Đánh giá biến động sử dụng đất tỉnh bắc giang giai đoạn 2005 2010 và đề xuất sử dụng hợp lí

Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan M U Lí chọn đề tài Hiện sự phát triển kinh tế đôi với việc khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên Trong quá trình sống của mình, người đã không ngừng tác động vào tự nhiên, khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên làm cho nhiều nguồn tài nguyên bị suy thoái, cạn kiệt khó có thể phục hồi, đặc biệt là tài nguyên đất ở các tỉnh miền núi Đất là tài nguyên vô cùng quý giá, vừa là địa bàn cư trú của dân cư, các sở kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng, vừa là tư liệu sản xuất không gì thay thế được cũng là nguồn tài nguyên hữu hạn đó việc nghiên cứu, khai thác và sử dụng hợp lí, hiệu quả là nhiệm vụ cấp thiết đặt cho mỗi quốc gia cũng mỗi địa phương Sự suy giảm tài nguyên đất là sự gia tăng dân số, đô thị hóa, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở mỗi địa phương, sự khai thác chưa hợp lí của người Việc phát triển bền vững nguồn tài nguyên này trở thành vấn đề cấp bách và có giá trị thực tiễn cao Do đó cần phải có những chính sách, biện pháp quản lí, quy hoạch đất hợp lí Hiện nay, các địa phương đã tiến hành điều tra hiện trạng và có các báo cáo về hiện trạng và biến động đất Tuy nhiên, các dữ liệu và số liệu này còn phân tán, thiếu hệ thống và chưa đủ tin cậy Để việc theo dõi được thuận lợi và dự báo đúng tương lai, đưa các biện pháp phát triển phù hợp cần có phương pháp, phương tiện hiện đại hay một sở dữ liệu đầy đủ, chính xác, khoa học và cập nhật Việc ứng dụng khoa học công nghệ vào Địa lí đánh giá sự thay đổi của các thành phần tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên là một phần rất quan trọng và cần thiết Đặc biệt công nghệ hệ thông tin địa lí đã được ứng dụng việc đánh giá, quản lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên Đây là một sở dữ liệu đầy đủ, khoa học, chính xác cập nhật thuận lợi cho việc theo dõi, quản lí, phân tích quá trình dự báo tương lai và đưa các biện pháp phù hợp để phát triển bền vững nguồn tài nguyên đất Hệ thống thông tin địa lí (Geographic Information System - GIS) thuộc hệ thống công nghệ thông tin sử dụng cho việc quản lí dữ liệu gắn với Líp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan cac yờu tụ ia li va bản đồ với các chức chính là tích hợp và phân tích thông tin sâu, giải quyết nhiều vấn đề tổng hợp GIS có thể tổ chức sắp xếp các dữ liệu địa lí thành một sở dữ liệu hoàn chỉnh, có thể xử lí tự động máy tính Hệ thống này cho phép nhập, lưu trữ, cập nhật khối lượng thông tin lớn, đa dạng đồng thời có thể xử lí, phân tích nhằm phát hiện các mối tương quan giữa các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu và phát hiện những quy luật của chúng Từ đó, GIS có thể đánh giá quá trình, dự báo khả xảy và đưa các giải pháp mới thông qua các chức thu thập thông tin, phân tích, tổng hợp GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi các lĩnh vực kinh tế – xã hội và hoạt động quản lí môi trường Trong thời gian đầu, GIS được ứng dụng các phần mềm đo đạc và vẽ bản đồ kĩ thuật số GIS kết hợp các nguồn, các phương pháp phân tích sở dữ liệu khác và tạo sản phẩm, giá trị hiểu biết mới về đối tượng nghiên cứu, quản lí Trong lĩnh vực quản lí, đánh giá biến động nguồn tài nguyên đất thì công nghệ GIS có ý nghĩa thiết thực và hiệu quả cao Bắc Giang là một tỉnh trung du và miền núi thuộc phía Đông Bắc nước ta với diện tích tự nhiên là 382.785 đó tiềm đất của tỉnh khá lớn đứng trước nhiều sức ép: tốc độ gia tăng dân số và tốc độ tăng trưởng kinh tế…đã đặt vấn đề khai thác và cần có những giải pháp sử dụng nguồn tài nguyên đất hợp lí Việc đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất là giải pháp tiền đề vô cùng quan trọng giúp tỉnh Bắc Giang quy hoạch, quản lí sử dung hợp lí nguồn tài nguyên này, trì hệ sinh thái bền vững và phát triển kinh tế – xã hội của tỉnh Do đó cần thiết phải có hệ thống dữ liệu nhằm theo dõi quản lí và khai thác tài nguyên đất theo đúng mục đích sử dụng và cảnh báo kịp thời về tình trạng suy thoái đất để có những biện pháp canh tác, bảo vệ và phát triển nguồn tài nguyên này Với những lí trên, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Đánh giá biến động động hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005 – 2010 bằng công nghệ GIS”, đề tài mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan Mc đích - nhiệm vụ - giới hạn nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu - Xác định sở khoa học và công nghệ GIS đánh giá biến động đất đai phục vụ quy hoạch sử dụng đất tỉnh Bắc Giang - Trên sở phân tích thực trạng sử dụng đất, đề tài thực hiện nhằm mục đích đánh giá biến động nguồn tài nguyên này tại tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005 – 2010 bằng công nghệ GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất và đưa những giải pháp sử dụng hợp lí theo hướng phát triển bền vững 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Luận văn nhằm giải quyết những nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu sở khoa học và công nghệ của việc ứng dụng GIS để đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất nhằm mục tiêu sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên này - Xác định những quy trình xây dựng công nghệ GIS đánh giá biến động đất đai sử dụng đất tỉnh Bắc Giang - Phân tích tình hình sử dụng đất tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005 -2010 - Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005 -2010 - Đề xuất giải pháp sử dụng đất hợp lí bền vững 2.3.Giới hạn nghiên cứu - Về phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu phạm vi tỉnh Bắc Giang thời gian từ năm 2005 đến năm 2010 - Về nội dung nghiên cứu: Đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất qua các thời điểm 2005, 2010 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 3.1 Phương pháp luận 3.1.1 Quan điểm hệ thống cấu trúc Hệ thống là một tập hợp các phần tử, có liên hệ với theo cách để đạt đến mục đích chung Quan điểm hệ thống chỉ đạo phương pháp nhận thức đối tượng nghiên cứu và phương pháp phân tích hệ thống Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan Quan iờm này cho phép phân tích – tổng hợp và xác định các mối quan hệ hữu hoạt động sử dụng tài nguyên và phát triển KT – XH tỉnh Bắc Giang Đồng thời được vận dụng nghiên cứu các hệ thống tự nhiên và KT – XH để phân loại các loại đất, làm sở cho việc đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất Quan điểm hệ thống giúp chúng ta hiểu và phân tích một cách chính xác và khách quan các đối tượng nghiên cứu đánh giá biến động đất và khai thác lãnh thổ 3.1.2 Quan điểm tổng hợp Tính tổng hợp và hệ thống đã trở thành những tiêu chuẩn khoa học không thể thiếu để đánh giá giá trị các công trình nghiên cứu Địa lí, tài nguyên và môi trường Khi xem xét, phân tích một đối tượng phải đặt chúng mối quan hệ biện chứng giữa các thành phần cấu trúc của mỗi lãnh thổ cụ thể Quan điểm này là sở để đánh giá tổng hợp những biến động về hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bắc Giang và dự báo khả biến động hiện trạng sử dụng đất 3.1.3 Quan điểm lãnh thổ Là quan điểm đặc thù của Địa lí học có ý nghĩa thực tế to lớn nghiên cứu quy hoạch sử dụng đất Bất cứ một đối tượng địa lí nào cũng đều gắn với một không gian lãnh thổ nhất định, tại đó có sự phân hóa và thống nhất nội tại, đồng thời cũng có mối quan hệ về mặt lãnh thổ với các vùng xung quanh GIS là công cụ là phương tiện để tiếp cận không gian và xác định các mối quan hệ, liên kết các yếu tố chuyên đề một lãnh thổ nghiên cứu Quan điểm này vận dụng để xem xét sự phân hóa đa dạng và phong phú của lãnh thổ Bắc Giang thể hiện qua các loại hình sử dụng đất Đồng thời để xem xét những thay đổi về mọi mặt tự nhiên, KT – XH của lãnh thổ Bắc Giang 3.1.4 Quan điểm phát triển bền vững Quan điểm này thể hiện việc chia sẻ quyền lợi và nghĩa vụ việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên giữa hiện tại và thế hệ tng lai Lam c s Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan a cac chi tiờu xõy dựng các bản đồ của luận văn, đánh giá biến động và phân loại đất đai hướng tới phát triển hài hòa giữa các mục tiêu kinh tế xã hội và môi trường của tỉnh Bắc Giang 3.1.5.Quan điểm thực tiễn Thực tiễn là sở nghiên cứu của đề tài và kết quả nghiên cứu lại được áp dụng vào thực tiễn Quan điểm này được áp dụng đề tài để đánh giá biến động đất bằng công nghệ GIS và xây dựng các mô hình chồng xếp bản đồ biến động đất Những vấn đề của đề tài gắn liền với thực tiễn địa phương 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1.Phương pháp nghiên cứu phòng  Phương pháp thu thập, xử lí và phân tích số liệu Trong thu thập, phân tích và xử lí số liệu, tác giả đã sử dụng các phương pháp cụ thể như: phương pháp tổng hợp, phân tích, phương pháp phân lọai và hệ thống hóa Các số liệu thống kê các quan điều tra và thống kê tỉnh Bắc Giang thực hiện đảm bảo độ tin cậy và tư cách pháp lí Các tài liệu bản đồ liên quan đến nội dung luận văn được thu thập với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn, Sở Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn Bắc Giang, Cục thống kê tỉnh Bắc Giang Một số công trình nghiên cứu, báo cáo kết quả của những đề tài đã được thực hiện tỉnh cũng được thu thập và sử dụng luận văn  Phương pháp ứng dụng GIS Là phương pháp chủ đạo của toàn luận văn Phương pháp này được trình bày rõ chương I: “Cơ sở khoa học và công nghệ của ứng dụng GIS để đánh giá biến động đất tỉnh Bắc Giang” Phương pháp này cho phép kết nối các dữ liệu với các kết quả xử lí của những phương pháp khác  Phương pháp phân tích chồng ghép bản đồ Phương pháp này cho phép xác định đặc tính không gian, đặc tính lãnh thổ của các dữ liệu địa lí hệ thống sở dữ liệu thông qua tọa độ địa lí, quy luật phân bố và mối quan hệ tương hỗ giữa chúng Trong phương pháp Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan tac giả có sử dụng các phần mềm ứng dụng như: Mapinfo, ArcGIS để thành lập, chồng ghép bản đồ 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa Là phương pháp truyền thống của địa lí học, kết quả nghiên cứu thực địa là sở quan trọng việc xác định các loại hình sử dụng đất Phương pháp khảo sát thực địa nhằm thu thập, bổ sung tư liệu, kiểm chứng kết quả nghiên cứu Lịch sử nghiên cứu vấn đề Đánh giá đất đai là khái niệm được sử dụng phổ biến các công trình nghiên cứu đánh giá phục vụ mục đích sử dụng đất Theo Stewat (1968), đánh giá đất đai là “sự đánh giá khả thích nghi của đất đai cho việc sử dụng của người vào nông nghiệp, lâm nghiệp, quan hệ sử dụng đất… và đánh giá nhằm mục tiêu cung cấp những thông tin về sự thuận lợi và khó khăn cho việc sử dụng đất đai” Hiện thế giới, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển việc xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất và theo dõi biến động hiện trạng sử dụng đất được tiến hành thường xuyên sở sử dụng các tư liệu viễn thám cùng với các phần mềm xử lí số chuyên dụng Ví dụ ở Mỹ người ta sử dụng phương pháp xử lí ảnh số để thường xuyên cập nhật các thông tin về hiện trạng sử dụng đất quản lí đất đai, nghiên cứu biến động rừng và có thể để dự báo tình trạng sâu bệnh đối với các loại trồng nông nghiệp Ở Việt Nam, thập niên 80 trở lại việc đánh giá biến động đất bằng công nghệ GIS đã được chú ý nhiều Đặc biệt với sự phát triển của khoa học công nghệ, công nghệ vi điện tử và công nghệ sản xuất máy tính cá nhân phát triển mạnh là điều kiện thuận lợi để thúc đẩy công nghệ GIS trở thành một công nghệ có giá trị nghiên cứu, quản lí và quy hoạch đất Đây là thời kì bùng nổ ứng dụng của hệ thông tin địa lí, công nghệ GIS đã lan truyền nhanh chóng đến những nước phát triển và ngày càng được ứng dụng mạnh mẽ lĩnh vực địa lí và bản đồ Công nghệ GIS và kĩ thuật viễn thám là những công cụ hữu hiệu cho phép thu thập, quan li, phõn tich va Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan hiờn thi d liờu co liờn quan đến việc quản lí và khai thác lãnh thổ Từ 1995 trở lại công nghệ GIS đã được áp dụng thành công lĩnh vực đánh giá đất và quy hoạch sử dụng thể hiện qua các công trình nghiên cứu sau: - Công trình “ Ứng dụng kĩ thuật tin học - GIS điều tra quy hoạch và quản lí rừng Việt Nam” của tác giả Lại Huy Phương, năm 1995 Đề tài đã hình thành một công nghệ, quy trình ứng dụng tin học - GIS để xử lí thông tin, bản đồ máy tính, phục vụ các yêu cầu phân tích nghiên cứu công tác điều tra, quy hoạch và quản lí rừng nước ta - Nguyễn Văn Nhân và Võ Thị Bé, năm 1995 đã thực hiện đề tài “Sử dụng kĩ thuật GIS đánh giá tài nguyên đất tỉnh Đăk Lăk” - Tác giả Hoàng Đan và nnk, năm 1997 đã tiến hành đánh giá tài nguyên đất vùng trung du miền núi phía Bắc bằng kĩ thuật viễn thám và hệ thông tin địa lí - Năm 2000, tác giả Nguyễn Thị Cẩm Vân đã thực hiện đề tài “Xây dựng sở dữ liệu hệ thông tin địa lí phục vụ quản lí và sử dụng đất đai cho tỉnh - Lấy ví dụ tỉnh Thái Nguyên” - “ Ứng dụng công nghệ GIS và hệ thống đánh giá đất tự động, đánh giá khả thích nghi đất đai tự nhiên cho đất lúa tỉnh Sóc Trăng- đồng bằng sông Cửu Long” của tác giả Võ Thị Bé, năm 2000 - Năm 2002, tác giả Lê Thị Ngọc Khanh đã tiến hành đánh giá tổng hợp môi trường tự nhiên phục vụ quy hoạch sử dụng đất nông, lâm nghiệp tỉnh Lai Châu Bằng công nghệ GIS tác giả đã đề xuất một sơ đồ quy hoạch sử dụng đất nông lâm nghiệp và các giải pháp nhằm sử dụng hợp lí sở nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất kết hợp với đánh giá kết quả tổng hợp môi trường tự nhiên Qua cho thấy các công trình nghiên cứu đánh giá biến động đất cả nước đã ứng dụng công nghệ GIS Phần lớn các đề tài đã tiến hành điều tra, đánh giá đất đai, phân tích hệ thống sử dụng đất và các tác động ảnh hưởng đến kinh tế xã hội, môi trường, đã đề xuất các giải pháp nhằm sử dụng hợp lí và có hiệu qua Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan Trờn lãnh thổ Bắc Giang có các công trình được nghiên cứu sau: Đề tài xây dựng lâm phận phòng hộ quốc gia và bổ sung các dự án, chương trình 327 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tháng 61999 Trong đó đã xây dựng được bản đồ lâm phận phòng hộ của tỉnh Bắc Giang Xác định được diện tích phòng hộ xung yếu, diện tích đất lâm nghiệp sản xuất Đây là sở thiết thực phục vụ cho mục đích quy hoạch sử dụng và bảo vệ đất của tỉnh Bắc Giang Dự án quy hoạch loại rừng và sử dụng đất trống đồi núi trọc tỉnh Bắc Giang thời kì 2003 - 2010: Đây là dự án của Sở NN và PTNT tỉnh Bắc Giang phối hợp với ban điều hành dự án trồng mới triệu rừng tỉnh Bắc Giang và Viện Điều Tra Quy hoạch rừng, Bộ NN và PTNN thực hiện Mục tiêu của dự án là quy hoạch bảo vệ diện tích rừng hiện có, trồng rừng và làm giàu rừng, khoanh nuôi phục hồi rừng để độ che phủ của rừng từ 37,7% năm 2001 lên 43,1% diện tích tự nhiên vào năm 2010 Đề tài: “Xây dựng bản đồ dạng đất và đề xuất tập đoàn trồng đất trống đồi núi trọc tỉnh Bắc Giang” Đề tài đã được thực hiện bởi Sở NN và PTNT tỉnh Bắc Giang Trong đó đề tài đã đánh giá các điều kiện lập địa, đánh giá suất trồng lâm nghiệp, ăn quả theo các nhóm đất, các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội có liên quan đến hiện trạng sử dụng đất Từ đó đề xuất các tập đoàn trồng thích hợp Tiếp đến là đề tài: “Xây dựng và phân tích sở dữ liệu hệ thông tin địa lí phục vụ quy hoạch sử dụng đất đồi núi tỉnh Bắc Giang” của tác giả Đỗ Văn Thanh, năm 2003 Đề tài đã đưa hệ thống sở dữ liệu để đánh giá, quy hoạch sử dụng đất và từ đó vận dụng một số mô hình phân tích sở dữ liệu vào quy hoạch sử dụng đất đồi núi tỉnh Bắc Giang Qua các công trình nghiên cứu cho thấy ở các góc độ tiếp cận khác việc quy hoạch và sử dụng đất Bắc Giang là một nhu cầu đích thực, cấp bách và được điều chỉnh định kỳ Việc đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất bằng công nghệ GIS sẽ góp phần nâng cao chất lượng quy hoạch và tạo thuận lợi cho theo dõi điều chỉnh quy hoạch và sử dụng hợp lí có hiệu quả Líp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan Do o, anh gia biến động hiện trạng sử dụng đất toàn tỉnh Bắc Giang phục vụ mục tiêu phát triển bền vững là một vấn đề mới và quan trọng mà hiện chưa có tác giả nào đề cập tới Kết quả nghiên cứu của luận văn có đóng góp nhất định về mặt lí luận và thực tiễn góp phần xây dựng chiến lược sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên đất và phát triển bền vững của tỉnh Bắc Giang Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần: mở đầu, nội dung và kết luận Phần nội dung gồm chương: Chương I: Cơ sở khoa học và công nghệ của ứng dụng GIS để đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bắc Giang Chương II: Ứng dụng công nghệ GIS để đánh giá biến động đất tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005-2010 Chương III: Đánh giá biến động sử dụng đất tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2005-2010 và đề xuất sử dụng hợp lí Trong luận văn có bản đồ, 11 bảng và 19 tai liờu tham khao Lớp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Trơng Thị Lan NễI DUNG CHNG I C S KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CỦA ỨNG DỤNG GIS ĐỂ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT TỈNH BẮC GIANG Cơ sở khoa học ứng dụng GIS đánh giá biến động sử dụng đất tỉnh Bắc Giang 1.1 Đất đai Đất đai là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất bao gồm các thành phần của môi trường vật lí và sinh học có ảnh hưởng đến việc sử dụng đất như: khí hậu bề mặt, thổ nhưỡng, địa hình, sinh vật, nước mặt, các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nguồn nước ngầm Ngoài ra, đất đai còn bao gồm trạng thái định cư của người, những công trình cải tạo đất hệ thống đê điều hay các hệ thống tưới tiêu và những kết quả hoạt động của người quá khứ và hiện tại để lại Như vậy xem xét đất đai thực chất là chúng ta xem xét một thể tổng hợp tự nhiên Theo luật đất đai của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam: “Đất đai là một những tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn tiến hành các hoạt động sản xuất, xây dựng kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng” Đất đai có những đặc trưng sau: - Đặc điểm đất đai: Là những thuộc tính của đất đai có thể đo đếm hoặc ước lượng được như: độ dốc, độ dày, kết cấu, sinh khối, khả cung cấp nước - Chất lượng đất đai là tổng hợp những đặc điểm đất đai mà các tác động riêng biệt của chúng có ảnh hưởng đến mức độ thích hợp của đất đai đối với các hình thức sử dụng đất - Đơn vị đất đai hay đơn vị bản đồ đất đai: Khi đánh giá đất đai, người ta dùng đơn vị sở là các đơn vị đất đai hay đơn vị bản đồ đất đai Thực chất chính là một diện tích đất có những đặc điểm và chất lượng riêng, được xác định bản đồ làm sở cho công tác đánh giá dựa sở kết quả điều tra tài nguyên thiên nhiên thở nhưỡng, rừng Mợt đơn vị đất đai Líp: K57A - Khoa Địa lí Trờng ĐHSP Hà Néi