ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI KẾT HỢP ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TOÁN TỐI ƯU LÀM CƠ SỞ CHO QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN CỜ ĐỎ, THÀNH PHỐ CẦN THƠ
- ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI KẾT HỢP ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TOÁN TỐI ƯU LÀM CƠ SỞ CHO QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN CỜ ĐỎ, THÀNH PHỐ CẦN THƠ. - Đánh giá đất đai, toán tối ưu, quy hoạch sử dụng đất đai, Cờ Đỏ, đất nông nghiệp. - Kết quả nghiên cứu đã chọn lọc ra tám kiểu sử dụng có triển vọng ở vùng nghiên cứu. - Phân hạng thích nghi đất đai tự nhiên của huyện đã phân được 3 vùng thích nghi cho 8 kiểu sử dụng đất đai. - Ứng dụng phương pháp toán tối ưu đã chỉ ra được các kiểu sử dụng với diện tích hợp lý trong điều kiện tự nhiên, các ràng buộc và lựa chọn hầu hết đất nông nghiệp của huyện Cờ Đỏ. - Trên kết quả đó, đã đánh giá hiệu quả của các mô hình được chọn so với hiện trạng cho thấy về mặt kinh tế tăng tổng thu nhập, gia tăng lợi nhuận của các kiểu sử dụng đất đai. - Kết quả của nghiên cứu đã xây dựng quy trình kết hợp giữa đánh thích nghi đất đai tự nhiên với phương pháp toán tối ưu trên địa bàn huyện, từ đó các kiểu sử dụng đất nông nghiệp với lợi nhuận tối ưu nhưng vẫn đáp ứng trên các ràng buộc nguồn tài nguyên được chọn ra để đáp ứng cho quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp.. - Hiện nay có rất nhiều phương pháp đánh giá để đưa ra giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất, hầu hết các phương pháp này tập trung hướng nghiên cứu như: Đánh giá thích nghi đất đai theo FAO. - Đánh giá hiệu quả đối với từng loại cây trồng để từ đó bố trí, sắp xếp lại mô hình canh tác mới phù hợp hơn nhằm sử dụng đất đai một cánh hợp lý, tiết kiệm, hiệu quả và khai thác tối ưu tiềm năng đất đai. - Tuy nhiên, yêu cầu cụ thể đặt ra là làm sao với một diện tích đất nông nghiệp cụ thể của vùng, dựa trên kết quả đánh giá thích nghi đất đai về mặt tự nhiên (FAO, 1976) bằng phần mềm ALES (Rossiter, D. - Van Wambeke, 1997), việc chọn lựa kiểu sử dụng đất nào với quy mô diện tích là bao nhiêu để tối ưu hóa về mặt hiệu quả kinh tế trong các điều kiện ràng buộc về tự nhiên, kinh tế và xã hội của vùng. - Việc ứng dụng các phương pháp toán tối ưu trong sử dụng đất nhằm xác định được quy mô, cơ cấu sử dụng đất hợp lý và đạt hiệu quả cao là một hướng nghiên cứu mới trong việc định lượng hóa cụ thể và có cơ sở khoa học vững chắc qua việc ứng dụng Module Solver. - Do đó, việc ứng dụng bài toán quy hoạch tuyến tính để tối ưu hóa về mặt kinh tế trong sử dụng đất nông nghiệp ở huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ là cần thiết.. - Thu thập các số liệu như: Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các thống kê, báo cáo tình hình sản xuất nông nghiệp, quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 và kế hoạch sử dụng đất đến năm 2015 của huyện Cờ Đỏ, Thành phố Cần Thơ.. - Điều tra bằng bảng câu hỏi chuẩn hóa (Standardized questionnaire Survey) thu thập thông tin dựa trên những câu hỏi được xây dựng sẵn, được áp dụng trên một mẫu ngẫu nhiên trong vùng nghiên cứu: Chọn ngẫu nhiên nông hộ trên các xã thuộc địa bàn huyện Cờ Đỏ theo từng kiểu sử dụng đất nông nghiệp điều tra các thông tin chủ yếu như:. - Các yếu tố thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng đến các kiểu sử dụng. - Chi tiết số mẫu điều tra 8 kiểu sử dụng đất (LUT- Land Use Type) sau khi đã xử lý còn lại như sau:. - 2.3.2 Đánh giá thích nghi đất đai bằng phần mềm ALES (Automated Land Evaluation Systems) theo nguyên lý của FAO (1976) (Rossiter, D. - Chọn lọc và mô tả kiểu sử dụng đất đai.. - Xác định yêu cầu về đất đai cho các kiểu sử dụng đất đai đã chọn lọc.. - Đối chiếu giữa yêu cầu đất đai của các kiểu sử dụng đất đai với các chất lượng đất đai trong mỗi đơn vị bản đồ đất đai. - Kết quả cho được phân hạng khả năng thích nghi đất đai.. - 2.3.3 Phân vùng thích nghi đất đai và trình bày bản đồ. - Sử dụng chức năng phân nhóm CLUSTER của phần mềm PRIMER phân vùng thích nghi đất đai dựa trên ma trận tương đồng (similariry matrix) của các đơn vị đất đai theo các mức độ phân hạng thích nghi (S1-Thích nghi cao, S2- Thích nghi trung bình, S3- Thích nghi kém, N- không thích nghi) cho các kiểu sử dụng đất (Nguyễn Hữu Kiệt, 2009).. - Sử dụng phần mềm IDRISI kết nối với phần mềm ALES truy xuất kết quả đánh giá thích nghi đất đai bằng bản đồ dạng raster (pixcel) cho từng kiểu sử dụng đất (Nguyễn Hữu Kiệt, 2010).. - Sử dụng phần mềm MAPINFO biên tập và trình bày kết quả bản đồ dạng vector (điểm, đường, vùng).. - n) của bài toán chính là diện tích từng kiểu sử dụng đất. - Theo kết quả điều tra nông hộ và quy hoạch sử dụng đất huyện Cờ Đỏ trên địa bàn huyện có 8 kiểu sử dụng đất chính. - X 1 là diện tích đất trồng Lúa 3 vụ (ha). - X 2 là diện tích đất trồng Lúa 2 vụ (ha). - X 3 là diện tích trồng Lúa 2 vụ - Cá (ha). - X 4 là diện tích trồng Lúa 2 vụ - Màu (ha). - X 5 là diện tích trồng Chuyên Màu (ha). - X 6 là diện tích Nuôi Trồng Thủy Sản (ha). - là diện tích trồng Chuyên Cây Ăn Trái (ha). - X 8 là diện tích trồng Lúa – Màu – Lúa + Cá (ha).. - Là chỉ tiêu lợi nhuận (triệu đồng/ha/năm) của 8 kiểu sử dụng đất từ kết quả điều tra nông hộ.. - Hàm mục tiêu Z (objective function) tối ưu về lợi nhuận của các kiểu sử dụng đất được viết như sau:. - X: Biến số là diện tích các mô hình sử dụng đất, các giá trị của biến số phải ≥ 0;. - Các yếu tố của hệ ràng buộc được xác định dựa trên nguồn tài nguyên sẵn có của huyện (diện tích đất nông nghiệp, lực lượng lao động nông nghiệp) và các yếu tố kỹ thuật, kinh tế và xã hội ảnh hưởng đến việc quyết định các kiểu sử dụng đất nông nghiệp từ kết quả điều tra nông hộ:. - Giới hạn về diện tích gieo trồng: Không vượt quá diện tích đất nông nghiệp và diện tích đất thích nghi về tự nhiên theo kết quả đánh giá thích nghi đất đai từ phần mềm AES.. - Điều kiện về các yếu tố thuận lợi từ kết quả điều tra liên quan đến các kiểu sử dụng đất như: Kỹ thuật canh tác, thị trường, tổ chức xã hội, cung cấp giống, lao động, chất lượng nước, công cụ lao động. - Đây là các yếu tố có ảnh hưởng đến việc chọn lựa quy mô các kiểu sử dụng đất. - các yếu tố thuận lợi liên quan đến các kiểu sử dụng đất;. - giá trị trung bình các yếu tố thuận lợi liên quan đến các kiểu sử dụng đất. - c: tổng diện tích đất nông nghiệp của huyện. - 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. - 3.1 Kết quả đánh giá và phân vùng thích nghi đất đai. - Kết quả đánh giá thích nghi đất đai bằng phần mềm ALES cho từng kiểu sử dụng đất được truy xuất bằng 8 bản đồ theo 10 đơn vị đất đai của huyện Cờ Đỏ. - Tuy nhiên, để có nhìn nhận tổng quan về mức độ thích nghi của các kiểu sử dụng đất nên tiến hành chồng lắp 8 bản đồ trên IDRISI và sử dụng chức năng phân nhóm (CLUSTER) của PRIMER theo mức độ tương đồng. - từ thấp đến cao để phân ra thành các vùng thích nghi chuyên biệt của 8 kiểu sử dụng đất trình bày bản đồ trên MAPINFO theo Hình 1, Hình 2 và Bảng 1 như sau:. - Hình 1: Kết quả phân nhóm thích nghi đất đai của các kiểu sử dụng đất Bảng 1: Kết quả phân vùng thích nghi tự nhiên hiện tại của các kiểu sử dụng đất. - Nhóm vùng Đơn vị đất đai Kiểu sử dụng đất Mức thích nghi Diện tích (ha) Tỉ lệ. - Tổng diện tích . - Hình 2: Bản đồ phân vùng thích nghi đất đai của các kiểu sử dụng đất 3.2 Kết quả mô hình toán quy hoạch tuyến. - tính tối ưu hóa lợi nhuận xác định quy mô và kiểu sử dụng đất nông nghiệp. - Xác định hệ các hàm ràng buộc + Giới hạn về diện tích gieo trồng. - Diện tích đất nông nghiệp đến năm 2015 dự báo còn khoảng 23.982 ha, trong đó đất rừng sản xuất chiếm 227 ha (Ủy ban nhân dân huyện Cờ Đỏ, 2010), có hàm ràng buộc:. - Căn cứ vào kết quả đánh giá thích nghi đất đai của huyện Cờ Đỏ, diện tích gieo trồng của các kiểu sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu được giới hạn như sau:. - Trong đó hệ số của hàm ràng buộc là số ngày công lao động trên 1 ha/năm của các kiểu sử dụng đất tương ứng với biến X qua số liệu điều tra.. - Qua kết quả điều tra nông hộ các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn lựa các kiểu sử dụng đất trên địa bàn huyện nghiên cứu được thể hiện qua Bảng 2:. - Bảng 2: Các yếu tố thuận lợi và khó khăn của 8 kiểu sử dụng đất Mô hình. - Lao động. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Kỹ thuật canh tác”:. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về ‘Thị trường”:. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Tổ chức xã hội”:. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Cung cấp giống”:. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Lao động”. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Chất lượng nước”:. - Hàm giới hạn diện tích các kiểu sử dụng đất về “Công cụ lao động”. - Với diện tích các kiểu sử dụng đất được phương pháp toán tối ưu đề xuất như sau (Bảng 3).. - Bảng 3: So sánh diện tích các loại cây trồng của huyện Cờ Đỏ năm hiện trạng với phương pháp toán tối ưu. - toán tối ưu. - 1 Diện tích đất trồng Lúa 3 vụ . - 2 Diện tích đất trồng Lúa 2 vụ . - 3 Diện tích trồng Lúa 2 vụ - Cá . - 4 Diện tích trồng Lúa 2 vụ - Màu . - 5 Diện tích trồng Chuyên Màu . - 6 Diện tích Nuôi Trồng Thủy Sản . - 7 Diện tích trồng Chuyên Cây Ăn Trái . - 8 Diện tích trồng Lúa – Màu – Lúa + Cá . - Đánh giá mức độ sử dụng các nguồn tài nguyên: Tổng sản lượng lương thực sản xuất/năm đạt tấn. - Lượng lao động sử dụng trong năm là 17.260 lao động, lượng lao động dư thừa của huyện là 42.698 lao động. - Số ngày công lao động được sử dụng là 4.021.671 ngày công, số ngày công dư thừa là 9.952.527 ngày công lao động.. - Qua kết quả chạy bài toán tối ưu về tổng lợi nhuận cho thấy trên địa bàn huyện thích hợp cho phát triển tất cả các kiểu sử dụng đất theo từng quy mô khác nhau.. - 3.2.3 Đánh giá hiệu quả sử dụng đất khi sử dụng kết quả của phương pháp toán tối ưu xác định quy mô và kiểu sử dụng hợp lý đất nông nghiệp huyện Cờ Đỏ. - Diện tích Lúa 3 vụ, Chuyên Cây Ăn Trái, Lúa – Màu – Lúa + Cá bằng nhau và thấp nhất (1.217,78 ha) chiếm 5,16%.. - Diện tích Lúa 2 vụ – Cá (4.010,76 ha), Lúa 2 vụ (2.284,88 ha). - Hai kiểu sử dụng đất này được. - kết quả toán tối ưu chọn quy mô diện tích chưa tối đa so với diện tích thích nghi đất đai do 2 kiểu sử dụng đất này có lợi nhuận/ha/năm thấp nhất trong 8 kiểu sử dụng đất trên địa bàn huyện nghiên cứu.. - Trong 8 kiểu sử dụng đất được chọn từ phương pháp toán tối ưu, công lao động trên một ha của kiểu sử dụng đất Chuyên Màu là cao nhất (29,20 triệu/ha/năm), Lúa 2 vụ là thấp nhất (11,71 triệu/ha/năm).. - Tổng lợi nhuận của kiểu sử dụng đất Nuôi Trồng Thủy Sản triệu), kiểu sử dụng đất Chuyên màu triệu) rất cao so với các kiểu sử dụng đất khác. - Do 2 kiểu sử dụng đất này có lợi nhuận/ha/năm và được kết quả phương pháp toán tối ưu chọn lựa với diện tích cao nhất trong 8 kiểu sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu.. - Kết quả so sánh hiệu quả kinh tế của phương án sử dụng đất theo phương pháp toán tối ưu với hiện trạng sử dụng đất được thể hiện ở Bảng 4.. - Nếu áp dụng phương pháp toán tối ưu để chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất thì giá trị sản xuất, thu nhập tăng.. - Đơn vị tính: Triệu đồng/tổng diện tích đất canh tác nông nghiệp STT Loại hình Hiện trạng Theo phương pháp toán tối ưu So sánh. - Qua kết quả đánh giá thích nghi đất đai về mặt tự nhiên kết hợp với ứng dụng phương pháp toán tối ưu trên địa bàn huyện cho thấy hầu hết các kiểu sử dụng đất nông nghiệp của huyện được bố trí với mức độ thích nghi đất đai từ trung bình(S2) đến cao(S1) và thu được lợi nhuận tối ưu cho huyện.. - đồng thời, từ nghiên cứu thực trạng và phân tích số liệu điều tra nông hộ, đề tài đã ứng dụng mô hình bài toán quy hoạch là cơ sở đề xuất hướng sử dụng đất nông nghiệp, đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu đặt ra.. - Việc ứng dụng mô hình bài toán quy hoạch tuyến tính trên các kiểu sử dụng đất chính đã cho được lời giải tối ưu, từ đó là cơ sở đề xuất phương án sử dụng đất theo hướng hiệu quả, tiết kiệm, đáp ứng cho yêu cầu phát triển chung của huyện.. - Ủy ban nhân dân huyện Cờ Đỏ (2010), Quy hoạch sử dụng đất huyện Cờ Đỏ năm 2020 và kế hoạch sử dụng đất đến năm 2015.