Đặt vấn đề Quy hoạch sử dụng đất là một trong các nội dung quản lý Nhà nƣớc về đất đai. Sản phẩm quan trọng của cả một quá trình lập quy hoạch là bản đồ quy hoạch sử dụng đất và số liệu. Bản đồ quy hoạch sử dụng đất là sản phẩm rất quan trọng, thể hiện phân bố không gian của các loại hình sử dụng đất (LUT) ở thời điểm định hƣớng của kỳ quy hoạch. Để xây dựng đƣợc bản đồ quy hoạch sử dụng đất, thƣờng có 2 công đoạn: đánh giá thích nghi đất đai cho các loại hình sử dụng đất, trên cơ sở bản đồ thích nghi, kết hợp với nhu cầu sử dụng đất, tiến hành bố trí không gian sử dụng đất để thành lập bản đồ quy hoạch sử dụng đất.
Theo quy trình lập quy hoạch sử dụng đất của bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, trong nhóm đất nông nghiệp chỉ xác định loại hình sử dụng đất nông nghiệp đến các loại nhƣ đất trồng cây lâu năm (CLN), đất trồng cây hàng năm còn lại (HNK) chứ không xác định cụ thể đến từng loại cây trồng. Trong khi quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp đòi hỏi xác định loại hình sử dụng đất ở mức độ cụ thể hơn đến từng loại cây trồng nhƣ lúa, nhóm cây lâu năm (CLN) nhƣ: điều, cà phê, chè, nhóm cây hàng năm còn lại (HNK) nhƣ rau, màu. Điều kiện để bố trí chi tiết đến từng loại cây trồng là phải biết rõ về yêu cầu sinh thái của loại cây trồng đó để đánh giá thích nghi sử dụng đất của từng loại cây trồng. (1) Đánh giá khả năng thích nghi đất đai (gọi tắt là đánh giá đất đai) Các phƣơng pháp đánh giá đất hạn chế lớn nhất (FAO, 1976), đánh giá đa tiêu chuẩn (MCE) đã làm đƣợc áp dụng để đánh giá thích nghi.
Tuy nhiên trong nghiên cứu này, chúng tôi tiếp cận theo hƣớng là ứng dụng mô hình CLUE-S theo phƣơng pháp phân tích thống kê trong đánh giá đất đai nhằm lập bản đồ thích nghi của từng loại cây trồng tại mọi nơi trong vùng nghiên cứu. So với các phƣơng pháp khác, khi quan tâm đến việc xây dựng một mô hình dự báo, cũng nhƣ phân tích tƣơng quan giữa các tính chất đất đai đối với từng loại hình sử dụng đất thì phƣơng pháp thống kê tỏ ra nổi trội, bởi vì thống kê có nhiều phép phân tích dữ liệu để trả lời những câu hỏi mà các phƣơng pháp khác không thể đáp ứng đƣợc. Vấn đề quan trọng cần giải quyết trong quá trình bố trí sử dụng đất là bố trí mỗi LUT với diện tích bao nhiêu và ở đâu là hợp lý. Trong thủ tục bố trí của CLUE-S, phƣơng pháp bố trí sử dụng đất dựa trên các kết quả thống kê từ đánh giá đất đai kết hợp với luật ra quyết định, phân tích Markov để tiến hành bố trí.
Từ những phân tích trên, luận văn mong muốn áp dụng mô hình CLUE-S nhƣ là giải pháp bổ sung thêm các phƣơng pháp hiện có. Chức năng của CLUE là đánh giá thích nghi vị trí và bố trí không gian cho các loại hình sử dụng đất theo nhu cầu sử dụng đất. Mô hình CLUE-S áp dụng phƣơng pháp thống kê kinh nghiệm – hồi quy logistic và luật quyết định để bố trí các thay đổi sử dụng đất tại các vị trí thích hợp khác nhau. Nhƣng nhƣợc điểm của mô hình CLUE-S là không có khả năng thể hiện các thay đổi sử dụng đất thành bản đồ.
Các dữ liệu đầu vào và đầu ra của quá trình đánh giá, bố trí sử dụng đất trong CLUE-S ở dạng các tập tin dạng ASCII và trở ngại cho ngƣời sử dụng. Ra đời từ những năm 1960, GIS đƣợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực. Trong ngành quản lý môi trƣờng mà đặc biệt là quản lý đất đai và quy hoạch sử dụng đất, GIS đƣợc sử dụng để xử lý dữ liệu, phân tích không gian, tính toán đại số bản đồ, thành lập bản đồ rất hiệu quả. Thế mạnh của GIS là xử lý đƣợc nhiều định dạng dữ liệu (trong đó có ASCII) đã khắc phục các nhƣợc điểm của CLUE.
Tóm lại: tích hợp mô hình CLUE-S và GIS hỗ trợ lập quy hoạch sử dụng đất là yêu cầu thiết thực và mang tính cấp bách. Mục tiêu - Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu tích hợp CLUE-S và GIS hỗ trợ lập quy hoạch sử dụng đất. - Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu phƣơng pháp quy hoạch sử dụng đất Nghiên cứu phân tích không gian trong GIS Nghiên cứu mô hình chuyển đổi sử dụng đất CLUE-S Xây dựng mô hình tích hợp CLUE-S và GIS hỗ trợ lập QHSDĐ Ứng dụng mô hình tích hợp CLUE-S và GIS để thành lập bản đồ quy hoạch sử dụng đất trên địa bàn huyện Cát Tiên, tỉnh Lâm Đồng. Đánh giá kết quả mô hình.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Mô hình tích hợp có thể đƣợc áp dụng trong thực tế, hỗ trợ nhà quy hoạch và hoạch định chính sách ra quyết định chọn lựa chọn không gian bố trí cây trồng trong sản xuất nông nghiệp. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đánh giá thích nghi đất đai và bố trí sử dụng đất cho các loại hình sử dụng đất nông nghiệp (chỉ nghiên cứu phần trồng trọt) trên địa bàn huyện Cát Tiên – tỉnh Lâm Đồng. Nội dung nghiên cứu - Lý thuyết về quy hoạch sử dụng đất: phƣơng pháp quy hoạch sử dụng đất non-FAO của GTZ để áp dụng trong luận văn. - Phân tích không gian trong GIS [53]: Ứng dụng đại số bản đồ (Map Algebra), phân tích dữ liệu không gian để xử lý bản đồ đầu vào, đầu ra trong môi trƣờng raster GIS.
- Nghiên cứu cấu trúc và sự vận hành của mô hình CLUE-S - Tích hợp CLUE-S và GIS: thành lập bản đồ quy hoạch sử dụng đất 6. Phương pháp tiến hành - Phương pháp kế thừa và tổng hợp: các lý thuyết về quy hoạch sử dụng đất, đánh giá đất, bố trí sử dụng đất, phƣơng pháp thống kê, xây dựng mô hình 5 hồi quy, lý thuyết về ra quyết định để từ đó xây dựng mô hình tích hợp CLUE-S và GIS hỗ trợ cho lập quy hoạch sử dụng đất. - Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến chuyên gia (Quy hoạch và ra quyết định, khoa học đất, thống kê, công nghệ thông tin, mô hình…) về các vấn đề liên quan đến sử dụng đất. Thu thập và xử lý các tài liệu hiện có: Tài liệu về thổ nhƣỡng, địa hình, hiện trạng sử dụng đất, ảnh mô hình độ cao số có liên quan đến đánh giá đất đai.
Trong đó tài liệu về thổ nhƣỡng thu thập từ Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp. Bản đồ địa hình xử lý từ ảnh SRTM (nguồn từ USGS và NASA). Tài liệu hiện trạng sử dụng đất thu thập từ Phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Cát Tiên. Không gian quy hoạch đất nông nghiệp đƣợc xác định khi phối hợp với Phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Cát Tiên, cùng các phòng ban chuyên môn khảo sát các quy hoạch ngành, thu thập ý kiến, các góp ý và nguyện vọng của ngƣời dân.
Sơ đồ nội dung nghiên cứu Để đạt đƣợc mục tiêu nghiên cứu, các nội dung cần thiết phải nghiên cứu thể hiện theo sơ đồ sau: 6 Lý thuyết quy hoạch sử dụng đất Đánh giá thích nghi đất đai Phân tích không gian vùng nghiên cứu trong môi trƣờng GIS Xây dựng bản đồ tính chất đất đai Lựa chọn loại hình sử dụng đất Xây dựng các mô hình hồi quy Logistic trong ngôn ngữ R Đánh giá kết quả mô hình hồi quy bằng đƣờng cong ROC Bản đồ thích nghi đất đai Bố trí sử dụng đất Luật ra quyết định Phân tích hiện trạng và biến động sử dụng đất Xác định diện tích, ranh giới Phân tích Markov phân định đất nông nghiệp (tần suất chuyển đổi SDĐ) Nhu cầu Thủ tục bố trí sử dụng đất Cài đặt các tham sử dụng đất trong CLUE-S số trong mô hình CLUE-S Bản đồ quy hoạch sử dụng đất Hình 0.1: Sơ đồ các nội dung cần nghiên cứu 7 PHẦN 1: TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 8 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về quy hoạch sử dụng đất Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến quy hoạch sử dụng đất làm cơ sở cho xác định hƣớng nghiên cứu của đề tài. Tổng quan về quy hoạch sử dụng đất liên quan đến 3 nhóm vấn đề chính: (i) các phƣơng pháp quy hoạch sử dụng đất, (ii) các phƣơng pháp đánh giá đất đai và (iii) bố trí sử dụng đất. Các phương pháp quy hoạch sử dụng đất Năm 1993 là mốc thời gian quan trọng trong tiến trình phát triển của các phƣơng pháp quy hoạch sử dụng đất khi FAO đƣa ra Hƣớng dẫn lập quy hoạch sử dụng đất (FAO 1993a) [11].
Do vậy có thể phân loại các phƣơng pháp quy hoạch sử dụng đất nhƣ sau: (i) các phƣơng pháp của FAO (kể từ khi có FAO, 1993a), (ii) các phƣơng pháp non-FAO. (i) Các phương pháp quy hoạch sử dụng đất của FAO: Năm 1993, FAO đã công bố cuốn sách Hƣớng dẫn lập quy hoạch sử dụng đất (Guideline for Land use Planning, FAO, 1993a [11]), đây là bƣớc phát triển mới trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất. Nội dung của FAO (1993a) gồm đánh giá thích nghi đất đai và đánh giá các yếu tố kinh tế - xã hội. Tài nguyên đất đai cho phép xác định tiềm năng đất đai, sử dụng đất phụ thuộc vào định hƣớng phát triển kinh tế xã hội.
FAO 1993a ra đời dựa trên phƣơng pháp tiếp cận từ trên - xuống (top-down) với hƣớng dẫn cụ thể là QHSDĐ cần tiến hành theo 10 bƣớc : Hình 1.1: Các bƣớc thực hiện quy hoạch sử dụng đất (FAO, 1993a) 9 FAO cập nhật phiên bản FAO 1993b - FESLM [12] có bổ sung các yếu tố bền vững đƣợc đƣa vào xem xét trong quá trình đánh giá đất đai. Năm 1995, FAO chính thức đƣa ra hƣớng dẫn lập quy hoạch sử dụng đất bền vững nhƣng hƣớng tiếp cận vẫn là từ trên – xuống (top – down) [15]. Năm 1996, FAO giới thiệu phƣơng pháp lập quy hoạch tổng hợp (intergrated planning) là hƣớng tiếp cận mới trong quy hoạch sử dụng đất(FAO|UNEP,1996)[16]. Năm 1999, quan điểm về quy hoạch tổng hợp đƣợc thống nhất trong cuốn hƣớng dẫn Integrated Planning for Sustainable Management Land Resources – IPSMLR (FAO|UNEP, 1999a) [17], khi đã tích hợp các phƣơng pháp QHSDĐ bền vững của FAO với hƣớng tiếp cận từ trên – xuống kết hợp với phƣơng pháp QHSDĐ có sự tham gia của ngƣời dân (PLUP) với hƣớng tiếp cận từ dƣới – lên (bottom – up).