Luận án tiến sĩ quản lý đất đai nghiên cứu chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất lúa trong điều kiện biến đổi khí hậu vùng đồng bằng sông cửu long

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu đƣợc trình bày luận án trung thực, khách quan chƣa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án đƣợc cám ơn, thơng tin trích dẫn luận án đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả luận án Nguyễn Hoàng Đan i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án, nhận đƣợc hƣớng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: + PGS.TS Nguyễn Khắc Thời, Học viện Nông nghiệp Việt Nam TS Nguyễn Võ Linh, Viện Nghiên cứu Quy hoạch phát triển nông nghiệp, nông thôn, ngƣời thầy hƣớng dẫn nhiệt tình, dạy, động viên tơi suốt q trình thực hoàn thành luận án + TS Nguyễn Trọng Uyên, TS Bùi Thị Ngọc Dung, TS Nguyễn Hùng Cƣờng, ThS Trần Thị Loan, ThS Hà Văn Định - Trung tâm Phát triển bền vững nông nghiệp, nông thôn; TS Nguyễn Tuấn Anh, ThS Đỗ Minh Phƣơng - Trung tâm Viễn thám Quy hoạch, Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp; TS Phùng Gia Hƣng, Đại học Nông lâm Bắc Giang, TS Trần Xuân Biên, Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội ngƣời nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực đề tài + Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, tập thể thầy cô thuộc Bộ môn Trắc địa Bản đồ, Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nơng nghiệp Việt Nam ngƣời giúp đỡ, đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án + Tập thể Lãnh đạo Nghiên cứu viên - Phân Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp miền Nam, Trung tâm Phát triển bền vững nông nghiệp, nông thôn, Trung tâm Viễn thám Quy hoạch, Viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp; Trung tâm Điều tra, đánh giá tài nguyên đất đai - Tổng cục Quản lý đất đai; Vụ Thống kê Nông lâm thủy sản, Tổng cục Thống kê; Sở Nông nghiệp PTNT tỉnh Đồng sông Cửu Long giúp đỡ thời gian thực nghiên cứu + Tập thể Lãnh đạo Công chức Vụ Kế hoạch, Bộ Nông nghiệp PTNT giúp đỡ tạo điều kiện hỗ trợ cho thời gian làm nghiên cứu sinh Học viện Nông nghiệp Việt Nam + Xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bố, mẹ, vợ, bạn bè động viên hỗ trợ suốt trình thực nghiên cứu Tác giả luận án Nguyễn Hoàng Đan ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng ix Danh mục hình xi Trích yếu luận án xii Thesis abstract xiv PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp đề tài 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lý luận thực tiễn việc sử dụng đất lúa bền vững 2.1.1 Cơ sở lý luận việc sử dụng đất lúa bền vững 2.1.2 Hiệu sử dụng đất lúa 2.1.3 Tình hình sử dụng đất canh tác lúa giới Việt Nam 12 2.2 Cơ sở lý luận thực tiễn chuyển đổi cấu sử dụng đất 17 2.2.1 Lý luận chuyển đổi cấu sử dụng đất 17 2.2.2 Thực trạng chuyển đổi cấu sử dụng đất Việt Nam 25 2.3 Cơ sở khoa học thực tiễn chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa điều kiện biến đổi khí hậu 27 2.3.1 Biến đổi khí hậu tác động biến đối khí hậu đến sử dụng đất lúa 27 2.3.2 Các nghiên cứu đánh giá tác động đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu tới sử dụng đất lúa 2.3.3 31 Kinh nghiệm chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa số nƣớc giới Việt Nam 37 iii 2.4 Một số phƣơng pháp đƣợc ứng dụng nghiên cứu chuyển đổi cấu sử dụng đất 42 2.4.1 Phƣơng pháp đánh giá đất 42 2.4.2 Phƣơng pháp kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) hệ thống đánh giá đất tự động (ALES) quản lý, sử dụng đất 44 2.4.3 Phƣơng pháp tối ƣu hóa quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp 45 2.5 Nhận xét chung định hƣớng nghiên cứu 47 2.5.1 Nhận xét chung 47 2.5.2 Phân tích, đánh giá cụ thể vấn đề khoa học cơng nghệ cịn tồn tại, hạn chế nội dung cần đặt nghiên cứu, giải PHẦN NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 50 3.1 Nội dung nghiên cứu 50 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 50 3.2.1 Phƣơng pháp điều tra, thu thập thông tin, liệu 50 3.2.2 Phƣơng pháp kế thừa 52 3.2.3 Phƣơng pháp phân tích khơng gian hệ thống thông tin địa lý (GIS) 52 3.2.4 Phƣơng pháp đánh giá hiệu sử dụng đất lúa 53 3.2.5 Phƣơng pháp đánh giá đất đai 56 3.2.6 Phƣơng pháp mơ hình tốn tối ƣu đa mục tiêu 58 3.2.7 Phƣơng pháp xây dựng phần mềm LSG 1.0 60 3.2.8 Phƣơng pháp chuyên gia 62 3.2.9 Phƣơng pháp phân tích điểm mạnh, điểm yếu, hội thách thức (SWOT) 62 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 64 4.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng Đồng sông Cửu Long 64 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 64 4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 70 4.2 Thực trạng sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long 73 4.2.1 Hiện trạng biến động sử dụng đất lúa giai đoạn 2000 - 2015 73 4.2.2 Hiệu loại hình sử dụng đất 76 4.3 Dự báo tác động biến đổi khí hậu đến sử dụng đất lúa vùng Đồng 4.3.1 sông Cửu Long 92 Lựa chọn kịch biến đổi khí hậu cho vùng nghiên cứu 92 iv 4.3.2 Dự báo ảnh hƣởng biến đổi khí hậu đến sử dụng đất lúa theo kịch biến đổi khí hậu đƣợc lựa chọn 4.4 95 Đánh giá thích hợp đất đai tƣơng lai theo kịch biến đổi khí hậu đƣợc lựa chọn 111 4.4.1 Xây dựng đồ đơn vị đất đai 111 4.4.2 Đánh giá thích hợp đất lúa 114 4.5 Đề xuất chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long theo kịch biến đổi khí hậu đƣợc lựa chọn 4.5.1 118 Căn khoa học thực tiễn, quan điểm, mục tiêu nguyên tắc đề xuất chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa 118 4.5.2 Ứng dụng mơ hình tối ƣu đa mục tiêu để đề xuất sử dụng đất lúa bền vững 119 4.5.3 Đề xuất chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long đến năm 2020 2030 132 4.6 Giải pháp chuyển đổi cấu sử dụng đất lúa 139 4.6.1 Các giải pháp kỹ thuật 140 4.6.2 Đầu tƣ phát triển thủy lợi ứng phó với biến đổi khí hậu 145 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149 5.1 Kết luận 149 5.2 Kiến nghị 150 Danh mục cơng trình cơng bố liên quan đến luận án 151 Tài liệu tham khảo 152 Phụ lục 165 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ADB Ngân hàng phát triển Châu Á (Asian Development Bank) ALES Phần mềm đánh giá phân hạng thích hợp đất đai (Automated Land Evaluation System) ANLT An ninh lƣơng thực BĐCM Bán đảo Cà Mau BĐKH Biến đổi khí hậu BĐKH-NBD Biến đổi khí hậu - nƣớc biển dâng BQ Bình qn BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng BVTV Bảo vệ thực vật DEM Mơ hình số độ cao (Digital Elevation Model) DHNTB Duyên hải Nam Trung DSSAT Phần mềm hỗ trợ định chuyển đổi công nghệ nông nghiệp (Decision Support System for AgroTechnology Transfer) DT Diện tích ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐBSH Đồng sông Hồng ĐNB Đông Nam ĐTM Đồng Tháp Mƣời ĐVĐ Đơn vị đất ĐX Đông xuân GDP Tổng thu nhập quốc nội/nội địa (Gross Domestic Product) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) HT Hè thu GTSX Giá trị sản xuất IPCC Ủy ban Liên Chính phủ Biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) IRRI Viện Nghiên cứu Lúa Quốc Tế (International Rice Research Institute) vi Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt KHCN Khoa học công nghệ KHKT Khoa học kỹ thuật KHTL Khoa học thủy lợi KTXH Kinh tế xã hội LMU Đơn vị đồ đất đai (Land Mapping Unit) LUT Loại/kiểu sử dụng đất đai (Land utilization type) MT Môi trƣờng MTQG Mục tiêu quốc gia NBD Nƣớc biển dâng NN Nông nghiệp NQ-CP Nghị – Chính phủ NTB Nam Trung NTTS Ni trồng thủy sản PGS Phó Giáo sƣ PTNT Phát triển nông thôn QC Quảng canh QĐ-TTg Quyết định Thủ tƣớng Chính phủ SL Sản lƣợng SPSS Phần mềm xử lý số liệu (Statistical Package for the Social Sciences) SRP Chuẩn mực canh tác lúa bền vững (Sustainable Rice Platform) SWOT Phƣơng pháp phân tích điểm mạnh, điểm yếu, hội thách thức (Strengths Weaknesses Opportunities Threats) TCN Tiêu chuẩn Ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TĐ Thu đông TDMN Trung du miền núi TGLX Tứ giác Long Xuyên TKNN Thiết kế nông nghiệp TNMT Tài nguyên Môi trƣờng TP Thành phố TPCG Thành phần giới vii Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt TS Tiến sỹ UNCCD NAP Văn phịng Cơng ƣớc chống sa mạc hóa (United Nations Convention to Combat Desertification National Action Programme) UNEP Chƣơng trình Mơi trƣờng Liên Hợp Quốc (United Nations Environment Programme) UNFCCC Công ƣớc Khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change) VietGAP Thực hành sản xuất nông nghiệp tốt Việt Nam (Vietnamese Good Agricultural Practices) WB Ngân hàng giới (World Bank) WMO Tổ chức Khí tƣợng Thế giới (World Meteorological Organization) viii (United DANH MỤC BẢNG Tên bảng STT Trang 2.1 Diện tích đất canh tác gieo trồng lúa giới 13 2.2 Diện tích đất canh tác gieo trồng lúa nƣớc khu vực châu Á 14 2.3 Tình hình sử dụng đất nông nghiệp đất canh tác lúa Việt Nam 15 2.4 Chuyển mục đích sử dụng đất nơng nghiệp giai đoạn 2000 - 2015 nƣớc 26 2.5 Dự báo tác động mực nƣớc biển dâng khu vực châu Á 29 3.1 Phân cấp tiêu đánh giá hiệu kinh tế sử dụng đất 55 3.2 Phân cấp tiêu đánh giá hiệu kinh tế, xã hội môi trƣờng 55 4.1 Một số tiêu bình qn năm khí hậu vùng Đồng sông Cửu Long 65 4.2 Thống kê loại đất vùng Đồng sông Cửu Long 68 4.3 Tăng trƣởng giá trị sản xuất nông nghiệp vùng Đồng sông Cửu Long 70 4.4 Cơ cấu giá trị sản xuất nông nghiệp vùng Đồng sông Cửu Long 71 4.5 Hiện trạng sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long năm 2015 73 4.6 Biến động đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long giai đoạn 2000-2015 theo loại hình sử dụng đất lúa 74 4.7 Các loại hình sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long 76 4.8 Hệ thống canh tác đất lúa phân theo vùng sinh thái đồng sơng Cửu Long 78 4.9 Các loại hình sử dụng đất lúa vùng Đồng sơng Cửu Long 79 4.10 Hiệu kinh tế loại hình sử dụng đất lúa vùng Đồng sơng Cửu Long 4.11 80 Hiệu kinh tế sử dụng đất lúa số loại đất vùng Đồng sông Cửu Long 4.12 81 Hiệu kinh tế canh tác vụ lúa/năm số loại đất vùng Đồng sông Cửu Long 4.13 82 Hiệu kinh tế canh tác lúa - màu, lúa - tôm số loại đất vùng Đồng sông Cửu Long 4.14 83 Tổng hợp đánh giá hiệu kinh tế loại hình sử dụng đất vùng Đồng sông Cửu Long 83 ix 4.15 Hiệu xã hội loại hình sử dụng đất vùng Đồng sông Cửu Long 4.16 85 Tổng hợp, phân cấp đánh giá hiệu môi trƣờng loại hình sử dụng đất 4.17 89 Tổng hợp phân cấp đánh giá hiệu kinh tế, xã hội mơi trƣờng loại hình sử dụng đất 4.18 91 Các loại hình kiểu sử dụng đất đƣợc lựa chọn để đánh giá mức độ thích hợp đất đai vùng Đồng sông Cửu Long 4.19 Diện tích đất lúa bị ngập nƣớc biển theo kịch nƣớc biển dâng 12 cm 17 cm vùng Đồng sông Cửu Long 4.20 107 Quy mô đơn vị đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long theo trạng năm 2015 kịch B2 đến năm 2020 2030 4.23 100 Diện tích đất lúa bị ảnh hƣởng (mất vụ) ngập úng nƣớc theo kịch B2 đến năm 2020 2030 4.22 96 Diện tích đất lúa bị ảnh hƣởng mặn hóa theo kịch nƣớc biển dâng 12 cm 17 cm vùng Đồng sông Cửu Long 4.21 92 113 Kết phân hạng thích hợp đất trồng lúa vùng Đồng sông Cửu Long theo trạng năm 2015 tƣơng lai theo kịch B2 đến năm 2020 2030 117 4.24 Giá trị hàm mục tiêu theo trạng năm 2015 128 4.25 Giá trị hàm mục tiêu theo kịch B2 đến năm 2020 129 4.26 Giá trị hàm mục tiêu theo kịch B2 đến năm 2030 129 4.27 Kết tính toán toán tối ƣu đa mục tiêu 132 4.28 Tổng hợp đề xuất sử dụng đất lúa vùng Đồng sông Cửu Long theo kịch B2 đến năm 2020 2030 x 134 TT Kiểu LMU LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT LUT Diện tích thích 2020 10 11 12 (ha) hợp 501 120 111 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 503,1 502 120 140 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 1224,6 503 120 215 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 4043,6 504 120 216 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 47576,8 505 120 217 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 3997,9 506 120 218 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 231,9 507 120 219 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 11469,8 508 120 220 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 804,2 509 120 262 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 2251,7 510 120 298 S3 S3 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 1705,1 511 121 47 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 58,3 512 121 48 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 401,3 513 121 120 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 3,8 514 121 210 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 600,3 515 121 238 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 512,3 516 121 239 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S2 S2 8695,0 517 122 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S1 8559,7 518 122 12 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 94,4 519 122 13 S3 S2 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 63,6 520 122 14 S3 S2 S2 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 229,4 521 122 30 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 48,1 522 122 31 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 16,6 523 122 170 S3 S2 S2 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 1006,8 524 122 188 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 1,1 525 123 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 47,4 526 123 40 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 1266,8 527 123 47 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 34,8 528 123 48 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 478,1 529 123 49 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 70,3 530 123 97 S3 S2 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 60,3 531 123 105 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 184,4 532 123 112 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 2022,0 533 123 120 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 126,2 534 123 194 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 11,3 535 123 210 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 2731,4 536 123 237 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 923,1 537 123 238 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 530,9 538 123 239 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 5257,2 539 123 240 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 33,3 540 123 298 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 S3 173,8 1.873.702 309 Phụ lục 4.55 Hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc toán tối ưu đa mục tiêu theo kịch B2 đến năm 2020 2030 Hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc toán tối ưu đa mục tiêu kịch B2 đến năm 2020 (tổng cộng 6.516 biến) - Hàm mục tiêu hiệu kinh tế max: 32150 * X001_004_01+21131 * X001_004_02+17204.3375 * X001_004_03+16800 * X001_004_04+8900 * X001_004_05+36593 * X001_004_06+30252.1 * X001_004_07+23310.6375 * X001_004_08+19790.1 * X001_004_09+16062 * X001_004_10+31322.575 * X001_004_11+46400 * X001_004_12+32150 * X001_005_01+………………………………………………… ………………… ………………………………………………………………………… +725720 * X123_298_01+16904.8 * X123_298_02+13763.47 * X123_298_03+13440 * X123_298_04+7120 * X123_298_05+29274.4 * X123_298_06+24201.68 * X123_298_07+18648.51 * X123_298_08+15832.08 * X123_298_09+12849.6 * X123_298_10+25058.06 * X123_298_11+37120 * X123_298_12; row1: X001_004_01 + X001_004_02 + X001_004_03 + X001_004_04 + X001_004_05 + X001_004_06 + X001_004_07 + X001_004_08 + X001_004_09 + X001_004_10 + X001_004_11 + X001_004_12