Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa toàn cầu diễn ra nhanh chóng, với tỷ lệ dân số đô thị đã vượt ngưỡng 50% tổng dân số thế giới (UN Habitat, 2015). Sự tập trung đô thị mang lại quy mô kinh tế lớn nhưng đồng thời tạo ra những áp lực nghiêm trọng về suy thoái tài nguyên và biến đổi môi trường sinh thái.

Thành phố Đà Lạt nằm trên cao nguyên Lang Biang ở độ cao trung bình 1.500 m so với mực nước biển, là đô thị loại 1 trực thuộc tỉnh Lâm Đồng. Trải qua hơn 120 năm hình thành và phát triển, cấu trúc không gian cảnh quan của Đà Lạt đã có những thay đổi sâu sắc. Từ một đô thị có mật độ dân số thấp, tỷ lệ không gian đô thị nhỏ hài hòa với cảnh quan thiên nhiên theo mô hình "thành phố trong rừng", quá trình phát triển kinh tế, gia tăng dân số cùng sự tăng trưởng mạnh mẽ của ngành du lịch - dịch vụ và nông nghiệp từ sau năm 1975 đã làm biến đổi căn bản cơ cấu phân bổ quỹ đất. Việc mở rộng diện tích đất ở và đất sản xuất nông nghiệp đã trực tiếp thu hẹp diện tích đất rừng. Thống kê giai đoạn 2005–2015 cho thấy diện tích đất rừng của thành phố đã giảm 2.139,1 ha, kéo tỷ lệ che phủ rừng từ 58,4% xuống còn 52,8%. Sự suy giảm này phá vỡ cân bằng cấu trúc cảnh quan, làm gia tăng cường độ các quá trình thoái hóa đất như xói mòn, rửa trôi, sạt lở, trượt lở đất và bồi lấp hệ thống suối, hồ; đồng thời gây ô nhiễm môi trường do chất thải tập trung ở khu vực trung tâm.

Tháng 5 năm 2014, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt "Quy hoạch chung thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050". Theo định hướng quy hoạch, thành phố Đà Lạt tương lai sẽ được mở rộng ranh giới hành chính ra các vùng phụ cận với quy mô diện tích gấp 8,5 lần diện tích hiện tại, hướng tới mục tiêu xây dựng đô thị trực thuộc trung ương mang đặc trưng "thành phố trong rừng - rừng trong thành phố", kết hợp hài hòa giữa trung tâm du lịch nghỉ dưỡng, văn hóa, nông nghiệp công nghệ cao và bảo tồn đa dạng sinh học.

Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là thực tiễn quy hoạch đang thiếu các đánh giá toàn diện, có tính hệ thống về tiềm năng đất đai tự nhiên, thực trạng và nguy cơ thoái hóa đất theo tiếp cận không gian địa lý tổng hợp. Do đó, luận án "Nghiên cứu cơ sở địa lý học trong khai thác sử dụng đất đai phục vụ quy hoạch bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận - tỉnh Lâm Đồng" được thực hiện nhằm cung cấp luận cứ khoa học giải quyết mâu thuẫn trong khai thác sử dụng đất đai giữa các không gian chức năng, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững lãnh thổ.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định hệ thống mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:

  • Mục tiêu chung: Xác lập luận cứ khoa học cho quy hoạch và sử dụng đất bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận trên cơ sở nghiên cứu khai thác sử dụng đất đai theo tiếp cận địa lý học.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Đánh giá, phân hạng được mức độ thích hợp đất đai tự nhiên cho các loại sử dụng chính và mức độ thoái hóa đất tổng hợp thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận, dựa trên kết quả đánh giá phân hạng đất đai và đánh giá thoái hóa đất tổng hợp.
    2. Làm rõ được đặc điểm và sự phân hóa không gian có tính quy luật của lớp phủ thổ nhưỡng lãnh thổ thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận, dựa trên kết quả nghiên cứu phân vùng địa lý thổ nhưỡng.
    3. Đề xuất được định hướng không gian và giải pháp sử dụng đất bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận, dựa trên tích hợp kết quả đánh giá phân hạng đất đai, đánh giá thoái hóa đất tổng hợp và phân vùng địa lý thổ nhưỡng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các yếu tố địa lý phát sinh - thoái hóa đất và tài nguyên đất.
  • Phạm vi không gian lãnh thổ: Bao gồm thành phố Đà Lạt và 4 huyện phụ cận thuộc tỉnh Lâm Đồng: Lạc Dương, Đơn Dương, Đức Trọng, Lâm Hà. Tổng diện tích tự nhiên của vùng nghiên cứu là 415.101,9 ha (chiếm 42,4% tổng diện tích tự nhiên của tỉnh Lâm Đồng). Tọa độ địa lý từ 11°30’27” đến 12°19’4” vĩ độ Bắc và từ 108°20’18” đến 108°43’39” kinh độ Đông, nằm trong đai độ cao từ 850 m đến 1.800 m so với mực nước biển.
  • Phạm vi thời gian: Số liệu khí tượng thủy văn được thu thập liên tục từ năm 1981 đến năm 2015; số liệu thống kê kinh tế - xã hội giai đoạn 2005–2016; các đợt khảo sát thực địa, lấy mẫu đất và phỏng vấn nông hộ tiến hành trong giai đoạn 2012–2013 thuộc Chương trình Tây Nguyên 3.
  • Phạm vi khoa học: Luận án tập trung đánh giá phân hạng đất đai đối với các loại sử dụng đất sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp. Các loại đất phi nông nghiệp khác (như đất ở, đất chuyên dùng) không thuộc phạm vi đánh giá phân hạng thích ứng mà được xem xét trong cơ cấu tổ chức không gian lãnh thổ.

Luận điểm bảo vệ của luận án

  • Luận điểm 1: Sự phân hóa đa dạng, phức tạp của lớp phủ thổ nhưỡng đã phản ánh các quy luật địa lý đặc trưng và các quá trình phát sinh - phát triển - thoái hóa đất tương ứng trên lãnh thổ thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận, thể hiện qua hệ thống các đơn vị đất và đơn vị phân vùng địa lý thổ nhưỡng với đặc điểm và tiềm năng đa dạng.
  • Luận điểm 2: Tích hợp các kết quả nghiên cứu đặc điểm và hướng sử dụng - bảo vệ đất của từng tiểu vùng địa lý thổ nhưỡng với kết quả đánh giá phân hạng đất đai và đánh giá thoái hóa đất tổng hợp, tạo nên cơ sở khoa học đáng tin cậy cho việc đề xuất định hướng không gian và giải pháp sử dụng đất bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu về đánh giá, phân hạng đất đai

Nghiên cứu đánh giá đất đai trên thế giới và tại Việt Nam đã trải qua quá trình phát triển với nhiều trường phái và phương pháp luận:

  1. Trường phái Mỹ và Đông Âu: Cục Cải tạo đất đai thuộc Bộ Nông nghiệp Mỹ (USBR, 1951) đưa ra hệ thống phân loại khả năng đất có tưới gồm 6 lớp; sau đó USDA (1961) phát triển hệ thống phân loại khả năng đất đai (Land Capability Classification) dựa trên các yếu tố hạn chế vĩnh viễn với 3 cấp (lớp, lớp phụ, đơn vị). Tại Liên Xô cũ và Đông Âu, các nghiên cứu từ thập niên 1960 theo quan điểm phát sinh của V. Dokuchaev thực hiện đánh giá đất qua 3 bước: đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng, đánh giá khả năng sản xuất và đánh giá kinh tế đất.
  2. Khung đánh giá đất đai của FAO (1976, 1985, 2007): FAO thiết lập hệ thống nguyên tắc đối chiếu yêu cầu sinh thái của loại hình sử dụng đất (LUT) với chất lượng/đặc tính của đơn vị đất đai (Land Unit), phân hạng theo 2 bậc (Thích hợp - S, Không thích hợp - N) và các cấp hạng (S1, S2, S3, N1, N2). Các hướng dẫn bổ trợ của Sys Ir. (1993) đưa ra giá trị tham chiếu yêu cầu sinh thái cây trồng nhiệt đới.
  3. Tích hợp công nghệ GIS, viễn thám và hệ chuyên gia: Việc kết hợp GIS với phần mềm tự động hóa ALES (Rossiter, 1990; Oldeman, 1993; Shendi, 2004; Ahmed, 2007) hoặc tích hợp phân tích quyết định đa tiêu chí (MCDA) và phân tích thứ bậc AHP (Silva, 2003; Thapa, 2008; Liaghat, 2013; Belal, 2015; Ayla, 2016; Ali, 2016).
  4. Các nghiên cứu tại Việt Nam: Phương pháp của Nga và Mỹ được áp dụng trong nghiên cứu của Bùi Quang Toản, Vũ Cao Thái và nnk (1970). Khung FAO được phổ biến rộng rãi từ cuối thập niên 1980: Trần An Phong và cs (1992–1994) trên 9 vùng sinh thái toàn quốc; tại Tây Nguyên có Vũ Cao Thái (1984–1988), Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp phối hợp Đại học Leuven (1998–2002), Nguyễn Văn Toàn (2004–2005), Vũ Năng Dũng (2008, 2014), Lưu Thế Anh (2003), Mai Hà Phương (2007), Trần An Phong (2001, 2002, 2004, 2014). Ứng dụng GIS, ALES, MCDA và mô hình AHP-VIKOR được phát triển bởi Nhữ Thị Xuân (2006), Nguyễn Thanh Sơn (2008), Lê Cảnh Định (2011, 2016), Nguyễn Thanh Tuấn (2011, 2015).

Các hướng nghiên cứu về thoái hóa đất

  1. Quy mô toàn cầu và khu vực: Dự án GLASOD của UNEP/ISRIC (Oldeman, 1988, 1990) xây dựng bản đồ thoái hóa đất toàn cầu tỷ lệ 1:10.000.000 với 4 nhóm thoái hóa (xói mòn do nước, xói mòn do gió, thoái hóa hóa học, thoái hóa vật lý) chia thành 4 cấp độ. Phương pháp này được mở rộng qua dự án ASSOD tại Nam và Đông Nam Á (van Lynden, 1997), dự án SOVEUR tại Trung và Đông Âu (van Lynden, 2000), dự án LADA/GLADA của FAO/UNEP (Bai Z., 2008, 2011) dựa trên chỉ số thực vật viễn thám NDVI. Các công trình đánh giá chi tiết theo chất lượng đất (SQI) và tính chất lý hóa đất của Gibbs & Salmon (2015), Douglas (2015), Bořivoj (2015), Guillaume (2016), Gelaw (2015), Marek (2015).
  2. Tại Việt Nam: Nghiên cứu định lượng xói mòn đất có Nguyễn Quang Mỹ (1980, 2005), Đào Đình Bắc (1987), Nguyễn Trọng Hà (1996). Hướng tiếp cận ASSOD có Võ Quang Minh (2003), Nguyễn Xuân Thành (2009), Trung tâm Điều tra Đánh giá tài nguyên đất (2009–2012) và quy định kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012). Hướng tiếp cận địa lý tự nhiên tổng hợp nghiên cứu thoái hóa đất tiềm năng, thoái hóa đất hiện tại và thoái hóa đất tổng hợp được khởi xướng và phát triển bởi Nguyễn Đình Kỳ (1987, 1990, 1998, 2007, 2012, 2014, 2016). Các giải pháp phục hồi đất dốc và đất thoái hóa được tổng kết bởi Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1998, 1999, 2002). Đánh giá thoái hóa đất kết hợp MCA-AHP tại Lâm Đồng có Nguyễn Thị Thủy và Lưu Thế Anh (2016).

Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết

Tại địa bàn thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận, các nghiên cứu trước đây (như nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu Đất - Phân bón và Môi trường phía Nam giai đoạn 1995–2010 hay các đề tài thuộc Chương trình Tây Nguyên 3) chủ yếu đánh giá đất nông nghiệp đơn lẻ hoặc điều tra thoái hóa đất ở cấp độ hành chính riêng biệt.

Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống: Tích hợp đồng bộ phương pháp đánh giá phân hạng đất đai theo FAO với phương pháp đánh giá thoái hóa đất tổng hợp trên quan điểm địa lý tự nhiên, đặt trong khung phân vùng địa lý thổ nhưỡng tỷ lệ 1:100.000 nhằm phục vụ trực tiếp cho việc tổ chức không gian lãnh thổ và định hướng quy hoạch bền vững 3 không gian chức năng (đô thị, nông nghiệp, lâm nghiệp) cho toàn bộ vùng Đà Lạt mở rộng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và hệ thống khái niệm

Luận án vận dụng các khái niệm và nguyên lý nền tảng của khoa học địa lý và thổ nhưỡng:

  • Học thuyết phát sinh học đất (V. Dokuchaev): Đất được xác định là hàm số của các nhân tố tự nhiên và nhân tác: $$\text{Đất} = f[(\text{Đá mẹ}, \text{Địa hình})(\text{Khí hậu}, \text{Thủy văn})(\text{Sinh vật}, \text{Con người})_{\text{thời gian}}]$$
  • Độ phì đất: Phân biệt rõ giữa độ phì tự nhiên (do đá mẹ và quá trình sinh học quy định) và độ phì thực tế (kết quả tương tác giữa độ phì tự nhiên với quá trình canh tác, sử dụng của con người) (Williams; Trần Kông Tấu, 2005; Nguyễn Vy, 1998; Đỗ Ánh, 2003).
  • Đất đai (Land) và Đơn vị đất đai (Land Unit): Đất đai là diện tích bề mặt trái đất bao gồm tất cả các thuộc tính sinh thái của khí hậu, địa hình, đất, thủy văn, thảm thực vật và kết quả hoạt động của con người (Brinkman; FAO, 1976). Đơn vị đất đai là đơn vị cơ sở có đặc tính đồng nhất dùng để đánh giá.
  • Thoái hóa đất: Gồm thoái hóa tiềm năng (nguy cơ do điều kiện tự nhiên vốn có chi phối) và thoái hóa hiện tại (sự suy giảm tính chất lý, hóa, sinh học đất tại thời điểm khảo sát do hoạt động nhân sinh) (Nguyễn Đình Kỳ, 1987, 1990).
  • Sử dụng đất bền vững: Dựa trên 5 nguyên tắc của FAO (1993): duy trì sản lượng, giảm thiểu rủi ro, bảo vệ tài nguyên ngăn thoái hóa, bền vững kinh tế và chấp nhận về mặt xã hội.
  • Tổ chức không gian và quy hoạch sử dụng đất: Sự sắp xếp phối hợp các đối tượng theo lãnh thổ nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế - xã hội và bảo vệ hệ sinh thái (FAO, 1999).

Các quan điểm nghiên cứu

Luận án quán triệt 6 quan điểm nghiên cứu địa lý tự nhiên tổng hợp:

  1. Quan điểm phát sinh học đất: Nghiên cứu nguồn gốc và quy luật hình thành tính chất đất.
  2. Quan điểm sinh thái học: Đảm bảo cây trồng phù hợp điều kiện tự nhiên mà không gây suy thoái đất.
  3. Quan điểm lịch sử: Phân tích quá trình khai thác sử dụng đất theo thời gian.
  4. Quan điểm hệ thống: Xem xét lớp phủ thổ nhưỡng như một hệ thống hoàn chỉnh từ đơn vị đất đến vùng.
  5. Quan điểm tổng hợp: Đánh giá thoái hóa đất hiện tại trên nền tiềm năng và tích hợp đa yếu tố.
  6. Quan điểm phát triển bền vững: Kết hợp kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái.

Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật phân tích

Luận án sử dụng phối hợp 9 phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:

[Đánh giá phân hạng đất đai]                                [Đánh giá thoái hóa đất]
- Đánh giá độ phì thực tế (6 chỉ tiêu)                     - Xói mòn đất (USLE)
- Tích hợp ALES - GIS (FAO / TCVN 8409:2012)               - Ma trận: Tiềm năng (T) x Hiện tại (H)
                     [Phân vùng địa lý thổ nhưỡng]
                     - Yếu tố trội (Địa hình)
                     - Bản đồ thành phần & Chuyên gia
         [Định hướng không gian & Giải pháp sử dụng đất bền vững]
  1. Phương pháp khảo sát, điều tra thực địa: Thực hiện trên 6 tuyến lộ trình chính qua các đơn vị địa hình và sử dụng đất tiêu biểu:
    • Tuyến 1: Đà Lạt – Lâm Hà – Quốc lộ 27 (Phường 6 – Tà Nùng – Mê Linh – Nam Ban – Gia Lâm – N’Thol Hạ – Đinh Văn – Tân Văn – Tân Hà – Hoài Đức).
    • Tuyến 2: Lâm Hà – Đức Trọng (Liên Nghĩa – Phú Hội – Tà Hine – Đà Loan – Tà Năng).
    • Tuyến 3: Dọc Quốc lộ 20 từ Đức Trọng đi Đà Lạt (Liên Nghĩa – Hiệp An – Xuân Thọ).
    • Tuyến 4: Đà Lạt – Đơn Dương (Phường 12 – Xuân Thọ – Xuân Trường – Trạm Hành – D’Ran – Thạnh Mỹ – Quảng Lập – Ka Đô – Tu Tra).
    • Tuyến 5: Đà Lạt – Lạc Dương (Phường 8 – Hồ Đan Kia – Thị trấn Lạc Dương).
    • Tuyến 6: Thị trấn Lạc Dương – Đạ Sar – Đạ Nhim. Tiến hành mô tả, định vị GPS, chụp ảnh cảnh quan, lấy mẫu đất tại các điểm chìa khóa và thực hiện 150 phiếu phỏng vấn nông hộ về tình hình canh tác, hiệu quả kinh tế.
  2. Phương pháp phân tích lý - hóa đất trong phòng thí nghiệm: Áp dụng trên 17 phẫu diện chính, 26 phẫu diện phụ và 128 mẫu đất thu thập theo các tiêu chuẩn kỹ thuật thống nhất.
Chỉ tiêu phân tích Phương pháp và tiêu chuẩn phân tích
$\text{pH}_{\text{KCl}}$ Đo bằng máy pH meter, dung dịch chiết đất:KCl = 1:5 (TCVN 5979:2007)
Dung trọng Phương pháp ống trụ kim loại (dung trọng = $P/V$, sấy khô kiệt) (TCVN 6860-2001)
Thành phần cơ giới Phương pháp ống hút Robinson (TCVN 8567:2010)
Chất hữu cơ tổng số (OM) Phương pháp Walkley - Black (TCVN 4050:1985)
Đạm tổng số ($\text{N}_{\text{ts}}$) Xác định theo phương pháp Kjeldahl (TCVN 6498:1999)
Lân tổng số ($\text{P}2\text{O}{5\text{ts}}$) Phương pháp so màu (TCVN 4052:1985)
Lân dễ tiêu ($\text{P}2\text{O}{5\text{dt}}$) Phương pháp Oniani (TCVN 5256-2009)
Kali tổng số và dễ tiêu ($\text{K}_2\text{O}$) Phương pháp quang kế ngọn lửa (TCVN 8660-2011, TCVN 8662-2011)
$\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$ trao đổi Phương pháp Complexon (TCN 455-2001)
Dung tích hấp thu cation (CEC) Phương pháp Amoni axetat với pH = 7 (TCVN 8568:2010)
  1. Phương pháp đánh giá độ phì đất thực tế: Đánh giá trên 171 mẫu đất tầng mặt (0–25 cm) dựa trên 6 chỉ tiêu phân hóa chính: $\text{pH}{\text{KCl}}$, OM, $\text{N}{\text{ts}}$, $\text{P}2\text{O}{5\text{dt}}$, $\text{K}2\text{O}{\text{dt}}$, CEC. Sử dụng phương pháp cho điểm trong GIS, phân cấp theo 3 mức (Thấp, Trung bình, Cao) với khoảng cách phân cấp: $$\text{ĐPĐ} = \frac{\text{ĐPĐ}{\max} - \text{ĐPĐ}{\min}}{3}$$
  2. Ứng dụng ALES - GIS đánh giá phân hạng đất đai: Thực hiện 3 bước theo hướng dẫn FAO và TCVN 8409:2012. Sử dụng cây quyết định (Decision Tree) trong ALES đối chiếu yêu cầu sinh thái của các loại hình sử dụng đất với cơ sở dữ liệu thuộc tính đơn vị đất đai từ GIS, xuất kết quả phân hạng thích hợp thành 4 cấp: Rất thích hợp (S1), Thích hợp (S2), Ít thích hợp (S3), Không thích hợp (N).
  3. Phương pháp đánh giá thoái hóa đất:
    • Tính toán xói mòn: Dùng phương trình mất đất phổ dụng USLE: $$A = R \times K \times L \times S \times C \times P$$ Trong đó: $A$ là lượng đất mất (tấn/ha/năm); $R$ là chỉ số xói mòn mưa; $K$ là chỉ số kháng xói của đất; $L, S$ là chỉ số chiều dài và độ dốc sườn; $C$ là chỉ số thảm phủ; $P$ là chỉ số biện pháp chống xói mòn.
    • Đánh giá thoái hóa tổng hợp: Tích hợp bản đồ Thoái hóa tiềm năng (T, 3 cấp) và Thoái hóa hiện tại (H, 3 cấp) qua ma trận tương quan 9 phần tử gộp thành 3 cấp thoái hóa tổng hợp:
Cấp thoái hóa tổng hợp Ký hiệu Các phần tử của ma trận
Thoái hóa nhẹ TH1 H1T1, H2T1, H1T2
Thoái hóa trung bình TH2 H2T2, H1T3, H3T1
Thoái hóa mạnh TH3 H3T2, H3T3, H2T3
  1. Phương pháp phân vùng địa lý thổ nhưỡng: Kết hợp phương pháp yếu tố trội (lấy địa hình làm yếu tố phân hóa chính), phương pháp phân tích các bản đồ thành phần và phương pháp chuyên gia để khoanh vẽ ranh giới vùng và tiểu vùng địa lý thổ nhưỡng trên nền GIS tỷ lệ 1:100.000.

Nguồn cơ sở dữ liệu của luận án

Dữ liệu của luận án được xây dựng từ các nguồn chính thống và các đề tài thuộc Chương trình Tây Nguyên 3 (giai đoạn 2011–2015) mà tác giả trực tiếp tham gia:

  • Đề tài TN3/T01: "Nghiên cứu tổng hợp thoái hóa đất, hoang mạc hóa ở Tây Nguyên và đề xuất giải pháp sử dụng đất bền vững" (2011–2014).
  • Đề tài TN3/T02: "Nghiên cứu cơ sở khoa học cho giải pháp tổng thể giải quyết các mâu thuẫn lợi ích trong việc khai thác sử dụng tài nguyên nước lãnh thổ Tây Nguyên" (2011–2014).
  • Đề tài TN3/T22: "Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS và Atlas điện tử vùng Tây Nguyên" (2011–2015).
  • Hệ thống bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:50.000 và 1:100.000: Bản đồ đất (2005), bản đồ nền địa hình và mô hình số độ cao DEM ASTER 30m (2002), địa mạo (2013), vỏ phong hóa (2013), địa chất thủy văn (2013), thảm thực vật (2013), bản đồ mưa và khô hạn (2013), địa chất khoáng sản (2004), kiểm kê đất đai (2015), kiểm kê rừng (2014), hiện trạng sử dụng đất 9 cây trồng (2012), cảnh quan hình thái (1998), sinh khí hậu (1998).
  • Số liệu khí tượng trạm Bảo Lộc, Liên Khương, Đà Lạt (1981–2015); số liệu 17 phẫu diện chính, 26 phẫu diện phụ và 128 mẫu đất; 150 phiếu điều tra nông hộ; các báo cáo quy hoạch tỉnh Lâm Đồng và Niên giám thống kê giai đoạn 2005–2016.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu khai thác sử dụng đất đai theo tiếp cận địa lý học cho quy hoạch và sử dụng đất bền vững

Chương 1 thiết lập khung lý luận và cơ sở phương pháp luận cho toàn bộ đề tài:

  • Phân tích cấu trúc chức năng của lãnh thổ thành phố Đà Lạt mở rộng với 3 không gian chính: Không gian đô thị (KGĐT), Không gian sản xuất nông nghiệp (KGSXNN) và Không gian lâm nghiệp (KGLN). Trong đó, KGSXNN và KGLN chiếm phần lớn diện tích tự nhiên và là nơi diễn ra các xung đột khai thác quỹ đất gay gắt nhất.
  • Xác định bản chất của việc nghiên cứu sử dụng đất đai theo tiếp cận địa lý tự nhiên tổng hợp là việc đánh giá đa tiêu chí dựa trên sự phù hợp về tiềm năng tự nhiên, hiệu quả kinh tế, chấp nhận xã hội và không làm suy thoái môi trường đất.
  • Xây dựng quy trình nghiên cứu 4 bước: (1) Xác định mục tiêu, đối tượng; (2) Nghiên cứu điều kiện phát sinh - thoái hóa đất và độ phì thực tế; (3) Đánh giá phân hạng đất đai kết hợp đánh giá thoái hóa đất tổng hợp và phân vùng địa lý thổ nhưỡng; (4) Tích hợp kết quả đề xuất định hướng không gian và giải pháp sử dụng đất bền vững.

Chương 2. Đặc điểm điều kiện địa lý phát sinh - thoái hóa đất và tài nguyên đất thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận

Chương 2 tập trung phân tích các yếu tố tiền đề hình thành và thoái hóa đất trong khu vực:

  • Vị trí địa lý và địa hình: Vùng nghiên cứu trải dài trên 415.101,9 ha, thuộc đới cao nguyên nhiệt đới với biên độ độ cao từ 850 m đến 1.800 m. Địa hình chia cắt mạnh tạo nên sự phân hóa khí hậu rõ rệt theo đai cao và sườn đón/khuất gió, chi phối trực tiếp đến chế độ nhiệt - ẩm và quá trình phong hóa.
  • Cấu trúc địa chất và vỏ phong hóa: Khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp gồm 5 nhóm đá mẹ chính: đá trầm tích biến chất, đá xâm nhập macma axit (granitoid), đá phun trào axit - trung tính (dacit, andesit), đá phun trào bazan và trầm tích bở rời Đệ Tứ. Tương ứng với các nhóm đá là các kiểu vỏ phong hóa siallit, feralit và alit có chiều dày và đặc tính lý hóa khác biệt.
  • Đặc điểm tài nguyên đất và độ phì thực tế: Xác lập hệ thống phân loại đất phát sinh của khu vực nghiên cứu. Kết quả phân tích 171 mẫu đất tầng mặt qua 6 chỉ tiêu lý hóa xác định sự phân hóa độ phì thực tế theo 3 cấp (Thấp, Trung bình, Cao), phản ánh rõ rệt ảnh hưởng của phương thức sử dụng đất và lớp phủ thực vật đến hàm lượng chất hữu cơ (OM), dung tích hấp thu (CEC) và dinh dưỡng dễ tiêu ($\text{P}2\text{O}{5\text{dt}}$, $\text{K}2\text{O}{\text{dt}}$).

Chương 3. Đánh giá, phân hạng đất đai và thoái hóa đất tổng hợp thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận

Chương 3 trình bày các kết quả đánh giá thực nghiệm:

  • Đánh giá phân hạng thích hợp đất đai: Sử dụng hệ thống ALES-GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai từ sự chồng xếp các lớp bản đồ đất, độ dốc, tầng dày, lượng mưa, khả năng tưới. Đánh giá mức độ thích hợp tự nhiên (S1, S2, S3, N) cho các loại hình sử dụng đất nông - lâm nghiệp ưu thế (cây rau, hoa công nghệ cao, chè, cà phê chè, cây ăn quả, rừng phòng hộ, rừng sản xuất).
  • Đánh giá thoái hóa đất: Tính toán lượng mất đất xói mòn theo mô hình USLE; thành lập bản đồ thoái hóa đất tiềm năng (dựa trên địa hình, lượng mưa, tính kháng xói của đất) và bản đồ thoái hóa đất hiện tại (dựa trên hiện trạng thảm phủ, độ suy giảm độ phì và dấu hiệu xói mòn thực địa).
  • Thoái hóa đất tổng hợp: Tích hợp ma trận tương quan giữa thoái hóa tiềm năng và hiện tại, thành lập bản đồ thoái hóa đất tổng hợp tỷ lệ 1:50.000 với 3 cấp (TH1 - nhẹ, TH2 - trung bình, TH3 - mạnh).
  • Phân vùng địa lý thổ nhưỡng: Thiết lập hệ thống phân vị và thành lập bản đồ phân vùng địa lý thổ nhưỡng tỷ lệ 1:100.000 dựa trên yếu tố trội địa hình kết hợp đặc trưng phát sinh vỏ phong hóa và lớp phủ thổ nhưỡng.

Chương 4. Đề xuất định hướng không gian và giải pháp sử dụng đất bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận

Chương 4 tổng hợp các kết quả nghiên cứu nhằm đưa ra định hướng ứng dụng:

  • Định hướng tổ chức không gian: Đề xuất bố trí không gian theo từng tiểu vùng địa lý thổ nhưỡng. Xác định ranh giới ưu tiên cho không gian lâm nghiệp (duy trì bảo tồn rừng tự nhiên, phục hồi rừng đầu nguồn), không gian nông nghiệp công nghệ cao (tại các thung lũng, cao nguyên bằng phẳng có độ dốc thấp) và không gian cây công nghiệp dài ngày/cây ăn quả.
  • Hệ thống giải pháp sử dụng đất bền vững: Đề xuất các nhóm giải pháp công trình và phi công trình:
    1. Nhóm giải pháp canh tác nông nghiệp chống xói mòn, rửa trôi trên đất dốc (trồng cây theo đường đồng mức, xây dựng băng cây xanh chắn gió, nông lâm kết hợp).
    2. Nhóm giải pháp cải tạo, nâng cao độ phì đất thực tế bằng phân bón hữu cơ, quản lý tàn dư cây trồng, cân đối hóa học.
    3. Nhóm giải pháp quản lý quy hoạch: chuyển đổi cơ cấu cây trồng thích nghi sinh thái, kiểm soát chặt chẽ việc chuyển mục đích đất rừng sang sản xuất nông nghiệp tại các vùng có nguy cơ thoái hóa mạnh (TH3).

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận khoa học

  1. Bổ sung và hoàn thiện cơ sở lý luận, quy trình phương pháp luận nghiên cứu khai thác sử dụng đất đai theo tiếp cận địa lý tự nhiên tổng hợp cho các vùng đô thị cao nguyên nhiệt đới mở rộng.
  2. Thiết lập quy trình tích hợp giữa phương pháp phân hạng thích hợp đất đai của FAO (thông qua phần mềm ALES và GIS) với phương pháp đánh giá thoái hóa đất tổng hợp (trên cơ sở ma trận tương quan giữa thoái hóa tiềm năng và thoái hóa hiện tại) trong khuôn khổ phân vùng địa lý thổ nhưỡng.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Làm rõ đặc điểm và quy luật phân hóa không gian của lớp phủ thổ nhưỡng lãnh thổ thành phố Đà Lạt và 4 huyện phụ cận (Lạc Dương, Đơn Dương, Đức Trọng, Lâm Hà) thể hiện qua hệ thống bản đồ phân vùng địa lý thổ nhưỡng tỷ lệ 1:100.000.
  2. Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu định lượng và hệ thống bản đồ chuyên đề (độ phì đất thực tế, xói mòn đất, thoái hóa đất tiềm năng, hiện tại và tổng hợp tỷ lệ 1:50.000; bản đồ phân hạng thích hợp đất đai cho các cây trồng chính).
  3. Xác lập cơ sở khoa học tin cậy phục vụ công tác tổ chức lãnh thổ, cung cấp luận cứ cho các nhà quản lý địa phương trong việc rà soát, điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 theo hướng phát triển bền vững.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án tập trung đánh giá phân hạng thích hợp đất đai đối với nhóm đất sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp; chưa thực hiện đánh giá phân hạng mức độ thích hợp đối với đất phi nông nghiệp (đất xây dựng đô thị, đất công trình hạ tầng và chuyên dùng). Cơ sở dữ liệu phân tích phẫu diện đất dựa trên mạng lưới khảo sát thực địa giai đoạn 2012–2013, đòi hỏi phải tiếp tục cập nhật các biến động sử dụng đất chi tiết trong những năm gần đây.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu đánh giá đất đai tổng hợp cho toàn bộ các loại đất phi nông nghiệp nhằm phục vụ quy hoạch chi tiết các phân khu đô thị; ứng dụng các mô hình không gian viễn thám độ phân giải cao để quan trắc, dự báo biến động độ phì và thoái hóa đất theo các kịch bản biến đổi khí hậu trong tương lai.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên sâu cho các nhóm đối tượng:

  • Cán bộ nghiên cứu, nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên chuyên ngành Địa lý tự nhiên, Thổ nhưỡng học, Quản lý đất đai, Quy hoạch đô thị và nông thôn, Môi trường và Phát triển bền vững.
  • Các cơ quan quản lý nhà nước: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Xây dựng tỉnh Lâm Đồng và các địa phương vùng Tây Nguyên trong công tác lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và phân vùng sản xuất nông nghiệp công nghệ cao gắn với bảo vệ rừng đầu nguồn.
  • Phần có giá trị tham khảo cao nhất: Quy trình tích hợp công cụ ALES - GIS trong phân hạng đất đai; phương pháp xây dựng ma trận đánh giá thoái hóa đất tổng hợp; và bộ số liệu phân tích lý hóa 171 mẫu đất tầng mặt đại diện cho vùng cao nguyên Lang Biang.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết mâu thuẫn chính nào trong cơ cấu sử dụng đất tại thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận?

Mâu thuẫn chủ yếu diễn ra giữa không gian sản xuất nông nghiệp (KGSXNN) và không gian lâm nghiệp (KGLN). Do sức ép tăng trưởng kinh tế và mở rộng đất canh tác rau, hoa, cây công nghiệp, diện tích đất rừng đã bị thu hẹp đáng kể (giai đoạn 2005–2015 giảm 2.139,1 ha, tỷ lệ che phủ giảm từ 58,4% xuống 52,8%), dẫn đến mất cân bằng cảnh quan và gia tăng thoái hóa đất. Luận án giải quyết mâu thuẫn này bằng cách phân hạng thích hợp đất đai và xác lập các tiểu vùng địa lý thổ nhưỡng để phân định ranh giới tối ưu cho từng loại hình sử dụng.

2. Bộ dữ liệu phân tích lý - hóa đất trong luận án được xây dựng từ những nguồn nào?

Dữ liệu phân tích thực nghiệm gồm:

  • 17 phẫu diện đất chính và 26 phẫu diện đất phụ (do Viện Địa lý và Trung tâm Điều tra Đánh giá tài nguyên đất thực hiện năm 2012–2013).
  • 128 mẫu đất phân tích đầy đủ các chỉ tiêu lý hóa (TCVN) và 171 mẫu đất tầng mặt (0–25 cm) dùng để đánh giá 6 chỉ tiêu độ phì đất thực tế.
  • 150 phiếu điều tra, phỏng vấn nông hộ về tình hình canh tác và hiệu quả kinh tế sử dụng đất.

3. Phương trình mất đất phổ dụng (USLE) được ứng dụng như thế nào trong luận án?

Luận án sử dụng công thức $A = R \times K \times L \times S \times C \times P$ để tính toán lượng đất mất trung bình do xói mòn ($A$, tấn/ha/năm). Bản đồ xói mòn tiềm năng được xây dựng khi bỏ qua chỉ số lớp phủ thực vật ($C$) và biện pháp bảo vệ đất ($P$). Bản đồ xói mòn hiện tại được thành lập khi tích hợp đầy đủ cả 6 chỉ số trên nền hệ thống thông tin địa lý ArcGIS.

4. Ma trận tương quan thoái hóa đất tổng hợp được xây dựng dựa trên nguyên tắc nào?

Ma trận được thiết lập từ sự kết hợp giữa 3 cấp của Thoái hóa đất hiện tại ($H1, H2, H3$) và 3 cấp của Thoái hóa đất tiềm năng ($T1, T2, T3$). Kết quả tạo ra 9 phần tử ma trận và được nhóm lại thành 3 cấp thoái hóa đất tổng hợp:

  • Thoái hóa nhẹ (TH1): Gồm các phần tử H1T1, H2T1, H1T2.
  • Thoái hóa trung bình (TH2): Gồm các phần tử H2T2, H1T3, H3T1.
  • Thoái hóa mạnh (TH3): Gồm các phần tử H3T2, H3T3, H2T3.

5. Những chỉ tiêu nào được lựa chọn để đánh giá độ phì đất thực tế?

Độ phì đất thực tế được đánh giá thông qua 6 chỉ tiêu lý hóa có độ phân hóa rõ rệt tầng mặt (0–25 cm): phản ứng của đất ($\text{pH}{\text{KCl}}$), hàm lượng chất hữu cơ (OM %), đạm tổng số ($\text{N}{\text{ts}}$ %), lân dễ tiêu ($\text{P}2\text{O}{5\text{dt}}$ mg/100g đất), kali dễ tiêu ($\text{K}2\text{O}{\text{dt}}$ mg/100g đất) và dung tích hấp thu cation (CEC meq/100g đất).

Kết luận

Luận án đã giải quyết hoàn chỉnh mục tiêu xác lập luận cứ khoa học cho quy hoạch và sử dụng đất bền vững thành phố Đà Lạt và vùng phụ cận trên cơ sở tiếp cận địa lý tự nhiên tổng hợp. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa học thuyết phát sinh học đất, khung đánh giá đất đai FAO, mô hình xói mòn USLE và công nghệ GIS - ALES, công trình đã làm rõ quy luật phân hóa không gian của lớp phủ thổ nhưỡng trên diện tích 415.101,9 ha. Hệ thống bản đồ chuyên đề và các định hướng không gian được đề xuất cung cấp cơ sở khoa học trực tiếp cho công tác quản lý tài nguyên, quy hoạch không gian đô thị - nông nghiệp - lâm nghiệp thích ứng với điều kiện tự nhiên của vùng cao nguyên Lâm Đồng.