(LUẬN án TIẾN sĩ) nghiên cứu biến động sử dụng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh nam định bằng mô hình CLUMondo

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGHIÊN CỨU BIẾ ĐỘNG SỬ DỤ TỈ ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG VEN BIỂN M Đ NH BẰNG MƠ HÌNH CLUMONDO NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2022 luan an NGHIÊN CỨU BIẾ ĐỘNG SỬ DỤ TỈ ĐẤT NÔNG NGHI P VÙNG VEN BIỂN ĐỊNH BẰNG MƠ HÌNH CLUMONDO N 85 01 03 PGS.TS Lê T - 2022 luan an LỜ CAM ĐOA xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị ôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cám ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày… tháng… năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Thị Phương i luan an oa LỜI CẢM Ơ rong uốt th i gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án, tơi nhận ự giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo môn ệ thống hông tin Tài nguyên Môi trư ng, Khoa ài nguyên ôi trư ng, Ban Quản lý đào tạo - ọc viện ông nghiệp Việt am, chuyên gia nhà khoa học thu c l nh vực quản lý đất đai, l nh vực vi n thám ôi xin chân thành ày t l ng iết ơn âu c đến tập thể, cá nhân gô hế n ê hị iang, thầy tận tình, tận tâm, tận lực hư ng dẫn uốt ch ng đư ng nghiên cứu để tơi hồn thành luận án - an iám đốc, Ban Quản lý đào tạo, B môn Hệ thống Thông tin Tài nguyên Môi trư ng, Khoa ài nguyên ôi trư ng - Học viện Nơng nghiệp Việt am tận tình giúp đỡ tơi trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận án - ãnh đạo c i n thám quốc gia toàn thể anh chị m đồng nghiệp c i n thám quốc gia, ài nguyên ôi trư ng tỉnh Nam ịnh, huyện iao hủy, ải ậu gh a ưng giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho uốt trình thực đề tài hâu hu ThS Nguy n hị hanh ình trình thực đề tài i Khoa học ất Việt Nam, h ê gọc uyên c i n thám quốc gia h trợ chuyên môn ôi c ng xin ày t l ng iết ơn t i gia đình, ngư i thân, ạn , đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ m t, đ ng viên khuyến kh ch vượt qua kh kh n để hoàn thành luận án Hà Nội, ngày… tháng… năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Thị Phương ii luan an oa MỤC LỤC Trang L i cam đoan i L i cảm ơn ii M c l c iii Danh m c chữ viết t t vi Danh m c bảng vii Danh m c đồ thị, hình, đồ ix ên đồ thị, hình, đồ ix Trích yếu luận án xi Thesis abstract xiii Ph n Mở đ u 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 M c tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đ ng g p m i đề tài 1.5 Ý ngh a khoa học thực ti n đề tài Ph n Tổng quan tài liệu 2.1 lý luận nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp mơ hình CLUMondo 2.1.1 Tổng quan đất nông nghiệp biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp 2.1.2 t ố yếu tố ảnh hư ng đến biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp 11 2.1.3 ác phương pháp nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp 19 2.2 2.2.1 thực ti n nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất nơng nghiệp mơ hình CLUMondo 28 ác nghiên cứu gi i 28 2.2.2 Các nghiên cứu 2.3 Tóm t t tổng quan định hư ng nghiên cứu 35 Ph n 3.1 ng Việt Nam 30 hương h ngh n ứu 38 Vật liệu nghiên cứu 38 iii luan an 3.2 N i dung nghiên cứu 38 3.3 Phương pháp nghiên cứu 40 3.3.1 hương pháp điều tra thu thập số liệu 40 3.3.2 hương pháp giải đoán ảnh vi n thám phân t ch không gian 42 3.3.3 hương pháp mơ hình 3.3.4 hương pháp thống kê xử lý số liệu 51 Ph n Kết nghiên cứu thảo luận 53 4.1 ondo dự báo biến đ ng sử d ng đất 45 c điểm khu vực nghiên cứu 53 4.1.1 iều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 53 4.1.2 iều kiện kinh tế- xã h i khu vực nghiên cứu 58 4.1.3 Tình hình sử d ng quản lý sử d ng đất khu vực nghiên cứu 64 4.2 Biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 71 4.2.1 Thực trạng sử d ng đất qua n m 2005, 2010, 2015 2019 71 4.2.2 Biến đ ng sử d ng đất khu vực nghiên cứu qua giai đoạn 2005 - 2010 - 2015 - 2019 80 4.3 Các yếu tố Ảnh hư ng đến biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 94 4.3.1 Yếu tố kinh tế xã h i môi trư ng ảnh hư ng đến biến đ ng nông nghiệp 94 4.3.2 Yếu tố không gian ảnh hư ng đến biến đ ng 4.4 Dự báo xu biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh nông nghiệp 96 Nam ịnh 98 4.4.1 Thiết lập số liệu đầu vào cho mơ hình biến đ ng sử d ng đất CLUMondo 98 4.4.2 ánh giá đ xác đồ dự báo từ mơ hình CLUMondo 106 4.4.3 Các kịch phát triển KTXH quản lý đất đai vùng v n iển tỉnh Nam ịnh đến n m 2030 107 4.4.4 Kết dự áo thay đổi sử d ng đất theo kịch đến n m 2030 vùng ven biển tỉnh am ịnh 109 4.5 Giải pháp nâng cao hiệu quản lý biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh Nam ịnh 115 4.5.1 xây dựng giải pháp nâng cao hiệu quản lý biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 115 iv luan an 4.5.2 Các giải pháp nâng cao hiệu quản lý biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 121 Ph n Kết luận kiến nghị 125 5.1 Kết luận 125 5.2 Kiến nghị 127 anh ng nh ng 128 Tài liệu tham khảo 129 Ph l c 142 v luan an DANH MỤC CHỮ VI T TẮT Chữ viết tắt ABM K BTNMT CSD ghĩa ếng Việt ô hình tác tố Agent-Based Modeling, iến đổi kh hậu ài nguyên ôi trư ng hưa d ng GIS Geographic Information System, ệ thống thông tin địa lý GLOBIO3 Global biodiversity mod l, GTAP Global Trade Analysis Project , hình đa dạng inh học tồn cầu hình kinh tế toàn cầu iện trạng d ng đất IMAGE Integrated Model to Assess the Global Environment, Mơ hình tổng hợp đánh giá mơi trư ng tồn cầu hình l p phủ đất LCM Land-Cover Modeling, LUT Land Use Type, oại d ng đất MSA a ur m nt y t m naly i , phân t ch hệ thống đo lư ng NCS ghiên cứu inh NTTS uôi trồng thủy ản Q Quản lý đất đai RNM Rừng ngập m n d ng đất TB Trung bình TNDN Thu nhập doanh nghiệp XD ây dựng vi luan an DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Các yếu tố tự nhiên ản ảnh hư ng đến biến đ ng sử d ng đất/l p phủ m t đất 14 2.2 Bảng yếu tố thể chế sách 15 2.3 Các yếu tố kinh tế ản ảnh hư ng đến biến đ ng sử d ng đất/l p phủ m t đất 17 2.4 Các yếu tố xã h i ản ảnh hư ng đến biến đ ng sử d ng đất/l p phủ m t đất 18 2.5 Danh m c m t số mơ hình dự báo biến đ ng sử d ng đất/l p phủ m t đất gi i khả n ng áp d ng 26 3.1 c điểm nguồn ảnh vi n thám sử d ng luận án 38 3.2 Khung logic thực đề tài 52 4.1 ân ố trung ình huyện v n iển tỉnh am ịnh 62 4.1a iện t ch lúa n m huyện v n iển tỉnh am ịnh 62 4.1b iện t ch nuôi trồng thủy ản huyện v n iển tỉnh am ịnh 63 4.1c iện t ch rừng m i trồng huyện v n iển tỉnh am ịnh 63 4.2 Diện t ch, cấu loại đất n m 2019 66 4.3 xác phân loại ảnh and at n m 2019 76 4.4 Diện t ch đất nông nghiệp phân tích từ ảnh vệ tinh qua giai đoạn khác 78 4.5 So sánh diện t ch đất nơng nghiệp phân tích từ ảnh vệ tinh đồ trạng sử d ng đất qua giai đoạn khác 79 4.6 Ma trận biến đ ng loại đất giai đoạn 2005 - 2010 (ha) 86 4.7 Ma trận biến đ ng loại đất giai đoạn 2010 – 2015 (ha) 87 4.8 Ma trận biến đ ng loại đất giai đoạn 2015- 2019 (ha) 90 4.9 Kết đánh giá mức đ ảnh hư ng yếu tố kinh tế, xã h i môi trư ng đến biến đ ng sử d ng đất huyện 95 4.10 Yếu tố không gian phạm vi ảnh hư ng ảnh hư ng t i biến đ ng sử d ng đất 98 4.11 Các l p liệu đầu vào cho mơ hình CLUMondo 99 vii luan an 4.12 Ma trận chuyển đổi sử d ng đất 103 4.13 Hệ số hồi quy yếu tố vị trí theo loại sử d ng đất 104 4.14 Kết so sánh đồ giải đoán từ ảnh vệ tinh kết chạy mơ hình n m 2019 107 4.15 Tỷ lệ chuyển đổi theo kịch quản lý sử d ng đất cho n m 2030 (%) 108 4.16 Diện tích (ha) biến đ ng loại sử d ng đất nông nghiệp n m 2019 2030 110 4.17 Ma trận biến đ ng loại đất từ 2019-2030 theo kịch (ha) 110 4.18 Ma trận biến đ ng loại đất từ 2019-2030 theo kịch (ha) 111 viii luan an 108 Sanneke Van Asselen & Peter H Verburg (2013) Land cover change or land-use intensification: simulating land system change with a global-scale land change model Global Change Biology 19: 3648 109 Selcuk Reis (2008) Analyzing Land Use/Land Cover Changes Using Remote Sensing and GIS in Rize North-East Turkey Sensors, ISSN 1424-8220 110 Settele, Hammen & Hulme (2005) ALARM: Assessing LArge-scale environmental Risks for biodiversity with tested Methods GAIA - Ecological Perspectives on Science and Society 14(1): 69-72 111 Soares-Filho, Moutinho, Nepstad, Anderson, Rodrigues, Garcia, Dietzsch, Merry, Bowman & Hissa (2010) Role of Brazilian Amazon protected areas in climate change mitigation Proceedings of the National Academy of Sciences 107(24): 10821-10826 112 Sokchhay Heng, Sarann Ly & Chhaly Svay (2017) Application of CLUMondo model in forecasting land use changes in Stung Chrey Bak river catchment, Cambodia Conference: The CET Activity Building Capacity for Land Use Change Modeling: LUCS Network Meeting and Final Workshop, 9-10 March 2017., Thailand Truy cập từ https://www.researchgate.net/publication/315445941_Application_of_CLUMond o_model_in_forecasting_land_use_changes_in_Stung_Chrey_Bak_river_catchme nt_Cambodia ngày 10/12/2022 113 Spangenberg, Bondeau & Fronzek (2012) Scenarios for investigating risks to biodiversity Global Ecology and Biogeography 9: 125-44 114 Stott & Haines-Young (1998) Linking land cover, intensity of use and botanical diversity in an accounting framework in the UK In: Environmental accounting in theory and practice Springer 245-260 115 Tukahirwa (2002) Policies, people and land use change in Uganda, a case study in Ntugamo Lake Mburo and Sago Bay site 116 Turner, Clark, Kates, Richards, Mathews & Meyer (1990) The Earth as Transformed by Human Action Cambridge University 117 Upton (1976) Agricultural production economics and resource-use / Martin Upton Oxford University Press, London 118 Van Asselen & Verburg Peter (2013) Land cover change or land-use intensification: simulating land system change with a global-scale land change model Global Change Biology (2013) doi: 10.1111/gcb.12331 139 luan an 119 Veldkamp & Fresco (1996) CLUE: a conceptual model to study the Conversion of Land Use and its effects Ecological Modelling J 85: 253-270 120 Verburg Peter H, Eickhout Bas & Van Meijl Hans (2008) A multi-scale, multimodel approach for analyzing the future dynamics of European land use The annals of regional science 42(1): 57-77 121 Verburg, Bas Eickhout & Meijl (2008) A multi-scale, multi-model approach for analyzing the future dynamics of European land use Ann Reg Sci 42: 57-77 122 Verburg, Koomen & Pérez-Soba (2011) Simulating land use policies targeted to protect biodiversity in Europe with the CLUE-Scanner model In book: Land Use, Climate Change and Biodiversity Modeling: Perspectives and Applications (120132) Chapter: 6Publisher: IGI Global, Hershey 123 Verburg, Overmars, Huigen & Groot (2006) Analysis of the effects of land use change on protected areas in the Philippines Applied Geography 26: 153-173 124 Viglizzo, Roberto, Filippin & Pordomingo (1995) Climate variability and agroecological change in the Central Pampas of Argentina, Agriculture, Ecosystems an Enviroment 55: 7-16 125 Visconti, Pressey, Giorgini, Maiorano, Bakkenes, Boitani, Alkemade, Falcucci, Chiozza & Rondinini (2011) Future hotspots of terrestrial mammal loss Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 366(1578): 2693-2702 126 Vu Nguyen, Jean-Christophe Castellab & Verburg Peter H (2002) Mô hình hóa thay đổi sử d ng đất huyện Chợ ồn v i phương pháp E-S The Conversion of Land use and its Effects at Small regional extent 127 Wenjie Zhu, Yang Gao, Hanbing Zhang & Lulu Liu (2020) Optimization of the land use pattern in Horqin Sandy Land by using the CLUmondo model and Bayesian belief network Science of Total Environment 739 (2020) 139929 Retrieved from https://clst.cau.edu.cn/module/download/downfile.jsp?classid=0&filename=aacfaa 6ac00f467dbbb357604f8fb704.pdf on July 24, 2021 128 World Commission on Environment & Development - United Nations (1987) Report of the World Commission on Environment and Development: Our Common Future 129 Ye Bao-Ying, Huang Fang, Zhang Shu-Wen & Zhang Yang-Zhen (2001) The driving forces of land use/cover change in the upstream area of the Nenjiang River Chinese Geographical Science 11(4): 377-381 140 luan an 130 Zondag & Borsboom (2009) Driving forces of land-use change Paper prepared for the 49th ERSA conference on August 2009 in Lodz, Poland According to Geodan Next (2009) Beleidsvragen en indicatoren voor een nieuw ruimtegebruiksmodel, report prepared for NEAA Amsterdam 131 Zondag & Borsboom (2009) Driving forces of land-use change Paper prepared for the 49th ERSA conference 141 luan an PHỤ LỤC PHỤ LỤC HỆ THỐNG KHÓA GIẢ ĐO TT Loại sử d ng Ảnh g c P Â OẠI ẢNH VIỄN THÁM Đặ đ ểm Chìa khóa giải đo n àu đồng nhất, cấu ất trồng trúc mịn, thấy lúa dải àu không đồng Cây hàng nhất, cấu trúc dải n m khác hư ng gần khu vực dân cư àu không đồng nhất, cấu trúc không Cây lâu mịn n m hư ng khu vực v n đư ng, ven sông àu đồng nhất, cấu trúc mịn, tập hợp ất lâm thành vùng l n Thấy nghiệp nhiều vùng ven biển ất nuôi Màu sẫm, cấu trúc trồng khơng mịn, thủy sản thấy rõ ô àu không đồng ất làm nhất, cấu trúc không muối min, thấy rõ dải 142 luan an PHỤ LỤC MÔ HÌNH CLUMONDO MƠ PHỎNG DỰ BÁO SỬ DỤ G ĐẤT NÔNG NGHIỆP KHU VỰC VEN BIỂN TỈ AM Đ Tạo m i trường làm iệc Nhậ ản ng ất an ầu ranh giới khu ực nghiên cứu 143 luan an Khai áo iến kịch ản m h nh Thiết lậ ản ị trí m h nh 144 luan an Thiết lậ ma trận kịch ản ng ất Thiết lậ ách kh ng gian ới Vườn Quốc gia Xuân Thủy 145 luan an Phân tích hồi quy cho ối tượng ng ất n ng nghiệ Tham ố m h nh hồi quy Phương thức chuyển ổi 146 luan an a trận chuyển ổi Thiết lậ tham ố kịch ản Kết thúc m 147 luan an hỏng PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA HỘ NÔNG DÂN VÙNG VEN BIỂN TỈNH NAM ĐỊNH Mã phiếu Ngày ph ng vấn ịa (Xóm, Xã, Huyện) I Thông tin chung 1.1 Họ tên chủ h : …………………………… uổi … 13 i i tính …… nh đ học vấn :  Không học  Tiểu học  Trung học  Trung học phổ thông  ại học (cao đẳng, học nghề) 1.5 S ngườ ong g a đ nh: …………………………………… 1.6 S lao đ ng: ………………………………………………… 1.7 S người làm nơng nghiệp chính: ………1.8 S người làm nông nghiệp ph : … II THỰC TRẠNG SỬ DỤ G ĐẤT NÔNG NGHIỆP 2.1 Tổng diện í h đất nơng nghiệp h : …………… m2 2.2 Quyền sử d ng đất?  ất giao  ất thuê, mượn, đấu thầu  ất mua 2.3 Diện í h đất nơng nghiệp h g a đ nh h ện nay? oạ đấ sử ng ện í h ( ất trồng lúa ất trồng hàng n m khác ất trồng lâu n m ất lâm nghiệp ất nuôi trồng thủy ản ất làm muối ) Cơ ấ (%) 100% ất khác 148 luan an Gh h III BI Đ NG SỬ DỤ G ĐẤT hay đổi diện tích r ng đ i với vùng lân cận g a đ nh so với ? m ng Tại Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.2a Những hay đổi diện í h đất trồng lúa g a đ nh ông/bàhiện so với ? m ng Tại Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.2b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận g a đ nh không ?  Có  Khơng  Khơng biết 3.3a Những hay đổi diện í h đất trồng nă g a đ nh ông/bà so với ? m ng Tại Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.3b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận g a đ nh khơng ?  Có  Khơng  Khơng biết 3.4a Những hay đổi diện í h đất trồng y m ng Tại nă g a đ nh h ện so với ? Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.4b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận khơng ?  Có  Khơng  Khơng biết 149 luan an 3.5a Những hay đổi diện í h đất trồng y m ng Tại nă g a đ nh h ện so với ? Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.5b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận khơng ?  Có  Khơng  Khơng biết 3.6a Những hay đổi diện í h đất ni trồng thủy sản g a đ nh h ện so với ? ng Tại Giảm Tại Không thay ă đổi 2005 2010 2015 2019 3.6b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận khơng ?  Có  Khơng  Khơng biết 3.7a Những hay đổi diện í h đất làm mu i g a đ nh h ện so với ? m ng Tại Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.7b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận khơng ?  Có  Khơng  Khơng biết 8a hay đổi diện tích xây dựng g a đ nh h ện so với : m ng Tại Giảm Tại Không thay đổi 2005 2010 2015 2019 3.8b Những hay đổi có phổ biến vùng lân cận khơng ?  Có  Không  Không biết 150 luan an 3.9 Theo ý kiến ng , x hướng việ hay đổi sử d ng đất làng/thị trấn ng ? (Ví d : Chuyển đổ đất nông nghiệ h nh đất ở, chuyển đổ đất trồng lúa h nh đất nuôi trồng thủy hải sản,…) ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… IV NGUYÊN NHÂN BI Đ NG SỬ DỤ G ĐẤT 4.1 Theo ng TT yếu t ảnh hưởng tới biến đ ng sử d ng đất h g a đ nh g ? Yếu t Mứ đ ảnh Lý (*) hưởng Chính sách sử d ng đất địa phương (quy hoạch, h trợ…) Công nghệ, kỹ thuật iều kiện kinh tế Giá thị trư ng Biến đổi khí hậu Chế đ thủy v n, thủy lợi ng dân ố Ô nhi m đất, nư c Phát triển du lịch 10 Khác (*) GHI CHÚ : Mức đ ảnh hư ng từ – ; không ảnh hư ng, ảnh hư ng mạnh Khác …………………………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn gia nh ng/ ã hợp tác! 151 luan an PHỤ LỤC HÌNH ẢNH KHẢO SÁT THỰC ĐỊA 152 luan an PHỤ LỤC TỔNG HỢP K T QUẢ Đ ỀU TRA NÔNG H VEN BIỂN TỈ 153 luan an AM ĐỊNH KHU VỰC ... trạng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 2010 73 4.3c Bản đồ trạng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển tỉnh am ịnh 2015 74 4.3d Bản đồ trạng sử d ng đất nông nghiệp vùng ven biển. .. ng sử d ng đất vùng ven biển am ịnh di n mạnh đa dạng Nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất vùng ven biển tỉnh am ịnh hầu hết m i tập trung nghiên cứu phát biến đ ng l p phủ biến đ ng sử d ng đất. .. đ ng sử d ng đất nông nghiệp 11 2.1.3 ác phương pháp nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp 19 2.2 2.2.1 thực ti n nghiên cứu biến đ ng sử d ng đất nông nghiệp mơ hình CLUMondo