Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Vùng gò đồi là vùng chuyển tiếp giữa đồng bằng và miền núi, có độ cao tuyệt đối dưới 500 m so với mực nước biển (theo định nghĩa của Vũ Tự Lập, 1999). Vùng đất này sở hữu nhiều lợi thế tự nhiên như độ dốc thấp, mức độ chia cắt địa hình ít, giao thông thuận lợi, có nguồn nước tưới và mật độ dân số cũng như trình độ dân trí cao hơn vùng núi cao. Đây là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp của khu vực trung du miền núi Việt Nam, có tiềm năng lớn trong việc tạo ra nông sản hàng hóa có giá trị kinh tế.

Tuy nhiên, thực tế canh tác tại nhiều khu vực gò đồi còn bộc lộ nhiều bất cập: việc khai thác chưa hợp lý, mức đầu tư thấp, thiếu các biện pháp canh tác bảo vệ đất dẫn đến thoái hóa đất, giảm sức sản xuất và hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích chưa cao. Tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn — một huyện miền núi với 52.859,05 ha đất nông nghiệp (chiếm 96,72% diện tích tự nhiên, gồm 2.472,50 ha đất trồng lúa; 1.486,06 ha đất trồng cây hàng năm khác; 1.510,53 ha đất trồng cây lâu năm; 47.197,37 ha đất lâm nghiệp) — địa phương đã hình thành một số vùng sản xuất cây hàng hóa như quýt, dong riềng, thuốc lá, hồi, gạo chất lượng cao. Mặc dù vậy, hiệu quả sử dụng đất chưa tương xứng với tiềm năng do việc bố trí cây trồng chưa bám sát tính thích hợp đất đai và thiếu quy hoạch tập trung.

Các công trình nghiên cứu trước đây về sử dụng đất tại tỉnh Bắc Kạn và huyện Bạch Thông nhìn chung còn phân tán, thiếu tính hệ thống và thiếu dữ liệu điều tra cơ bản về đất trong mối quan hệ tổng hòa với các yếu tố ngoại cảnh (khí hậu, chế độ nước, sinh vật). Do đó, luận án "Nghiên cứu tiềm năng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn" được thực hiện nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý, quy hoạch sử dụng đất bền vững.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định hệ thống mục tiêu như sau:

  • Mục tiêu chung: Đánh giá được thực trạng tiềm năng và mức độ thích hợp đất đai với các loại sử dụng đất (LUT) khác nhau, làm cơ sở cho việc đề xuất sử dụng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Đánh giá được thực trạng sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi, hiệu quả của các loại sử dụng đất và lựa chọn được loại sử dụng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn;
    2. Đánh giá tiềm năng đất đai thích hợp cho các loại sử dụng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn;
    3. Định hướng và đề xuất sử dụng thích hợp đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn và các giải pháp phát triển.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Đất nông nghiệp vùng gò đồi và các loại hình sử dụng đất (Land Use Types - LUT) nông nghiệp trên địa bàn huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn.
  • Phạm vi không gian: Không gian vùng gò đồi thuộc địa giới hành chính huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn (phía Đông giáp huyện Na Rì, phía Tây giáp huyện Chợ Đồn, phía Nam giáp thành phố Bắc Kạn và huyện Chợ Mới, phía Bắc giáp huyện Ngân Sơn và huyện Ba Bể).
  • Phạm vi thời gian: Đánh giá hiện trạng sử dụng đất và thu thập số liệu giai đoạn 2016 – 2020; xây dựng định hướng và giải pháp đề xuất sử dụng đất đến năm 2025.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong và ngoài nước

Tổng quan tài liệu của luận án đã hệ thống hóa các trường phái và công trình nghiên cứu chính:

  • Phương pháp đánh giá đất đai quốc tế:
    • Trường phái Nga (Docutraep): Phương pháp cho điểm các yếu tố tự nhiên (địa hình, độ ẩm, khí hậu) và đánh giá kinh tế đất dựa trên khả năng sản xuất hiện tại.
    • Trường phái Anh: Đánh giá dựa trên sức sản xuất thực tế (năng suất bình quân 10 năm) hoặc sức sản xuất tiềm tàng theo các yếu tố hạn chế.
    • Hệ thống USDA - Mỹ (1961): Phân loại tiềm năng đất dựa trên 2 nhóm yếu tố hạn chế (vĩnh viễn: độ dốc, tầng dày, khí hậu; tạm thời: độ phì, dinh dưỡng, tưới tiêu) theo phương pháp tổng hợp hoặc phương pháp từng yếu tố.
    • Trường phái Canada và Ấn Độ: Canada đánh giá theo thang điểm 100 quy đổi theo năng suất lúa mì (7 nhóm đất); Ấn Độ sử dụng phương pháp tham biến toán học (6 nhóm chất lượng).
    • Khung đánh giá đất FAO (1976, 1983 - 1993): Đánh giá phân hạng thích hợp đất đai (Land Suitability Classification) dựa trên đối chiếu yêu cầu sử dụng đất của từng LUT với đặc tính đơn vị đất đai (LMU/DVD), phân cấp thành 2 bậc (S - Thích hợp, N - Không thích hợp) và các hạng (S1, S2, S3, N1, N2).
  • Nghiên cứu đánh giá đất tại Việt Nam:
    • Ứng dụng FAO và phân hạng đất: Bùi Quang Toản (1986); Tôn Thất Chiểu (1986); Vũ Cao Thái (1989 - Tây Nguyên); Nguyễn Khang và cs. (1995 - tổng hợp 9 vùng sinh thái với 372 DVD, 90 LUT, 41 kiểu thích hợp); Lê Thái Bạt và cs. (1995, 2006, 2010); Nguyễn Công Pho và cs. (1995); Phạm Quang Khánh và cs. (1994, 2013, 2016); Phan Thị Thanh Huyền và cs. (2012); Lương Đức Toàn (2017); Phùng Gia Hưng và cs. (2014); Nguyễn Ngọc Nông và cs. (2017, 2021).
    • Đánh giá thoái hóa đất: Nguyễn Thị Thu Trang (2014 - Bắc Kạn); Đặng Văn Minh và cs. (2014); Nguyễn Văn Toàn (2015, 2016); Nguyễn Tuấn Anh (2015); Nguyễn Bá Lâm (2015, 2016).
    • Đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường theo hướng hàng hóa: Nguyễn Đức Nhuận và cs. (2021); Trần Văn Dũng và cs. (2022); Nguyễn Thị Huyền và cs. (2022); Trương Công Phú (2022); Nguyễn Ngọc Thy (2022); Lê Bảo Long và cs. (2021); Nguyễn Văn Bài (2020); Lê Tấn Lợi và cs. (2019); Luyện Hữu Cử và cs. (2020); Nông Thị Thu Huyền và cs. (2021); Bùi Thị Ngọc Dung và Vũ Năng Dũng (2020).
    • Phương thức canh tác vùng gò đồi: Mô hình chè - cây che bóng (Đoan Hùng - Phú Thọ); vải thiều xen màu/lâm nghiệp (Lục Ngạn - Bắc Giang, Hoàng Sĩ Động, 1996); hệ thống Taungya (Bắc Kạn, Từ Quang Hiển, 1996); chè - na dai - cốt khí và vải thiều - na dai - đậu lạc (Hòa Bình, Trần Văn Diễn và cs., 1996); mỡ + lúa nương, sắn, sa nhân (Lào Cai, Phạm Xuân Hoàn, 1994); quế dưới tán rừng và chè Shan (Yên Bái, Hà Giang, Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm, 2002).
    • Ứng dụng GIS và bài toán tối ưu: Huỳnh Văn Chương và cs. (2012); Phạm Thanh Vũ và cs. (2015); Nguyễn Văn Cường (2018); Nguyễn Thị Hải và cs. (2017); Trần Quốc Vinh và cs. (2020); Nguyễn Hải Thanh (2013 - phần mềm MULTIOPT); Nguyễn Tuấn Anh (2004).

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Mặc dù các nghiên cứu đánh giá đất đai theo FAO hoặc ứng dụng GIS đã xuất hiện ở nhiều địa phương, các công trình tại khu vực miền núi Bắc Kạn phần lớn mới dừng lại ở khảo sát hiện trạng đơn lẻ hoặc đánh giá thoái hóa đất kỳ đầu. Còn thiếu vắng các nghiên cứu tích hợp đa ngành giữa điều tra chi tiết lý hóa thổ nhưỡng thực tế, ứng dụng công nghệ GIS thành lập bản đồ đơn vị đất đai, phân hạng thích hợp theo tiêu chuẩn FAO kết hợp với giải bài toán quy hoạch tuyến tính tối ưu đa mục tiêu nhằm lượng hóa cơ cấu cây trồng hàng hóa trên đất gò đồi cấp huyện.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

Luận án vận dụng hệ thống lý thuyết và quan điểm khoa học:

  • Lý thuyết đất và sử dụng đất nông nghiệp: Tiếp cận theo Luật Đất đai năm 2013, Nguyễn Thế Đặng và cs. (2003), Đỗ Kim Chung và cs. (1997, 2009), Vũ Trọng Khải (2019) về vai trò của đất đai là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế.

  • Khái niệm vùng gò đồi: Áp dụng tiêu chí độ cao tuyệt đối dưới 500 m so với mực nước biển (Vũ Tự Lập, 1999; Hoàng Đức Triêm, 2001; Fridland, 1961; Trần Đình Lý, 2006).

  • Lý thuyết sản xuất nông nghiệp hàng hóa: Dựa trên quan điểm của Viện Từ điển học và Bách khoa thư (2005), Trần Văn Tuý (2004), Nguyễn Thị Hương Trà (2013), Nguyễn Thế Nhã và cs. (2004) về việc phân loại sản phẩm hàng hóa, thúc đẩy thâm canh, chuyên môn hóa và gắn kết với thị trường.

  • Quan điểm phát triển nông nghiệp bền vững: Tiếp cận theo định nghĩa của WCED (1987), FAO (1991, 1993, 1994), TAC/CGIAR (1989), Đặng Ngọc Dinh và Nguyễn Văn Phú (2002), Nguyễn Thế Đặng và cs. (2020), bộ tiêu chí của ĐH Savier - Philippines (1995) và Hội Khoa học Đất Việt Nam (2015).

  • Hệ thống chỉ tiêu đánh giá hiệu quả và công thức tính toán:

    • Hiệu quả kinh tế (theo Đỗ Kim Chung và cs., 1997):
      • Giá trị sản xuất: $GO = \text{Sản lượng} \times \text{Giá bán}$
      • Chi phí trung gian: $IC = \sum C_j$ ($C_j$: các chi phí vật chất và dịch vụ)
      • Giá trị gia tăng: $VA = GO - IC$
      • Thu nhập hỗn hợp: $NVA = VA - D_p - T$ ($D_p$: khấu hao; $T$: thuế)
      • Hiệu quả đồng vốn: $VA / IC$
      • Hiệu quả trên lao động: $HLGO = GO / LD$; $HLVA = VA / LD$; $HLDNVA = NVA / LD$ ($LD$: ngày công lao động).
    • Hiệu quả xã hội: Mức độ thu hút lao động, giải quyết việc làm, tăng thu nhập, mức độ chấp nhận của cộng đồng và phù hợp tập quán địa phương.
    • Hiệu quả môi trường: Độ che phủ đất ($\ge 35%$), khả năng bảo vệ đất chống xói mòn, mức độ sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật (BVTV).

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

  1. Phương pháp chọn điểm nghiên cứu: Lựa chọn các tiểu vùng sinh thái đại diện cho vùng gò đồi huyện Bạch Thông (Tiểu vùng 1 và Tiểu vùng 2).
  2. Phương pháp điều tra, thu thập thông tin: Điều tra số liệu thứ cấp từ các cơ quan quản lý (UBND huyện, Phòng TN&MT, Phòng Nông nghiệp, Chi cục Thống kê huyện Bạch Thông, Sở TN&MT tỉnh Bắc Kạn); điều tra sơ cấp thông qua phiếu phỏng vấn hộ nông dân sản xuất nông nghiệp.
  3. Phương pháp điều tra bổ sung, chỉnh lý bản đồ đất và phân tích mẫu đất: Tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật (TCVN 8409-2010, TCVN 8409-2012, TCVN 9487-2012, 10 TCN 68-84, 10 TCN 343-98 và Sổ tay của Hội Khoa học Đất Việt Nam 2015). Lấy mẫu phẫu diện đất đại diện và phân tích các chỉ tiêu lý hóa học: thành phần cơ giới, $pH_{H_2O}$, $pH_{KCl}$, dung tích hấp thu (CEC), chất hữu cơ tổng số ($OM%$), đạm tổng số ($N%$), lân tổng số và dễ tiêu ($P_2O_5$), kali tổng số và dễ tiêu ($K_2O$).
  4. Phương pháp đánh giá đất theo FAO (1976): Xây dựng các bản đồ đơn tính; chồng xếp bản đồ để tạo lập các Đơn vị đất đai (Land Mapping Unit - LMU/DVD); đối chiếu yêu cầu sinh thái của các LUT với đặc tính của từng DVD để phân hạng thích hợp: Rất thích hợp ($S_1$), Thích hợp trung bình ($S_2$), Ít thích hợp ($S_3$) và Không thích hợp ($N$).
  5. Phương pháp xây dựng bản đồ: Ứng dụng công nghệ GIS xử lý cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính.
  6. Phương pháp nghiên cứu mô hình: Bố trí theo dõi, đánh giá thực nghiệm các mô hình canh tác cây trồng hàng hóa điển hình.
  7. Phương pháp phân tích, thống kê, xử lý số liệu: Tổng hợp, xử lý số liệu điều tra bằng phần mềm thống kê chuyên ngành.
  8. Phương pháp thiết lập bài toán tối ưu đa mục tiêu: Xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu nhằm tối ưu hóa đồng thời các hàm mục tiêu về kinh tế, xã hội và môi trường dưới các ràng buộc về diện tích đất đai, nguồn lực lao động và vốn đầu tư.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 trình bày hệ thống cơ sở lý luận và thực tiễn về đánh giá tiềm năng đất nông nghiệp, phát triển nông nghiệp hàng hóa và sử dụng đất bền vững vùng gò đồi:

  • Làm rõ các khái niệm khoa học về đất, đất nông nghiệp, ranh giới vùng gò đồi, bản chất của sản xuất nông nghiệp hàng hóa và các nguyên tắc phát triển nông nghiệp bền vững.
  • Tổng kết kinh nghiệm quốc tế về phân loại, đánh giá đất đai tại Nga, Anh, Mỹ, Canada, Ấn Độ và quy trình chuẩn hóa của FAO.
  • Tổng hợp các công trình nghiên cứu đánh giá đất, chất lượng đất, thoái hóa đất tại Việt Nam từ cấp quốc gia, cấp vùng sinh thái đến cấp tỉnh, huyện.
  • Phân tích các phương thức canh tác trên đất dốc tiêu biểu (VAC, VACR, SALT, Taungya, xen canh cây ăn quả, cây công nghiệp với cây họ đậu/cốt khí).
  • Khái quát tình hình ứng dụng công nghệ GIS trong thành lập bản đồ thích hợp đất đai và ứng dụng bài toán tối ưu (mô hình quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu) trong xác định cơ cấu cây trồng.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 thuyết minh chi tiết đối tượng, phạm vi, 5 nội dung nghiên cứu chính và hệ thống 10 phương pháp thực hiện:

  • Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội liên quan đến sản xuất nông nghiệp huyện Bạch Thông.
  • Đánh giá hiện trạng sử dụng đất và các loại hình sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi.
  • Đánh giá tiềm năng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa.
  • Xác định và theo dõi các mô hình sử dụng đất nông nghiệp hàng hóa điển hình.
  • Định hướng, đề xuất sử dụng đất nông nghiệp hàng hóa và giải pháp phát triển đến năm 2025.
  • Quy định cụ thể các ngưỡng phân cấp chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế (GO, IC, VA, VA/IC), hiệu quả xã hội (ngày công, thu nhập) và hiệu quả môi trường (độ che phủ, mức độ bảo vệ đất).

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Bạch Thông

  • Vị trí và địa hình: Huyện nằm ở trung tâm tỉnh Bắc Kạn, địa hình gò đồi chia cắt phức tạp, độ dốc phân hóa, tạo nên các tiểu vùng khí hậu và sinh thái nông nghiệp khác biệt.
  • Hiện trạng kinh tế - xã hội: Nông lâm nghiệp giữ vai trò chủ đạo trong cơ cấu kinh tế. Trình độ thâm canh của người dân đang từng bước chuyển đổi từ tự cấp tự túc sang sản xuất hàng hóa.

3.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất và các LUT nông nghiệp vùng gò đồi

  • Hiện trạng đất nông nghiệp năm 2020: Tổng diện tích đất nông nghiệp của huyện đạt 52.859,05 ha (chiếm 96,72% diện tích tự nhiên). Cơ cấu gồm: đất trồng lúa 2.472,50 ha; đất trồng cây hàng năm khác 1.486,06 ha; đất trồng cây lâu năm 1.510,53 ha; đất lâm nghiệp 47.197,37 ha.
Loại đất nông nghiệp Diện tích (ha) Cơ cấu trong đất nông nghiệp (%)
Đất trồng lúa 2.472,50 4,68
Đất trồng cây hàng năm khác 1.486,06 2,81
Đất trồng cây lâu năm 1.510,53 2,86
Đất lâm nghiệp 47.197,37 89,29
Đất nông nghiệp khác & còn lại 192,59 0,36
Tổng diện tích đất nông nghiệp 52.859,05 100,00
  • Đánh giá hiệu quả các LUT: Tác giả điều tra, phân tích hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường của các LUT tại 2 tiểu vùng sinh thái; phân tích điểm mạnh, điểm yếu và lựa chọn các LUT nổi trội để định hướng phát triển sản phẩm hàng hóa.

3.3. Đánh giá tiềm năng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa

  • Phân loại và tính chất lý hóa các loại đất chính: Kết quả điều tra, chỉnh lý bản đồ thổ nhưỡng đã xác định và phân tích đặc tính lý hóa của 8 loại đất vùng gò đồi:
    1. Đất nâu vàng trên phù sa cổ.
    2. Đất vàng đỏ trên đá macma axit.
    3. Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa nước.
    4. Đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất.
    5. Đất đỏ nâu trên đá vôi.
    6. Đất mùn vàng đỏ trên đá macma axit.
    7. Đất phù sa không được bồi chua.
    8. Đất phù sa ngòi suối.
  • Xây dựng Bản đồ Đơn vị đất đai (DVD): Chồng xếp 6 bản đồ đơn tính gồm: (1) Loại đất; (2) Độ dốc; (3) Độ dày tầng đất; (4) Khí hậu; (5) Chế độ nước; (6) Độ phì đất. Kết quả xác định các đơn vị đất đai và tổng hợp diện tích tiềm năng đất đai trên địa bàn huyện.
  • Phân hạng thích hợp đất đai: Đối chiếu yêu cầu sinh thái của các cây trồng hàng hóa với đặc tính của các DVD, xác định diện tích ở các cấp thích hợp ($S_1$: Rất thích hợp, $S_2$: Thích hợp trung bình, $S_3$: Ít thích hợp, $N$: Không thích hợp) cho từng LUT.

3.4. Xác định một số mô hình sử dụng đất nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa

Luận án theo dõi, đánh giá chi tiết hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường và tính bền vững của 6 mô hình canh tác hàng hóa điển hình:

  1. Mô hình Lúa xuân – Lúa mùa (sử dụng giống lúa chất lượng cao ĐS1): Đảm bảo an ninh lương thực và cung cấp gạo hàng hóa chất lượng.
  2. Mô hình Lúa xuân – Lúa mùa – Khoai lang: Tăng hệ số sử dụng đất, tận dụng thời gian vụ đông.
  3. Mô hình Thuốc lá – Lúa mùa: Mô hình luân canh cây công nghiệp ngắn ngày đem lại giá trị gia tăng cao.
  4. Mô hình Dong riềng: Cây hàng hóa cung cấp nguyên liệu chế biến miến dong đặc sản.
  5. Mô hình Cây ăn quả (Quýt): Phát huy thế mạnh cây ăn quả đặc sản địa phương trên đất dốc gò đồi.
  6. Mô hình Rừng sản xuất (Hồi): Cây lâm sản ngoài gỗ lâu năm cho giá trị kinh tế cao gắn với bảo vệ môi trường, duy trì độ che phủ đất.

3.5. Định hướng và đề xuất sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi đến năm 2025

  • Kết quả giải bài toán tối ưu đa mục tiêu: Thiết lập mô hình quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu, tính toán các phương án tối ưu nhằm xác định cơ cấu diện tích hợp lý cho các LUT được lựa chọn, cân đối hài hòa giữa tối đa hóa giá trị sản xuất ($GO$), giá trị gia tăng ($VA$), giải quyết việc làm và đảm bảo tiêu chí môi trường.
  • Đề xuất cơ cấu sử dụng đất: Tổng hợp diện tích bố trí cụ thể cho từng LUT nông nghiệp vùng gò đồi huyện Bạch Thông đến năm 2025.
  • Hệ thống giải pháp thực hiện: Đề xuất 4 nhóm giải pháp: (1) Giải pháp quy hoạch và quản lý quỹ đất; (2) Giải pháp khoa học kỹ thuật và canh tác bền vững trên đất dốc; (3) Giải pháp vốn đầu tư, cơ chế chính sách hỗ trợ sản xuất hàng hóa; (4) Giải pháp liên kết thị trường và chuỗi giá trị nông sản.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  • Luận án đã hệ thống hóa và làm rõ cơ sở lý luận về đánh giá tiềm năng đất đai phục vụ sản xuất nông nghiệp hàng hóa đặc thù cho vùng gò đồi trung du miền núi Đông Bắc.
  • Tích hợp phương pháp phân hạng thích hợp đất đai theo tiêu chuẩn FAO trên nền tảng công nghệ GIS với mô hình toán tối ưu đa mục tiêu, tạo nên quy trình khoa học định lượng trong việc xác định cơ cấu cây trồng nông nghiệp.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Đánh giá định lượng tiềm năng đất đai vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn và lựa chọn được 6 loại sử dụng đất (LUT) nông nghiệp thích hợp theo hướng sản xuất hàng hóa (Lúa xuân – Lúa mùa giống ĐS1; Lúa xuân – Lúa mùa – Khoai lang; Thuốc lá – Lúa mùa; Dong riềng; Quýt; Hồi).
  • Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu số về không gian và thuộc tính của đất nông nghiệp vùng gò đồi huyện Bạch Thông, hỗ trợ trực tiếp cho cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương trong công tác quản lý chất lượng đất và chỉ đạo sản xuất nông nghiệp theo hướng hàng hóa.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Kiến nghị UBND huyện Bạch Thông và Sở TN&MT, Sở NN&PTNT tỉnh Bắc Kạn áp dụng kết quả phân hạng thích hợp và phương án cơ cấu cây trồng tối ưu vào quy hoạch sử dụng đất và kế hoạch phát triển nông nghiệp hàng hóa giai đoạn đến năm 2025.
  • Tập trung phát triển các vùng sản xuất hàng hóa tập trung gắn với thương hiệu địa phương (vùng quýt Bạch Thông, vùng nguyên liệu dong riềng, vùng thuốc lá, vùng trồng hồi và lúa chất lượng cao ĐS1).
  • Thực hiện đồng bộ các giải pháp canh tác chống xói mòn, tủ gốc giữ ẩm, bổ sung phân hữu cơ để duy trì độ phì nhiêu của đất gò đồi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi không gian vùng gò đồi của một huyện miền núi (huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn) với chuỗi số liệu theo dõi hiện trạng giai đoạn 2016 – 2020.
  • Mô hình tối ưu hóa tuyến tính được thiết lập ở trạng thái tĩnh tại thời điểm nghiên cứu, chưa tích hợp được toàn diện các kịch bản biến động giá cả nông sản thế giới và các hiện tượng thời tiết cực đoan do biến đổi khí hậu trong dài hạn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng ứng dụng khung phương pháp tích hợp FAO – GIS – Toán tối ưu cho các huyện lân cận có điều kiện địa hình gò đồi tương đồng tại tỉnh Bắc Kạn và vùng Đông Bắc.
  • Nghiên cứu ứng dụng các mô hình quy hoạch động có tính đến rủi ro thị trường và kịch bản biến đổi khí hậu tác động đến tài nguyên đất đai.
  • Đi sâu nghiên cứu chuỗi liên kết giá trị và công nghệ bảo quản, chế biến sâu các sản phẩm hàng hóa chủ lực (quýt, dong riềng, hồi) nhằm nâng cao hơn nữa giá trị gia tăng trên một đơn vị diện tích đất gò đồi.

Giá trị tham khảo

Đối tượng thụ hưởng

  • Cơ quan quản lý nhà nước và cán bộ quy hoạch: UBND huyện Bạch Thông, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cấp huyện, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bắc Kạn trong công tác lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Thuộc các chuyên ngành Quản lý đất đai, Thổ nhưỡng học, Khoa học môi trường, Nông nghiệp phát triển nông thôn tại các trường đại học và viện nghiên cứu (Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, Học viện Nông nghiệp Việt Nam...).
  • Doanh nghiệp, hợp tác xã và hộ nông dân: Tham khảo để lựa chọn mô hình cây trồng thích hợp với từng loại đất, nâng cao hiệu quả đầu tư và thu nhập.

Các phần nội dung đáng tham khảo

  • Phương pháp xây dựng Bản đồ Đơn vị đất đai (DVD) từ 6 lớp bản đồ đơn tính và kỹ thuật xử lý dữ liệu không gian bằng GIS.
  • Quy trình thiết lập và thuật toán giải bài toán quy hoạch tuyến tính tối ưu đa mục tiêu để lựa chọn cơ cấu cây trồng bền vững.
  • Số liệu điều tra thực nghiệm về hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường của 6 mô hình sản xuất nông nghiệp hàng hóa vùng gò đồi.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiện trạng đất nông nghiệp huyện Bạch Thông năm 2020 trong luận án được thống kê như thế nào?

Theo số liệu năm 2020 được luận án tổng hợp, tổng diện tích đất nông nghiệp của huyện Bạch Thông là 52.859,05 ha, chiếm 96,72% tổng diện tích tự nhiên. Trong đó, đất lâm nghiệp chiếm diện tích lớn nhất với 47.197,37 ha (89,29% đất nông nghiệp); đất trồng lúa có 2.472,50 ha (4,68%); đất trồng cây hàng năm khác có 1.486,06 ha (2,81%); đất trồng cây lâu năm có 1.510,53 ha (2,86%) và đất nông nghiệp khác chiếm 192,59 ha (0,36%).

2. Sáu loại hình sử dụng đất (LUT) nông nghiệp hàng hóa điển hình được lựa chọn theo dõi gồm những mô hình nào?

Luận án đã theo dõi và đánh giá tính bền vững trên 6 mô hình canh tác nông nghiệp hàng hóa gồm:

  1. Mô hình Lúa xuân – Lúa mùa (giống ĐS1).
  2. Mô hình Lúa xuân – Lúa mùa – Khoai lang.
  3. Mô hình Thuốc lá – Lúa mùa.
  4. Mô hình Dong riềng.
  5. Mô hình Cây ăn quả (Quýt).
  6. Mô hình Rừng sản xuất (Hồi).

3. Bản đồ Đơn vị đất đai (DVD) vùng gò đồi huyện Bạch Thông được thành lập dựa trên những chỉ tiêu phân cấp nào?

Bản đồ đơn vị đất đai (DVD/LMU) được xây dựng bằng phương pháp chồng xếp 6 bản đồ đơn tính đại diện cho các chỉ tiêu: (1) Loại đất (gồm 8 loại đất chính); (2) Cấp độ dốc; (3) Độ dày tầng đất; (4) Khí hậu; (5) Chế độ nước; (6) Độ phì đất.

4. Hệ thống chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế của các LUT trong luận án được xác định ra sao?

Hiệu quả kinh tế của từng LUT được đánh giá qua các chỉ tiêu định lượng:

  • Giá trị sản xuất ($GO$): Tổng doanh thu từ sản phẩm ($GO = \text{Sản lượng} \times \text{Giá bán}$).
  • Chi phí trung gian ($IC$): Toàn bộ chi phí vật chất trực tiếp (giống, phân bón, thuốc BVTV, dịch vụ...).
  • Giá trị gia tăng ($VA$): $VA = GO - IC$.
  • Thu nhập hỗn hợp ($NVA$): $NVA = VA - D_p - T$ ($D_p$: khấu hao, $T$: thuế).
  • Hiệu suất đồng vốn: Tỷ số $VA / IC$.
  • Hiệu quả lao động: $HLGO = GO / LD$, $HLVA = VA / LD$, $HLDNVA = NVA / LD$ ($LD$: số ngày công lao động).

5. Luận án đã sử dụng công cụ toán học nào để xác định cơ cấu diện tích cây trồng tối ưu?

Luận án ứng dụng mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính đa mục tiêu (Multi-objective linear programming). Mô hình giải quyết đồng thời các mục tiêu tối đa hóa giá trị sản xuất ($GO$), tối đa hóa giá trị gia tăng ($VA$), tối ưu hóa việc làm/ngày công lao động trong điều kiện các ràng buộc về tổng quỹ đất thích hợp của từng đơn vị đất đai, nguồn vốn đầu tư và mức độ an toàn môi trường sinh thái.


Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phạm Xuân Thiều đã hoàn thành việc đánh giá tiềm năng đất nông nghiệp và phân hạng thích hợp đất đai vùng gò đồi huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn theo chuẩn phương pháp FAO và công nghệ GIS. Công trình đã tích hợp thành công mô hình toán tối ưu đa mục tiêu để lượng hóa cơ cấu phân bổ diện tích cho 6 loại hình sử dụng đất hàng hóa chủ lực (lúa ĐS1, khoai lang vụ ba, thuốc lá, dong riềng, quýt, hồi) đến năm 2025. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu số và luận cứ khoa học phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch sử dụng đất, chuyển dịch cơ cấu cây trồng và phát triển nông nghiệp hàng hóa bền vững tại địa phương.