Tổng quan nghiên cứu

Nghiên cứu được triển khai trên toàn bộ địa bàn huyện Nho Quan, tỉnh Ninh Bình với tổng diện tích tự nhiên đạt 45.052,52 ha, trong đó quỹ đất nông nghiệp chiếm ưu thế tuyệt đối với 29.765,61 ha, tương đương 66,07% tổng diện tích. Về mặt không gian, huyện phân hóa thành ba tiểu vùng sinh thái đặc thù gồm vùng núi đá vôi phía Tây, vùng đồi bán sơn địa và vùng đồng chiêm trũng có cao trình chỉ từ 0,7 đến 0,9 m so với mực nước biển. Vấn đề nghiên cứu then chốt xuất phát từ thực trạng sử dụng đất chưa hợp lý, tập quán canh tác truyền thống và tình trạng độc canh cây lúa tại nhiều xã làm suy thoái tài nguyên đất. Đồng thời, chế độ mưa phân bố không đều với lượng mưa năm đạt khoảng 1.970 mm nhưng tập trung 80% đến 85% vào mùa mưa bão đã gây ngập úng trên diện rộng, cản trở nghiêm trọng năng suất mùa vụ.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là ứng dụng công nghệ thông tin địa lý nhằm xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1/25.000, từ đó đề xuất định hướng khai thác, cải tạo đất nông nghiệp và đất chưa sử dụng một cách khoa học. Phạm vi nghiên cứu bao quát 27 đơn vị hành chính cấp xã, thị trấn trong mốc thời gian thực hiện từ tháng 3/2017 đến tháng 10/2018. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi cung cấp cơ sở dữ liệu số hóa tin cậy, đóng góp vào mục tiêu nâng cao giá trị sản xuất trồng trọt từ 46,0 triệu đồng/ha lên trên 88,3 triệu đồng/ha, tạo đòn bẩy thúc đẩy tăng trưởng kinh tế địa phương đạt trên 16,02% và kéo giảm tỷ lệ hộ nghèo xuống dưới mức 9,0%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Đề tài vận dụng khung lý thuyết đánh giá đất đai tiêu chuẩn quốc tế của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc cùng hệ thống phân loại thổ nhưỡng WRB và các quy chuẩn phân hạng đất đai của Hội Khoa học Đất Việt Nam. Về mặt học thuật, nghiên cứu làm rõ các khái niệm cốt lõi:

  • Đơn vị bản đồ đất đai: Vạt đất hay khoanh đất đồng nhất về đặc tính thổ nhưỡng, địa hình, chế độ nước, có cùng khả năng sản xuất và phản ứng tương tự đối với các biện pháp quản lý canh tác.
  • Đặc tính đất đai: Thuộc tính tự nhiên có thể đo lường hoặc ước tính trực tiếp như loại đất, độ dốc, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới.
  • Tính chất đất đai: Thuộc tính tổng hợp phản ánh mức độ đáp ứng yêu cầu sinh thái của từng loại cây trồng như khả năng giữ nước, độ phì nhiêu, nguy cơ xói mòn và tình trạng ngập úng.
  • Loại hình sử dụng đất: Tập hợp các phương thức canh tác nông - lâm nghiệp gắn liền với trình độ kỹ thuật và điều kiện kinh tế - xã hội cụ thể.
  • Đất nông nghiệp: Quỹ đất được phân định theo Điều 10 Luật Đất đai năm 2013, bao gồm đất trồng cây hàng năm, đất trồng cây lâu năm, đất lâm nghiệp và đất nuôi trồng thủy sản.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành khảo sát trên toàn bộ 30.729,05 ha đất nông nghiệp và đất chưa sử dụng thuộc 27 xã, thị trấn của huyện Nho Quan. Cỡ mẫu điều tra bao quát 136 khoanh đơn vị đất đai thực địa. Phương pháp chọn mẫu là điều tra chọn mẫu điển hình kết hợp khảo sát dã ngoại theo 3 tuyến cắt địa hình trọng điểm: tuyến Nho Quan đi Gia Viễn, tuyến đi Tam Điệp và tuyến đi Cúc Phương.

Luận văn kết hợp chặt chẽ giữa thu thập dữ liệu thứ cấp từ các cơ quan chuyên môn và số hóa dữ liệu sơ cấp ngoài hiện trường. Ranh giới và thuộc tính được phân tích thông qua việc tích hợp các phần mềm ArcGIS, MapInfo và MicroStation. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích không gian đa lớp trên GIS là khả năng xử lý hình học chính xác tuyệt đối, loại bỏ sai số thủ công khi chồng ghép 6 bản đồ đơn tính, từ đó tự động hóa quá trình phân tách các đơn vị đất đai đồng nhất. Toàn bộ chuỗi dữ liệu thuộc tính được tổng hợp, xử lý thống kê bằng phần mềm Excel trong suốt timeline nghiên cứu từ tháng 3/2017 đến tháng 10/2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra và xử lý dữ liệu không gian đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng:

  • Cơ cấu thổ nhưỡng phong phú gồm 11 loại đất chính: Chiếm tỷ lệ cao nhất là đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng với 5.774,00 ha (18,79%), tiếp đến là đất đỏ vàng trên đá sét với 5.412,75 ha (17,61%), đất nâu vàng phát triển trên đá vôi đạt 5.201,85 ha (16,92%) và đất phù sa úng nước chiếm 4.553,40 ha (14,82%). Đất phù sa được bồi trung tính ít chua chiếm tỷ lệ nhỏ nhất với 156,25 ha (0,51%).
  • Xây dựng thành công hệ thống 6 bản đồ đơn tính tỷ lệ 1/25.000: Các bản đồ bao gồm bản đồ loại đất, bản đồ độ dốc 4 cấp, bản đồ địa hình tương đối, bản đồ độ dày tầng đất 3 cấp, bản đồ thành phần cơ giới 3 cấp và bản đồ chế độ tưới 3 cấp.
  • Thành lập bản đồ đơn vị đất đai hoàn chỉnh với 136 LMU: Phân hóa diện tích giữa các LMU rất rõ rệt. LMU số 122 có quy mô lớn nhất lên tới 2.805,77 ha, tập trung tại các xã Phú Lộc, Quỳnh Lưu, Thượng Hòa, Thanh Lạc với đặc tính đất phù sa loang lổ đỏ vàng, tầng đất dày trên 100 cm, tưới chủ động. Ngược lại, LMU số 104 có diện tích nhỏ nhất chỉ 0,25 ha tại xã Quỳnh Lưu, mang đặc tính đất phù sa glây, tầng đất mỏng dưới 50 cm và tưới bán chủ động.
  • Chuyển dịch cơ cấu kinh tế mạnh mẽ: Tỷ trọng ngành nông - lâm - thủy sản trong GDP của huyện giảm mạnh 43,92% từ mức 78,92% năm 2005 xuống 35,00% năm 2017, trong khi công nghiệp - xây dựng tăng lên 33,50% và thương mại - dịch vụ đạt 31,50%.

Thảo luận kết quả

Sự đa dạng của 136 đơn vị đất đai bắt nguồn từ lịch sử địa chất kiến tạo và vị trí tiếp giáp giữa khối núi đá vôi Cúc Phương với đồng bằng trũng sông Hoàng Long, sông Bôi. Hiện tượng glây hóa diễn ra nghiêm trọng trên 2.958,00 ha đất phù sa trũng thấp do mạng lưới tiêu thoát nước kém trong mùa mưa bão. Đồng thời, quá trình xói mòn, rửa trôi mạnh trên các sườn dốc đồi núi đã hình thành 2.063,99 ha đất xám bạc màu nghèo dinh dưỡng.

Toàn bộ kết quả phân tích không gian được minh họa trực quan thông qua bảng ma trận phân cấp chỉ tiêu và biểu đồ hình tròn thể hiện cơ cấu diện tích các nhóm đất. Cách trình bày này giúp các nhà quản trị dễ dàng quan sát mức độ phân bố của từng LMU trên sơ đồ không gian 1/25.000. So với các công trình nghiên cứu tại huyện Đại Từ với 52 LMU hay huyện Phổ Yên với 36 LMU, mật độ đơn vị đất đai tại Nho Quan phân mảnh và đa dạng hơn hẳn, đòi hỏi các giải pháp bố trí cây trồng mang tính chuyên biệt hóa cao.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả phân tích đặc tính 136 LMU, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

  • Chuyển đổi cơ cấu cây trồng: Tổ chức chuyển đổi linh hoạt khoảng 3.000 ha đất trồng lúa kém hiệu quả và đất bạc màu sang mô hình trồng cây ăn quả chất lượng cao như bưởi, cam, nhãn kết hợp cây công nghiệp ngắn ngày gồm mía, dứa, sắn. Mục tiêu nâng giá trị sản xuất bình quân đạt trên 100 triệu đồng/ha trong giai đoạn 2019 - 2025. Đơn vị chủ trì thực hiện là Ủy ban nhân dân huyện Nho Quan phối hợp với Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
  • Nâng cấp đồng bộ hạ tầng thủy lợi: Nạo vét, kiên cố hóa hệ thống kênh mương dẫn nước từ sông Hoàng Long, sông Bôi và nâng cấp 30 hồ chứa nước hiện có với tổng diện tích 586,51 ha. Nâng tỷ lệ đất nông nghiệp được tưới tiêu chủ động từ 60% lên trên 85% trước năm 2024. Đơn vị thực hiện là Công ty Khai thác Công trình Thủy lợi và Ủy ban nhân dân các xã.
  • Thực hiện các biện pháp cải tạo đất thoái hóa: Áp dụng quy trình bón vôi khử chua, bổ sung phân hữu cơ vi sinh định kỳ và triển khai các mô hình nông - lâm kết hợp chống xói mòn trên 2.063,99 ha đất bạc màu và 2.958,00 ha đất glây. Mục tiêu nâng hàm lượng mùn tầng mặt thêm 0,5% đến năm 2025. Đơn vị phụ trách là Trạm Khuyến nông huyện Nho Quan.
  • Số hóa cơ sở dữ liệu quản lý đất đai: Ứng dụng toàn diện bộ bản đồ số LMU 1/25.000 vào cổng thông tin địa chính điện tử, tổ chức đào tạo chuẩn hóa kỹ năng khai thác GIS cho 100% cán bộ địa chính tại 27 xã, thị trấn trong thời gian 12 tháng. Đơn vị chủ trì là Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Ninh Bình phối hợp cùng Ủy ban nhân dân huyện Nho Quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của công trình nghiên cứu mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Cơ quan quản lý nhà nước cấp tỉnh và huyện: Lãnh đạo Ủy ban nhân dân huyện, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn sử dụng bản đồ 136 LMU làm căn cứ khoa học lập quy hoạch sử dụng đất kỳ 2021 - 2030 và xây dựng đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp.
  • Các doanh nghiệp và hợp tác xã nông nghiệp: Khai thác thông tin chi tiết về độ dày tầng đất, thành phần cơ giới và chế độ nước của từng khoanh đất để lựa chọn vị trí đầu tư trang trại tập trung, vùng chuyên canh dược liệu hoặc nông nghiệp công nghệ cao.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Quản lý đất đai: Tiếp cận phương pháp luận chuẩn xác về quy trình đánh giá đất theo chuẩn FAO kết hợp công nghệ GIS để làm tài liệu giảng dạy, học tập và phát triển các đề tài nghiên cứu chuyên sâu.
  • Kỹ sư nông nghiệp và cán bộ khuyến nông cơ sở: Căn cứ vào tính chất lý hóa của 11 loại đất để xây dựng hướng dẫn kỹ thuật bón phân cân đối, phòng trừ sâu bệnh và thiết kế mô hình canh tác thích ứng cho người dân địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Bản đồ đơn vị đất đai khác gì so với bản đồ hiện trạng sử dụng đất thông thường?

Bản đồ hiện trạng chỉ phản ánh ranh giới và mục đích sử dụng đất tại một thời điểm nhất định. Trong khi đó, bản đồ đơn vị đất đai tích hợp đa tầng thông tin gồm 6 yếu tố tự nhiên và môi trường như loại đất, độ dốc, thành phần cơ giới, độ dày tầng đất, địa hình và chế độ tưới, tạo cơ sở đánh giá độ thích hợp sinh thái của cây trồng.

Vì sao đề tài lựa chọn 6 chỉ tiêu đơn tính để xây dựng bản đồ LMU tại Nho Quan?

Sáu chỉ tiêu gồm loại đất, địa hình tương đối, độ dốc, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới và chế độ tưới là những yếu tố tự nhiên tương đối ổn định, ít bị biến động đột ngột bởi kỹ thuật canh tác. Sự kết hợp này phản ánh đầy đủ điều kiện lập địa của vùng trung du miền núi, đáp ứng chính xác tiêu chí đánh giá đất của FAO.

Đơn vị đất đai có quy mô lớn nhất và nhỏ nhất trên địa bàn mang đặc điểm gì?

LMU số 122 lớn nhất với diện tích 2.805,77 ha phân bố tại các xã Phú Lộc, Quỳnh Lưu, mang đặc tính đất phù sa loang lổ đỏ vàng, tầng đất dày trên 100 cm, cơ giới nặng và tưới chủ động. Ngược lại, LMU số 104 nhỏ nhất chỉ 0,25 ha tại xã Quỳnh Lưu thuộc loại đất phù sa glây, tầng đất mỏng dưới 50 cm và tưới bán chủ động.

Đề tài đưa ra giải pháp nào để khắc phục tình trạng úng ngập mùa mưa tại địa phương?

Luận văn đề xuất nâng cấp hệ thống tiêu thoát lũ của 5 con sông lớn gồm sông Hoàng Long, sông Bôi, sông Rịa, sông Bến Đang, sông Đập, đồng thời cải tạo nâng công suất trữ nước của 30 hồ chứa với quy mô 586,51 ha và chuyển đổi vùng đất phù sa úng nước 4.553,40 ha sang mô hình lúa - cá kết hợp.

Công nghệ GIS đóng vai trò như thế nào trong quá trình xây dựng bản đồ đơn vị đất đai?

Phần mềm ArcGIS cho phép tự động hóa quy trình chồng ghép không gian 6 lớp bản đồ đơn tính, chuẩn hóa tọa độ hệ VN-2000, xử lý nhanh chóng hàng trăm khoanh đất phức tạp và tạo lập cơ sở dữ liệu thuộc tính đồng bộ cho 136 LMU, loại bỏ hoàn toàn các sai số so với phương pháp vẽ thủ công truyền thống.

Kết luận

  • Hệ thống hóa toàn diện hiện trạng quản lý và sử dụng 45.052,52 ha đất tự nhiên của huyện Nho Quan, trong đó đất sản xuất nông nghiệp chiếm 15.095,26 ha và đất lâm nghiệp chiếm 14.033,19 ha.
  • Xác định và phân loại chi tiết 11 loại đất chính với sự chiếm ưu thế của đất phù sa loang lổ đỏ vàng 5.774,00 ha và đất đỏ vàng trên đá sét 5.412,75 ha.
  • Số hóa thành công 6 bản đồ đơn tính và thành lập bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ 1/25.000 bao gồm 136 LMU có tính đồng nhất cao.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình nhằm khai thác hiệu quả 3.000 ha cây ăn quả, cây công nghiệp và cải tạo đất thoái hóa.
  • Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu số hóa chuẩn mực phục vụ trực tiếp công tác điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất cấp huyện.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện phương pháp luận ứng dụng GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tại vùng đệm bán sơn địa, giải quyết hài hòa bài toán giữa khai thác kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái. Trong giai đoạn 2019 - 2025, địa phương cần tiếp tục phân hạng thích hợp đất đai cho từng loại cây trồng chủ lực và tích hợp dữ liệu vào hệ thống chính quyền điện tử. Các nhà quản lý và nhà nghiên cứu hãy nhanh chóng khai thác nguồn tư liệu khoa học này để tối ưu hóa công tác quản trị tài nguyên đất đai tại địa phương.