Giám Sát Thay Đổi Sử Dụng Đất Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu Tỉnh Bến Tre

Đất đai đóng vai trò then chốt trong phát triển kinh tế - xã hội. 186 trang · Trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh · 2024.

• Tác giả: Lê Ngọc Lãm
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Văn Trung
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Giám Sát Thay Đổi Sử Dụng Đất Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu Tỉnh Bến Tre
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Những luận điểm cần thực hiện của luận án
• 1.5. Những đóng góp mới của luận án
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.7. Cấu trúc của luận án
• 2. TỔNG QUAN
• 2.1. Sử dụng đất
• 2.2. Thay đổi sử dụng đất
• 2.3. Nguyên nhân thay đổi sử dụng đất
• 2.4. Biến đổi khí hậu
• 2.5. Mô hình dự báo và mô phỏng thay đổi sử dụng đất
• 2.5.1. Mô hình thay đổi sử dụng đất LCM (Land Change Modeler)
• 2.5.2. Mô hình CLUE-S (the Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent)
• 2.5.3. Mô hình thay đổi sử dụng đất CLUMondo
• 2.5.4. Mô hình đa tác tử ABM (Agent-Based Model)
• 2.5.5. Mô hình Markov - CA (Markov – Cellular Automata)
• 2.5.6. Mô hình MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation)
• 2.6. Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý
• 2.6.1. Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems - GIS)
• 2.6.2. Tích hợp GIS và Viễn thám
• 2.7. Tổng quan các nghiên cứu có liên quan
• 2.7.1. Nghiên cứu trên thế giới
• 2.7.2. Nghiên cứu tại Việt Nam
• 2.7.3. Đánh giá chung
• 2.8. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 2.9. Tài nguyên thiên nhiên
• 3. DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Dữ liệu và phần mềm sử dụng
• 3.2. Phần mềm và mô hình sử dụng
• 3.3. Quy trình xử lý dữ liệu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Ứng dụng GIS và Viễn thám
• 3.4.2. Ứng dụng mô hình LCM và MOLUSCE
• 3.4.3. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng các yếu tố tự nhiên đến thay đổi sử dụng đất
• 3.4.4. Phương pháp điều tra khảo sát thu thập thông tin
• 3.4.5. Phương pháp đánh giá xu thế, mức độ biến đổi các yếu tố khí hậu
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất năm 2019
• 4.1.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp
• 4.1.2. Hiện trạng sử dụng đất phi nông nghiệp
• 4.2. Đánh giá thay đổi sử dụng đất giai đoạn 2009 - 2019
• 4.2.1. Chu chuyển đất đai
• 4.2.2. Phân tích thay đổi sử dụng đất
• 4.3. Đánh giá các yếu tố tác động đến thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu giai đoạn 2009 – 2019 các huyện ven biển tỉnh Bến Tre
• 4.3.1. Phân cấp giá trị các yếu tố tác động
• 4.3.2. Chọn mẫu giá trị các biến độc lập
• 4.3.3. Nhiệt độ trung bình
• 4.3.4. Lượng mưa trung bình
• 4.3.5. Mức độ ngập lụt
• 4.3.6. Xâm nhập mặn
• 4.3.7. Đánh giá tương quan giữa các yếu tố đến thay đổi sử dụng đất
• 4.3.8. Đánh giá tiềm năng chuyển đổi và kiểm định mô hình
• 4.3.8.1. Xác định chỉ số tiềm năng chuyển đổi (Cramer’S V)
• 4.3.8.2. Đánh giá tiềm năng chuyển đổi giữa các loại đất
• 4.3.8.3. Hiệu chỉnh mô hình
• 4.3.9. Mô phỏng sử dụng đất đến năm 2029, 2039 và 2049
• 4.3.9.1. Diện tích biến động qua các giai đoạn
• 4.3.9.2. Xu thế thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu
• 4.4. Đề xuất giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất trong điều kiện BĐKH
• 4.4.1. Giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất theo phương án quy hoạch
• 4.4.2. Giải pháp cung cấp thông tin thay đổi sử dụng đất
• 4.4.3. Giải pháp giám sát hạn hán và xâm nhập mặn
• 4.4.4. Giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng với BĐKH
• 5. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Giám Sát Thay Đổi Đất Bến Tre Tại Sao Quan Trọng

Đất đai đóng vai trò then chốt trong phát triển kinh tế - xã hội. Việc giám sát thay đổi sử dụng đất trở nên vô cùng quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu Bến Tre. Các nghiên cứu về mô phỏng biến động đất đai và phân tích xu thế thay đổi sử dụng đất giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các quy luật biến đổi, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp cho công tác quy hoạch và phát triển bền vững. Bến Tre, một tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long, đang chịu ảnh hưởng nặng nề từ biến đổi khí hậu, bao gồm hạn hán, xâm nhập mặn, và ngập lụt. Theo luận án, việc giám sát đầy đủ và kịp thời về thay đổi sử dụng đất là vô cùng cần thiết để hỗ trợ công tác quản lý và phát triển đất đai bền vững, đáp ứng các kịch bản phát triển kinh tế và biến đổi khí hậu của tỉnh.

1.1. Tầm quan trọng của quản lý đất đai Bến Tre

Quản lý hiệu quả sử dụng đất Bến Tre là yếu tố then chốt để đảm bảo sự phát triển bền vững của tỉnh. Việc này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về hiện trạng và xu hướng thay đổi sử dụng đất, cũng như các yếu tố tác động đến quá trình này. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu, khi các tác động tiêu cực như xâm nhập mặn và hạn hán ngày càng gia tăng, ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh lương thực Bến Tre và sinh kế của người dân. Theo tài liệu, đất đai đóng vai trò nền tảng trong các hoạt động phát triển kinh tế và xã hội.

1.2. Biến đổi khí hậu và tác động đến sử dụng đất

Biến đổi khí hậu Bến Tre gây ra nhiều thách thức lớn đối với sử dụng đất, bao gồm xâm nhập mặn, hạn hán, ngập lụt và xói mòn bờ sông. Các tác động này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất nông nghiệp, khả năng nuôi trồng thủy sản, và gây thiệt hại cho cơ sở hạ tầng. Việc giám sát thay đổi đất đai giúp chúng ta đánh giá được mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sử dụng đất, từ đó đưa ra các biện pháp ứng phó phù hợp.

II. Thách Thức Biến Đổi Khí Hậu Tác Động Đến Đất Đai Bến Tre

Tỉnh Bến Tre đang đối mặt với nhiều thách thức do biến đổi khí hậu, ảnh hưởng trực tiếp đến sử dụng đất. Hạn hán kéo dài làm giảm năng suất cây trồng, xâm nhập mặn gây ô nhiễm nguồn nước ngọt và đất canh tác, ngập lụt gây thiệt hại cho mùa màng và cơ sở hạ tầng. Xói mòn bờ sông làm mất đất và đe dọa đến các khu dân cư ven sông. Tất cả những yếu tố này đang gây áp lực lớn lên hệ thống quản lý đất đai Bến Tre, đòi hỏi các giải pháp ứng phó kịp thời và hiệu quả. Theo tóm tắt luận án, Bến Tre là một trong các tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng.

2.1. Xâm nhập mặn và ảnh hưởng đến nông nghiệp Bến Tre

Xâm nhập mặn Bến Tre là một trong những thách thức lớn nhất đối với nông nghiệp Bến Tre. Nước mặn xâm nhập vào đất và nguồn nước ngọt, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất cây trồng, đặc biệt là lúa và cây ăn trái. Việc giám sát thay đổi sử dụng đất giúp chúng ta xác định được các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi xâm nhập mặn, từ đó đưa ra các giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp.

2.2. Hạn hán và nguy cơ thiếu nước cho sản xuất

Hạn hán Bến Tre ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn do biến đổi khí hậu, gây thiếu nước cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân. Việc thiếu nước ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, gây thiệt hại kinh tế cho người nông dân. Giám sát thay đổi đất đai giúp chúng ta đánh giá được mức độ ảnh hưởng của hạn hán đến sử dụng đất, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý và sử dụng nước hiệu quả hơn.

III. Cách Phân Tích Biến Động Đất Đai Bến Tre GIS Viễn Thám

Luận án sử dụng công nghệ tích hợp GIS và viễn thám để phân tích biến động đất đai Bến Tre. Ảnh vệ tinh Landsat được sử dụng để xây dựng bản đồ xâm nhập mặn, hạn hán và đánh giá thay đổi sử dụng đất. Bản đồ địa hình, địa chính, bản đồ chuyên đề, số liệu kinh tế xã hội, dữ liệu điều tra thực địa được xử lý hình thành cơ sở dữ liệu GIS trên nền tảng mã nguồn mở QGIS. Phương pháp này cho phép phân tích không gian và lượng hóa mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đến thay đổi sử dụng đất. Luận án đã đánh giá hiện trạng sử dụng đất, phân tích xu thế thay đổi sử dụng đất và các yếu tố tác động giai đoạn 2009 – 2019 cho các huyện ven biển thuộc tỉnh Bến Tre.

3.1. Ứng dụng GIS trong quản lý đất đai bền vững

GIS trong quản lý đất đai đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin về sử dụng đất. Hệ thống GIS cho phép tạo ra các bản đồ chuyên đề, phân tích không gian, và mô phỏng các kịch bản thay đổi sử dụng đất. Điều này giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định chính xác và hiệu quả hơn trong công tác quy hoạch và quản lý đất đai.

3.2. Viễn thám giám sát sử dụng đất hiệu quả

Viễn thám giám sát sử dụng đất cung cấp các dữ liệu quan trọng về hiện trạng và thay đổi sử dụng đất trên diện rộng. Ảnh vệ tinh cho phép theo dõi các biến động về diện tích, loại hình sử dụng đất, và tình trạng của các loại đất. Việc kết hợp viễn thám với GIS tạo ra một công cụ mạnh mẽ để giám sát thay đổi đất đai một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

3.3. Phân tích biến động đất đai bằng mô hình LCM và MOLUSCE

Luận án sử dụng mô hình LCM (Land Change Modeler) và MOLUSCE (Modules for Land Use Change Evaluation) để dự báo và mô phỏng thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các mô hình này cho phép đánh giá tác động của các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội đến sử dụng đất, từ đó đưa ra các kịch bản phát triển và các giải pháp ứng phó phù hợp.

IV. Giải Pháp Giám Sát Thay Đổi Đất Bến Tre WebGIS Mã Nguồn Mở

Luận án đề xuất các giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu, bao gồm: (1) Giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất theo phương án quy hoạch đã được phê duyệt (2) Giải pháp cung cấp thông tin thay đổi sử dụng đất thông qua công cụ WebGIS trên nền tảng mã nguồn mở (3) Giải pháp giám sát hạn hán và xâm nhập mặn bằng công nghệ tích hợp GIS và viễn thám (4) Giải pháp về chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng với BĐKH. Các giải pháp đề xuất đã minh chứng tính khả thi và hiệu quả mang lại trong việc giám sát thay đổi sử dụng đất và hỗ trợ định hướng đến năm 2050 cho tỉnh Bến Tre.

4.1. WebGIS cung cấp thông tin đất đai trực tuyến

Việc xây dựng một hệ thống WebGIS trên nền tảng mã nguồn mở giúp cung cấp thông tin về sử dụng đất một cách trực tuyến và dễ dàng tiếp cận cho các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và người dân. WebGIS cho phép hiển thị bản đồ, tìm kiếm thông tin, phân tích không gian, và tạo báo cáo một cách nhanh chóng và hiệu quả.

4.2. Giám sát hạn hán và xâm nhập mặn bằng GIS và Viễn thám

Việc tích hợp GIS và viễn thám cho phép giám sát hạn hán và xâm nhập mặn một cách hiệu quả. Ảnh vệ tinh có thể được sử dụng để theo dõi diễn biến của hạn hán và xâm nhập mặn, xác định các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất, và đánh giá tác động của chúng đến sử dụng đất. Thông tin này có thể được sử dụng để đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời và hiệu quả.

4.3. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích ứng biến đổi khí hậu

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng là một giải pháp quan trọng để thích ứng với biến đổi khí hậu. Việc lựa chọn các loại cây trồng chịu mặn, chịu hạn tốt hơn có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp Bến Tre. Giám sát thay đổi sử dụng đất giúp chúng ta đánh giá hiệu quả của việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và điều chỉnh kế hoạch cho phù hợp.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Tiềm Năng Ứng Dụng Thực Tiễn Tại Bến Tre

Kết quả nghiên cứu đã góp phần hỗ trợ tích cực cho nhà quản lý trong việc phân tích và mô phỏng thay đổi sử dụng đất phục vụ giám sát đất đai dựa vào lịch sử thay đổi và các yếu tố tác động là biểu hiện của biến đổi khí hậu đến các huyện ven biển tại tỉnh Bến Tre. Kết quả nghiên cứu tạo cơ sở khoa học để áp dụng cho các khu vực khác trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Luận án đã phân tích được xu thế biến động và các yếu tố tác động đến thay đổi sử dụng đất, cho thấy được tiềm năng chuyển đổi giữa các loại đất qua đó đề xuất giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất.

5.1. Ứng dụng trong quy hoạch sử dụng đất Bến Tre

Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho công tác quy hoạch sử dụng đất Bến Tre. Các kịch bản thay đổi sử dụng đất trong tương lai giúp các nhà quy hoạch dự đoán được các thách thức và cơ hội, từ đó đưa ra các quyết định phù hợp để đảm bảo sự phát triển bền vững của tỉnh. Nghiên cứu tập trung vào giám sát và đánh giá hiệu quả sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

5.2. Hỗ trợ ra quyết định quản lý đất đai hiệu quả

Thông tin về biến động đất đai và các yếu tố tác động đến quá trình này giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định quản lý đất đai hiệu quả hơn. Việc giám sát thay đổi sử dụng đất cho phép phát hiện sớm các vấn đề như sử dụng đất sai mục đích, lấn chiếm đất đai, và ô nhiễm môi trường, từ đó có biện pháp xử lý kịp thời.

VI. Tương Lai Giám Sát Đất Bến Tre Phát Triển Bền Vững Ứng Phó BĐKH

Nghiên cứu này là tiền đề quan trọng để tiếp tục phát triển các giải pháp giám sát đất đai hiệu quả hơn trong tương lai. Việc ứng dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) có thể giúp tự động hóa quá trình phân tích và dự báo thay đổi sử dụng đất. Điều này sẽ giúp các nhà quản lý có được thông tin kịp thời và chính xác hơn để ứng phó với các thách thức do biến đổi khí hậu và đảm bảo sự phát triển bền vững Bến Tre.

6.1. Ứng dụng AI và Machine Learning trong giám sát đất

Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) sẽ giúp cho việc phân tích và dự báo thay đổi sử dụng đất đạt hiệu quả cao, từ đó giúp các nhà quản lý đất đai đưa ra những biện pháp ứng phó kịp thời trước những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này mở ra một hướng đi mới trong việc bảo vệ và quản lý hiệu quả tài nguyên đất đai.

6.2. Phát triển bền vững và thích ứng biến đổi khí hậu

Việc giám sát thay đổi sử dụng đất đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được các mục tiêu phát triển bền vững và thích ứng biến đổi khí hậu. Thông tin về biến động đất đai giúp các nhà hoạch định chính sách đưa ra các quyết định phù hợp để bảo vệ môi trường, đảm bảo an ninh lương thực, và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng đang tác động sâu sắc đến các vùng đồng bằng ven biển, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh Bến Tre nói riêng là khu vực chịu tổn thương nghiêm trọng. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, xâm nhập mặn, ngập lụt do triều cường và sạt lở bờ sông diễn ra với tần suất ngày càng cao, làm thay đổi nhanh chóng cấu trúc và hiện trạng lớp phủ bề mặt đất. Tuy nhiên, công tác quản lý và giám sát đất đai tại địa phương lâu nay chủ yếu dựa vào phương pháp thống kê, kiểm kê định kỳ 5 năm một lần theo đơn vị hành chính. Cách tiếp cận truyền thống này bộc lộ khoảng trống lớn: chưa phản ánh kịp thời các biến động đất đai diễn ra nhanh chóng, chưa lượng hóa được mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố tự nhiên mang tính biểu hiện của BĐKH, và thiếu vắng công cụ mô phỏng không gian phục vụ điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất theo các kịch bản khí hậu trong tương lai.

Trước bối cảnh đó, luận án tiến sĩ "Giám sát thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Bến Tre" được nghiên cứu sinh Lê Ngọc Lãm thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh (chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường, mã số 9.01; người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Trung) nhằm giải quyết khoảng trống nêu trên thông qua việc ứng dụng công nghệ địa tin học tích hợp và mô hình toán.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể:

1. Mục tiêu tổng quát: Giám sát thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Bến Tre nhằm hỗ trợ công tác quản lý, quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất bền vững.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Đánh giá thay đổi sử dụng đất thông qua chu chuyển đất đai và các yếu tố tác động trong bối cảnh biến đổi khí hậu nhằm cung cấp thông tin thay đổi sử dụng đất trong quá khứ (giai đoạn 2009 - 2019).
   • Mô phỏng thay đổi sử dụng đất dựa trên biến động và các yếu tố tác động trong bối cảnh biến đổi khí hậu nhằm cung cấp thông tin phân bố không gian sử dụng đất trong tương lai (đến các năm 2029, 2039 và 2049).
   • Đề xuất các giải pháp giám sát thay đổi sử dụng đất trong bối cảnh biến đổi khí hậu trên địa bàn nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm:

• Đối tượng nghiên cứu: Các loại hình sử dụng đất (đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp và các tiểu loại hình như đất trồng lúa, đất trồng cây lâu năm, đất nuôi trồng thủy sản, đất dân cư - xây dựng, đất rừng ngập mặn, đất trống, thủy hệ) và các yếu tố tự nhiên tác động đại diện cho BĐKH (nhiệt độ, lượng mưa, mức độ ngập lụt, độ mặn của đất và chỉ số khô hạn).
• Phạm vi không gian: Tập trung vào 3 huyện ven biển của tỉnh Bến Tre gồm huyện Ba Tri, huyện Bình Đại và huyện Thạnh Phú - nơi chịu tác động mạnh mẽ nhất của BĐKH và xâm nhập mặn.
• Phạm vi thời gian: Dữ liệu hiện trạng và biến động lịch sử được phân tích trong giai đoạn 2009 – 2019 (kết hợp chuỗi dữ liệu đối chiếu từ năm 1999); giai đoạn mô phỏng dự báo được thiết lập đến các mốc năm 2029, 2039 và 2049.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật hệ thống nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến biến động sử dụng đất/lớp phủ mặt đất (LULC), tác động của BĐKH và các phương pháp mô hình hóa không gian địa lý:

Các nghiên cứu quốc tế:

• Cơ sở lý luận về thay đổi sử dụng đất và môi trường: FAO (1976), Jokar Arsanzani (2012), Ellis (2007) làm rõ ranh giới khái niệm giữa "Land use" và "Land cover"; Foley và ctv (2005), Suming và ctv (2013), Valbuena và ctv (2010), Virginia (1997) phân tích mối quan hệ tương tác hai chiều giữa biến đổi sử dụng đất và các biến đổi sinh thái, khí hậu toàn cầu. Nicholls (2002) và UNEP (2009) xây dựng khung đánh giá tính tổn thương của dải ven biển trước nguy cơ nước biển dâng.
• Mô hình hóa và dự báo không gian: Pontius et al. (2004) phát triển mô hình Land Change Modeler (LCM) trên nền tảng IDRISI; Varun N.M và ctv (2014) ứng dụng LCM dự báo thay đổi đất đai tại Ấn Độ; Verburg và ctv phát triển mô hình CLUE-S và phiên bản CLUMondo (van Asselen & Verburg); Parker D. (2012), Castella J. (2005), Taillandier P. (2014) phát triển mô hình đa tác tử (ABM) trên nền tảng GAMA; Banos A. và Conway nghiên cứu mạng tế bào tự động kết hợp xích Markov (Markov-CA); mô hình MOLUSCE tích hợp trên phần mềm GIS mã nguồn mở QGIS.
• Kỹ thuật viễn thám phát hiện biến động: Lambin & Strahler (1994), Fung & Le Drew (1987), Pouliot và ctv (2009), Gong và ctv (2008), Shafer & Logan (1987) phân tích các kỹ thuật so sánh sau phân loại (Post-classification comparison), phân tích thành phần chính (PCA) và mạng nơ-ron nhân tạo trong xử lý ảnh vệ tinh đa thời gian.

Các nghiên cứu tại Việt Nam và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long:

• Ứng dụng GIS và Viễn thám trong giám sát lớp phủ: Nguyễn Đình Dương (2006) phân loại lớp phủ toàn quốc bằng ảnh MODIS; Lê Ngọc Lãm (2008, 2016) nghiên cứu biến động lớp phủ vùng Đông Nam Bộ và giám sát biến động đất đai tại Bến Tre giai đoạn 2005 - 2015 bằng ảnh Landsat; Trịnh Lê Hùng và ctv (2017) mô phỏng đất đô thị Hà Nội bằng Markov-CA; Nguyễn Thị Thu Hiền (2015), Nguyễn Thị Thúy Hạnh (2014) sử dụng hồi quy logistic phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến biến động đất đai tại Quảng Ninh và Hòa Bình; Huỳnh Văn Chương và ctv (2017) áp dụng chuỗi Markov mô phỏng đất đai tại Nha Trang; Phạm T. Lợi và Đào N. Khôi (2021) ứng dụng CLUE-S trên lưu vực sông Bé; Nguyễn Thái Nam (2016) áp dụng CLUMondo tại Phú Yên.
• Nghiên cứu tác động của BĐKH đến tài nguyên đất: Các dự án của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012, 2015, 2019, 2020) và Tổng cục Quản lý đất đai (2013) về kịch bản BĐKH, nước biển dâng và xây dựng định hướng sử dụng đất vùng ĐBSCL; Phạm Vũ Chung (2017) đánh giá BĐKH tại Hà Tĩnh; Thái Thành Dư và ctv (2016) nghiên cứu đất lúa Hậu Giang; Đặng Thị Bé Thơ (2013) đánh giá tác động BĐKH đến nông nghiệp Bến Tre; Trương Chí Quang và ctv (2014) mô phỏng thay đổi sử dụng đất ven biển ĐBSCL bằng GAMA; dự án MFF (2014) đánh giá biến động rừng ngập mặn Bến Tre - Trà Vinh qua ảnh SPOT5.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn giải quyết: Mặc dù các nghiên cứu trước đã chỉ ra nhiều yếu tố tác động đến đất đai, phần lớn mới dừng lại ở việc mô tả định tính hoặc thống kê đơn biến. Việc lượng hóa mức độ tác động không gian của từng yếu tố khí hậu cực đoan (nhiệt độ bề mặt, khô hạn, xâm nhập mặn, ngập lụt) đến từng loại hình sử dụng đất cụ thể còn thiếu tính đồng bộ. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này bằng cách thiết lập một khung phương pháp tích hợp công nghệ GIS mã nguồn mở (QGIS), kỹ thuật viễn thám quang học/nhiệt Landsat, phân tích hồi quy Logistic nhị phân đa biến và các mô hình toán LCM - CA-Markov - MOLUSCE để vừa phân tích quá khứ, vừa mô phỏng phân bố không gian đất đai tương lai theo kịch bản BĐKH tại 3 huyện ven biển Bến Tre.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án dựa trên khung lý thuyết hệ thống về tương tác giữa con người và môi trường tự nhiên trong quản lý đất đai:

• Khái niệm và phân loại đất đai: Phân định rõ "lớp phủ mặt đất" (Land cover - trạng thái sinh lý, vật lý bề mặt) và "sử dụng đất" (Land use - mục đích chức năng kinh tế - xã hội do con người khai thác theo Luật Đất đai 2013).
• Lý thuyết quá trình ngẫu nhiên và chuỗi Markov (Markov Chain): Sử dụng ma trận xác suất chuyển tiếp trạng thái giữa các thời điểm $T_1$ và $T_2$ để tính toán nhu cầu chu chuyển diện tích giữa các loại đất.
• Mạng tế bào tự động (Cellular Automata - CA): Mô hình hóa không gian dựa trên trạng thái của từng ô lưới (pixel) và tương tác với các ô lân cận cục bộ (neighborhood effect).
• Mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network - ANN) và Perceptron đa lớp (MLP): Huấn luyện dữ liệu mẫu để ước tính bề mặt thế năng chuyển đổi (Transition Potential Matrix) của các loại đất.
• Mô hình hồi quy Logistic nhị phân đa biến (Binary Logistic Regression): Lượng hóa xác suất chuyển đổi của một loại đất dựa trên tổ hợp các biến giải thích độc lập.
• Hệ số Cramer's V và tương quan Pearson: Kiểm tra mức độ tương quan và mức độ phù hợp của các biến giải thích trước khi đưa vào mô hình, loại bỏ hiện tượng đa cộng tuyến.

Nhóm công cụ / Mô hình	Tên cụ thể	Vai trò trong nghiên cứu
Phần mềm GIS & Viễn thám	QGIS, ArcGIS, ENVI, IDRISI	Xử lý dữ liệu không gian, số hóa bản đồ, chiết xuất chỉ số phổ, xây dựng CSDL địa lý.
Mô hình mô phỏng đất đai	LCM (Land Change Modeler), MOLUSCE	Phân tích biến động, xác định tiềm năng chuyển đổi, mô phỏng sử dụng đất đến năm 2049.
Thuật toán phân loại ảnh	Maximum Likelihood (MLC), ANN	Phân loại có giám định ảnh Landsat 2009 và 2019 thành các lớp phủ/sử dụng đất.
Công cụ thống kê	Hồi quy Logistic, Cramer's V, Pearson, Kappa	Lượng hóa tác động của các biến BĐKH, kiểm định độ chính xác mô hình mô phỏng.

Phương pháp nghiên cứu thực tế và nguồn dữ liệu

1. Nguồn tư liệu, dữ liệu sử dụng:

   • Dữ liệu viễn thám: Chuỗi ảnh vệ tinh Landsat 5 TM (năm 2009) và Landsat 8 OLI/TIRS (năm 2019) thu nhận trong mùa khô/mùa sinh trưởng; kênh ảnh nhiệt TIR phục vụ tính toán nhiệt độ bề mặt đất (LST).
   • Dữ liệu bản đồ: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất các năm 1999, 2009, 2019; bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, ranh giới hành chính theo chuẩn Thông tư số 15/2020/TT-BTNMT; mô hình số độ cao (DEM).
   • Dữ liệu khí tượng thủy văn và BĐKH: Chuỗi số liệu quan trắc nhiệt độ, lượng mưa, mực nước tại Trạm khí tượng Ba Tri; bản đồ kịch bản BĐKH và nước biển dâng (kịch bản RCP 4.5) của Bộ TN&MT và tỉnh Bến Tre.
   • Dữ liệu điều tra thực địa: Tập hợp các điểm mẫu khảo sát thực tế (vùng mẫu ROI), mẫu đo độ dẫn điện của đất (EC - dS/m) để hiệu chỉnh dữ liệu viễn thám.

2. Phương pháp chiết xuất các chỉ số viễn thám:

   • Đánh giá thực vật: Tính toán chỉ số khác biệt thực vật chuẩn hóa (NDVI), chỉ số thực vật có hiệu chỉnh đất (SAVI), chỉ số thực vật tăng cường (EVI).
   • Đánh giá xâm nhập mặn: Tính toán các chỉ số độ mặn NDSI (Normalized Difference Salinity Index), SI (Salinity Index), VSSI (Vegetation Soil Salinity Index) từ các kênh phổ xanh lá (Green), đỏ (Red), cận hồng ngoại (NIR) và hồng ngoại sóng ngắn (SWIR); thiết lập hàm tương quan hồi quy giữa phản xạ phổ và giá trị độ dẫn điện EC đo thực tế ngoài hiện trường để lập bản đồ phân bố mặn.
   • Đánh giá hạn hán: Tính toán nhiệt độ bề mặt đất (LST) từ kênh nhiệt kết hợp NDVI để xác định chỉ số khô hạn theo quan hệ nhiệt độ - thực vật TVDI (Temperature Vegetation Dryness Index).
   • Đánh giá ngập lụt: Kết hợp mô hình số độ cao (DEM), mực nước đỉnh triều và kịch bản nước biển dâng để mô phỏng không gian nguy cơ ngập do triều cường.

3. Phương pháp tích hợp mô hình và kiểm định:

   • Dữ liệu hiện trạng 2009 và 2019 được đưa vào module phân tích chu chuyển trong MOLUSCE và LCM.
   • Tập hợp các biến tác động (nhiệt độ trung bình, lượng mưa, khoảng cách nguồn nước, mức độ ngập lụt, độ mặn EC, chỉ số khô hạn TVDI) được chuẩn hóa raster.
   • Kiểm định mô hình: Sử dụng dữ liệu năm 2009 và các yếu tố tác động để mô phỏng hiện trạng năm 2019; so sánh bản đồ mô phỏng 2019 với bản đồ hiện trạng thực tế năm 2019 bằng chỉ số thống kê Kappa (Kappa standard, Kappa histogram, Kappa location) và ma trận sai số. Sau khi đạt độ chính xác tin cậy, mô hình tiếp tục chạy mô phỏng dự báo cho các giai đoạn 2029, 2039 và 2049.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về quản lý đất đai, bản chất của quá trình biến động sử dụng đất và các nguyên nhân dẫn dắt (yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, thể chế chính sách). Tác giả phân tích cơ chế tác động của BĐKH, trong đó nhấn mạnh hiện tượng ấm lên toàn cầu, nước biển dâng (tốc độ dâng dải ven biển Việt Nam khoảng 2,8 - 2,9 mm/năm theo Bộ TN&MT và số liệu vệ tinh đạt 4,7 mm/năm giai đoạn 1993 - 2010), cùng các tác động kép từ suy giảm dòng chảy thượng nguồn sông Mê Kông dẫn đến xâm nhập mặn sâu vào nội đồng.

Chương này phân loại và đánh giá ưu nhược điểm của 8 phương pháp mô phỏng đất đai phổ biến trên thế giới (tiên đoán, ngoại suy xu hướng, phương pháp chuyên gia, mô hình hóa, ma trận tác động qua lại, phương pháp kịch bản, cây quyết định, mô phỏng tổng hợp) cùng các nền tảng phần mềm chuyên dụng (LCM, CLUE-S, CLUMondo, ABM/GAMA, Markov-CA, MOLUSCE, SLEUTH, UPLAN, UrbanSim). Luận án tổng quan chi tiết điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên của tỉnh Bến Tre với tổng diện tích tự nhiên 237.970,38 ha, nằm trên 3 dải cù lao (An Hóa, Bảo, Minh) bao bọc bởi 4 nhánh sông lớn (sông Tiền dài 83 km, sông Ba Lai dài 59 km, sông Hàm Luông dài 71 km, sông Cổ Chiên dài 82 km). Qua đó, tác giả khẳng định việc lựa chọn tích hợp GIS, viễn thám Landsat và mô hình LCM/MOLUSCE là hướng đi phù hợp với điều kiện dữ liệu và đặc điểm địa hình ven biển Bến Tre.

Chương 2: Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết thiết kế nghiên cứu, nguồn tư liệu và quy trình xử lý kỹ thuật:

• Xây dựng CSDL không gian: Xử lý và nắn chỉnh hình học chuỗi ảnh Landsat các năm 2009, 2019; chuẩn hóa hệ tọa độ VN-2000; số hóa và tích hợp các lớp dữ liệu địa hình, địa chính, ranh giới sử dụng đất theo chuẩn phân cấp kỹ thuật.
• Quy trình phân loại ảnh: Áp dụng phương pháp phân loại có giám định Maximum Likelihood (MLC) và mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) trên tập điểm mẫu ROI. Thiết lập ma trận sai số (Error Matrix) để kiểm tra độ chính xác phân loại ảnh các năm 2009 và 2019. Gom nhóm đối tượng đất đai thành 7 loại hình chính phục vụ mô hình hóa: đất trồng lúa, đất trồng cây lâu năm, đất nuôi trồng thủy sản, đất dân cư - xây dựng, đất rừng, đất trống và đất thủy hệ.
• Quy trình lượng hóa các yếu tố BĐKH:
  • Trích xuất nhiệt độ bề mặt đất LST và tính toán chỉ số khô hạn TVDI; phân cấp khô hạn thành các mức độ tương ứng.
  • Phân tích tương quan phổ phản xạ của các kênh Landsat 8 OLI với dữ liệu độ mặn đất thực nghiệm (giá trị EC đo bằng dS/m) để nội suy bản đồ lan truyền mặn.
  • Xử lý dữ liệu khí tượng trạm Ba Tri (nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trung bình tháng, mực nước); xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt.
• Quy trình mô hình hóa: Thiết lập sơ đồ kết nối dữ liệu raster đầu vào cho mô hình MOLUSCE và LCM; xác định trọng số chuyển đổi qua thuật toán Perceptron đa lớp (MLP); kiểm định đa cộng tuyến và tính hệ số Cramer's V cho từng biến độc lập.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được trên địa bàn 3 huyện ven biển (Ba Tri, Bình Đại, Thạnh Phú):

1. Hiện trạng và biến động sử dụng đất (2009 - 2019):

   • Đánh giá hiện trạng đất nông nghiệp và phi nông nghiệp năm 2019; phân tích ma trận chu chuyển đất đai giữa các thời điểm 1999, 2009 và 2019.
   • Kết quả ghi nhận xu thế chuyển đổi cơ cấu đất đai diễn ra mạnh mẽ: diện tích đất trồng lúa có xu hướng giảm liên tục do tác động của xâm nhập mặn và khô hạn, chuyển dịch chủ yếu sang đất nuôi trồng thủy sản (mô hình tôm - lúa hoặc chuyên tôm tại Ba Tri, Thạnh Phú) và đất trồng cây lâu năm chịu hạn/mặn (vườn dừa); đất dân cư - xây dựng mở rộng do gia tăng dân số và phát triển hạ tầng.

2. Đánh giá các yếu tố tác động và lượng hóa tương quan:

   • Diễn biến khí hậu tại trạm Ba Tri: Phân tích xu thế gia tăng nhiệt độ trung bình năm và sự biến động bất thường của lượng mưa trong mùa khô.
   • Bản đồ khô hạn (TVDI) và độ mặn đất (EC): Giai đoạn 2009 - 2019 ghi nhận diện tích đất bị ảnh hưởng bởi khô hạn và mặn hóa tăng cao vào các tháng mùa khô.
   • Kiểm định mô hình hồi quy: Kết quả phân tích tương quan Pearson và chỉ số Cramer's V xác nhận các biến nhiệt độ, lượng mưa, độ mặn EC, chỉ số TVDI và khoảng cách nguồn nước có mối liên hệ chặt chẽ với xác suất chuyển đổi từ đất lúa sang đất thủy sản và đất cây lâu năm.

3. Kiểm định mô hình và kết quả mô phỏng không gian:

   • Kết quả hiệu chỉnh mô hình mô phỏng năm 2019 đạt độ chính xác cao qua kiểm định thống kê Kappa (đạt ngưỡng tin cậy theo tiêu chuẩn mô phỏng không gian).
   • Mô phỏng phân bố không gian sử dụng đất đến các mốc năm 2029, 2039 và 2049 kết hợp kịch bản BĐKH và nước biển dâng (RCP 4.5): diện tích đất lúa tiếp tục thu hẹp ở các vùng trũng thấp ven biển; diện tích đất nuôi trồng thủy sản nước lợ/mặn và đất phi nông nghiệp tiếp tục tăng; diện tích rừng ngập mặn đòi hỏi các giải pháp khoanh nuôi bảo vệ trước áp lực xói lở bờ biển.

Nhóm giải pháp đề xuất	Nội dung thực hiện cụ thể	Mục tiêu và phạm vi tác động
1. Giám sát theo quy hoạch	Đối chiếu định kỳ dữ liệu viễn thám với bản đồ quy hoạch sử dụng đất đã được phê duyệt.	Phát hiện sớm các trường hợp chuyển đổi mục đích sử dụng đất tự phát, sai quy hoạch.
2. Cung cấp thông tin qua WebGIS	Xây dựng cổng thông tin WebGIS trên nền tảng mã nguồn mở (GeoServer, OpenLayers/Leaflet, PostGIS).	Công khai, chia sẻ dữ liệu biến động đất đai và bản đồ chuyên đề cho nhà quản lý và cộng đồng.
3. Giám sát hạn hán và xâm nhập mặn	Thiết lập quy trình tự động cập nhật và xử lý ảnh vệ tinh đa thời gian (Landsat, Sentinel) tính toán chỉ số TVDI, EC.	Cảnh báo sớm nguy cơ hạn mặn theo mùa, hỗ trợ điều tiết nguồn nước và lịch thời vụ.
4. Chuyển đổi cơ cấu cây trồng	Tái cơ cấu vùng sản xuất nông nghiệp: chuyển đổi đất lúa kém hiệu quả sang mô hình luân canh tôm - lúa, trồng dừa, cây ăn trái chịu mặn.	Tăng cường khả năng thích ứng sinh kế bền vững trước các kịch bản BĐKH đến năm 2050.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả nghiên cứu cụ thể, thể hiện ở những đóng góp mới về mặt khoa học lý luận và giá trị thực tiễn:

Đóng góp mới về mặt khoa học và phương pháp:

1. Luận án đã xác định và lượng hóa được mối quan hệ tương quan không gian giữa các yếu tố điều kiện tự nhiên đại diện cho BĐKH (nhiệt độ, lượng mưa, ngập lụt do triều, độ mặn đất EC, chỉ số khô hạn TVDI) với quá trình biến động sử dụng đất thông qua việc kết hợp công cụ thống kê không gian và mô hình hồi quy Logistic nhị phân đa biến.
2. Xây dựng quy trình xử lý viễn thám kết hợp thực địa để mô phỏng phân bố độ mặn đất (dựa trên tương quan phổ với chỉ số EC) và chỉ số khô hạn bề mặt (TVDI) từ dữ liệu vệ tinh Landsat, tạo cơ sở dữ liệu đầu vào khách quan cho các mô hình đánh giá biến động đất đai tại dải ven biển.
3. Tích hợp thành công chuỗi mô hình toán LCM - CA-Markov - MOLUSCE trên nền tảng hệ thống thông tin địa lý mã nguồn mở QGIS để phân tích ma trận chu chuyển đất đai lịch sử và mô phỏng dự báo phân bố không gian sử dụng đất theo các mốc thời gian 2029, 2039 và 2049 dưới tác động của kịch bản BĐKH.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn quản lý:

1. Cung cấp bộ dữ liệu số và bản đồ chuyên đề về hiện trạng, chu chuyển đất đai (1999 - 2009 - 2019) và bản đồ tiềm năng chuyển đổi đất đai tại 3 huyện ven biển Ba Tri, Bình Đại, Thạnh Phú; giúp các nhà quản lý nhận diện các điểm nóng biến động đất đai.
2. Cung cấp luận cứ khoa học và các kịch bản không gian phục vụ trực tiếp cho việc rà soát, điều chỉnh quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất tỉnh Bến Tre giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 phù hợp với kịch bản nước biển dâng và xâm nhập mặn.
3. Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý đồng bộ: giám sát biến động theo quy hoạch; triển khai hệ thống WebGIS mã nguồn mở phục vụ chia sẻ thông tin; xây dựng quy trình giám sát hạn mặn bằng viễn thám định kỳ; và định hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ thích ứng với điều kiện sinh thái thay đổi.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào phạm vi và nội dung được trình bày trong luận án, công trình có một số giới hạn kỹ thuật và định hướng mở rộng:

• Giới hạn về phạm vi không gian và biến số: Nghiên cứu thực nghiệm tập trung chuyên sâu tại 3 huyện ven biển của tỉnh Bến Tre (Ba Tri, Bình Đại, Thạnh Phú). Các biến giải thích độc lập đưa vào mô hình hồi quy và mô phỏng chủ yếu tập trung vào nhóm yếu tố tự nhiên phản ánh BĐKH (nhiệt độ, lượng mưa, hạn hán, xâm nhập mặn, ngập lụt); các yếu tố kinh tế - xã hội chi tiết (như thu nhập hộ gia đình, giá đất thị trường, biến động chính sách vi mô) chưa được tích hợp đồng thời ở mức độ ô lưới phân giải cao do hạn chế về nguồn số liệu thống kê không gian.
• Độ phân giải thời gian của dữ liệu viễn thám: Nghiên cứu sử dụng chủ yếu ảnh vệ tinh Landsat quang học theo các cặp thời gian cách nhau 10 năm trong mùa sinh trưởng, do đó chưa theo dõi liên tục được các biến động mang tính chu kỳ mùa vụ ngắn hạn trong từng năm.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng phạm vi ứng dụng quy trình tích hợp GIS - RS - LCM - MOLUSCE cho toàn bộ 9 đơn vị hành chính của tỉnh Bến Tre và thử nghiệm chuyển giao cho các tỉnh ven biển khác thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long (như Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau).
  • Tích hợp thêm nguồn ảnh vệ tinh có độ phân giải không gian và chu kỳ lặp cao hơn (như Sentinel-2, dữ liệu radar Sentinel-1 để giảm ảnh hưởng của mây trong mùa mưa).
  • Bổ sung các biến số kinh tế - xã hội dạng lưới và kết hợp mô hình đa tác tử (ABM) để mô phỏng hành vi ra quyết định chuyển đổi sinh kế của người sử dụng đất.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn có giá trị thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng:

• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bến Tre, Phòng TN&MT các huyện ven biển (Ba Tri, Bình Đại, Thạnh Phú), Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn có thể sử dụng trực tiếp các bản đồ tiềm năng chuyển đổi và kết quả mô phỏng không gian đến năm 2049 để phục vụ rà soát, phân bổ chỉ tiêu quy hoạch đất đai, cấp phép chuyển mục đích sử dụng đất và xây dựng phương án chuyển đổi cơ cấu mùa vụ nông nghiệp thích ứng hạn mặn.
• Cán bộ nghiên cứu, giảng viên và nghiên cứu sinh: Các nhà nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường, Quản lý đất đai, Hệ thống thông tin địa lý (GIS), Viễn thám và Biến đổi khí hậu có thể tham khảo quy trình kỹ thuật tích hợp mô hình LCM và MOLUSCE trên phần mềm mã nguồn mở QGIS, cũng như phương pháp trích xuất chỉ số độ mặn đất EC và chỉ số khô hạn TVDI từ ảnh vệ tinh Landsat.
• Các tổ chức phát triển và quy hoạch vùng: Cung cấp phương pháp luận và cơ sở dữ liệu thực chứng cho các dự án thích ứng BĐKH, quản lý tổng hợp đới bờ và quy hoạch không gian sinh thái bền vững vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết bài toán cốt lõi nào trong công tác quản lý đất đai tại tỉnh Bến Tre?
Luận án giải quyết bài toán chuyển đổi phương thức giám sát đất đai từ thống kê hành chính định kỳ 5 năm sang công nghệ giám sát không gian liên tục bằng cách tích hợp GIS, viễn thám và mô hình toán; lượng hóa tác động của các hiện tượng BĐKH (khô hạn, xâm nhập mặn, ngập lụt) và mô phỏng phân bố không gian sử dụng đất trong tương lai (đến năm 2049) hỗ trợ lập quy hoạch thích ứng.

2. Những mô hình toán và phần mềm chính nào được tích hợp trong quy trình nghiên cứu?
Nghiên cứu sử dụng phần mềm QGIS (mã nguồn mở), ArcGIS, ENVI và IDRISI; tích hợp mô hình thay đổi đất đai LCM (Land Change Modeler), mô hình đánh giá thay đổi sử dụng đất MOLUSCE, thuật toán Perceptron đa lớp (MLP), mạng nơ-ron nhân tạo (ANN), mô hình tế bào tự động kết hợp chuỗi Markov (Markov-CA) và mô hình hồi quy Logistic nhị phân đa biến.

3. Các chỉ số viễn thám nào được sử dụng để đánh giá hạn hán và xâm nhập mặn?
Luận án trích xuất nhiệt độ bề mặt đất (LST) kết hợp chỉ số thực vật NDVI để tính chỉ số khô hạn TVDI (Temperature Vegetation Dryness Index); đồng thời tính toán các chỉ số độ mặn NDSI, SI, VSSI từ các kênh phổ Landsat và thiết lập hàm tương quan hồi quy với giá trị độ dẫn điện thực tế của đất (EC, đơn vị dS/m) để thành lập bản đồ phân bố mặn.

4. Xu thế chuyển đổi đất đai chính tại 3 huyện ven biển Bến Tre giai đoạn 2009 - 2019 là gì?
Kết quả phân tích chu chuyển cho thấy diện tích đất trồng lúa giảm mạnh do tác động của xâm nhập mặn và khô hạn, chuyển đổi chủ yếu sang đất nuôi trồng thủy sản (nuôi tôm nước lợ/mặn) và đất trồng cây lâu năm (vườn dừa thích ứng mặn); đất dân cư - xây dựng có xu hướng gia tăng theo tốc độ phát triển hạ tầng và đô thị hóa.

5. Luận án đề xuất những nhóm giải pháp cụ thể nào?
Luận án đề xuất 4 nhóm giải pháp: (1) Giám sát thay đổi sử dụng đất theo phương án quy hoạch đã được phê duyệt; (2) Cung cấp thông tin biến động qua công cụ WebGIS mã nguồn mở; (3) Giám sát hạn hán và xâm nhập mặn định kỳ bằng công nghệ tích hợp GIS - viễn thám; (4) Chuyển đổi cơ cấu cây trồng và mùa vụ nông nghiệp thích ứng với BĐKH.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Ngọc Lãm đã xây dựng thành công khung phương pháp luận khoa học và quy trình công nghệ tích hợp GIS, viễn thám đa thời gian cùng các mô hình toán (LCM, CA-Markov, MOLUSCE, hồi quy Logistic) phục vụ giám sát và dự báo biến động sử dụng đất trong điều kiện BĐKH tại 3 huyện ven biển tỉnh Bến Tre. Công trình đã lượng hóa được mức độ tác động của các yếu tố khí hậu cực đoan đến quá trình chu chuyển giữa các loại đất và mô phỏng trực quan các kịch bản phân bố không gian đất đai đến các năm 2029, 2039 và 2049. Kết quả nghiên cứu và 4 nhóm giải pháp đề xuất cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp hỗ trợ các nhà quản lý trong công tác quy hoạch, giám sát tài nguyên đất và xây dựng các chiến lược thích ứng bền vững tại Bến Tre cũng như khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan - Chương 2. Dữ liệu và phương pháp nghiên cứu - Chương 3. Kết quả và thảo luận - Kết luận và kiến nghị - Phụ lục danh mục công trình đã công bố - Tài liệu tham khảo - Phụ lục 6 TỔNG QUAN 1.

Sử dụng đất Đất đai (Land): Hiến pháp Việt Nam năm 2013 đã khẳng định: “Đất đai là tài nguyên đặc biệt của quốc gia, nguồn lực quan trọng phát triển đất nước, được quản lý theo pháp luật”. Theo FAO 1976 “Đất đai bao gồm môi trường vật chất, bao gồm khí hậu, đất đai, thủy văn và thảm thực vật, ở mức độ ảnh hưởng đến tiềm năng sử dụng đất. Nói cách khác, đất đai là một vùng đất có ranh giới, vị trí cụ thể và các thuộc tính tổng hợp của các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội như: thổ nhưỡng, khí hậu, địa hình, địa mạo, địa chất, thủy văn, động vật, thực vật và hoạt động sản xuất của con người. Trong đó, đất (Soil) chỉ là phần là lớp trên cùng của bề mặt đất (thổ nhưỡng) có đặc tính và chất lượng khác nhau, tạo ra tiềm năng phát triển của thảm thực vật phù hợp, cũng như được khai thác đáp ứng theo yêu cầu sử dụng đất (Land use) phục vụ các hoạt động của con người.

Hiện nay, thuật ngữ sử dụng đất (Land use) và lớp phủ mặt đất (Land cover) được phân biệt rất rõ (Jokar Arsanzani, J, 2012) Trong đó, phân chia theo đặc trưng tự nhiên và vật lý của đối tượng quan sát trên bề mặt đất, thuật ngữ “Land cover” thường được sử dụng để thể hiện lớp phủ mặt đất bao gồm; nước, thực vật, đất trống, các công trình xây dựng nhân tạo (Ellis, 2007) Nếu các đối tượng có liên quan đến sự tác động của con người, theo chức năng, mục đích sử dụng khác nhau, thuật ngữ “Land use” được sử dụng để thể hiện rõ và cụ thể các mục đích sử dụng đất theo hoạt động của con người trên một lớp phủ mặt đất nhất định. Theo Luật Đất đai 2013, mục đích sử dụng đất được xây dựng dựa theo chức năng và chia thành 3 nhóm lớn: đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp và đất chưa sử dụng. Trong đó, nhóm đất nông nghiệp bao gồm nhiều loại hình sử dụng đất (Land Use Type - LUT) khác nhau theo mục đích sử dụng cụ thể. Tùy thuộc vào đặc tính và chất lượng đất đai (Land Quality - LQ) có khả năng thích hợp cho yêu cầu sử dụng khác nhau trong phát triển kinh tế - xã hội, mỗi địa phương lập quy hoạch sử dụng đất nhằm xác định diện tích tối ưu cho từng loại hình sử dụng đất đáp ứng yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement – LUR) theo định hướng phát triển bền vững và thích ứng với BĐKH trong tương lai.

Thay đổi sử dụng đất Thuật ngữ dùng để chỉ sự thay đổi lớp phủ bề mặt đất trên vùng đất của quốc gia và những thay đổi về loại hình sử dụng đất (Land use change) đáp ứng yêu cầu người sử dụng của con người. Đánh giá thay đổi sử dụng đất và các trạng thái đất đai cấp vùng và toàn cầu đóng vai trò nền tảng trong các nghiên cứu biến đổi môi trường và khí hậu (Foley và ctv, 2005). Thay đổi lớp phủ bề mặt đất (Land cover change) mang tính lâu dài và góp phần dẫn đến thay đổi sử dụng đất đai trên thế giới (Suming và ctv, 2013). Thay đổi sử dụng đất liên tục diễn ra như là một quá trình phức hợp bởi những sự tác động qua lại và ảnh hưởng lẫn 7 nhau giữa các yếu tố tự nhiên - môi trường - và xã hội tại phạm vi của lô thửa đất theo thời gian khác nhau (Valbuena và ctv, 2010).