- SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN VỊ THỦY, TỈNH HẬU GIANG Phạm Thanh Vũ 1 , Lê Quang Trí 2 , Vương Tuấn Huy 1 và Nguyễn Thị An Khương 1. - Kế hoạch sử dụng đất, quy hoạch sử dụng đất, đất nông nghiệp, mô hình toán tối ưu, huyện Vị Thủy. - Nông nghiệp là ngành kinh tế chiếm tỷ trọng lớn của huyện Vị Thủy, vì vậy việc quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp là hết sức quan trọng trong phát triển kinh tế của huyện. - Tuy nhiên, việc quy hoạch sử dụng đất của huyện bị chi phối bởi yếu tố lợi nhuận của kiểu sử dụng đất, yêu cầu lao động và tâm lý của người dân. - Việc thay đổi mục đích sử dụng đất hay cơ cấu cây trồng của người dân phụ thuộc vào thị trường, nhất là về giá cả của nông sản phẩm. - Để lựa chọn phương án bố trí sử dụng đất đai phù hợp, phương pháp đánh giá đất đai tự nhiên và mô hình tối ưu hóa đa mục tiêu là phương pháp khả thi có thể giúp các nhà ra quyết định có các lựa chọn khác nhau trong bố trí việc sử dụng đất tùy theo định hướng và điều kiện thực tế của địa phương. - Trong đề tài, phương án tối ưu hóa với bộ trọng số 0,2 cho các hàm 05 mục tiêu là lợi nhuận, yêu cầu lao động, hiệu quả đồng vốn, thích nghi đất đai và môi trường, với các ràng buộc về diện tích thích nghi, yêu cầu lao động và chỉ tiêu phát triển của địa phương là phương án tối ưu nhất, được đánh giá là phù hợp với điều kiện của huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang.. - Ứng dụng phương pháp tối ưu hóa trong sử dụng đất nông nghiệp tại huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang. - Do đó, cần có phương pháp đánh giá một cách khoa học để tìm ra được những yếu tố tác động đến các phương án quy hoạch nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tránh lãng phí nguồn tài nguyên đất đai. - Vì vậy, việc ứng dụng đánh giá thích nghi đất đai và mô hình toán tối ưu trong quy hoạch là cần thiết, điều này giúp định hướng sử dụng đất nông nghiệp một cách hợp lý đảm bảo phát triển kinh tế xã hội một cách bền vững. - qua đó xác định và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến việc thực hiện kế hoạch sử dụng đất nông nghiệp cấp huyện, đưa ra phương án sử dụng đất theo hướng tối ưu hóa đa mục tiêu. - từ đó đề xuất điều chỉnh kế hoạch sử dụng đất giai đoạn kế tiếp, định hướng quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp trong tương lai.. - Thu thập số liệu thứ cấp: các bản đồ tư liệu của huyện Vị Thủy (gồm: bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, bản đồ hành chính, bản đồ quy hoạch sử dụng đất giai đoạn . - thuyết minh quy hoạch sử dụng đất . - Thu thập số liệu sơ cấp: điều tra phỏng vấn nông hộ bằng phiếu điều tra về hiện trạng sử dụng đất, những khó khăn, tiềm năng về vùng nghiên cứu, số liệu về hiệu quả kinh tế - xã hội – môi trường trong quá trình sản xuất nông nghiệp của nông hộ. - Vùng nghiên cứu có 3 nhóm đất chính là đất phù sa, đất phèn và đất nhân tác (đất bị xáo trộn), các kiểu sử dụng đặc trưng trên các nhóm đất của huyện được chọn để phân bổ phiếu điều tra bao gồm 06 mô hình 03 vụ lúa, 02 vụ lúa, lúa – cá đồng, cây ăn trái và chuyên màu, với tổng số phiếu điều tra là 162 phiếu cụ thể như sau:. - Bảng 1: Số lượng mẫu điều tra nông hộ cho các kiểu sử dụng đất đai. - Chọn lọc và mô tả kiểu sử dụng đất đai có triển vọng dựa vào: hiện trạng sử dụng đất đai, mục tiêu phát triển của địa phương, và các yêu cầu về sinh thái.. - Xác định yêu cầu sử dụng đất đai của các kiểu sử dụng đất đai cùng các yếu tố giới hạn có ảnh hưởng.. - Thành lập bảng phân cấp thích nghi cho từng kiểu sử dụng đất đai.. - Đối chiếu và phân hạng thích nghi đất đai cho từng kiểu sử dụng đất (Cấu trúc phân hạng thích hợp xác định theo 4 mức: S 1 (Thích nghi cao). - Phân vùng thích nghi đất đai định tính.. - 2.3 Phương pháp tối ưu hóa Xây dựng phương án tối ưu:. - Phương pháp toán tối ưu xác định các phương án bố trí sử dụng đất được thực hiện bằng Module Solver trên Excel.. - Xây dựng các hàm mục tiêu dựa vào kết quả phân vùng thích nghi đất đai. - x ijk là diện tích kiểu sử dụng đất i (i = 1, 2. - Độ thích hợp 1 nếu kiểu sử dụng đất thích nghi S1, độ thích hợp 2 nếu kiểu sử dụng đất thích nghi S2, độ thích hợp 3 nếu kiểu sử dụng đất thích nghi S3.. - a ijk = 0, không áp dụng kiểu sử dụng đất i, với độ thích hợp j, trên vùng thích nghi k.. - a ijk = 1, áp dụng kiểu sử dụng đất i, với độ thích hợp j, trên vùng thích nghi k.. - Có 5 mục tiêu cần xem xét để chọn những kiểu sử dụng đất đai phù hợp với điều kiện đất đai và đảm bảo hiệu quả cao như sau:. - Đặt b ijk là hệ số lợi nhuận của kiểu sử dụng đất i, với độ thích hợp j, trên vùng thích nghi k. - Đặt c ijk là hệ số yêu cầu lao động của kiểu sử dụng đất i, với độ thích hợp j, trên vùng thích nghi k. - a ijk * c ijk * x ijk Max Hiệu quả sử dụng đồng vốn (Z 3. - Đặt d ijk là hệ số hiệu quả đồng vốn của kiểu sử dụng đất i, với độ thích hợp j, trên vùng thích nghi k. - Khi đó, mục tiêu hiệu quả sử dụng đồng vốn là:. - a ijk * d ijk * x ijk Max Mức thích hợp đất đai (Z 4. - Khi cực đại về mức độ thích nghi là cực đại những kiểu sử dụng i, có mức thích nghi S1 trên vùng thích nghi k. - Khi đó, mục tiêu mức thích hợp đất đai được viết:. - Do đó, mỗi kiểu sử dụng đất thứ i sẽ ứng với một cặp số m i (kỳ vọng) và σ i (độ lệch tiêu chuẩn) của phân phối thực nghiệm thu được. - Thay cho các phân phối xác suất thực nghiệm, xem xét hệ số mờ γ i = (m i – 3σ i , m i , m i + 3σ i ) của hiệu quả môi trường cho từng kiểu sử dụng đất thứ i. - Giới hạn về diện tích thích nghi: tổng diện tích của từng kiểu sử dụng đất của mô hình hàm mục tiêu tính toán trên từng vùng thích nghi không vượt quá tổng diện tích từng vùng thích nghi.. - Giới hạn về số ngày công lao động: tổng nhu cầu lao động từng kiểu sử dụng đất của mô hình hàm mục tiêu tính toán không vượt quá nguồn lao động sẵn có trên từng vùng thích nghi ở địa phương.. - e i * x ijk ≤ f k (e i : hệ số yêu cầu lao động của kiểu sử dụng đất i. - Giới hạn về chỉ tiêu phát triển từng kiểu sử dụng đất: tổng diện tích của các kiểu sử dụng đất phải lớn hơn hoặc bằng chỉ tiêu của địa phương.. - Trên cơ sở bài toán tối ưu xác định các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả lập quy hoạch và kế hoạch sử dụng đất giai đoạn của huyện. - Sử dụng phương pháp so sánh, phân tích, tổng hợp, đánh giá để đưa ra các yếu tố quan trọng cần chú ý sử dụng trong quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất nông nghiệp của huyện cụ thể và từ kết quả bài. - toán tối ưu để từ đó đề xuất điều chỉnh kế hoạch sử dụng đất trong giai đoạn còn lại theo hướng đảm. - 3.1 Kết quả phân vùng thích nghi đất đai 3.1.1 Chọn lọc các kiểu sử dụng đất đai có triển vọng. - Từ kết quả điều tra kinh tế, xã hội nông hộ cho thấy huyện Vị Thủy có 6 kiểu sử dụng đất đai đặc. - Trên cơ sở hiện trạng sử dụng đất đai được điều tra khảo sát kết hợp với định hướng phát triển của địa phương và các yêu cầu về sinh thái của các kiểu sử dụng đất được phân tích đã chọn lọc được 6 kiểu sử dụng đất đai được xem là triển vọng sản xuất ở địa phương (Bảng 2).. - Bảng 2: Các kiểu sử dụng đất đai có triển vọng tại huyện Vị Thủy LUT Tên kiểu sử dụng Ghi chú. - Đối với kiểu sử dụng đất 2 lúa – màu, chuyên màu là mô hình canh tác mới so với độc canh cây Dữ liệu. - dụng đất Định hướng sử dụng đất của địa phương. - Các kiểu sử dụng đất đai có triển vọng. - Đánh giá thích nghi đất đai (FAO, 1976). - Chọn phương án phù hợp. - Hiệu quả kinh tế của kiểu sử dụng đất này cũng tương đối cao và chi phí đầu tư không cao. - Đối với kiểu sử dụng 2 lúa – cá đem lại hiệu quả kinh tế cao nhưng đòi hỏi phải nắm bắt được kỹ thuật, chi phí đầu tư cao, và đầu ra của sản phẩm phụ thuộc thị trường có nhiều biến động.. - Đối với kiểu sử dụng trồng cây ăn trái, đem lại hiệu quả kinh tế cao, tuy nhiên thời gian thu. - 3.1.2 Phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên huyện Vị Thủy. - Bảng 3: Phân cấp các đặc tính đất đai huyện Vị Thủy. - quan đến sử dụng đất nông nghiệp của huyện Vị Thủy đã thành lập được 13 đơn vị đất đai trên 03 nhóm đất chính của huyện như sau:. - Nhóm đất phèn: có 9 đơn vị đất đai. - Nhóm đất phù sa: có 3 đơn vị đất đai. - Nhóm đất líp: có 1 đơn vị đất đai. - Đối với yêu cầu của mỗi kiểu sử dụng đất đai được chọn, điều cần thiết phải so sánh, thiết lập và xác định 3 vấn đề sau:. - Những điều kiện tốt nhất để kiểu sử dụng đất đai tồn tại.. - Khoảng biến động giữa các điều kiện chưa áp dụng được điều kiện tối hảo, nhưng có thể chấp nhận được cho kiểu sử dụng đất đai.. - Các điều kiện hạn chế không thỏa yêu cầu của kiểu sử dụng đất đai.. - Trên cơ sở điều kiện tự nhiên của 13 đơn vị đất đai, các yêu cầu sử dụng đất đai 6 loại sử dụng đất đã được chọn lọc được đối chiếu với chất lượng đất đai, kết hợp với kết quả điều tra hiện trạng thực tế của các kiểu sử dụng đất để phân hạng xác định khả năng thích nghi phù hợp của một đơn vị đất đai cho các kiểu sử dụng đất đai. - Kết quả đánh giá đất đai tự nhiên, huyện Vị Thủy được phân thành 06 vùng thích nghi đất đai được thể hiện trong Hình 2 và Bảng 4:. - Các kiểu sử dụng đất. - Phân tích về chỉ tiêu xã hội, đề tài đề cập đến chỉ tiêu yêu cầu về số ngày công lao động của từng kiểu sử. - dụng đất. - Đây là cơ sở xác định các hệ số về lợi nhuận và yêu cầu lao động của từng kiểu sử dụng đất, thành lập hàm mục tiêu tối ưu về hiệu quả lợi nhuận và hiệu quả yêu cầu lao động.. - Bảng 5: Hiệu quả kinh tế và yêu cầu lao động các kiểu sử dụng tại huyện Vị Thủy. - Mỗi vùng thích nghi đất đai thì thích hợp với nhiều kiểu sử dụng đất đai khác nhau, điều kiện ràng buộc là tổng diện tích thích nghi của từng kiểu sử dụng đất đai thích nghi trên mỗi vùng thích nghi không được lớn hơn diện tích vùng thích nghi đối với các kiểu sử dụng đất đai được lựa chọn.. - Để tối ưu hóa các mục tiêu đề ra nhằm lựa chọn các kiểu sử dụng đất cần thỏa các điều kiện về số ngày công lao động. - Theo đó, số ngày công lao động của từng kiểu sử dụng đất đai trên từng vùng thích nghi không được lớn hơn nguồn lao động trong nông nghiệp có sẵn ở địa phương theo từng vùng thích nghi được tính ở Bảng 4.. - Vùng VI: 789 x 516 + 350 x Giới hạn về chỉ tiêu phát triển các kiểu sử dụng đất. - Các điều kiện ràng buộc xác định dựa trên các chỉ tiêu bố trí sử dụng đất đến năm 2020 của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hậu Giang, diện tích các kiểu sử dụng đất các chỉ tiêu về quy hoạch phát triển nông nghiệp huyện Vị Thủy đến năm 2020.. - Các điều kiện ràng buộc về chỉ tiêu quy hoạch phát triển kiểu sử dụng đất đai như sau:. - LUT 4: x 421 + x 422 + x 423 + x LUT 5: x 511 + x 522 + x 523 + x 535 + x LUT 6: x 621 + x 623 + x 634 + x Tổng hợp các phương án tối ưu lựa chọn các kiểu sử dụng đất đai. - Bảng 6: Tổng hợp các phương án lựa chọn các kiểu sử dụng đất đai. - Phương án. - lao động. - Hàm thích nghi đất đai (ha). - trọng tác động vào các phương án trong định hướng quy hoạch kế hoạch sử dụng đất nông nghiệp huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang là về yếu tố kinh tế (lợi nhuận) và về xã hội (lao động) đã tác động đến 12 phương án. - Trong thực tế các yếu tố này xác định hiệu quả kinh tế do cơ cấu sử dụng đất mang lại trên một diện tích đất trong các điều kiện hạn chế về diện tích thích nghi, yêu cầu lao. - Ngoài ra, qua kết quả điều tra khảo sát khi lựa chọn một kiểu sử dụng đất để canh tác nông dân quan tâm nhất đến là lợi nhuận mà kiểu sử dụng đó đem lại. - 3.5 Đề xuất phương án tối ưu định hướng quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp cho huyện Vị Thủy. - Kết quả các kiểu sử dụng đất được bố trí như sau:. - Kết quả của phương pháp toán tối ưu đưa ra mang tính kinh tế vì thực tế nó xác định kiểu sử dụng đất sao cho hiệu quả về lợi nhuận trên tổng diện tích đất là lớn nhất trong điều kiện hạn chế về các yếu tố đầu vào như diện tích thích nghi, chỉ tiêu phát triển của địa phương, yêu cầu lao động, chi phí sản xuất như giống, phân bón,… từ đó nâng cao lợi nhuận sản xuất.. - Kết quả phương án tối ưu đã sử dụng hết tổng diện tích đất nông nghiệp của huyện 21.185, 2 ha.. - Trong 6 kiểu sử dụng đất có các kiểu sử dụng đất lúa 3 vụ, lúa 2 vụ, 2 lúa màu phù hợp với quy hoạch của huyện đề ra, Chuyên màu với diện tích 1.952,32 ha và cây ăn trái với diện tích 3.080,38 là 2 kiểu sử dụng đất có diện tích lớn hơn với kế hoạch do đây là kiểu sử dụng đất có tổng lợi nhuận cao nhất. - Phương án tối ưu số 8 tận dụng lao động sẵn có của địa phương, sử dụng ít lao động hơn so với thực tế nhưng lại đạt hiệu quả kinh tế cao với diện tích đất nông nghiệp lớn hơn diện tích hiện tại, khi sử dụng phương án tối ưu sẽ không có vấn đề về thiếu hụt lao động. - Phương án tối ưu với bộ trọng số 0,2 nhằm cân bằng cho các mục tiêu tối ưu hóa (lợi nhuận, yêu cầu lao động, hiệu quả đồng vốn, thích hợp đất đai, môi trường), cùng các ràng buộc về diện tích thích nghi và chỉ tiêu phát triển của địa phương, được lựa chọn là phương án tối ưu phù hợp với điều kiện của huyện Vị Thủy và mục tiêu phát triển bền vững để làm cơ sở hiệu quả cho quy hoạch sử dụng đất.. - Kết quả của phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu trong xác định phương án bố trí kiểu sử dụng đất được xem là một tham khảo tốt, có thể áp dụng trong định hướng quy hoạch sử dụng đất cho các địa phương với các mục tiêu phát triển khác nhau.. - Từ đó có cơ sở đề xuất phương án để việc lập phương án quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp theo hướng hiệu quả, tiết kiệm, đáp ứng yêu cầu chung của huyện.. - Bài giảng Phương pháp toán tối ưu trong quy hoạch sử dụng đất, bản dành cho cao học, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.