Tích Hợp GIS và AHP Trong Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều Tại Huyện Bù Gia Mập

Luận văn tốt nghiệp môi trường nghiên cứu tốt nghiệp hệ thống thông tin môi trường tích hợp gis và ahp trong đánh giá thích nghi cây điều tại, điều tra thực trạng, phân tích số

• Tác giả: Thượng Ngọc Thảo
• Người hướng dẫn: ThS. Ngô Minh Thụy
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin Môi Trường
• Đề tài: Tích Hợp GIS và AHP Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều Tại Huyện Bù Gia Mập
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.2. Vị trí địa lý
• 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Nghiên cứu về đánh giá thích nghi đất đai trên thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu đánh giá thích nghi ở Việt Nam
• 1.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÓ LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.3.1. Lý thuyết về đánh giá thích nghi đất đai bền vững của FAO (1993b)
• 1.3.2. Lý thuyết về hệ thống thông tin địa lý
• 1.3.3. Phân tích thứ bậc AHP
• 1.3.4. Giới thiệu về phần mở rộng công cụ Modelbuilder
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3. NGUỒN TÀI LIỆU PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU
• 2.4. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN NGÀNH NÔNG NGHIỆP
• 3.2. PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA CÂY ĐIỀU
• 3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp và phân bố cây trồng chính
• 3.2.2. Hiệu quả kinh tế của cây điều
• 3.3. ỨNG DỤNG GIS VÀ AHP ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI CÂY ĐIỀU
• 3.3.1. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cây điều
• 3.3.2. Thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu
• 3.3.3. Xây dựng mô hình
• 3.3.4. Kết quả đánh giá thích nghi đất đai cho cây điều
• 4. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH VÙNG TRỒNG ĐIỀU
• 4.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trong vùng thích nghi cây điều
• 4.2. Đề xuất quy hoạch vùng trồng điều
• KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
• KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tích Hợp GIS và AHP Đánh Giá Cây Điều

Tích hợp Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Phương pháp phân tích hierachy (AHP) là một phương pháp hiện đại trong việc đánh giá thích nghi cây trồng. Đặc biệt, cây điều tại huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước, là một trong những cây trồng chủ lực của địa phương. Việc áp dụng công nghệ GIS giúp xây dựng bản đồ và phân tích không gian, trong khi AHP hỗ trợ trong việc xác định các yếu tố ưu tiên. Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo tính bền vững cho ngành nông nghiệp.

1.1. Lợi Ích Của Việc Tích Hợp GIS và AHP

Việc tích hợp GIS và AHP mang lại nhiều lợi ích cho việc đánh giá thích nghi cây điều. Đầu tiên, GIS cho phép phân tích không gian và tạo ra các bản đồ trực quan, giúp người quản lý dễ dàng nhận diện các vùng đất thích hợp. Thứ hai, AHP giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cây điều, từ đó đưa ra quyết định chính xác hơn.

1.2. Tình Hình Cây Điều Tại Huyện Bù Gia Mập

Huyện Bù Gia Mập được biết đến là vùng có diện tích trồng cây điều lớn nhất tỉnh Bình Phước. Với điều kiện tự nhiên thuận lợi, cây điều đã trở thành cây trồng chủ lực, đóng góp vào sự phát triển kinh tế địa phương. Tuy nhiên, việc đánh giá thích nghi cây điều vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết.

II. Vấn Đề Thách Thức Trong Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều

Mặc dù cây điều có tiềm năng lớn, nhưng việc đánh giá thích nghi cây điều tại huyện Bù Gia Mập vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, sự thay đổi trong điều kiện thổ nhưỡng và quản lý tài nguyên thiên nhiên là những vấn đề cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc áp dụng GIS và AHP có thể giúp giải quyết những vấn đề này một cách hiệu quả.

2.1. Biến Đổi Khí Hậu Ảnh Hưởng Đến Cây Điều

Biến đổi khí hậu đang trở thành một thách thức lớn đối với sản xuất nông nghiệp, bao gồm cả cây điều. Thay đổi về lượng mưa và nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng cây trồng. Việc sử dụng GIS để theo dõi và phân tích các yếu tố này là rất cần thiết.

2.2. Thay Đổi Thổ Nhưỡng và Quản Lý Tài Nguyên

Sự thay đổi trong điều kiện thổ nhưỡng có thể làm giảm khả năng thích nghi của cây điều. Việc quản lý tài nguyên thiên nhiên một cách bền vững là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển lâu dài của cây điều tại huyện Bù Gia Mập.

III. Phương Pháp Tích Hợp GIS và AHP Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều

Phương pháp tích hợp GIS và AHP trong đánh giá thích nghi cây điều bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cây điều. Sau đó, xây dựng cơ sở dữ liệu và mô hình hóa dữ liệu để phân tích. Cuối cùng, sử dụng AHP để đánh giá và so sánh các yếu tố này.

3.1. Xác Định Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

Các yếu tố như thổ nhưỡng, độ dốc, và khí hậu đều ảnh hưởng đến khả năng thích nghi của cây điều. Việc xác định chính xác các yếu tố này là bước đầu tiên trong quá trình đánh giá.

3.2. Xây Dựng Cơ Sở Dữ Liệu

Xây dựng cơ sở dữ liệu là rất quan trọng để lưu trữ và phân tích thông tin liên quan đến cây điều. Cơ sở dữ liệu này sẽ bao gồm các bản đồ và dữ liệu về điều kiện tự nhiên, giúp cho việc phân tích trở nên dễ dàng hơn.

3.3. Mô Hình Hóa Dữ Liệu

Mô hình hóa dữ liệu giúp tạo ra các bản đồ thích nghi cho cây điều. Sử dụng GIS để chồng lớp các yếu tố ảnh hưởng sẽ giúp xác định các vùng đất thích hợp cho việc trồng cây điều.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tích hợp GIS và AHP đã mang lại những thông tin quý giá về khả năng thích nghi của cây điều tại huyện Bù Gia Mập. Các bản đồ thích nghi đã được xây dựng, giúp xác định rõ ràng các vùng đất thích hợp cho việc trồng cây điều.

4.1. Bản Đồ Thích Nghi Cây Điều

Bản đồ thích nghi cây điều cho thấy các vùng rất thích nghi, thích nghi trung bình và không thích nghi. Kết quả này sẽ hỗ trợ cho việc quy hoạch và quản lý vùng nguyên liệu cây điều.

4.2. Đề Xuất Quy Hoạch Vùng Trồng Điều

Dựa trên kết quả đánh giá, đề xuất quy hoạch vùng trồng điều nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất và tăng thu nhập cho người dân. Việc chuyển đổi cây trồng không hiệu quả sang trồng cây điều là một trong những giải pháp khả thi.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Đánh Giá Thích Nghi Cây Điều

Việc tích hợp GIS và AHP trong đánh giá thích nghi cây điều tại huyện Bù Gia Mập đã chứng minh tính hiệu quả và khả thi. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin hữu ích cho việc quy hoạch mà còn mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu trong tương lai.

5.1. Tính Hiệu Quả Của Phương Pháp

Phương pháp tích hợp này đã cho thấy tính hiệu quả cao trong việc đánh giá thích nghi cây điều. Sự kết hợp giữa GIS và AHP giúp đưa ra quyết định chính xác hơn trong quy hoạch sử dụng đất.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới để cải thiện độ chính xác trong đánh giá thích nghi cây trồng. Việc áp dụng công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có truyền thống sản xuất nông nghiệp lâu đời, tuy nhiên diện tích đất canh tác bình quân đầu người thuộc nhóm thấp trên thế giới, chỉ đạt 634,55 m²/người. Do đó, việc nâng cao hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp là nhiệm vụ cấp bách. Tỉnh Bình Phước được xác định là vùng trọng điểm phát triển cây điều của cả nước với quy mô diện tích xấp xỉ 150.000 ha, quy tụ hệ thống cơ sở chế biến và doanh nghiệp ngành điều quy mô lớn. Trong đó, huyện Bù Gia Mập sở hữu quỹ đất và điều kiện tự nhiên thuận lợi, xác định cây điều là cây công nghiệp lâu năm chủ lực. Định hướng phát triển của huyện là chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đẩy mạnh thâm canh chiều sâu nhằm gia tăng hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích. Để các phương án chuyển đổi đạt tính khả thi cao, việc đánh giá thích nghi đất đai ở quy mô cấp huyện là cơ sở khoa học và thực tiễn thiết yếu.

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

1. Tích hợp công nghệ Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) và thuật toán Phân tích Thứ bậc (AHP) trong đánh giá thích nghi đất đai cho cây điều tại huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước.
2. Đề xuất phương án bố trí quy hoạch vùng trồng cây điều theo hướng ổn định và bền vững.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trồng cây điều năm 2010 và định hướng quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp trồng điều đến năm 2020.
• Phạm vi không gian: Toàn bộ địa giới hành chính huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước với tổng diện tích tự nhiên là 173.613 ha.
• Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện trong khoảng thời gian từ ngày 28/02/2014 đến ngày 03/06/2014, sử dụng chuỗi số liệu thống kê hiện trạng giai đoạn 2008 – 2010.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng khung lý thuyết đánh giá thích nghi đất đai bền vững của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO 1976, FAO 1993b, FAO 2007). Cấu trúc phân loại thích nghi đất đai gồm 4 cấp: Bộ (Order - gồm Thích nghi S và Không thích nghi N), Lớp (Class - S1, S2, S3), Lớp phụ (Sub-class) và Đơn vị (Unit). Quá trình đánh giá kết hợp giữa đặc tính đất đai (LC), chất lượng đất đai (LQ) với yêu cầu sử dụng đất (LUR) của loại hình sử dụng đất (LUT) cây điều, áp dụng nguyên tắc yếu tố hạn chế lớn nhất kết hợp phân tích đa tiêu chuẩn. Khung lý thuyết hỗ trợ ra quyết định sử dụng quy trình phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process) do Thomas L. Saaty đề xuất, vận dụng thang đo 9 mức độ để so sánh cặp và kiểm tra tính nhất quán qua tỷ số nhất quán (CR ≤ 10%).

Các phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai:

• Phương pháp bản đồ và công nghệ GIS: Sử dụng phần mềm ArcView/ArcGIS để số hóa, xây dựng các lớp bản đồ đơn tính, phân tích chồng lớp không gian và tự động hóa chuỗi xử lý bằng công cụ ModelBuilder.
• Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP): Thiết lập ma trận so sánh cặp giữa các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng cây điều, xác định vector trọng số cho từng chỉ tiêu tự nhiên.
• Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, tài nguyên đất, báo cáo kinh tế - xã hội và quy hoạch sử dụng đất từ các cơ quan quản lý.
• Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Khảo sát hiện trạng sử dụng đất, kiểm chứng thổ nhưỡng và phát phiếu điều tra nông hộ về năng suất, sản lượng, tập quán canh tác.
• Phương pháp phân tích thống kê: Phân tích các chuỗi số liệu khí hậu, thủy văn, cơ cấu kinh tế và sử dụng đất giai đoạn 2008 – 2010.
• Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên gia trong các lĩnh vực thổ nhưỡng, nông học và quy hoạch sử dụng đất.
• Phương pháp phân tích hiệu quả tài chính: Phân tích chi phí sản xuất, giá trị sản phẩm, lãi thuần và tỷ suất lợi nhuận từ kết quả khảo sát nông hộ trồng điều.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu gồm: Bản đồ thổ nhưỡng tỷ lệ 1/50.000 và số liệu kiểm kê đất đai năm 2010 của Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Bù Gia Mập; bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000; số liệu khí tượng - thủy văn từ trạm Phước Long; Niên giám thống kê huyện Bù Gia Mập giai đoạn 2008 – 2010 và tài liệu nghiên cứu của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Nam (Sub-NIAPP).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 tổng hợp toàn diện đặc điểm khu vực nghiên cứu, cơ sở lý luận và các công trình liên quan:

• Điều kiện tự nhiên huyện Bù Gia Mập: Tọa độ địa lý từ 11°36'21'' đến 12°17'57'' vĩ độ Bắc và từ 106°44'21'' đến 107°14'19'' kinh độ Đông. Địa hình mang tính chất chuyển tiếp từ bậc thềm phù sa cổ cao lên núi trung bình thấp (độ cao từ 200 m đến 500 m), sườn đồi lượn sóng thoải trên nền phun trào bazan. Độ dốc đồi núi chiếm 162.875,66 ha, trong đó cấp II (3 - 8°) chiếm 44.861,43 ha (25,84% DTTN), cấp III (8 - 15°) chiếm 35.348,84 ha (20,36% DTTN), cấp IV (15 - 20°) chiếm 27.390,64 ha (15,78% DTTN), cấp V (20 - 25°) chiếm 17.861,15 ha (10,29% DTTN) và cấp VI (> 25°) chiếm 33.841,85 ha (19,49% DTTN). Diện tích có độ dốc < 8° rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp là 52.389,14 ha (30,18% DTTN).
• Khí hậu và thủy văn: Trạm Phước Long ghi nhận nhiệt độ bình quân năm 26,2°C, tổng tích ôn 9.563°C/năm, số giờ nắng 2.400 giờ/năm (bình quân 6,2 - 6,6 giờ/ngày). Lượng mưa trung bình năm 2.674 mm (181 ngày mưa), lượng mưa tập trung 84 - 90% vào mùa mưa (tháng 5 đến tháng 10), mùa khô kéo dài 131 - 150 ngày với lượng bốc hơi mùa khô lên tới 600 - 700 mm. Độ ẩm trung bình 81,4%. Hệ thống thủy văn chính là sông Bé chảy qua huyện với chiều dài 166 km, lưu vực 4.300 km² cùng công trình hồ thủy điện Thác Mơ dung tích 1,47 tỷ m³.
• Tài nguyên đất đai: Toàn huyện gồm 4 nhóm đất chính với 8 đơn vị phân loại. Nhóm đất đỏ vàng chiếm ưu thế tuyệt đối với 159.141,76 ha (91,66% DTTN), trong đó đất nâu đỏ trên bazan đạt 116.024,27 ha (66,83% DTTN) và đất nâu vàng trên bazan đạt 30.609,59 ha (17,63% DTTN); nhóm đất dốc tụ thung lũng chiếm 4.582,61 ha (2,64% DTTN); nhóm đất xám trên phù sa cổ chiếm 2.711,80 ha (1,56% DTTN); nhóm đất đen chiếm 455,45 ha (0,26% DTTN).
• Thực trạng kinh tế - xã hội: Dân số năm 2010 là 158.553 người, mật độ 91 người/km² (dao động từ 18 người/km² tại xã Bù Gia Mập đến 286 người/km² tại xã Bù Nho). Tốc độ tăng trưởng giá trị tăng thêm (VA) bình quân giai đoạn 2008 – 2010 đạt 12,89%/năm. Cơ cấu kinh tế năm 2010: Nông - lâm - thủy sản chiếm 64,57%, Công nghiệp - xây dựng chiếm 19,30%, Thương mại - dịch vụ chiếm 16,13%.
• Cơ sở lý thuyết chuyên sâu: Trình bày chi tiết khung đánh giá FAO (1993b), cấu trúc dữ liệu GIS (vector, raster), quy trình xác định trọng số AHP qua bảng phân loại tầm quan trọng 9 cấp độ và cơ chế mô hình hóa không gian tự động bằng ModelBuilder.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 xác lập các nội dung nghiên cứu trọng tâm và quy trình kỹ thuật:

• Nội dung nghiên cứu: Hệ thống hóa cơ sở lý luận về GIS, AHP và tiêu chuẩn FAO; đánh giá tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Bù Gia Mập; phân tích chuỗi giá trị và hiệu quả tài chính nông hộ trồng điều; ứng dụng phân tích thứ bậc AHP xác định trọng số các tiêu chí đất đai; xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và vận hành mô hình tích hợp; đề xuất phương án quy hoạch không gian vùng trồng điều đến năm 2020.
• Quy trình nghiên cứu: Được thiết kế logic qua các giai đoạn:
  1. Thu thập, chuẩn hóa tài liệu bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 để chiết xuất mô hình số độ cao DEM, từ đó thành lập bản đồ độ cao và bản đồ độ dốc.
  2. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính và không gian của các lớp đơn tính (thổ nhưỡng, tầng dày, độ dốc, độ cao, thành phần cơ giới).
  3. Lập ma trận so sánh cặp AHP, tính trọng số các yếu tố và kiểm tra chỉ số nhất quán.
  4. Ứng dụng ModelBuilder trong phần mở rộng Spatial Analyst để thực hiện chồng lớp đa chỉ tiêu theo trọng số.
  5. Lồng ghép các lớp ranh giới quy hoạch ngành (đất lâm nghiệp, đất phi nông nghiệp) nhằm khoanh vùng nguyên liệu điều và đề xuất phân bổ sử dụng đất nông nghiệp bền vững.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Chương 3 trình bày các kết quả tính toán định lượng và không gian:

• Thực trạng sản xuất nông nghiệp: Khu vực I chiếm 64,57% cơ cấu kinh tế huyện; trong nông nghiệp, ngành trồng trọt chiếm 88,17% giá trị sản xuất, riêng cây công nghiệp lâu năm chiếm 92,71% giá trị ngành trồng trọt. Tổng diện tích tự nhiên 173.613 ha gồm: nhóm đất nông nghiệp 159.815,22 ha (92,05% DTTN), trong đó đất sản xuất nông nghiệp là 107.971,69 ha (cây lâu năm chiếm 106.627,96 ha, cây hàng năm chiếm 1.343,73 ha); đất lâm nghiệp 51.142,91 ha; đất nuôi trồng thủy sản 698,67 ha.
• Hiệu quả kinh tế của cây điều: Năng suất bình quân đạt 1,50 tấn/ha. Tổng chi phí sản xuất 1 ha điều năm thu hoạch là 4.000.000 đồng/ha (gồm chi phí vật chất 2.215.000 đồng, chi phí lao động 1.478.000 đồng, khấu hao KTCB 275.000 đồng, chi khác 31.000 đồng). Tổng giá trị sản phẩm thu được đạt 11.000.000 đồng/ha; lãi trước thuế đạt 7.000.000 đồng/ha; thu nhập nông hộ đạt 8.478.000 đồng/ha. Tỷ suất lợi nhuận trên chi phí đạt 175% (vượt mức 150%). So sánh với cây trồng khác, tỷ lệ lãi/chi phí của cây điều (216%) tiệm cận cây cao su (218%) và vượt trội hoàn toàn so với bắp (50%), khoai mỳ (46%) và cây rừng (82%).
• Phân tích đa tiêu chuẩn thích nghi cây điều: Xác định 4 yếu tố tự nhiên chi phối chính gồm: Thổ nhưỡng, Tầng dày, Độ dốc, Độ cao. Do điều kiện khí hậu và lượng mưa phân bố đồng nhất toàn huyện, yếu tố này được xem là hằng số.

Yếu tố đánh giá	Phân cấp rất thích nghi (S1)	Phân cấp thích nghi trung bình (S2)	Phân cấp ít thích nghi (S3)	Phân cấp không thích nghi (N)	Trọng số AHP
Thổ nhưỡng	Đất nâu đỏ bazan, nâu vàng bazan, đỏ vàng bazan, đất xám phù sa cổ, nâu vàng phù sa cổ	_	_	Đất dốc tụ thung lũng, nâu thẫm đá bọt và bazan, đất xám gley	0,589
Tầng dày	> 100 cm	100 cm	70 – 100 cm	< 70 cm	0,212
Độ dốc	0 – 8°	8 – 15°	15 – 20°	> 20°	0,136
Độ cao	< 100 m	100 – < 300 m	300 – < 500 m	> 500 m	0,063

• Kết quả bản đồ và phân vùng thích nghi: Tích hợp GIS và AHP xác định diện tích đất thích nghi trồng điều trên địa bàn huyện Bù Gia Mập là 102.247,83 ha, chiếm 58,89% tổng diện tích tự nhiên toàn huyện. Sau khi loại trừ đất quy hoạch lâm nghiệp (rừng đặc dụng, phòng hộ) và đất phi nông nghiệp, tác giả thành lập bản đồ đề xuất quy hoạch vùng trồng điều, định hướng giữ ổn định diện tích hiện có và chuyển đổi các diện tích cây hàng năm, cây ăn quả kém hiệu quả sang thâm canh điều.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả định lượng cụ thể:

• Xác lập bộ cơ sở dữ liệu số hóa gồm các bản đồ đơn tính: bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ độ dốc, bản đồ độ cao và bản đồ tầng dày đất tại huyện Bù Gia Mập.
• Xác định được vector trọng số AHP phản ánh mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đất đai đến cây điều: Thổ nhưỡng giữ vai trò quyết định với trọng số 0,589; tiếp đến là Tầng dày tầng đất hữu hiệu (0,212); Độ dốc địa hình (0,136) và Độ cao tuyệt đối (0,063).
• Định lượng chính xác diện tích thích nghi cho cây điều trên toàn huyện là 102.247,83 ha (chiếm 58,89% DTTN), chứng minh Bù Gia Mập có tiềm năng tự nhiên vượt trội để phát triển vùng nguyên liệu điều tập trung.
• Chứng minh tính khả thi kinh tế của mô hình trồng điều thâm canh với mức lãi trước thuế 7.000.000 đồng/ha và tỷ suất sinh lợi trên 150%, vượt trội so với các loại cây ngắn ngày.

Các giải pháp và kiến nghị quy hoạch do tác giả đề xuất:

• Giữ nguyên diện tích đất trồng điều hiện có trong quy hoạch dài hạn đến năm 2020.
• Mở rộng vùng nguyên liệu điều trên các diện tích đất chưa sử dụng có điều kiện tự nhiên thích nghi, chuyển đổi diện tích đất trồng hoa màu, cây hàng năm (1.343,73 ha) và cây ăn quả kém hiệu quả, không chủ động nước tưới sang trồng điều thâm canh.
• Đầu tư hạ tầng giao thông và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật thâm canh điều trên nền đất nâu đỏ và nâu vàng bazan nhằm tối ưu hóa năng suất.
• Khuyến nghị cơ quan quản lý ứng dụng quy trình tích hợp GIS và ModelBuilder trong công tác rà soát, điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất cấp huyện định kỳ.

Về mặt đóng góp học thuật và thực tiễn, nghiên cứu đã chuẩn hóa phương pháp tích hợp phân tích thứ bậc AHP trong môi trường GIS để giải quyết bài toán quy hoạch vùng nguyên liệu nông nghiệp cấp huyện. Đóng góp nổi bật là việc xây dựng hoàn chỉnh mô hình không gian tự động bằng ModelBuilder, cho phép các nhà quản lý dễ dàng thay đổi trọng số hoặc bổ sung dữ liệu đầu vào để cập nhật các phương án sử dụng đất nhanh chóng, khắc phục tính chủ quan của các phương pháp đánh giá thủ công truyền thống.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với phương pháp và phạm vi dữ liệu:

• Phương pháp phân tích thứ bậc AHP khi có nhiều yếu tố tham gia sẽ gây khó khăn cho chuyên gia trong việc xác định chính xác giá trị lượng hóa (chọn mức 3, 4 hay 5), do đó ma trận so sánh cặp vẫn tồn tại yếu tố chủ quan nhất định.
• Nghiên cứu giả định các yếu tố khí hậu, lượng mưa và tác động môi trường là đồng nhất trên toàn địa bàn huyện do hạn chế về mật độ trạm quan trắc khí tượng cục bộ.
• Dữ liệu điều tra kinh tế nông hộ mới phản ánh chuỗi số liệu tĩnh năm 2010, chưa mô hình hóa được biến động giá hạt điều và chi phí vật tư qua nhiều năm liên tiếp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả đề xuất:

• Mở rộng lồng ghép thêm các tiêu chí kinh tế - xã hội, hạ tầng giao thông, khoảng cách đến nhà máy chế biến và thị trường tiêu thụ vào mô hình phân tích đa tiêu chuẩn MCA.
• Thu thập thêm chuỗi dữ liệu vi khí hậu và nguy cơ sương muối ở các tiểu vùng có độ cao trên 500 m để nâng cao độ chi tiết của bản đồ thích nghi.
• Áp dụng quy trình tích hợp GIS - AHP - ModelBuilder cho các loại cây công nghiệp dài ngày khác (như cao su, hồ tiêu, cà phê) trên địa bàn tỉnh Bình Phước.

Giá trị tham khảo

Công trình là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho sinh viên, giảng viên và học viên cao học thuộc các ngành Hệ thống Thông tin Môi trường, Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS), Quản lý Đất đai, Khoa học Môi trường và Nông học.

Các nội dung có giá trị tham khảo ứng dụng cao gồm:

• Bảng ma trận so sánh cặp và vector trọng số AHP cho 4 chỉ tiêu đất đai đối với cây điều, có thể kế thừa cho các nghiên cứu đánh giá đất đai vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
• Sơ đồ tiến trình mô hình hóa không gian bằng ModelBuilder trong phần mở rộng Spatial Analyst, giúp người nghiên cứu nắm vững kỹ thuật tự động hóa chuỗi phân tích chồng lớp bản đồ.
• Phương pháp luận kết hợp khung đánh giá đất đai bền vững FAO (1993b) với bài toán phân tích tài chính nông hộ phục vụ quy hoạch nông nghiệp cấp huyện.

Câu hỏi thường gặp

1. Bốn yếu tố tự nhiên nào được đưa vào ma trận AHP đánh giá thích nghi cây điều và trọng số tương ứng là bao nhiêu? Bốn yếu tố tự nhiên được chọn lọc qua ý kiến chuyên gia và tính toán qua ma trận so sánh cặp AHP gồm: Thổ nhưỡng (trọng số 0,589), Tầng dày tầng đất hữu hiệu (trọng số 0,212), Độ dốc địa hình (trọng số 0,136) và Độ cao tuyệt đối (trọng số 0,063).

2. Hiệu quả kinh tế của 1 ha cây điều năm thu hoạch tại huyện Bù Gia Mập được xác định bằng các số liệu cụ thể nào? Tại thời điểm thu hoạch, 1 ha điều đạt năng suất bình quân 1,50 tấn/ha. Tổng chi phí sản xuất bình quân là 4.000.000 đồng/ha; tổng giá trị sản phẩm thu được đạt 11.000.000 đồng/ha; lãi trước thuế đạt 7.000.000 đồng/ha; thu nhập của nông hộ đạt 8.478.000 đồng/ha và tỷ suất lợi nhuận (lãi/chi phí) đạt 175%.

3. Tổng diện tích vùng thích nghi trồng điều tại huyện Bù Gia Mập được xác định là bao nhiêu? Kết quả đánh giá thích nghi bằng GIS và AHP xác định diện tích đất thích nghi trồng điều trên địa bàn huyện Bù Gia Mập đạt 102.247,83 ha, chiếm 58,89% tổng diện tích tự nhiên toàn huyện.

4. Nhóm đất nào chiếm ưu thế tuyệt đối tại khu vực nghiên cứu và có đặc điểm gì thuận lợi cho cây điều? Nhóm đất đỏ vàng chiếm quy mô lớn nhất với 159.141,76 ha (91,66% DTTN), trong đó đất nâu đỏ và nâu vàng trên bazan chiếm 146.633,86 ha (84,46% DTTN). Nhóm đất này có tầng đất hữu hiệu dày, thành phần cơ giới nặng (50 - 60% sét), cấu trúc viên cụm tơi xốp, chua vừa đến ít chua (pHH2O 5,0 - 5,2) và dung tích hấp thu cao (15 - 16 me/100g đất), rất thích hợp cho bộ rễ cây điều đâm sâu phát triển.

5. Công cụ ModelBuilder trong ArcGIS đóng vai trò kỹ thuật gì trong khóa luận? ModelBuilder là công cụ tự động hóa chuỗi phân tích không gian trong phần mở rộng Spatial Analyst. Công cụ này kết nối tuần tự các dữ liệu đầu vào (bản đồ đơn tính, bản đồ quy hoạch ngành), các hàm xử lý không gian (tạo vùng đệm, tái phân loại, chồng lớp theo trọng số) và dữ liệu đầu ra; cho phép lưu trữ, chỉnh sửa tham số trọng số và tự động chạy lại toàn bộ mô hình khi dữ liệu đầu vào thay đổi.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Thượng Ngọc Thảo đã ứng dụng thành công công nghệ GIS kết hợp thuật toán phân tích thứ bậc AHP và công cụ tự động hóa ModelBuilder trong việc đánh giá thích nghi đất đai cho cây điều tại huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước. Nghiên cứu đã xác lập cơ sở khoa học định lượng qua việc xác định trọng số cho 4 yếu tố tự nhiên chính, chứng minh hiệu quả tài chính vượt trội của cây điều so với các cây ngắn ngày và khoanh định được 102.247,83 ha đất thích nghi (chiếm 58,89% DTTN). Các kết quả bản đồ và giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng đề xuất là tài liệu hỗ trợ thực tiễn có độ tin cậy cao cho công tác quy hoạch, quản lý bền vững vùng nguyên liệu điều tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1 Vị trí địa lý Huyện Bù Gia Mập nằm ở phía Bắc tỉnh Bình Phước, thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Trung tâm huyện cách thị xã Đồng Xoài khoảng 65km và cách TP. Hồ Chí Minh khoảng 180km về phía Bắc. Có tọa độ địa lý (theo hệ tọa độ VN2000, múi 3):  Từ 11036’21’’ đến 12017’57’’ vĩ độ Bắc,  Từ 106044’21’’ đến 107014’19’’ kinh độ đông KLTN Thông tin địa lý Hình 1.1 Vị trí huyện Bù Gia Mập trong tỉnh Bình Phước 3 Ranh giới hành chính của huyện được xác định như sau: - Phía Đông và Phía Đông và Đông Nam giáp tỉnh Đắk Nông, TX.

Phước Long và huyện Bù Đăng; - Phía Tây Bắc giáp Vương quốc Campuchia và huyện Bù Đốp; - Phía Tây giáp huyện Lộc Ninh và huyện Hớn Quản; - Phía Nam giáp huyện Đồng Phú. Trong phạm vi ranh giới trên, tổng diện tích tự nhiên toàn huyện là 173,613 ha, với dân số 158.553 người (tính đến 04/2010); mật độ dân số đạt 91 người/km2.2 Địa hình, địa mạo Địa phận huyện Bù Gia Mập nằm trong vùng chuyển tiếp giữa bậc thềm phù sa cổ cao đến núi trung bình thấp. Nhìn chung, hầu hết địa hình khu vực thuộc vùng núi thấp dạng giải kéo dài chia cắt mạnh, đỉnh bằng thoải, sườn dốc, thể hiện bề mặt đặc trưng của phun trào bazan cổ; xen trong dạng địa hình chính vừa nêu là những thung lũng nhỏ hẹp kéo dài ven hợp thủy với quy mô nhỏ. KLTN Thông tin địa lý Địa hình có xu hướng nghiêng khá rõ từ Bắc Đông Bắc xuống Nam Tây Nam với độ cao thay đổi từ khoảng 200m đến 500m.

Theo phân cấp độ dốc trong Quy phạm điều tra lập bản đồ đất tỷ lệ lớn của Bộ Nông Nghiệp (10 TCN 68-84), đồng thời căn cứ vào cấu trúc hình thể và độ nghiêng dốc của bề mặt đất, yếu tố địa hình có thể phân chia ra 6 cấp độ dốc, quy mô diện tích của từng cấp địa hình được trinh bày trong Bảng 1.1 Diện tích đất theo cấp độ dốc địa hình Dạng địa hình và cấp độ Diện tích Tỷ lệ Ghi chú dốc (ha) (%) I/ Địa hình thung lũng 4.652,05 2,68 Thuận lợi cho SX NN II/ Địa hình đồi núi 162.875,66 1,66 Rất thuận lợi cho SX NN - Cấp II (3-8 o ) 44.861,43 25,84 Rất thuận lợi cho SX NN - Cấp III (8-15o ) 35.348,84 20,36 Thuận lợi cho SX NN 2/ Dốc trung bình 27.390,64 15,78 4 Dạng địa hình và cấp độ Diện tích Tỷ lệ Ghi chú dốc (ha) (%) - Cấp IV (15-20o) 27.390,64 15,78 Ít thuận lợi cho SX-NN 3/ Dốc mạnh 17.861,15 10,29 Rất ít thuận lợi cho SX-NN 4/ Dốc rất mạnh 33.841,85 19,49 Không hoặc ít có khả năng SX- - Cấp VI (>25o) 33.841,85 19,49 NN * Sông suối- Mặt nước 6.989,77 ha, chiếm 76,61% DTTN; trong đó: ở độ dốc <80 rất thuận lợi cho bố trí các cây hàng năm hoặc lâu năm là 52.389,14 ha (30,18% DTTN); ở độ dốc 8-150 thuận lợi cho bố trí các cây lâu năm là 35.384,84 ha (20,36% DTTN); ở độ dốc 15-200 ít KLTN Thông tin địa lý thuận lợi cho bố trí các cây lâu năm là 27.390,64 ha (15,78% DTTN); ở độ dốc 20-250 rất ít thuận lợi cho bố trí các cây lâu năm là 17.861,15 ha (10,29% DTTN) và ở độ dốc >250 không hoặc ít có khả năng bố trí sản xuất nông nghiệp là 33.3 Khí hậu Khí hậu nhìn chung bị chi phối bởi 2 yếu tố quan trọng đó là: Vị trí khu vực trong mối liên quan với hoàn lưu khí quyển và Địa hình vĩ mô của vùng.