CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System) được hình thành từ năm 1960, GIS đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trên thế giới và ở Việt Nam. Tại các trường đại học của Việt Nam, bộ môn GIS đang ngày càng được chú trọng và mở rộng để nghiên cứu, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như quy hoạch sử dụng, quản lý tài nguyên môi trường, giáo dục, y tế. Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ bản đồ, công nghệ định vị từ vệ tinh, công nghệ viễn thám, hệ thống thông tin địa lý GIS đã tạo ra được sự phát triển bùng nổ các ứng dụng quản lý vùng lãnh thổ, quản lý tài nguyên thiên nhiên – môi trường.
Nhờ khả năng phân tích và xử lý đa dạng, GIS được xem là công cụ trợ giúp mang tính khoa học cho việc ra quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng.GIS là công cụ đắc lực hỗ trợ cho các cơ quan nhà nước, các doanh nghiệp, tổ chức cá nhân đánh giá được hiện trạng của các thực thể tự nhiên qua các tính năng thu thập, quản lý thông tin, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin gắn với một đối tượng địa lý có tọa độ cụ thể. Với các lợi thế trên, hệ thống thông tin địa lý GIS đã được tiếp nhận và nghiên cứu khá sớm tại Việt Nam với các quy mô khác nhau trong nhiều lĩnh vực, mục đích khác nhau. Hiện nay, nhiều tỉnh thành của Việt Nam đã đặt biệt quan tâm và ứng dụng GIS vào quy hoạch xây dựng và quản lý khu vực địa phương như: Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Huế, Đồng Nai, Khánh Hòa, Vũng Tàu.Ở nhiều tỉnh thành hiện nay, GIS không chỉ được ứng dụng để quản lý về hành chính mà còn được ứng dụng trong các dự án quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng, quy hoạch phát triển đô thị, quy hoạch và quản lý sử dụng tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch và phát triển nông nghiệp. Trong lĩnh vực nông nghiệp, GIS được ứng dụng phổ biến với nhiều mục đích sử dụng khác nhau như: - Quy hoạch sử dụng đất: GIS được ứng dụng để nghiên cứu và quy hoạch sản xuất nông nghiệp, thông qua công cụ GIS có thể tìm kiếm các mô hình sử dụng đất bền vững nhằm giảm thiểu và ngăn chặn các hiểm họa đối với môi trường và con người, đồng thời xác định và khai thác sử dụng tối ưu đất sản xuất nghiệp trên từng vùng cụ thể sao cho hợp lý, hiệu quả và đặc biệt bảo vệ tài nguyên đất.
- Quy hoạch và quản lý sản xuất: trong sản xuất nông nghiệp GIS được ứng dụng để đánh giá thích nghi cây trồng về mặt tự nhiên, kinh tế, xã hội cho từng vùng cụ thể. 6 do an GIS là công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc ra quyết định chọn loại cây trồng thích nghi cho từng vùng, khai thác và sử dụng tối ưu tiềm năng đất đai, đánh giá diễn biến phát triển cây trồng trong tương lai. - Ngoài ra, trong lĩnh vực nông nghiệp GIS còn được ứng dụng để quản lý bảo vệ thực vật, diễn biến chất lượng nông sản, dự đoán mùa vụ và phòng chống sâu bệnh cho cây trồng. Hiện nay GIS được ứng dụng khá rộng rãi để đánh giá thích nghi đất đai cho cây trồng nhằm phát triển sản xuất nông nghiệp dựa trên cơ sở khoa học hiện đại nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư, nguồn nhân lực, sử dụng đất hợp lí và hiệu quả, nâng cao năng suất cây trồng.
Tuy nhiên để đánh giá thích nghi cây trồng trong từng vùng cụ thể một cách chính xác và khoa học cần phải có sự kết hợp giữa GIS và các phương pháp phân tích khác. Hiện nay, ở Việt Nam để đánh giá thích nghi cây trồng thường sử dụng công cụ GIS kết hợp với phương pháp phân tích khác nhau dựa trên cơ sở quy trình đánh giá thích nghi của tổ chức FAO năm 1993. Có nhiều phương pháp phân tích kết hợp với công cụ GIS từ đơn giản đến phức tạp tùy theo quy mô, đối tượng đánh giá khác nhau, điển hình là các nghiên cứu sau đây: - Nghiên cứu “Tích hợp GIS và phân tích đa tiêu chuẩn MCA trong đánh giá thích nghi đất đai” của tác giả Võ Thị Phương Thủy năm 2011 [4]. Nghiên cứu này sử dụng công cụ GIS kết hợp với phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn MCA để đánh giá thích nghi đất đai dựa trên khung đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức FAO năm 1993 và năm 2007.
Trong phương pháp MCA chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP trong môi trường ra quyết định nhóm (AHP - GDM) để xác định trọng số của các yêu tố đất đai trong quá trình đánh giá thích nghi đât đai. Kết quả nghiên cứu: đánh giá thích nghi đất đai bền vững tại huyện Đức Trọng với 7 loại hình được lựa chọn để đánh giá thích nghi đất đai là chuyên lúa, 2 vụ lúa – màu, rau hoa, chuyên màu, dâu tằm, cà phê, chè. - Nghiên cứu “Ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch phát triển cây cao su tiểu điền tại huyện Hải Lăng tỉnh Quảng Trị” của tác giả Huỳnh Văn Chương [5] và cộng sự năm 2012. Trong nghiên cứu này sử dụng công cụ GIS kết hợp với phương pháp điều tra, thu thập số liệu, phân tích, thống kê số liệu bằng phần mềm Microshoft Excel trên cơ sở khung đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức FAO năm 1976.
7 do an Kết quả của nghiên: chỉ đánh giá khả năng thích nghi tự nhiên cho cây cao su trên địa bàn huyện Hải Lăng tỉnh Quảng Trị, đề xuất diện tích diện tích phát triển và phân bố cây cao su theo từng đơn vị hành chính cấp xã, chưa đánh giá được khả năng thích nghi của cây cao su về mặt kinh tế, xã hội và môi trường. - Nghiên cứu “Ứng dụng GIS đánh giá thích nghi đất đai phục vụ quy hoạch và phát triển cây cao su tại huyện Đồng Phú tỉnh Bình Phước” của tác giả Trần Thị Thảo [6], năm 2014. Nghiên cứu này sử dụng công cụ GIS kết hợp với phần mềm ALES trong đánh giá thích nghi đất đai. ALES (Automated Land Evaluation) được xây dựng vào năm 1987 bởi trường đại học Cornell của Mỹ.
Mục đích của ALES là cho phép đối chiếu, giải thích các tương tác giữa yêu cầu sử dụng đất và tính chất đất đai. ALES sử dụng tích hợp với công cụ GIS để hỗ trợ công tác đánh giá đất đai và phân vùng sinh thái cây trồng, phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất. Quy trình đánh giá thích nghi đất đai dựa trên khung đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức FAO năm 1976. Kết quả nghiên cứu chỉ đánh giá được khả năng thích nghi tự nhiên cho cây cao su tại huyện Đồng Phú tỉnh Bình Phước, chưa đánh giá được khả năng thích nghi về tự nhiên, kinh tế, xã hội.
- Nghiên cứu “Đánh giá thích nghi đất đai cho nhóm cây công nghiệp lâu năm tại tỉnh Kon Tum” của tác giả Trần Thị Mỹ Duyên và Nguyễn Duy Liêm [7]. Trong nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP kết hợp với công cụ GIS để đánh giá thích nghi đất đai trên cơ sở quy trình đánh giá đất đai của tổ chức FAO năm 1976. Kết quả nghiên cứu: đánh giá thích nghi tự nhiên cho cây cao su và cây cà phê trên địa bàn tỉnh Kon Tum. Nhận xét: Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy để đánh giá thích nghi bền vững cho cây cà phê, các tác giả trên đã sử dụng phương pháp GIS kết hợp với MCA và AHP để đánh giá thích nghi trên cơ sở đánh giá thích nghi của tổ chức FAO 1993b.
Trên cơ sở đó, hướng nghiên cứu của đề tài đánh giá thích nghi bền vững cho cây cà phê bằng phương pháp AHP kết hợp với công cụ GIS dựa trên quy trình đánh giá đất đai bền vững theo FAO 1993b. Đánh giá thích nghi đất đai a) Định nghĩa đánh giá thích nghi đất đai - Đánh giá thích nghi đất đai là quá trình xem xét, dự đoán khả năng thích hợp của đất đai khi sử dụng vào mục đích cụ thể nhằm đưa ra các quyết định sử dụng đất sao cho hợp lí và hiệu quả; đồng thời dự báo được các thuận lợi và khó khăn khi sử dụng đất đai với mục đích cụ thể nhằm đưa ra các phương án khắc phục và các biện pháp kỹ thuật sử dụng đất đai cho từng vùng cụ thể, phù hợp với chất lượng đất. Một số định nghĩa về đánh giá đất đai như sau: - Theo Stewart năm 1968 [8], định nghĩa “Đánh giá đất đai là đánh giá khả năng thích hợp của đất đai cho việc sử dụng đất đai của con người vào nông lâm nghiệp, thiết kế thủy lợi, quy hoạch sản xuất.’’ - Theo tổ chức FAO năm 1976 [9], định nghĩa “Đánh giá đất đai là quá trình so sánh, đối chiếu giữa những tính chất vốn có của những vạt/khoanh đất cần đánh giá với những tính chất đất đai mà loại yêu cầu sử dụng đất cần phải có.’’ → Tóm lại, đánh giá thích nghi đất đai là quá trình xem xét khả năng thích hợp của chất lượng đất với mục đích sử dụng đất cụ thể và là cơ sở khoa học trong công tác quy hoạch sử dụng đất. b) Một số thuật ngữ trong đánh giá thích nghi đất đai Theo tác giả Nguyễn Duy Liêm [10], trong đánh giá thích nghi đất đai có một số khái niệm như sau: - Đất: là lớp vỏ trái đất trên đó diễn ra những hoạt động của sinh vật, có độ dày thường quy định từ 120 - 150 cm.
- Đất đai: bao gồm các điều kiện tự nhiên như khí hậu, địa hình, đất, thủy văn và thảm thực vật có ảnh hưởng đến tiềm năng sử dụng đất. - Đơn vị đất đai hay còn gọi là đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit – LMU): là những vùng đất ứng với một tập hợp nhiều yếu tố tự nhiên (đất, nước, khí hậu.) tương đối đồng nhất và có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sử dụng đất đai. - Tính chất đất đai (Land Characteristic – LC): là những thuộc tính của đất đai có thể đo đạc hoặc ước lượng được, thường được dùng làm phương tiện mô tả các chất lượng đất đai hoặc để phân biệt giữa các đơn vị đất đai có khả năng thích hợp cho sử dụng khác nhau.