Đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch phát triển bền vững một số cây công nghiệp lâu năm chủ lực vùng tây nguyên

Khoa học Nông nghiệp / Các lĩnh vực khác khoa học nông nghiệp DOI: 10.31276/VJST.64(5).75-80 Đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch phát triển bền vững số công nghiệp lâu năm chủ lực vùng Tây Nguyên Nguyễn Thị Thuỷ1, Hoàng Thị Huyền Ngọc1*, Nguyễn Mạnh Hà1, 2, Nguyễn Thanh Bình1, Nguyễn Ngọc Thắng1, Nguyễn Cơng Long1, Hoàng Quốc Nam1 Viện Địa lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Học viện KH&CN, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Ngày nhận 25/8/2021; ngày chuyển phản biện 30/8/2021; ngày phản biện 29/9/2021; ngày chấp nhận đăng 4/10/2021 Tóm tắt: Tây Ngun vùng sản xuất nơng nghiệp lớn Việt Nam với nông sản chủ lực cà phê, hồ tiêu, cao su Tuy nhiên, phát triển nông nghiệp vùng phải đối mặt với nhiều thách thức từ phát triển ạt công nghiệp Đặc biệt, suy giảm nguồn tài nguyên tự nhiên (đất, nước, rừng) khai thác mức để mở rộng diện tích sản xuất gia tăng tác động tiêu cực biến đổi khí hậu (BĐKH) tác động mạnh tới sản xuất nơng nghiệp Do đó, đánh giá thích hợp đất đai nhằm rà sốt, điều chỉnh, ổn định diện tích vùng chuyên canh theo lợi tự nhiên đặc thù thích ứng với BĐKH cho cách tiếp cận khả thi để giải vấn đề Nghiên cứu thực nhằm xác định vùng đất trồng thích hợp cho nhóm cơng nghiệp chủ lực (cà phê, hồ tiêu, cao su) vùng Tây Ngun Mơ hình tích hợp ALES (Automated land evaluation system) - GIS (hệ thống thông tin địa lý) với 13 tiêu sử dụng để đánh giá thích hợp đất đai cho loại trồng khía cạnh sinh thái mơi trường Kết cho thấy, diện tích đất cấp thích hợp (S1) thích hợp (S2) cà phê vối chiếm 23,7%, cà phê chè 4,4%, hồ tiêu 29,3%, cao su 18,5% diện tích đất tự nhiên (DTĐTN) tồn vùng Kết đánh giá góp phần cung cấp sở khoa học để định hướng sử dụng đất (LUT) đến năm 2030 phục vụ quy hoạch phát triển bền vững vùng Tây Nguyên, diện tích đất trồng cà phê ổn định cịn 432.775,9 (cà phê vối 369.357,6 ha, cà phê chè 63.418,3 ha), đất trồng hồ tiêu 80.589,5 cao su 247.621,0 Từ khóa: ALES, cơng nghiệp lâu năm, đánh giá đất đai, GIS, sử dụng đất Chỉ số phân loại: 4.7 Đặt vấn đề Phát triển công nghiệp lâu năm mạnh nông nghiệp Tây Nguyên để phục vụ nhu cầu nguyên liệu cho công nghiệp chế biến xuất Trong đó, cà phê, hồ tiêu cao su công nghiệp lâu năm chủ lực có diện tích lớn vùng (952.985 ha, chiếm 66,9% diện tích lâu năm) Với diện tích đất trồng cà phê chiếm 92,3%, hồ tiêu 63,5% cao su 25,4% diện tích nước, Tây Nguyên vùng chuyên canh cà phê hồ tiêu lớn nước, vùng cao su lớn thứ hai sau Đơng Nam Bộ [1, 2] Tính 30 năm (1990-2019), diện tích đất trồng nhóm cơng nghiệp mạnh vùng tăng gấp lần (tương ứng 723.085 ha) [1, 3] Tuy nhiên, việc liên tục mở rộng diện tích đất trồng nhóm công nghiệp dẫn đến nhiều hệ lụy nghiêm trọng cho phát triển nông nghiệp bền vững Tây Nguyên như: gia tăng tình trạng chuyển đổi xâm lấn đất rừng trái phép để mở rộng diện tích canh tác, gia tăng q trình thối hố đất (xói mịn, rửa trơi, suy giảm độ phì ) trồng vùng đất khơng thích hợp (N), suy giảm nguồn nước mặt ngầm… [3-6] Đồng thời, năm gần đây, BĐKH làm cho khí hậu Tây Nguyên diễn biến ngày phức tạp gây nhiều tác động bất lợi sản xuất nông nghiệp như: quy luật phân bố mưa bị thay đổi, thiên tai, đặc biệt hạn hán xảy ngày thường xuyên, nghiêm trọng quy mô cường độ [7] Thực tiễn cho thấy, giải pháp hàng đầu để phát triển bền vững nhóm cơng nghiệp (cà phê, hồ tiêu, cao su) vùng cần nhanh chóng rà sốt, điều chỉnh quy hoạch LUT * sản xuất nhóm trồng theo hướng phân bố vùng sản xuất nơng nghiệp với lợi đặc thù (đất, nước, khí hậu), nguyên tắc khai thác hiệu quả, bền vững lợi thích ứng với BĐKH Đánh giá đất đai phần cốt lõi, cung cấp sở khoa học cho việc lập quy hoạch LUT [8, 9] Hiện nay, khung hướng dẫn đánh giá đất đai FAO vận dụng chấp nhận phương pháp tốt để đánh giá đất đai Việt Nam nhiều quốc gia khác giới [10-12] Về mặt kỹ thuật, có nhiều phần mềm sử dụng để đánh giá mức độ thích hợp đất đai loại LUT dựa khung hướng dẫn Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO) [12, 13] Trong đó, ALES phần mềm sử dụng rộng rãi toàn giới Việt Nam [14] Do ALES xử lý liệu thuộc tính nên thường tích hợp với GIS để thực phân tích khơng gian biểu diễn đồ trình đánh giá đất đai [10, 11, 13] Bài báo mô tả việc đánh giá mức độ thích hợp hợp đất đai đề xuất định hướng LUT phục vụ quy hoạch phát triển bền vững cho nhóm cơng nghiệp lâu năm chủ lực cà phê, hồ tiêu cao su vùng Tây Ngun mơ hình tích hợp ALES-GIS Cơ sở liệu phương pháp nghiên cứu Cơ sở liệu Bộ liệu để đánh giá đất đai bao gồm liệu không gian địa lý thông tin mơ tả Tổng cộng có nhóm đặc điểm đất đai (LC) chất lượng đất đai (LQ) chọn làm lớp đầu vào cho Tác giả liên hệ: Email: ngoc.hoanghuyen@gmail.com 64(5) 5.2022 75 Khoa học Nông nghiệp / Các lĩnh vực khác khoa học nông nghiệp Land suitability evaluation for sustainable development planning major perennial industrial crops in the Central Highlands Thi Thuy Nguyen1, Thi Huyen Ngoc Hoang1*, Manh Ha Nguyen1, 2,Thanh Binh Nguyen1, Ngoc Thang Nguyen1, Cong Long Nguyen1, Quoc Nam Hoang1 Institute of Geography, VAST Graduate University of Science and Technology, VAST Received 25 August 2021; accepted October 2021 Abstract: The Central Highlands is a major agricultural production region of Vietnam with essential agricultural products such as coffee, pepper, and rubber However, the agricultural development of the region is currently facing many challenges from the massive development of these industrial crops The cause is the decline of natural resources (land, water, forest) due to overexploitation to expand production area and the increase in negative impacts of climate change on agricultural cultivation Therefore, land suitability assessment to monitor, adjust and stabilize the specialized farming areas according to specific natural advantages and adapt to climate change is considered as a feasible approach to solve these problems This study was carried out to identify suitable planting areas for essential industrial crops (coffee, pepper, rubber) in the Central Highlands ALES-GIS integrated model with 13 criteria was used to assess the suitability of land for crops in terms of ecology and environment The study results showed that the very suitable area (S1) and moderately suitable area (S2) of coffea robusta accounted for 23.7%, coffea arabica accounted for 4.4%, pepper accounted for 29.3%, rubber accounted for 18.5% of the whole region land area The assessment results have contributed to providing a scientific basis for orienting land use to 2030 for sustainable development in the Central Highlands, in which the coffee area is 432,775.9 (369,357.6 for coffea robusta and 63,418.2 for coffea arabica), pepper cultivation is 80,589.5 ha, and rubber plantation is 247,621.0 Keywords: ALES, GIS, land evaluation, land use, perennial industrial crop Classification number: 4.7 64(5) 5.2022 trình xác định mức độ thích hợp đất đai cà phê vối, cà phê chè, hồ tiêu cao su vùng Tây Nguyên sau: Dữ liệu đất: thông số loại đất, độ dày tầng đất thành phần giới chiết tách từ đồ đất vùng Tây Nguyên tỷ lệ 1/250.000 theo hệ thống phân loại phát sinh đất Việt Nam năm 2005 Dữ liệu địa hình: thơng số độ dốc độ cao tuyệt đối chiết tách từ mơ hình số độ cao ASTER, độ phân giải 30 m Dữ liệu khí hậu: thơng số nhiệt độ (trung bình năm, cao trung bình năm), lượng mưa (trung bình năm, trung bình thời kỳ phân hố mầm hoa - tháng 2) số tháng hạn xác lập Phịng Địa lý Khí hậu - Viện Địa lý năm 2019 dựa chuỗi số liệu quan trắc 16 trạm khí tượng thuộc khu vực Tây Nguyên 20 trạm lân cận Tây Nguyên; số liệu mưa 30 trạm thuỷ văn đo mưa thuộc khu vực Tây Nguyên thời gian 40 năm (1980-2019) Dữ liệu thuỷ văn chế độ nước: thông số nguy ngập lụt chiết tách từ đồ nguy ngập lụt mưa lũ vùng Tây Nguyên tỷ lệ 1/250.000; thông số chế độ tưới thành lập từ đồ mạng lưới thuỷ văn địa chất thuỷ văn vùng Tây Nguyên tỷ lệ 1/250.000 [6] Dữ liệu môi trường: thông số mức độ xói mịn đất tính tốn từ liệu đầu vào đến năm 2019, dựa đồ xói mịn đất vùng Tây Ngun tỷ lệ 1/250.000 thành lập theo phương trình đất phổ dụng (USLE) Wischmeier Smith (2015) [5] Các lớp đồ số cập nhập giá trị phương trình tính tốn xói mịn gồm R, LS, C P Ngoài ra, nghiên cứu sử dụng trạng đất trồng cà phê, hồ tiêu cao su đồ LUT sản xuất nông nghiệp vùng Tây Nguyên tỷ lệ 1/250.000 (được thành lập từ ảnh vệ tinh Landsat OLI năm 2019) Phương pháp Nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh giá đất đai theo hướng dẫn FAO tảng phần mềm ALES GIS, nhiên giới hạn đánh giá thích hợp khía cạnh sinh thái nơng nghiệp môi trường Phần mềm ALES sử dụng phiên 4.65 cài đặt chạy Window (32 bit), phần mềm GIS Mapinfo 12.0 ArcGIS 10.2 Các bước tiến hành thể hình Hình Quy trình đánh giá đất đai nhóm cơng nghiệp lâu năm vùng Tây Ngun Ghi chú: LUTs: loại sử dụng đất đai; TPCG: thành phần giới; LUR: yêu cầu sử dụng đất đai; LMU: đồ đơn vị đất đai; LCs: đặc điểm đất đai; LQs: chất lượng đất đai 76 Khoa học Nông nghiệp / Các lĩnh vực khác khoa học nông nghiệp Bước 1: xác định vùng đánh giá LUT, thu thập sở liệu GIS LC LQ, gồm liệu đất, địa hình, khí hậu, thuỷ văn, chế độ nước mơi trường Bảng Chỉ tiêu đánh giá thích hợp đất đai cà phê vối, cà phê chè, hồ tiêu cao su vùng Tây Nguyên Mức độ thích hợp/hạn chế LUTs Bước 2: xác định yêu cầu LUR LUTs Bước 3: phân cấp xây dựng lớp đồ thuộc tính đất đai LCs LQs (loại đất, tầng dày, thành phần giới, độ dốc, lượng mưa, xói mịn đất…) Chồng xếp lớp đồ thuộc tính để xây dựng LMU Cây cà phê vối Bước 5: nhập liệu LMUs giá trị LCs, LQs từ xBase vào ALES ALES tính tốn thích hợp cho LMU Kết hiển thị dạng lớp thích hợp Cây cà phê chè Kết bàn luận Các tiêu đánh giá mức độ thích hợp đất đai lựa chọn phân cấp dựa yêu cầu sinh thái loại trồng Các yêu cầu xác định theo tài liệu Sys cs (1993) [15], cập nhật từ kết nghiên cứu có liên quan [3, 11, 16], điều chỉnh phù hợp với điều kiện tự nhiên tác động BĐKH đến sản xuất nông nghiệp (lượng mưa, nhiệt độ, ngập lụt khô hạn) giai đoạn 1980-2019 khu vực nghiên cứu Tổng hợp 13 tiêu thuộc tiêu chí phân cấp cho đánh giá thích hợp đất đai cà phê vối, cà phê chè, hồ tiêu cao su vùng Tây Nguyên (bảng 1) Trong đó: tiêu chí đất (loại đất, tầng dày đất, thành phần giới) lựa chọn để đánh giá phù hợp khả sinh trưởng, khả giữ cung cấp khơng khí, nước chất dinh dưỡng đất Tiêu chí địa hình (độ dốc, độ cao tuyệt đối) đánh giá phù hợp khả tiếp cận địa hình, khả quản lý mức độ phát triển cơng trình sở hạ tầng nơng nghiệp 64(5) 5.2022 Thích hợp (S2) Ít thích hợp (S3) Khơng thích hợp (N) Loại đất Fk, Fu Độ dày tầng đất (cm) Thành phần giới Địa hình Độ dốc (o) Độ cao tuyệt đối (m) Khí hậu Lượng mưa TBN (mm) Lượng mưa trung bình thời kỳ phân hóa mầm hố (mm) Nhiệt độ cao TBN (oC) Nhiệt độ TBN (oC) Số tháng hạn Thuỷ văn chế độ nước Điều kiện tưới Nguy ngập lụt Mơi trường Mức độ xói mòn đất Đất >100 c, d Ru, Rk, Fd, Fs, Fe, Fq, Fp, X, Xa b Pbc, Pc, Pf, Py, B, Ba, Fa 50-100 - D, J, Xk, Fl, Pg, A, E, Hk, Hs, Ha 1.200 >1.600-2.400 1.200-1.600, >2.400 - 60 - - >26 >22 2.400 0-60 >60 - - 22-28 16-22 5-6 >32, 26 - I2 F2 I1 - - I3 F1 E1 E2 E3 E4 Pbc, Pc, Pf, Py, B, Ba, Fa 100 c, d X, Xa, Fd, Fs, Fe, Fq, Fp 50-100 b 0-8 25 >1.200 >1.600 >22 1.600 1.200-1.600 - 22 20-22 18-20 26 24-26 22-24