X Đất xám bạc màu Ach Haplic Acrisols 1.021
Xl Đất xám có tầng loang lổ Acp Plinthic Acrisols 221.360
Xg Đất xám Glây Acg Gleyic Acrisols 101.471
Xf Đất xám feralit Acf Ferralic Acrisols 14.505
Xh Đất xám mùn trên núi Acu Humic Acrisols 3.285

Nguồn: Hội Khoa học Đất Việt Nam (1996)

Về các biện pháp cải tạo đất bạc màu:

  • Làm đất: Nghiên cứu của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp (1968) xác định cày sâu $18\text{ cm}$ giúp tăng hàm lượng sét tầng mặt lên $2%$, limon tăng $6%$, giảm cát $8%$; cày sâu $22\text{ cm}$ làm tăng sét $5,6%$ và limon $11,6%$.
  • Bón bùn, phù sa, đất đỏ: Nguyễn Mười (1967 - 1968) chứng minh bón $150\text{ tấn bùn/ha}$ làm tăng dung tích hấp thu từ $6 - 10\text{ ldl}/100\text{g}$ đất; bón $10%$ đất phù sa sông Hồng hoặc đất đỏ làm tăng năng suất lúa từ $134% - 138%$.
  • Bón phân hữu cơ: Nghiên cứu của Lê Duy Mỳ (1979, 1991) chỉ ra hiệu suất: 1 tấn phân chuồng ủ cho $25 - 76\text{ kg}$ thóc, 1 tấn điền thanh ủ cho $32 - 78\text{ kg}$ thóc, 1 tấn bèo hoa dâu ủ cho $17 - 37\text{ kg}$ thóc.
  • Bón phân hóa học: Chương trình Hydro - ĐHNNI (1996 - 1998) trên đất bạc màu Đông Anh xác định hiệu suất phân bón:
Loại phân bón Mức bón khảo nghiệm Hiệu suất (kg thóc/kg nguyên chất)
Đạm ($N$) $40 - 160\text{ kg N}$ $5,9 - 10,3$
Lân ($P_2O_5$) $60\text{ và } 90\text{ kg } P_2O_5$ $5,8 - 6,3$
Kali ($K_2O$) $40 - 120\text{ kg } K_2O$ $3,8 - 9,6$

Về tối ưu hóa trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp: Các mô hình quy hoạch toán học (Mathematical Programming - MP) bao gồm quy hoạch tuyến tính đơn mục tiêu (LP), quy hoạch mục tiêu (GP) và quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (MOLP) (Render và Stair, 2000; Schniederjans, 1995). Các nghiên cứu quốc tế tiêu biểu gồm Ehrgott và cộng sự (1976), Chang và cộng sự (1995, tại Đài Loan với 6 biến, 6 mục tiêu), Balteiro và Romero (2003, tại Tây Ban Nha), Zeng và cộng sự (2010, tại Tây Bắc Trung Quốc). Tại Việt Nam, Nguyễn Hải Thanh (2005) đã ứng dụng mô hình MOLP với 3 mục tiêu, 18 biến quyết định và 7 ràng buộc đất đai cho xã Nhân Chính (Hà Nam), sử dụng thuật toán thỏa hiệp mờ trên phần mềm MULTIOPT (với bộ trọng số $w_1=0,4; w_2=0,2; w_3=0,4$).

Khoảng trống nghiên cứu: Mặc dù các lý thuyết đánh giá đất và bài toán tối ưu đã được phát triển, tại tỉnh Bắc Giang chưa có công trình nào tích hợp đồng bộ phương pháp đánh giá đất đai theo FAO với mô hình bài toán tối ưu đa mục tiêu (MOLP) giải bằng phương pháp tương tác thỏa hiệp mờ trên quy mô toàn bộ vùng đất bạc màu của tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và mô hình toán học

Luận án xây dựng trên các khung lý thuyết nền tảng:

  1. Khung đánh giá đất đai của FAO (1976, 1983): So sánh đối chiếu giữa đặc tính, chất lượng của các đơn vị đất đai (LMU) với yêu cầu sinh thái của từng kiểu sử dụng đất (LUT) để phân hạng thích nghi ($S1, S2, S3, N$).
  2. Khung phát triển nông nghiệp bền vững: Dựa trên 5 nguyên tắc của Smyth và Dumanski (1993) bao gồm: nâng cao năng suất, giảm thiểu rủi ro, bảo vệ tài nguyên đất nước, tính khả thi kinh tế và sự chấp nhận của xã hội.
  3. Mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (MOLP): $$\text{Max (hoặc Min) } Z_k = f_k(X) = \sum_{j=1}^n c_{kj} x_j \quad (k = 1, 2, \dots, p)$$ Thỏa mãn hệ ràng buộc tài nguyên và kỹ thuật: $$g_i(X) = \sum_{j=1}^n a_{ij} x_j ;{\le, =, \ge}; b_i \quad (i = 1, 2, \dots, m)$$ $$x_j \ge 0 \quad (j = 1, 2, \dots, n)$$ Trong đó, 3 hàm mục tiêu định hướng gồm: tối đa hóa thu nhập hỗn hợp (kinh tế), tối đa hóa công lao động/hiệu quả xã hội (xã hội) và tối đa hóa diện tích thích hợp cao bảo vệ đất (môi trường). Bài toán được giải bằng phương pháp tương tác thỏa hiệp mờ (Sakawa, 2002; Benayoun et al. - STEM).

Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu thực tế

  • Thu thập dữ liệu thứ cấp: Chuỗi số liệu khí tượng 15 năm (1995 - 2010) tại các trạm khí tượng trong tỉnh (nhiệt độ, lượng mưa, giờ nắng, bốc hơi); số liệu địa chất, thổ nhưỡng, bản đồ địa chính; số liệu thống kê kinh tế - xã hội, hiện trạng và biến động diện tích, năng suất cây trồng giai đoạn 2000 - 2010; các báo cáo Quy hoạch sử dụng đất giai đoạn 2006 - 2010 và tầm nhìn 2020 của tỉnh Bắc Giang.
  • Phương pháp điều tra nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA): Khảo sát tại 20 xã thuộc vùng đất bạc màu đại diện cho 3 dạng địa hình (cao, trung bình, thấp). Mỗi xã phỏng vấn 30 hộ nông dân bằng phiếu điều tra in sẵn. Tổng dung lượng mẫu điều tra là 600 hộ nông dân nhằm thu thập các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật: chi phí giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, công lao động, năng suất, giá bán và cơ cấu thu nhập.
  • Phương pháp khảo sát phẫu diện và phân tích đất: Kế thừa bản đồ đất tỉnh Bắc Giang năm 2005 (tỷ lệ 1/50.000), tiến hành khảo sát thực địa 60 phẫu diện, trong đó đào và phân tích lý hóa 30 phẫu diện và mẫu nông hóa thổ nhưỡng điển hình theo Quy phạm điều tra lập bản đồ đất (10 TCN 68-84).
  • Ứng dụng công nghệ GIS: Sử dụng phần mềm MapInfo để số hóa, chuẩn hóa trên cùng hệ tọa độ quốc gia và quản lý cơ sở dữ liệu không gian. Tiến hành chồng xếp các lớp bản đồ đơn tính: bản đồ phân loại đất, bản đồ địa hình tương đối, bản đồ thành phần cơ giới, bản đồ độ dày tầng đất, bản đồ chế độ tưới, bản đồ chế độ tiêu và bản đồ độ dốc để thành lập Bản đồ đơn vị đất đai (LMU).

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc bảo vệ và sử dụng hợp lý đất nông nghiệp trong bối cảnh suy thoái tài nguyên. Luận án xác định rõ quy mô 167.456,33 ha đất bạc màu Bắc Giang (chiếm 43,59% diện tích tự nhiên của tỉnh, phân bố trên 6 huyện và 1 thành phố). Đặt ra 2 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, xác định đối tượng, giới hạn phạm vi nghiên cứu trên đất sản xuất nông nghiệp, nêu rõ ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện 6 mảng nội dung lý luận và thực tiễn:

  1. Đất và vai trò của đất trong sản xuất nông nghiệp: Phân tích khái niệm đất theo thổ nhưỡng học, kinh tế chính trị học và pháp luật đất đai Việt Nam; tổng hợp bức tranh sử dụng đất nông nghiệp toàn cầu và biến động đất canh tác tại Việt Nam.
  2. Đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch sử dụng đất: Phân tích các trường phái đánh giá đất của Liên Xô, Canada, Anh, USDA (Hoa Kỳ) và đi sâu vào quy trình 9 bước, 6 nguyên tắc của FAO; tổng thuật các nghiên cứu ứng dụng FAO tại các vùng sinh thái Việt Nam từ năm 1982 đến 2006.
  3. Nghiên cứu về đất bạc màu: Nêu rõ khái niệm, nguồn gốc hình thành trên phù sa cổ và đá macma axit; đặc điểm hình thái phẫu diện $A(E)BtC$; số liệu phân bố đất xám trên thế giới (996,6 triệu ha) và các dải đất bạc màu tại miền Bắc Việt Nam; phân loại Acrisols theo FAO - UNESCO.
  4. Hệ thống nông nghiệp và hệ thống sử dụng đất thích hợp: Hệ thống hóa khái niệm hệ thống nông nghiệp, hệ thống canh tác, đặc trưng chuyển đổi cơ cấu cây trồng theo hướng sản xuất hàng hóa gắn với thị trường; điểm lại các mô hình canh tác luân canh lúa - màu, xen canh ngô - đậu đỗ tại miền Bắc.
  5. Phát triển nông nghiệp bền vững: Phân tích định nghĩa của UNCED (1987), TAC/CGIAR và 5 trụ cột bền vững của Smyth và Dumanski (1993); nêu rõ sự cần thiết của việc duy trì độ phì nhiêu đất lâu bền.
  6. Tối ưu hóa trong quy hoạch sử dụng đất: Trình bày cơ sở toán học của quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (MOLP), phân tích các nghiên cứu ứng dụng mô hình MOLP trong và ngoài nước, luận giải tính ưu việt của phương pháp tương tác thỏa hiệp mờ khi xử lý các mục tiêu kinh tế - xã hội - môi trường có tính xung đột.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này thiết kế chi tiết 6 nội dung triển khai và 5 khối phương pháp thực hiện:

  • Nội dung: (1) Phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng đất bạc màu; (2) Đánh giá hiện trạng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp và biến động cây trồng giai đoạn 2000 - 2010; (3) Đánh giá thích hợp đất đai theo tiêu chuẩn FAO bằng kỹ thuật GIS; (4) Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường của các mô hình sử dụng đất; (5) Xây dựng và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu bằng thuật giải tương tác thỏa hiệp mờ; (6) Đề xuất cơ cấu diện tích sử dụng đất sản xuất nông nghiệp hợp lý cho vùng nghiên cứu.
  • Phương pháp: Trình bày chi tiết phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp (khí tượng 15 năm 1995 - 2010, hiện trạng 2000 - 2010); phương pháp điều tra PRA với cỡ mẫu 600 hộ nông dân tại 20 xã; phương pháp khảo sát 60 phẫu diện và phân tích 30 mẫu đất theo tiêu chuẩn 10 TCN 68-84; phương pháp GIS trên MapInfo chồng ghép 7 lớp bản đồ đơn tính tạo bản đồ LMU; phương pháp phân hạng thích hợp đất đai 4 cấp ($S1, S2, S3, N$) theo FAO.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

  • Luận án đã kết hợp phương pháp đánh giá đất đai định lượng của FAO với mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (MOLP) được giải bằng thuật toán tương tác thỏa hiệp mờ, tạo nên quy trình có cơ sở khoa học để phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp tại cấp vùng.
  • Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện về đặc tính nông hóa thổ nhưỡng, các yếu tố hạn chế và mức độ thích hợp đất đai của các loại hình sử dụng đất chính trên vùng đất bạc màu tỉnh Bắc Giang.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Đề xuất được phương án cơ cấu diện tích sử dụng đất sản xuất nông nghiệp hợp lý gắn với các loại hình sử dụng đất có triển vọng, bảo đảm hài hòa đồng thời 3 mục tiêu: hiệu quả kinh tế (tối đa hóa thu nhập hỗn hợp), hiệu quả xã hội (giải quyết việc làm cho lao động nông thôn) và tính bền vững môi trường (bảo vệ và cải tạo độ phì đất bạc màu).
  • Cung cấp luận cứ thực tiễn trực tiếp phục vụ các nhà quản lý nông nghiệp và tài nguyên môi trường tỉnh Bắc Giang trong việc chỉ đạo chuyển đổi cơ cấu cây trồng, bố trí mùa vụ và lập quy hoạch - kế hoạch sử dụng đất bền vững.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi nghiên cứu của luận án chỉ tập trung giới hạn trên diện tích đất sản xuất nông nghiệp thuộc vùng đất bạc màu của 6 huyện và 1 thành phố thuộc tỉnh Bắc Giang; số liệu điều tra kinh tế nông hộ dựa trên mẫu khảo sát 600 hộ tại 20 xã và chuỗi dữ liệu thứ cấp giai đoạn 2000 - 2010.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu đánh giá thích hợp đất đai và tối ưu hóa cơ cấu sử dụng đất cho toàn bộ các nhóm đất khác trên địa bàn tỉnh Bắc Giang (đất phù sa, đất đồi núi feralit); cập nhật các biến động về thị trường tiêu thụ nông sản và các kịch bản biến đổi khí hậu trong mô hình tối ưu đa mục tiêu.

Giá trị tham khảo

  • Đối với cơ quan quản lý nhà nước: Là tài liệu tham khảo cho Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang cùng Ủy ban nhân dân các huyện (Hiệp Hòa, Việt Yên, Tân Yên, Lục Nam, Lạng Giang, Yên Dũng, TP Bắc Giang) trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp và chuyển dịch cơ cấu cây trồng.
  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên và giảng viên: Cung cấp tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp luận tích hợp GIS, phương pháp đánh giá đất theo FAO và ứng dụng toán tối ưu đa mục tiêu (MOLP) giải bằng phương pháp mờ trong quản lý tài nguyên đất đai.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô diện tích đất bạc màu tại tỉnh Bắc Giang là bao nhiêu và phân bố ở những địa bàn nào?

Vùng đất bạc màu tỉnh Bắc Giang có tổng diện tích tự nhiên là 167.456,33 ha, chiếm 43,59% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Vùng này phân bố trên địa bàn 6 huyện gồm Hiệp Hòa, Việt Yên, Tân Yên, Lục Nam, Lạng Giang, Yên Dũng và Thành phố Bắc Giang.

2. Vùng đất bạc màu Bắc Giang giữ vai trò như thế nào đối với sản xuất lúa của toàn tỉnh?

Vùng đất bạc màu có diện tích đất nông nghiệp là 115.679,24 ha, trong đó đất sản xuất nông nghiệp là 77.312,12 ha. Đáng chú ý, diện tích đất trồng lúa tại vùng này đạt 58.807,83 ha, chiếm tới 80,46% tổng diện tích đất trồng lúa của toàn tỉnh Bắc Giang, giữ vị trí quyết định đối với an ninh lương thực của địa phương.

3. Cỡ mẫu điều tra xã hội học và khảo sát đất thực địa trong luận án được thực hiện như thế nào?

Luận án đã thực hiện điều tra nông thôn có sự tham gia (PRA) trên 600 hộ nông dân tại 20 xã (mỗi xã 30 hộ) phân bổ theo 3 dạng địa hình (cao, trung bình, thấp). Về thổ nhưỡng, tác giả khảo sát thực địa 60 phẫu diện và tiến hành lấy mẫu phân tích 30 phẫu diện nông hóa điển hình theo quy phạm 10 TCN 68-84.

4. Những lớp bản đồ đơn tính nào được sử dụng trong GIS để thành lập Bản đồ đơn vị đất đai (LMU)?

Bản đồ đơn vị đất đai (LMU) được xây dựng trên phần mềm MapInfo thông qua việc chồng xếp 7 lớp bản đồ đơn tính: Bản đồ phân loại đất, Bản đồ địa hình tương đối, Bản đồ thành phần cơ giới, Bản đồ độ dày tầng đất, Bản đồ chế độ tưới, Bản đồ chế độ tiêu và Bản đồ độ dốc.

5. Tại sao mô hình quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (MOLP) lại được lựa chọn thay vì quy hoạch đơn mục tiêu?

Bởi vì quy hoạch sử dụng đất bền vững đòi hỏi phải giải quyết đồng thời các mục tiêu có tính chất xung đột: kinh tế (lợi nhuận, thu nhập), xã hội (công lao động, việc làm) và môi trường (độ che phủ, giảm xói mòn, đất thích hợp). Mô hình MOLP kết hợp phương pháp tương tác thỏa hiệp mờ cho phép tìm ra phương án tối ưu Pareto hài hòa giữa các mục tiêu thay vì chỉ tối đa hóa một chỉ tiêu kinh tế đơn lẻ.

Kết luận

Luận án "Xác định cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp hợp lý trên vùng đất bạc màu Bắc Giang" đã giải quyết vấn đề thực tiễn về quản lý và sử dụng đất nông nghiệp bền vững tại vùng đất bạc màu chiếm 43,59% diện tích tỉnh Bắc Giang. Bằng việc kết hợp phương pháp đánh giá đất đai của FAO, công nghệ GIS và mô hình tối ưu tuyến tính đa mục tiêu (MOLP) giải bằng thuật toán tương tác thỏa hiệp mờ, tác giả đã thiết lập quy trình khoa học để phân hạng thích hợp đất đai và xác định cơ cấu diện tích tối ưu cho các loại hình sử dụng đất chính. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu và căn cứ khoa học trực tiếp phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất, chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, đảm bảo an sinh xã hội và bảo vệ tài nguyên môi trường đất tại địa phương.