Đánh giá các điều kiện tự nhiên phục vụ phát triển cây cao su với sự trợ giúp của viễn thám và GIS ở huyện mường la, tỉnh sơn la

Tại Hội nghị những người sử dụng ARC/INFO một phần mềm chuyên dụng về GIS, hiện được tích hợp trong ArcGIS của hãng ESRI năm 1992, các nhà khoa học đã nhất trí rằng để bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRẦN TUẤN ANH

ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY CAO SU VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA VIỄN THÁM VÀ GIS Ở HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

TRẦN TUẤN ANH

ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY CAO SU VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA VIỄN THÁM VÀ GIS Ở HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường

Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI QUANG THÀNH

Hà Nội - 2014

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4

1.1 Khái quát về GIS 4

1.1.1 Khái niệm GIS 4

1.1.2 Các thành phần GIS 4

1.1.3 Chức năng GIS 5

1.2 Khái quát về viễn thám 5

1.2.1 Giới thiệu về viễn thám 5

1.2.2 Đặc trưng của ảnh viễn thám 6

1.2.3 Các loại ảnh viễn thám 6

1.2.4 Các cảm biến/ vệ tinh quan trắc mặt đất 7

1.2.5 Khái quát về xử lý ảnh viễn thám 8

1.3 Vai trò của công nghệ viễn thám và GIS trong phát triển nông lâm nghiệp 8

1.3.1 Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất 8

1.3.2 Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất 10

1.3.3 Ứng dụng GIS trong quản lý bảo vệ thực vật 13

1.3.4 Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng 14

1.3.5 CSDL theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp 15

1.3.6 GIS và công tác quản lý và hoạch định chính sách 15

1.4 Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước trong lĩnh vực 16

1.4.1 Trong nước 16

1.4.2 Thế giới 18

1.5 Tình hình nghiên cứu cao su trên trên thế giới và Việt Nam 18

1.5.1 Tình hình nghiên cứu cao su trên thế giới 18

1.5.2 Tình hình nghiên cứu cao su tại Việt Nam 24

1.5.3 Tình hình phát triển cao su ở vùng núi phía Bắc 28

1.5.4 Tình hình sản suất cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La 29

1.6 Cơ sở dữ liệu, các phương pháp nghiên cứu 29

1.6.1 Cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu thành lập bản đồ phát triển cao su 29

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu 30

CHƯƠNG 2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THÍCH NGHI CÂY CAO SU HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA 32

2.1 Khái quát chung về huyện Mường La 32

2.2 Điều kiện sinh thái cây cao su 34

2.2.1 Nguồn gốc 34

2.2.2 Đặc tính thực vật 35

2.2.3 Đặc điểm sinh vật học 37

2.2.4 Đặc điểm sinh thái học 38

2.2.5 Các yếu tố cần được đánh giá khi nghiên cứu khu vực trồng cây cao su 38

2.3 Phân tích các nhân tố ảnh hưởng phát triển cây cao su 38

2.3.1 Địa hình, địa mạo 38

2.3.2 Điều kiện khí hậu, thủy văn 41

2.3.3 Thổ nhưỡng 47

2.3.4 Sương muối và nhiệt độ thấp 50

2.4 Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 55

2.4.1 Tăng trưởng kinh tế 55

2.4.2 Dân số, lao động, việc làm và thu nhập 57

2.4.3 Hiện trạng sử dụng đất 58

2.5 Vai trò của cây cao su với đời sống và xã hội 61

2.6 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: 62

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS CHO ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG CÂY CAO SU 64

3.1 Hiện trạng phân bổ và phát triển cây cao su ở huyện mường la 64

3.2 Thành lập bản đồ đánh giá thich nghi của các nhân tố ảnh hưởng dến phát triển cây cao su 68

3.2.1 Đánh giá tính phù hợp của điều kiện tự nhiên huyện Mường La cho việc phát triển cây cao su 68

3.2.2 Thành lập bản đồ đánh giá thich nghi của địa hình với cây cao su 70

3.2.3 Thành lập bản đồ đánh giá thích nghi của khí hậu với cây cao su 72

3.2.4 Thành lập bản đồ đánh giá mức độ an toàn của sương muối và nhiệt độ thấp với cây cao su 76

3.2.5 Thành lập bản đồ đánh giá thích nghi của thổ nhưỡng với cây cao su 77

3.2.6 Thành lập bản đồ phân cấp thích nghi của thảm phủ thực vật với cây cao su 81

3.3 Thành lập bản đồ đánh giá thích nghi cây cao su huyện mường la, tỉnh sơn la 87

3.3.1 Xác định trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến thích nghi cây cao su 87

3.3.2 Thành lập bản đồ đánh giá thích nghi cây cao su 91

3.4 Kết quả và đề xuất giải pháp phát triển cây cao su huyện mường la, tỉnh sơn la 93

3.4.1 So sánh kết quả nghiên cứu với bức tranh thực trạng phát triển để xác lập được các vùng tiềm năng 94

3.4.2 Kết quả điều tra thực địa 96

3.4.3 Bài học kinh nghiệm từ sự phát triển cây cao su của một số nước trên thế giới đối với

quá trình phát triển cây cao su ở Việt Nam 98

3.4.4 Đề xuất giải pháp phát triển cây cao su ở huyện Mường La, tỉnh Sơn La 100

KẾT LUẬN 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

PHỤ LỤC 109

DANH MỤC HÌNH

Hình1.1 Bản đồ hành chính huyện Mường La, tỉnh Sơn La 3

Hình1.2 Mô hình công nghệ GIS 4

Hình 2.1 Vị trí địa lý của huyện Mường La 32

Hình 2.2 Bản đồ đơn vị hành chính huyện Mường La 33

Hình 2.3 Bản đồ mô hình độ cao DEM của huyện Mường La 34

Hình 2.4 Bản đồ dữ liệu độ cao địa hình huyện Mường La 39

Hình 2.5 Bản đồ dữ liệu độ dốc địa hình huyện Mường La 41

Hình 2.6 Bản đồ dữ liệu nhiệt độ trung bình năm huyện Mường La 43

Hình 2.7 Bản đồ dữ liệu lượng mưa trung bình năm huyện Mường La 44

Hình 2.8 Bản đồ dữ liệu thổ nhưỡng huyện Mường La 48

Hình 2.9 Bản đồ phân vùng an toàn sương muối và nhiệt độ thấp đối với cây cao cu huyện Mường La 50

Hình 3.1 Bản đồ hiện trạng rừng Mường La – Sơn La 64

Hình 3.2 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi cho yếu tố độ cao địa hình 71

Hình 3.3 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi cho yếu tố độ dốc địa hình 72

Hình 3.4 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi cao su theo yếu tố nhiệt độ trung bình năm 74

Hình 3.5 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi yếu tố lượng mưa trung bình năm 75

Hình 3.6 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi yếu tố sương muối 77

Hình 3.7 Bản đồ kết quả phân cấp ưu tiên lựa chọn đất trồng phát triển cao su 81

Hình 3.8 Ảnh landsat huyện Mường La độ phân giải 30m 82

Hình 3.9 Bản đồ dữ liệu thảm phủ thực vật huyện Mường La, tỉnh Sơn La 85

Hình 3.10 Bản đồ kết quả phân cấp thích nghi cao su theo thảm phủ thực vật 86

Hình 3.11 Ví dụ về ma trận so sánh cặp của 3 yếu tố i, j và k 88

Hình 3.12 Chồng lớp kiểm tra kết quả và hiệu chỉnh bản đồ đánh giá thích nghi 92

Hình 3.13 Bản đồ kết quả đánh giá thích nghi cây cao su huyện Mường La 93

Hình 3.14 Biểu đồ tỷ lệ các vùng thích nghi trong huyện 93

Hình 3.15 Hình ảnh đất rất dốc tại khu vực bản Hua Nặm, xã Nậm Păm 96

Hình 3.16 Khu vực đất tiềm năng tại khu vực Bản Ún 1, xã Mường Chùm 97

Hình 3.17 Vườn cao su Mường Bú 97

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng khuyến cáo giống cao su trồng tại Thái Lan năm 2007 19

Bảng 1.2 Khuyến cáo giống trồng tại Ấn Độ năm 2006 22

Bảng 1.3 Khuyến cáo giống trồng vùng Đông Bắc, Ấn Độ năm 2006 23

Bảng 1.4 Khuyến cáo giống tại Ấn Độ cho những trường hợp đặc biệt 23

Bảng 1.5 Cơ cấu giống cao su giai đoạn 2006 – 2010, hiệu chỉnh 2008 27

Bảng 2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và năng suất mủ của cây cao su 42

Bảng 2.2 Ảnh hưởng của gió mạnh đến cây cao su 46

Bảng 2.3 Hàm lượng N, P, K trong mủ nước ở các năng suất khác nhau 49

Bảng 2.4 Mối quan hệ giữa sương muối và không khí lạnh 51

Bảng 2.5 Mối quan hệ giữa sương muối và nhiệt độ không khí 51

Bảng 2.6 Mối quan hệ giữa sương muối với độ ẩm không khí 52

Bảng 2.7 Mối quan hệ giữa sương muối và gió 52

Bảng 2.8 Mối quan hệ giữa sương muối và mây 52

Bảng 2.9 Kịch bản xuất hiện sương muối ở khu vực Tây Bắc 53

Bảng 2.10 Ngưỡng nhiệt độ thấp gây hại cho cao su và cà phê 53

Bảng 2.11 Tần suất xuất hiện nhiệt độ tối thấp theo các ngưỡng nhiệt độ ở các đai độ cao 54 Bảng 2.12 Các đợt rét hại đối với cây cao su và cà phê theo đai độ cao 54

Bảng 2.13 Diện tích, cơ cấu đất sản xuất nông nghiệp năm 2012 ……… 59

Bảng 3.1 Diện tích trồng cao su từ năm 2007 – 2012 tại 3 xã điều tra của huyện Mường La, Sơn La 65

Bảng 3.2 Đánh giá tính phù hợp với điều kiện tự nhiên của huyện Mường La cho việc phát triển cây cao su 68

Bảng 3.3 Bảng phân cấp mức độ thích nghi độ cao địa hình huyện Mường La 70

Bảng 3.4 Phân cấp mức độ thích nghi độ dốc địa hình huyện Mường La, tỉnh Sơn La 71

Bảng 3.5 Bảng phân cấp mức độ thích nghi cây cao su theo nhiệt độ trung bình năm huyện Mường La 73

Bảng 3.6 Bảng phân cấp mức độ thích nghi cây cao su theo lượng mưa trung bình năm 75

Bảng 3.7 Bảng phân cấp an toàn sương muối và nhiệt độ thấp đối với cao cu 76

Bảng 3.8 Đặc điểm phẫu diện đất trồng cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La 78

Bảng 3.9 Đặc tính hóa học của đất trồng cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La 78

Bảng 3.10 Đặc tính hóa học của đất trồng cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La 79

Bảng 3.11 Đặc tính sinh học của đất trồng cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La 80

Bảng 3.12 Bảng phân cấp ưu tiên lựa chọn đất trồng phát triển cao su 80

Bảng 3.13 Khóa giải đoán ảnh vệ tinh huyện Mường La, tỉnh Sơn La 83

Bảng 3.14 Bảng phân cấp lựa chọn đất trồng cao su huyện Mường La 86

Bảng 3.15 Thang đánh giá mức độ so sánh 88

Bảng 3.16 Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI 89

Bảng 3.17 Bảng ma trận tương quan giữa các yếu tố thích nghi cây cao su 90

Bảng 3.18 Ma trận xác định trọng số của các yếu tố 91

Bảng 3.19 Kết quả đánh giá thích nghi cây cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La 94

Bảng 3.20 Bảng thống kê diện tích thích nghi cây cao su theo xã 95

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GIS: Geography Infomation System: Hệ thống thông tin địa lý

DEM: Digital Elevation Model: Mô hình số độ cao

CSDL: Cơ sở dữ liệu

DL: Dữ liệu

UNESCO: United Nations Educational Scientific and Cultural Organization: Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hợp quốc

GIS (Geographic Information System): Hệ thống Thông tin Địa lý

HTTTĐL: Hệ thống Thông tin Địa lý

DTđTN: Diện tích đất tự nhiên

BVTV: Bảo vệ thực vật

KTCB: Kiến thiết cơ bản

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành quá trình học tập tại trường và thực hiện luận văn này,

em xin được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, các cô trong khoa Địa lý, trường

Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ

em tận tình

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Bùi Quang Thành đã trực tiếp

giảng dạy và giúp đỡ em nhiệt tình, xin cảm ơn PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch

đã hỗ trợ và cung cấp nhiều tài liệu quý giá, luôn khuyến khích và động viên em

trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Qua đây em cũng xin cảm ơn các phòng ban, UBND huyện Mường La,

tỉnh Sơn La đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong thời gian thực địa

tại địa phương

Xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người

đã luôn bên cạnh giúp đỡ và động viên em hoàn thành luận văn này

Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Học viên

Trần Tuấn Anh

MỞ ĐẦU

Sử dụng hợp lý, có hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên đã và đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu trong chiến lược phát triển của nhiều quốc gia trên thế giới, nhất là Việt Nam, một quốc gia có 2/3 diện tích đất nông nghiệp thuộc về vùng trung

du và miền núi Việc đánh giá đất đai hết sức quan trọng trong quá trình trồng trọt, giúp cải thiện được năng suất giảm thiểu các khu vực không thích nghi Cùng với đó là

sự phát triển của công nghệ GIS sẽ giúp cho quá trình đánh giá đất diễn ra nhanh chóng hơn trên một phạm vi rộng lớn Theo kinh nghiệm truyền thống ở Việt Nam, cây cao su chỉ trồng được ở những nơi có nhiệt độ nóng ẩm, vì vậy từ trước đến nay ở nước ta, cây cao su trồng chủ yếu ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên Nhưng trên thực tế, cao su có thể trồng ở những vùng khí hậu khác, thậm chí khí hậu lạnh và vẫn cho năng suất cao Hiện nay một số tỉnh miền núi nước ta như Lào Cai, Lai Châu,… cũng đã triển khai tiến hành các dự án trồng cây cao su

Mường La là huyện miền núi của tỉnh Sơn La, cách thành phố Sơn La 42 km về phía Đông Bắc Huyện có tổng diện tích đất tự nhiên là 142.924 ha Toàn huyện có 16 đơn vị hành chính, gồm: 1 thị trấn và 15 xã, 288 bản, tiểu khu; 16.449 hộ, với 82.233 nhân khẩu, thuộc 6 dân tộc anh em cùng chung sống là: Thái, Mông, Kinh, Kháng, Khơ Mú, La Ha Mường La mang nhiều đặc điểm đặc trưng của miền núi Tây Bắc nói chung và Sơn La nói riêng Địa hình của huyện bị chia cắt mạnh, phức tạp chủ yếu là núi cao và trung bình thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam

Cách đây hơn bảy năm, trong phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của mình, đảng bộ huyện Mường La đã lựa chọn phát triển cây cao su gắn với mô hình Bản mới phát triển toàn diện Thế nhưng, ngay khi mới bén rễ, cây cao su đã không sống nổi do đợt rét đậm, rét hại năm 2010 Gần 60 ha cao su mới trồng ở Sơn La đã bị chết hoàn toàn, phải thanh lí trồng lại, hơn 380 ha khác bị ảnh hưởng nặng nề phải trồng dặm, đến nay vẫn đang phải chăm sóc với chế độ đặc biệt để theo kịp với vườn cao su cùng lứa…

Ông Cầm Văn Chính – Phó Chủ tịch UBND - Trưởng ban chỉ đạo phát triển cây cao su tỉnh Sơn La cho biết: “Hiện chính quyền và người dân góp đất trồng cao su cũng hết sức ái ngại về vấn đề năng suất, đặc biệt là khi đến nay cây cao su vẫn chưa đến tuổi cho thu hoạch mủ nên vấn đề năng suất vẫn là một ẩn số Nhưng tác giả rất hy vọng đó là cây mũi nhọn để thay đổi cuộc sống của nhân dân"

Địa bàn nghiên cứu của đề tài là một trong 62 huyện nghèo đặc biệt khó khăn của cả nước cần chuyển đổi cơ cấu cây trồng, với cây cao su là một sự lựa chọn ưu

2

tiên Việc phát triển trồng cây cao su ở huyện Mường La để đảm bảo cho chất lượng cây trồng thì cần phải nghiên cứu thật kĩ điều kiện khí hậu, thủy văn, địa hình, cũng như có những đánh giá phân hạng đất thích hợp cho việc trồng cây cao su

Từ thực tế trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu “Đánh giá các điều kiện tự nhiên phục vụ cho phát triển cây cao su với sự trợ giúp của viễn thám và GIS ở huyện Mường La, tỉnh Sơn La” nhằm góp phần khai thác tốt các tiềm năng tự nhiên phục

vụ chiến lược phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường nghiên cứu

1 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá các điều kiện tự nhiên nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc quy hoạch sử dụng đất đai trong phát triển cây cao su ở huyện Mường La, tỉnh Sơn La

- Chỉ ra những thuận lợi và khó khăn trong phát triển cây cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La

- Nghiên cứu, đề xuất các loại hình sử dụng đất đai ở địa phương theo hướng phát triển lâu bền cây cao su

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan cơ sở lý luận về đánh giá các điều kiện tự nhiên phục vụ cho quy hoạch phát triển sản xuất cây cao su

- Đánh giá thực trạng cây cao su ở khu vực Mường La, cũng như các vấn đề liên quan đến cây cao su

- Đánh giá và phân loại mức độ thích hợp tiềm năng sinh thái tự nhiên đối với cây cao su trong sản xuất nông nghiệp cho vùng đồi núi Mường La, tỉnh Sơn La

- Kiến nghị sử dụng hợp lý lãnh thổ trong sản xuất cây cao su trên quan điểm sinh thái và phát triển bền vững

3 Khu vực nghiên cứu

Mường La là một huyện miền núi phía Đông Bắc của tỉnh Sơn La, có tổng diện tích đất tự nhiên (DTđTN) 142.205 ha, là địa bàn Nhà nước quyết định đầu tư xây dựng các công trình thuỷ điện Nậm Chiến, Huổi Quảng đặc biệt là nhà máy thuỷ điện Sơn La, là địa bàn bố trí dân tái định canh, định cư khi Nhà nước xây dựng các công trình thuỷ điện Đồng thời, Mường La còn là địa bàn để phát triển mở rộng đô thị, phát triển vành đai thực phẩm phục vụ cho nhà máy thuỷ điện Sơn La

Huyện có toạ độ địa lý: 20015' – 21042' vĩ độ Bắc

103045' – 104020' kinh độ Đông

Ranh giới của huyện tiếp giáp với:

Phía Đông và phía Bắc giáp tỉnh Yên Bái

3

Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Quỳnh Nhai và huyện Thuận Châu

Phía Nam giáp huyện Mai Châu và thị xã Sơn La

Hình1.1 Bản đồ hành chính huyện Mường La, tỉnh Sơn La

 Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU

Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THÍCH NGHI CÂY CAO

SU HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA

Chương 3: ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS CHO ĐÁNH GIÁ PHÂN HẠNG CÂY CAO SU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát về GIS

1.1.1 Khái niệm GIS

Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS Đó là các

dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS được xây dựng từ các mô đun Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất GIS là một hệ thống có ứng dụng rất lớn Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực [13]

 Mô hình công nghệ

Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:

Hình1.2 Mô hình công nghệ GIS

 Các lĩnh vực khoa học liên quan đến GIS

GIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích Vì vậy có thể nói, GIS được xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra các hệ thống phục vụ mục đích cụ thể

Một hệ GIS phải đảm bảo được 6 chức năng cơ bản sau:

 Capture: thu thập dữ liệu Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản đồ giấy, ảnh chụp, bản đồ số…

 Store: lưu trữ Dữ liệu có thể được lưu dưới dạng vector hay raster 

 Query: truy vấn (tìm kiếm) Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ 

 Analyze: phân tích Đây là chức năng hộ trợ việc ra quyết định của người dùng Xác định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi 

 Display: hiển thị Hiển thị bản đồ 

 Output: xuất dữ liệu Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng: giấy in, Web, ảnh, file… 

1.2 Khái quát về Viễn thám

1.2.1 Giới thiệu về viễn thám

Định nghĩa: Viễn thám tiếng anh gọi là Remote Sending được hiểu như một khoa học, nghệ thuật thu nhận thông tin về đối tượng, khu vực hay hiện tượng trên bề mặt Trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng Công việc này được thực hiện bởi cảm nhận (sensing) và lưu trữ các nặng lượng phản xạ hay được phát ra từ các đối tượng nghiên cứu Sau đó là thực hiện phân tích, xử lý và ứng dụng các thông tin nay vào nhiều lĩnh vực khác nhau [3]

Thuật ngữ viễn thám (Remote sensing) - điều tra từ xa, xuất hiện từ năm 1960

do một nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra (Thomas, 1999)

Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh và rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực

Như vậy viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng

mà xác định nó qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km

Kỹ thuật viễn thám là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như:

6

 Thu nhận thông tin

 Tiền xử lý thông tin

 Phân tích và giải đoán thông tin

 Đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp

1.2.2 Đặc trưng của ảnh viễn thám

Năng lượng điện tử có thể được nhận biết bằng phim ảnh hay điện tử Có thể ghi biến thiên năng lượng trên phim nháy ánh sáng Cần phân biệt hai khái niệm ảnh (image) và ảnh chụp (photograph) trong viễn thám Ảnh được hiểu là hình thức biểu diễn “cảnh” bất kỳ, không quan tâm đến bước sóng hay thiết bị viễn thám nào được sử dụng Ảnh chụp đề cập đến ảnh được chụp trên phim ảnh Thông thường, ảnh được chụp tại bước sóng từ 0.3µm đến 0.9µm (vùng nhìn thấy và vùng hồng ngoại phản xạ) Vậy, mọi ảnh chụp là ảnh, nhưng không phải mọi ảnh là ảnh chụp Ảnh chụp có thể được biểu diễn và hiển thị dưới dạng ảnh số bằng cách chia ảnh thành các ô vuông nhỏ bằng nhau (theo cột và hàng), gọi là pixel Biểu diễn độ sang của mỗi vùng bằng một giá trị số (DN- Digital Number)

1.2.3 Các loại ảnh viễn thám

a Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám

Khuôn mẫu dữ liệu ảnh viễn thám mô tả cách thức dữ liệu được ghi lên thiết bị lưu trữ, ví dụ DVD Một ảnh viễn thám thường được lưu trữ trong hai tệp, ví dụ với Landsat ETM+ như sau:

Tệp metadata: Chứa tập các mô tả bằng chữ hay số của dữ liệu lưu trữ trong tệp

dữ liệu ảnh ( tệp thứ 2) Chúng bao gồm tổng số dòng quét, số pixel/dòng, phép chiếu

sử dụng tọa độ địa lý của tâm ảnh 

Tệp dữ liệu ảnh: Chứa các giá trị điểm ảnh của các kênh 1-7, sắp xếp theo từng kênh Với mỗi kênh, các giá trị pixel của dòng quét thứ 1 sẽ được lưu trữ từ trái sang phải thành một bản ghi Tiếp theo là lưu trữ dữ liệu của dòng quét thứ 2,… 

b Một số hệ thống vệ tinh và loại ảnh viễn thám 

Vệ tinh/Cảm biến thời tiết

Theo dõi và dự báo thời tiết là một trong những ứng dụng dân sự đầu tiên của

vệ tinh viễn thám Dưới đây là một vài cảm biến/ vệ tinh tiêu biểu, sử dụng trong các ứng dụng khí tượng

7

 GOES

Vệ tinh địa tĩnh môi trường GOES ( Geostationary Operational Environmental Satellite) là phiên bản tiếp theo của các hệ thống vệ tinh ATS Chúng được NASA thiết kế cho cơ quan khí tượng và đại dương quốc tế Hoa Kỳ nhằm cung cấp thường xuyên các bức ảnh kích thước nhỏ về bề mặt Trái đất và sự bảo phủ của mây Các vệ tinh thế hệ GOES đã được các nhà khí tượng học sử dụng rỗng rãi trong việc giám sát

và dự báo thời tiết trong hơn 20 năm nay Những vệ tinh này là một phần của mạng lưới vệ tinh khí tượng toàn cầu được bố trí cách nhau khoảng 70 độ theo trục Kinh độ của trái đất, nó bao phủ gần như toàn cầu

 NOAA AVHRR 

Đây là các vệ tinh khí tượng hoạt động trên quỹ đạo gần cực ở độ cao 380- 870

km, được đồng bộ với Mặt trời (sun - synchronous), chúng là một phần của thế hệ vệ tinh TIROS cái tiến, chúng cung cấp các thông tin bổ sung cho các vệ tinh khí tượng địa tĩnh (GOES) Mỗi cặp vệ tinh có thể bao phủ toàn cầu, chúng làm việc cùng nhau

để đảm bảo thông tin ở bất kỳ vùng nào trên Trái đất đều được cập nhật sau không quá

6 giờ Một trong chúng bay ngang qua xích đạo theo hướng từ Bắc tới Nam vào buổi sáng sớm trong khi vệ tinh còn lại làm việc này vào buổi chiều

1.2.4 Các cảm biến/ vệ tinh quan trắc mặt đất

 Landsat 

Mặc dù tồn tại nhiều hệ thống vệ tinh thời tiết, tuy nhiên tất cả đều sử dụng cho mục đích giám sát bề mặt Trái đất, chúng không được thiết kế tối ưu cho mục đích lập bản đồ chi tiết bề mặt trái đất Vệ tinh đầu tiên được thiết kế để giám sát bề mặt Trái đất, vệ tinh Landsat-1, được phóng bởi NASA vào năm 1972 Ban đầu được gọi là ERTS-1 (Earth Resource Technology Satellite), Landsat được thiết kế như một thử nghiệm để kiểm tra tính khả thi của việc thu thập dữ liệu quan trắc trái đất đa quang phổ Kể từ đó, chương trình đã thu thập được dữ liệu phong phú từ khắp nơi trên thế giới từ một số vệ tinh Landsat

 SPOT

SPOT (Systeme Pour l’Observation de la Terre) là thế hệ vệ tinh chụp ảnh và quan sát Trái đất được thiết kế và phóng lên bởi CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) của Pháp, với sự hỗ trợ của Thụy Điển và Bỉ Ảnh SPOT tương đối đa dạng

về dải phổ và độ phân giải không gian từ thấp, trung bình đến cao (5m - 1km), trường

1.2.5 Khái quát về xử lý ảnh Viễn thám

Để có thể sử dụng được dữ liệu viễm thám ta phải có khả năng tách thông tin có

ý nghĩa từ ảnh Nói cách khác là phải diễn giải và phân tích ảnh viễn thám Phân tích ảnh viễn thám là thực hiện nhận biết, đo các đối tượng khác nhau trong ảnh để tách thông tin hữu ích về chúng Các đặc trưng của đối tượng trên ảnh có đặc trưng sau:

 Đối tượng có thể là các đặc trưng điểm, đường và vùng Nó có thể có hình dạng bất kỳ

 Đối tượng cần được phân biệt với nhau, phải tương phản với các đặc trưng khác

ở xung quanh chúng

Xử lý ảnh số là thực hiện một loạt thủ tục bao gồm lập khuôn mẫu, hiệu chỉnh

dữ liệu, nâng cao chất lượng để dễ dàng giải đoán hay phân lớp tự động các đối tượng bằng máy tính Để có thể xử lý số ảnh viếm thám, dữ liệu phải được thu thập dưới dạng số phù hợp và lưu trữ trong máy tính Đồng thời phải có phần cứng, phần mềm phù hợp, nói cách khác phải có hệ thống phân tích ảnh phù hợp

Xử lý ảnh viếm thám bao gồm nhiều bước được phân thành ba nhóm chính như sau :

 Tiền xử lý

 Nâng cao chất lượng và hiển thị ảnh

 Trích chọn đặc trưng

1.3 Vai trò của công nghệ viễn thám và GIS trong phát triển nông lâm nghiệp

1.3.1 Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất

9

Một trong những ứng dụng quan trọng của GIS trong sản xuất nông lâm nghiệp

là quy hoạch sử dụng đất Trong suốt 20 năm qua, các nước công nghiệp phát triển và các tổ chức quốc tế đã sử dụng kỹ thuật GIS chủ yếu trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường Tại Hội nghị những người sử dụng ARC/INFO (một phần mềm chuyên dụng về GIS, hiện được tích hợp trong ArcGIS của hãng ESRI) năm 1992, các nhà khoa học đã nhất trí rằng để bảo vệ môi trường một cách bền vững và hạn chế những suy thoái đang diễn ra, cần thiết phải ưu tiên đưa GIS vào ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu và quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp, bằng cách này có thể tìm kiếm những mô hình sử dụng đất bền vững nhằm xoá đi hoặc giảm bớt những hiểm hoạ đối với môi trường tự nhiên và với loài người (như tình trạng phá rừng để canh tác, tình trạng xói mòn và suy thoái đất đai, tình trạng ô nhiễm môi trường…) Tất nhiên, mọi biện pháp và chỉ dẫn về bảo vệ môi trường sẽ không thành công trừ phi những đòi hỏi

về lương thực và đất nông nghiệp được xác định và đáp ứng một cách tối ưu nhất trên từng vùng, từng quốc gia cũng như trên toàn thế giới Do vậy tiềm năng ứng dụng GIS trong định hướng sản xuất nông lâm nghiệp đã được mở rộng và ngày càng tỏ ra hiệu quả, trở thành một công cụ hỗ trợ ra quyết định đối với các chuyên gia quy hoạch và nhà quản lý

Ứng dụng GIS trong quy hoạch và sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô và mức độ khác nhau Có 4 mức độ phân tích: rất khái quát (Mega), khái quát (Macro), trung bình (Meso) và chi tiết (Micro); mỗi mức độ phân tích trong hệ thống GIS căn

cứ vào quy mô diện tích của vùng nghiên cứu Khi phân tích thông tin từ mức Mega đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý sẽ lớn hơn Khả năng tổng hợp và phân tích sâu thông tin ở một vùng lãnh thổ nhỏ hoặc ngược lại, khái quát ở mức cao hơn cho vùng rộng lớn là ưu điểm của GIS Rõ ràng là bằng ứng dụng GIS, những quy hoạch sử dụng đất đai trên vùng lãnh thổ lớn hay việc xây dựng những dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở các khu vực nhỏ đều có thể được cung cấp một khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời và theo yêu cầu; từ cơ sở dữ liệu được cung cấp việc hoạch định những bước đi cụ thể cần thiết (như điều tra bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng được xác định

Một điều quan trọng về GIS so với bản đồ là GIS có thể thể hiện từng lớp bản

đồ của vùng nghiên cứu Không chỉ ở bề mặt mà còn cho thấy tầng đá gốc, loại đất, thảm thực vật và nhiều vấn đề khác Nó rất hữu ích khi nghiên cứu vùng đất mới cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn kém tiền của của nông dân, bởi vì thay vì phải làm thí nghiệm đất tất cả số liệu về cấu trúc đất bên trong đã được lưu trữ trong máy tính

10

Viện phát triển tài nguyên đất Bangladesh đã ứng dụng GIS trong quản lý, phân tích thông tin tài nguyên đất từ năm 1994 SRDI tổ chức khảo sát thông tin về tài nguyên đất, cấu trúc đất, loại đất, tính chất của đất, các ràng buộc trong sử dụng đất, khả năng phát triển; quản lý đất và bón phân cho đất, khuyến nghị về bón phân, cây trồng thích hợp, cơ cấu cây trồng… cho mỗi vị trí của từng vùng Hiện nay Viện phát triển tài nguyên đất đã ứng dụng công nghệ GIS sản xuất được 44 loại bản đồ khác nhau liên quan đến tình trạng dinh dưỡng đất, sử dụng phân bón, nhiễm mặn, sử dụng đất

1.3.2 Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất

Trong sản xuất nông nghiệp, GIS có thể được sử dụng để dự đoán vụ mùa cho từng cây trồng Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của vùng mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trưởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy sẽ dự đoán được sự thành công của mùa vụ GIS có thể giúp tìm và thể hiện những thay đổi của cây trồng trong từng giai đoạn Ví dụ, nếu năm trước số liệu cho thấy cây trồng A phát triển rộng và cây trồng đã thành công trong nhiều năm trước đó, những số liệu này có thể được lưu trữ Nếu trong một vài mùa vụ cây trồng không phát triển tốt như trước, bằng cách sử dụng GIS có thể phân tích số liệu và tìm ra nguyên nhân của hiện tượng

- Hệ thống AEZ/GIS thông qua việc cập nhật thông tin thường xuyên có thể được sử dụng hữu ích cho mục đích quy hoạch sản xuất;

- Tạo ra các kịch bản và cung cấp khả năng lựa chọn cho các nhà hoạch định chính sách;

- Phân tích dự đoán tình huống, xác định vấn đề và tìm ra vùng ưu tiên nghiên cứu;

11

Hơn thế nữa, cơ sở dữ liệu AEZ/GIS có thể ứng dụng trong các hoạt động sau:

- Xây dựng mô hình quản lý rủi ro và đánh giá tổn thất ban đầu do rủi ro, xây dựng mô hình về quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng, bảo toàn nguồn tài nguyên đất cho sản xuất bền vững;

- Quy hoạch rừng, thuỷ sản, đất cho mục đích sản xuất hàng hoá và thương mại;

- Tập trung vào các kịch bản thay đổi khí hậu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp như sự nóng lên của trái đất, hiệu ứng nhà kính, mực nước biển nâng cao…

- Phát triển hoạt động khí tượng nông nghiệp, chương trình quản lý sản xuất nông nghiệp và quản lý nước;

- Hệ thống hỗ trợ quyết định cho quy hoạch nông nghiệp và chuyển giao công nghệ;

Hiện nay châu Âu đã du nhập chế độ EUROGAP (Euro Good Agriculture Practice), tiêu chuẩn hoá quá trình từ hiện trường sản xuất như canh tác các loại cây nông nghiệp, bảo quản, vận chuyển, xử lý tiêu độc… đến khâu người tiêu thụ và theo

đó, một sản phẩm nông nghiệp không chứng minh được là đã tuân theo đúng các khâu của tiêu chuẩn đó thì sẽ không được phép nhập khẩu Tại Nhật Bản một hoạt động tương tự được gọi với cái tên là JGAP cũng đã bắt đầu tiến hành, trong vài năm các sản phẩm nông nghiệp chủ yếu đã được tiến hành tiêu chuẩn hoá, những sản phẩm nông nghiệp nào không đáp ứng được JGAP cũng sẽ không được nhập khẩu Trong bối cảnh các hoạt động như vậy, việc quản lý dữ liệu của sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên cấp bách, vì vậy việc quản lý thông tin theo từng thửa đất đai càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Để phát triển được ngành nông nghiệp Việt Nam cần phải xuất khẩu được các sản phẩm nông nghiệp hoặc các sản phẩm nông nghiệp đã chế biến với giá thành thấp, chất lượng cao có sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế Chính vì thế, trong tương lai gần thiết nghĩ cần phải xây dựng hệ thống quản lý đối ứng với EUROGAP hay JGAP

Vừa qua (cuối năm 2005, đầu 2006), được sự tài trợ của chính phủ Nhật Bản, Công ty Hitachi Soft và Trung tâm Tin học và Thống kê (ICARRD) đã thực hiện một

Dự án thí điểm ứng dụng GIS và viễn thám theo hướng này ở hợp tác xã Song Phương, xã Phương Bảng, huyện Hoài Đức, tỉnh Hà Tây Ảnh vệ tinh QuickBirrd chụp khu vực này đã được định vị theo bản đồ địa chính xã Song Phương, các thửa đất của bản đồ địa chính đã được bổ sung nhờ ảnh QuickBirrd Số liệu canh tác, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp trong 2 năm 2004, 2005 của hơn 800 hộ của HTX Phương Bảng cũng đã được điều tra và đưa vào CSDL GIS bằng phần mềm của hệ thống quản

Trong chương trình “Rà soát quy hoạch 3 loại rừng” mà ngành lâm nghiệp đang tiến hành để phục vụ đề án “Quy hoạch và xác định lâm phận ổn định rừng phòng hộ

và rừng đặc dụng” trình Chính phủ phê duyệt, GIS đã được sử dụng một cách hữu hiệu…

Từ bản đồ địa hình của vùng đồi núi, bản đồ độ cao, độ dốc được xây dựng bằng các phần mềm GIS Các bản đồ này được chồng xếp với bản đồ đất, bản đồ mưa

để tính ra mức độ xung yếu Từ bản đồ phòng hộ lý thuyết này, các tỉnh sẽ đi kiểm tra thực địa, kết hợp với các điều kiện dân sinh, kinh tế… để trình cấp trên quyết định khu vực phòng hộ Có thể coi đây là một ứng dụng của GIS trong “trợ giúp quyết định”

Đề tài KC-07-03 “Xây dựng và sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp

và Phát triển nông thôn” của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp là một trong các ứng dụng GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp hiện nay Mục tiêu của đề tài

là xây dựng CSDL nông nghiệp và nông thôn thống nhất tập trung trên nền GIS (thống nhất về khuôn dạng, hệ toạ độ và cấu trúc dữ liệu gồm cả dữ liệu địa lý và phi địa lý), gắn với các mô hình phân tích thông tin nhằm trợ giúp quá trình lập kế hoạch và quy hoạch sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và phát triển bền vững

Các loại dữ liệu phi không gian bao gồm: Tài nguyên đất, khí hậu nông nghiệp, tình hình sử dụng đất nông nghiệp, hiệu quả kinh tế sử dụng đất, thuỷ lợi, tình hình sản xuất nông lâm nghiệp, số liệu thống kê nông nghiệp (năng suất, sản lượng, diện tích một số cây trồng chính ), thông tin về sâu bệnh và đặc biệt là số liệu về dân số, lao động nông thôn, kinh tế hộ…

13

Khuôn dạng chuẩn của dữ liệu – xBase file cho phép tổng hợp, sắp xếp tìm kiếm dữ liệu, đồng thời tương thích với cấu trúc liên hệ dữ liệu thuộc tính trong CSDL GIS và thuận lợi trong kết nối dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian

Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS là công cụ trợ giúp nhằm thu thập

dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu địa lý, tích hợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ đơn vị đất, mô phỏng kết quả đánh giá đất thông qua các bản đồ thích nghi cho từng loại hình

sử dụng đất Mỗi đơn vị đất là một khu vực địa lý khác biệt với các tính chất về thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn khí hậu

Để có kết quả khi thực hiện bài toán thích ứng trong môi trường GIS, thường phải tuân thủ theo qui trình phân tích đa chỉ tiêu gồm: xây dựng bộ chỉ tiêu đánh giá; lựa chọn các lớp bản đồ phục vụ xây dựng bản đồ đơn vị đất Sau đó đánh giá và phân loại mức độ thích hợp theo ALES và đưa ra các bản đồ chuyên đề, đây chính là thông tin tổng hợp trợ giúp quá trình lập kế hoạch và ra quyết định

Nghiên cứu khả năng thích ứng của cây trồng cần thu thập các số liệu sinh học

và phi sinh học liên quan đến cây trồng được lựa chọn quy hoạch tại vùng đất đó Các yếu tố phi sinh học gồm: số liệu đất được phân thành các mức thích nghi khác nhau, số liệu khí hậu (lượng mưa, sự phân bố mưa; nhiệt độ và tổng tích ôn theo thời gian sinh trưởng…) và các yếu tố sinh học như sâu bệnh, thời gian sinh trưởng và các yêu cầu sinh học của cây được xác định theo các mức thích ứng khác nhau

Yếu tố kinh tế xã hội của địa phương được xem xét và đưa vào phân tích để có kết luận tổng thể về tính thích ứng của cây theo quan điểm nền nông nghiệp hàng hoá hiện nay

Khi đã có những bản đồ thích nghi, việc quyết định phương án quy hoạch tổng thể sẽ chuyển đến các nhà hoạch định chính sách

1.3.3 Ứng dụng GIS trong quản lý bảo vệ thực vật

Ở một số nơi GIS đang được ứng dụng để theo dõi sự lan tràn của cỏ dại Với việc kết hợp ứng dụng viễn thám với GIS sẽ cung cấp một cách nhanh chóng, chính xác bản đồ cỏ dại ở các thời kỳ Điều này là rất quan trọng đối với các nhà nông học

Họ có thể sử dụng các thông tin thu thập được để ngăn ngừa sự lan tràn của các loài cỏ dại phá hoại mùa màng

Cỏ dại không phải là vấn đề duy nhất GIS có thể giải quyết, thực tế GIS có thể giải quyết được nhiều vấn đề khác Nhiều dự án đã được thực hiện để theo dõi sự di chuyển của côn trùng, hoặc sâu bệnh ở Mỹ Nó rất hữu ích như là một biện pháp

14

phòng ngừa tích cực Nếu một loại động vật hay côn trùng nào phá hoại đồng ruộng, với GIS nó có thể bị theo dõi và tìm ra dấu vết

1.3.4 Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng

Trong ngành Kiểm lâm Việt Nam, công nghệ GIS đã được ứng dụng để: cảnh báo cháy rừng; phân vùng trọng điểm cháy rừng; ứng dụng ảnh viễn thám MODIS để phát hiện sớm cháy rừng

Nhận thức được tầm quan trọng của CSDL, Cục Kiểm lâm đã thiết kế và đưa vào sử dụng “CSDL báo cáo thống kê” từ năm 1998 để sử dụng cho toàn ngành Bản thân CSDL này không liên quan gì đến công nghệ GIS nhưng sự thành công của nó đã trả lời câu hỏi: làm thế nào để trao đổi thông tin nhanh nhất giữa người cập nhật dữ liệu và người sử dụng CSDL để phục vụ quản lý một cách hiệu quả nhất? Trang bị và đào tạo cán bộ như thế nào cho phù hợp? Vai trò người “kỹ sư trưởng” trong thiết kế, điều hành các hoạt động này như thế nào? Và “CSDL báo cáo thống kê” của ngành Kiểm lâm đã hoạt động rất tốt ở tất cả các Hạt Kiểm lâm, các Chi cục kiểm lâm tỉnh và Cục Kiểm lâm Nhờ sự thành công của CSDL này, ngành Kiểm lâm đã tiếp tục thiết kế các cơ sở dữ liệu có gắn kết với việc sử dụng bản đồ, hay nói đúng hơn là ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng CSDL phục vụ quản lý, bảo vệ rừng

Trong công tác Kiểm lâm, 2 CSDL liên quan đến công nghệ GIS đang được hoạt động có hiệu quả nhiều năm nay là:

CSDL cảnh báo cháy rừng: Thực tiễn quản lý chỉ đạo công tác phòng cháy, chữa cháy rừng những năm qua, đặc biệt qua hai vụ cháy rừng lớn, tập trung ở Kiên Giang và Cà Mau tháng 3 và 4/2002 cho thấy cháy rừng vẫn xảy ra ở nhiều nơi, mức

độ thiệt hại do cháy rừng gây ra rất nghiêm trọng Lý do là khi cháy rừng xảy ra, mặc

dù huy động một lực lượng rất đông để chữa cháy nhưng hiệu quả thấp vì do thiếu lực lượng thường trực chữa cháy rừng chuyên nghiệp, trang thiết bị, phương tiện chữa cháy nghèo nàn, thô sơ; việc chỉ huy, tổ chức chữa cháy còn rất lúng túng… Vấn đề đặt ra là cần dự báo trước nguy cơ xảy ra cháy rừng và phát hiện sớm các điểm cháy

để có phương pháp phòng cháy, chữa cháy rừng luôn là vấn đề cấp thiết và là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của công tác quản lý bảo vệ rừng nói chung

Cục Kiểm lâm đã phối hợp với Trường Đại học lâm nghiệp thiết kế và đưa vào

sử dụng CSDL cảnh báo cháy rừng Ngày 01 tháng 01 năm 2003, Đài Truyền hình Việt Nam chính thức phát sóng bản tin cảnh báo cháy rừng, đây là CSDL có sử dụng công nghệ GIS để tô mầu các khu vực rừng có các cấp cảnh báo khác nhau và được cập nhật hàng ngày các thông số khí tượng: Nhiệt độ, độ ẩm không khí và lượng mưa

15

từ hơn 100 trạm khí tượng trong toàn quốc Việc trao đổi thông tin hàng ngày qua hệ thông thư tín điện tử và được tính toán vào lúc 16h30’ Kết quả cảnh báo cháy rừng hàng ngày được gửi sang Đài Truyền hình Việt Nam và Đài Tiếng nói Việt Nam vào 17h để các cơ quan này kịp biên tập và phát sóng trong chương trình thời sự của Đài

Có thể nói rằng đây là CSDL được cập nhật hàng ngày

1.3.5 CSDL theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp

Mục đích theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp là nắm vững diện tích các loại rừng, đất lâm nghiệp hiện có được phân chia theo chức năng sử dụng rừng và loại chủ quản lý; lập bản đồ hiện trạng rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 hay 1/10.000 nhằm giúp hoạch định chính sách lâm nghiệp ở địa phương và trung ương phục công tác bảo vệ

và phát triển rừng

Yêu cầu theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp gồm:

- Cập nhật diện tích các loại rừng và đất lâm nghiệp trên cơ sở phân loại rừng

và đất rừng theo Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN 6-84 ban hành kèm theo Quyết định số 682B/QLKT ngày 01/8/1984 của Bộ trưởng Bộ Lâm nghiệp (nay là Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn); Dữ liệu cơ sở ban đầu là kết quả kiểm kê rừng

đã được công bố tại Quyết định 03/2001/QĐ-TTg ngày 5/1/2001 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt kết quả tổng kiểm kê rừng toàn quốc;

- Đơn vị cơ sở theo dõi và cập nhật là lô trạng thái Đơn vị thống kê là tiểu khu rừng, xã, huyện, tỉnh và toàn quốc;

- Số liệu thu thập ở thực địa phải được cập nhật vào cơ sở dữ liệu và bản đồ rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 Một số địa phương có điều kiện thì sử dụng bản đồ cấp xã

tỷ lệ 1/10.000;

- Việc theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp cần được ứng dụng công nghệ thông tin cụ thể như: Phần mềm cơ sở dữ liệu (DBR), Phần mềm xử lý bản đồ (MapInfo, Microstation), phần mềm xử lý ảnh viễn thám (PCI, ERDAS) Các phần mềm này được quản lý, sử dụng thống nhất trong toàn quốc, bảo đảm tính tích hợp dữ liệu từ địa phương tới trung ương

1.3.6 GIS và công tác quản lý và hoạch định chính sách

GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc Trung tâm tích hợp dữ liệu, quản lý các cơ sở dữ liệu cơ bản trên nền GIS và có thể

Kết quả nghiên cứu đem lại sự phân loại các vấn đề phát triển, sự phù hợp giữa giải pháp đề xuất và nơi tiếp nhận sẽ là cơ sở khoa học và khách quan hỗ trợ cho các nhà quy hoạch, quản lý ra quyết định

Thông tin GIS cung cấp cho người sử dụng hướng thay đổi của dữ liệu trong một lãnh thổ theo thời gian, đồng thời xác định những gì có thể xảy ra khi có sự thay đổi dữ liệu đó Dữ liệu bản đồ gắn chặt với thế giới thực và luôn được bổ sung những thông tin mới, vì thế CSDL trên nền GIS cung cấp thông tin trực quan, thuận tiện và cùng một lúc cho phép người sử dụng nhiều thông tin một cách tổng hợp để có được kết luận một cách tổng quan phù hợp với mục đích của mình

Sản xuất nông lâm nghiệp sẽ có thể trở nên đơn giản, dễ dàng hơn với việc sử dụng GIS Thật tuyệt vời khi trên bàn làm việc toàn bộ thông tin về nông lâm nghiệp được thể hiện trên bản đồ, các nhà hoạch định chính sách, các nhà đầu tư sẽ dễ dàng có những quyết định phù hợp và chính xác

1.4 Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước trong lĩnh vực

1.4.1 Trong nước

Ở nước ta, việc ứng dụng GIS vào sản xuất, khoa học vẫn chưa rộng rãi Vướng mắc lớn nhất là cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng, kinh phí đầu tư lớn, trình độ kĩ thuật chưa đạt yêu cầu Tuy vậy vẫn có một vài công trình nghiên cứu khoa học đã được ứng dụng vào thực tế

GIS trong phát triển nông nghiệp

Những dự án trồng cao su có thể giúp giảm bớt nạn đói, phủ xanh đồi núi trọc,

hỗ trợ nông nghiệp bền vững, mô hình nông lâm kết hợp và tạo thu nhập Nhiều đề xuất dựa trên GIS trong phát triển nông nghiệp nhằm hình thành bản đồ thích nghi cây trồng cao su đã được hoàn thiện Đơn cử như: “ Tích hợp GIS và AHP trong đánh giá

là không thích hợp cho các cây cao su phát triển, khu vực giả định phù hợp với giá trị

từ 0 - 4, và các khu vực tốt nhất với giá trị là 4 Bản đồ kết quả giúp người xem thấy được tiềm năng phát triển thực sự có thể có của cây cao su cho các khu vực Tây Bắc

cụ thể là Mường La Các bản đồ thích nghi được cung cấp cho các quan chức chính phủ, các quỹ và các nhà tài trợ với những thông tin rõ ràng về tiềm năng của cây cao

su trong các lĩnh vực cụ thể

GIS trong quản lý rừng/ vườn quốc gia

+ Với hệ thống FORESTGIS do Ứng Dụng Mới phát triển, GIS trong quản lý rừng hỗ trợ các chức năng chính sau:

- Cập nhật thông tin các phân khu chức năng

- Cập nhật thông tin biến động rừng theo thời gian

- Quản lý thông tin về động vật, thực vật quý hiếm

- Quản lý về tình hình giao rừng, cho thuê rừng

- Quản lý các điểm nóng phá rừng, các trạm bảo vệ thực vật

- Quản lý tình hình về khai thác rừng

- Kết hợp với ảnh google satellite hỗ trợ số hóa hoặc theo dõi biến động

- Hỗ trợ tìm kiếm

- Hỗ trợ thống kê báo cáo về đất rừng, tình hình cho thuê, giao rừng

- Hỗ trợ tạo lập trang in, kết xuất bản đồ

Phần mềm quản lý vườn cây cao su với công nghệ GIS thuộc Trung tâm Ứng

dụng GIS mới, đia chỉ 49 Nguyễn Thị Huỳnh, phường 8, quận Phú Nhuận, TP.HCM

18

Phần mềm quản lý vườn cây cao su ứng dụng công nghệ GIS và ảnh vệ tinh - công nghệ hiện đại giúp quản lý vườn cây một cách khoa học, hiệu quả, nâng cao năng suất cây trồng Các chức năng chính của phần mềm quản lý vườn cây cao su:

 Phân hệ quản lý đất đai

 Phân hệ quản lý vườn cây

 Phân hệ quản lý khai thác

1.4.2 Thế giới

- Ứng dụng GIS duy trì chất lượng nho tại California

Phần mềm ArcGIS của ESRI quản lý lượng cỏ, hướng gió của vườn nho Từ

đó, đưa ra những biện pháp giải quyết, phát triển của nho

- Ứng dụng GIS để phân tích sự không an toàn của thực phẩm của Liên Hiệp Quốc

Phần mềm ArcGIS của ESRI được sử dụng để cảnh báo sớm các yếu tố bật lợi như: thiên tai, suy thoái môi trường …

Qua đó, các tổ chức FAO, bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ sẽ đề xuất các phương án gieo trồng thích hợp

Ứng dụng của GIS giúp đảm bảo nền an ninh lương thực của thế giới

- Lập bản đồ lâm nghiệp bằng GIS tại Mỹ, Brazil, Romania, Phần Lan,… do Peter Eredics thuộc ESRI phát triển

Hệ thống này giúp quy hoạch tốt các đối tượng ảnh hưởng tới rừng như: đường giao thông, …

Đây được xem là một công cụ hữu ích cho các nhà quản lý

1.5 Tình hình nghiên cứu cao su trên trên thế giới và Việt Nam

1.5.1 Tình hình nghiên cứu cao su trên thế giới

Tại Thái Lan

Thái Lan di nhập cao su từ Java, Indonesia vào trồng tại tỉnh Trang, vùng Tây - Nam vào năm 1899, từ đó cây cao su được mở rộng sang phía Nam và phía Đông nước này, tính từ năm 1966 đến năm 1993 diện tích cao su Thái Lan đã tăng thêm 880.000

ha với các vườn cây trồng các giống cao sản như RRIM 600 năng suất đạt bình quân 1.375kg/ha Hàng năm, Thái Lan tái canh được 40.000 ha, với cơ cấu diện tích là 28%

19

cao su kiến thiết cơ bản, 30% là cây cạo mủ dưới 6 năm, 16% là cây cạo mủ từ 6 - 12 năm còn lại là cây trên 20 tuổi, cây đạt năng suất cao nhất vào lúc cây được 13 tuổi, cao su tiểu điền của Thái Lan chiếm 95% tổng diện tích cao su cả nước Ngày nay, Thái Lan đã phát triển cao su ra phía Bắc và Đông Bắc nước này lên đến vĩ tuyến 190

là những vùng đất cao ít thích hợp cho cây cao su nhưng vẫn đạt năng suất 1.500kg/ha Thái Lan cũng có các tổ chức hỗ trợ cho việc phát triển cao su tiểu điền như ORRAF (Office of the Rubber Aid Fund - Văn phòng vốn tái canh cao su), CRAM (Central Rubber Auction Market - Chợ đấu giá trung tâm)

Viện nghiên cứu cao su Thái Lan đã tiến hành lai tạo và chọn giống theo một số hướng: giống cho năng suất cao, giống cao su mủ - gỗ và giống cao su có khả năng kháng bệnh và thích nghi với điều kiện môi trường Công tác lai tạo bắt đầu từ lai hoa nhân tạo, lựa chọn trong vườn ươm, nhân bản quy mô thử nghiệm nhỏ và thử nghiệm quy mô lớn

Những dòng vô tính đầu dòng ở Brazil từ nguồn IRRDB81 đã được Viện nghiên cứu Cao su Thái Lan đánh giá Thí nghiệm được tiến hành năm 1988 ở Trung tâm dịch vụ kỹ thuật sản xuất Phuket, tỉnh Phuket, Thái Lan Gồm có 96 dòng vô tính đầu dòng có nguồn gốc Brazil cùng với các dòng vô tính RRIC 121, BPM 24, GT1 và RRIM 600 được so sánh trong một thí nghiệm bố trí theo kiểu bình phương la tinh với

2 lần nhắc Kết quả cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về sinh trưởng và sản lượng, nhiều dòng vô tính Brazil cho sản lượng thấp Chỉ có MT/I/215 là có mủ trong thí nghiệm này Ba dòng vô tính có sản lượng cao nhất là RRIC 121, RRIM 600 và MT/I/215 Khi cây ở 17 năm tuổi, có 20 dòng vô tính Brazil có mức sinh trưởng cao hơn dòng vô tính đối chứng RRIM 600 (76,63cm) Những dòng vô tính sinh trưởng nhanh trước khi được mở cạo và trong khi cạo là CNSAM 7701 (102,14 cm; 4,56cm/năm); RO/I/6386 (94,23cm; 3,85cm/năm) và RO/I/2461 (91,56; 3,94cm/năm) Hầu hết các dòng vô tính này đều mẫn cảm với bệnh rụng lá mùa mưa

Bảng 1.1 Bảng khuyến cáo giống cao su trồng tại Thái Lan năm 2007

Nhóm 1: Dòng vô tính

(DVT) cho mủ

Bảng 1 RRIT 251, RRIT 226, RRIT 24, RRIM 600

Bảng 2 RRIT 209, RRIT 225, RRIT 250, RRIT 319, RRIT

405, RRIT 406, RRIT 410, RRIT 411, RRIT 416, HAIKEN2, PR 302, PR 305, RRIC 100, RRIC 101 Nhóm 2: DVT mủ - gỗ Bảng 1 PB 235, RRIC 110

20

Bảng 2

RRIT 312, RRIT 325, RRIT 403, RRIT 404, RRIT

407, RRIT 408, RRIT 409, RRIT 412, RRIT 413, RRIC 121

Từ năm 1991 - 2006, có 3.035 - 55.600 hoa cao su đã được thụ phấn bằng tay

Tỷ lệ đậu quả giao động từ 1,09 - 8,87% (trung bình 4,43%) Những hạt này được lựa chọn trồng trong các túi polyetylen và được gạn lọc qua các bước: Tuyển non, sơ tuyển và khảo nghiệm quy mô lớn Một số dòng vô tính đã được lựa chọn sau khi khảo nghiệm quy mô lớn năm 2008 gồm có: RRIT223, RRIT300, RRIT303, RRIT304, Haiken2, RRI-CH-35-1396 và RRI-CH-35

Tại Trung Quốc

Trung Quốc là nước trồng cao su rất đặc thù so với các nước khác Diện tích cao su của Trung Quốc nằm hoàn toàn ngoài vùng truyền thống từ vĩ tuyến 180 vĩ độ Bắc đến 240 vĩ độ Bắc và tập trung ở các tỉnh: Vân Nam, Hải Nam, Quảng Đông, Quảng Tây Trung Quốc đã thành công trong việc phát triển cây cao su có hiệu quả trong điều kiện môi trường không thuận lợi (tới hạn) đối với cây cao su Các yếu tố bất lợi cơ bản đối với cây cao su ở Trung Quốc là khí hậu mùa đông lạnh, cao trình cao, đối với một số vùng như đảo Hải Nam thì thường xuyên đối diện với sự gây hại của gió bão, để hạn chế tác hại của các yếu tố này Trung Quốc đã nghiên cứu và áp dụng những biện pháp kỹ thuật canh tác và tạo hình thích hợp đối với từng vùng trồng cao

su cụ thể

Chương trình cải tiến giống cao su ở Trung Quốc được thực hiện do SCATC (South China Academy of Tropical Crops) nay là Chinia Academy of Tropical Science (CATAS) ở đảo Hải Nam và YRITC (Yunan Reaserch Institute and Tropical Crops) ở tỉnh Vân Nam Trung Quốc đã tạo tuyển một số dòng vô tính chịu lạnh đạt năng suất cao và được khuyến cáo diện rộng: Yunan 2777-5 (2.036 kg/ha/năm), SCATC 7-33-97

21

(1.977 kg/ha/năm), Dfeng 95 (1.619 kg/ha/năm), SCATC 88-13 (1592 kg/ha/năm) Năm 1999, Ủy ban kiểm tra đánh giá giống cây trồng Trung Quốc công nhận và cho phép mở rộng sản xuất hai giống cao su chịu lạnh mới là Vân Nghiên 77-2 và Vân Nghiên 77-4 do Viện nghiên cứu cây trồng nhiệt đới Vân Nam tuyển chọn, năm 2002 hai giống này được khuyến cáo phát triển trên diện rộng ở các địa phương phía tây nam tỉnh Vân Nam

Tại Campuchia

Yêu cầu đầu tiên cửa Viện Nghiên cứu cao su Campuchia (CRRI) là kiểm tra những dòng vô tính chọn lọc từ nước ngoài để tìm vật liệu trồng phù hợp nhất Chương trình chọn tạo giống tại Campuchia mới chỉ bắt đầu những năm gần đây Các thí nghiệm qui mô lớn đã được thiết lập tại viện nghiên cứu cao su campuchia Kết quả

so sánh về sinh trưởng và sản lượng của 29 dòng vô tính thu được những kết quả khác biệt so với các nước khác: PB 235, PB 280, PB 330, IRCA 111 và IRCA 230 ở giai đoạn kiến thiết cơ bản sinh trưởng khỏe Ngược lại PB 260, PB 314 và IRCA 109 sinh trưởng kém hơn GT1 Sinh trưởng của dòng vô tính PB 217 tương đối tốt để cho phép phát triển dòng vô tính này ở Campuchia Ở giai đoạn đầu, dòng vô tính PB 217 chưa cho thấy có tiềm năng sản lượng mủ cao Hai dòng vô tính PB 330 và IRCA 230 là những dòng vô tính có thể phát triển cao su tiểu điền

Tại Ấn Độ

Viện nghiên cứu cao su Ấn Độ RRII (Rubber Research Institute of India) đã bắt đầu chương trình lai tạo giống từ 1954, mục tiêu là chọn giống cao sản và chống hạn, kháng bệnh lá Những dòng vô tính lai tạo có kết quả cao được khuyến cáo trong sản xuất là RRII 105 (Tj x GL1) RRII 2008 (MIL 3/2 x AVROS 255), RRII 308

Công tác đánh giá những dòng vô tính có thể trồng cho vùng Đông Bắc

Ấn Độ đã được bắt đầu từ cuối những năm 1970 Vùng này phải chịu nhiều điều kiện bất lợi như nhiệt độ thấp, nhiều gió, cao trình cao và sự hoành hành của nấm Oidium hevea Các chương trình nhân giống cho khu vực này bao gồm: đánh giá dòng

vô tính, nhân giống tái tổ hợp, đánh giá con lai đa giao và đánh giá đa dạng di truyền

PB 235, RRIM 600, RRII 2003, RRRII 208, RRIM 703, RRII 118 và HAKEN 1 được xem là những dòng vô tính cao sản ở Trpura Kết quả so sánh với cùng dòng vô tính trồng ở Assam (cao trình thấp) và Meghalava (cao trình cao) thấy có sự biểu hiện rất khác biệt: các dòng vô tính RRIM 600, RRII 118 và RRII 105 có thành tích cao tại Assam nhưng chỉ là những dòng vô tính có tiềm năng tại Meghalava Nhân giống bằng phương pháp tái tổ hợp ở Tripura sử dụng nguồn vật liệu Wickam và Amazon đã tạo

22

được 52 và 642 con lai tương ứng trên cả hai nguồn vật liệu Kết quả đánh giá con lai tại Tripura đã thu được 10 con lai có sản lượng cao và có đặc tính phụ mong muốn như khả năng kháng bệnh rụng lá phấn trắng và kháng gió

Chương trình cải tiến giống tại Ấn Độ đem lại lợi ích rất lớn bằng việc gia tăng sản lượng gấp vài lần, từ năng suất thấp (300 kg đối với cây trồng từ hạt bình thường) đến khoảng 3.000 kg đối với các dòng vô tính lai tạo Hiện nay ở Ấn Độ, 127 dòng vô tính Wickham được lấy từ các nước Malaysia, Indonesia,

Srilanka, Thái Lan, Trung Quốc và Bờ Biển Ngà chính là một phần các nguồn

di truyền có nguồn gốc ngoại nhập Sử dụng nền tảng di truyền này đã thu được những kết quả tiến bộ về năng suất Năng suất cao đạt được ở Ấn Độ hiện nay chính là nhờ vào những dòng vô tính lai cao sản, trong đó dòng vô tính phổ biến nhất là RRII 105 với tiềm năng sản lượng lên đến 2.000 kg/ha/năm Ngoài ra, còn hơn 100 dòng vô tính

là con lai tiềm năng trên các vườn chọn lọc cây đầu dòng và lai tự do đang được đánh giá ở các giai đoạn khác nhau

Hàng loạt các dòng vô tính hiện tại được phát triển ở Viện nghiên cứu cao su

Ấn Độ là những dòng vô tính thuộc seri RRII 400, đây là những thành tựu rất đáng ghi nhận Năm dòng vô tính trong số này gồm có RRII 414, RRII 417, RRII 422, RRII 429

và RRII 430 có sản lượng cao hơn 20% và khả năng phát triển cao hơn so với các dòng

vô tính cao sản RRII 105 và đã được Hiệp hội cao su khuyến cáo trồng Trong tổng số

46 dòng vô tính được khuyến cáo tại 3 bảng đang được khuyến cáo trồng hiện nay có

15 dòng vô tính của Ấn Độ, trong khi đó 31 dòng vô tính cao su còn lại có nguồn gốc ngoại nhập từ Malaysia, Indonesia, Srilanka, Trung Quốc, Thái Lan và Bờ Biển Ngà Các dòng vô tính được Hiệp hội cao su Ấn Độ khuyến cáo được thể hiện tại các bảng 2.7, 2.8 và 2.9

Bảng 1.2 Khuyến cáo giống trồng tại Ấn Độ năm 2006

Bảng I RRII 105, PB 260, RRII 414 và RRII 430 (RRIM 600 và GT1 cho

vùng ngoài truyền thống) Bảng II RRIM 600, GT1, PB 28/59, PB 217, RRII 5, RRII 203, RRII

417 và RRII 422

(Nguồn: Hiệp hội cao su Ấn Độ, 2006) Bảng 1.3 Khuyến cáo giống trồng vùng Đông Bắc, Ấn Độ năm 2006

Bảng I RRIM 600

Bảng II GT1, PB 235, RRII 105, RRII 203, RRII 208

Bảng III RRII 5, RRII 118, RRII 417, RRII 422, RRII 429, RRII 429 PB 260,

PB 310, PB 311, RRIM 703, SCATC 88/13, SCATC

(Nguồn: Hiệp hội cao su Ấn Độ, 2006) Bảng 1.4 Khuyến cáo giống tại Ấn Độ cho những trường hợp đặc biệt

Bệnh Phytophthora nghiêm trọng RRII 105 PB 217, RRII 203, RRII 422, RRII 430

Tỷ lệ bệnh phấn trắng cao RRIM 703, RRIM 600, PB 260, RRII 203

Bệnh nấm hồng nghiêm trọng GT1, RRII 5, RRII 203, RRII 414, RRII 422, RRII

430 Gió mạnh PB 217, PB 260, PB 5/51, RRIM 600, RRII 430

Khô hạn RRIM 600, GT 1, RRII 208, PB 311, RRII 430

Bệnh Crynesspora nghiêm trọng GT 1, RRIM 600, RRII 414, RRII 430

(Nguồn: Hiệp hội cao su Ấn Độ, 2006)

24

1.5.2 Tình hình nghiên cứu cao su tại Việt Nam

Chương trình cải tiến giống của Việt Nam bắt đầu do Công ty Pháp Terres Rouges từ 1932, tiếp theo là các viện nghiên cứu của Pháp: IARFI (Viện nghiên cứu Nông nghiệp Đông Dương) và Viện nghiên cứu cao su Việt Nam thực hiện

Năm 1935, Công ty cao su Terres Rouges bắt đầu chương trình lai tạo giống bằng thụ phấn nhân tạo, các hạt lai được trồng trực tiếp trên vườn sản xuất và làm vật liệu để tuyển chọn cây mẹ đầu dòng Năm 1936, Viện IRAFI cũng thực hiện chương trình lai tạo giống cao su mới Năm 1941, Viện nghiên cứu cao su Đông Dương (Institute des Recherchers surle Caoutchouc en Indochine - IRCV) được thành lập, kế thừa các kết quả tuyển chọn giống của IRAFI - Năm 1954, Việt Nam tham gia đợt trao đổi giống Quốc tế với 40 dòng vô tính, gồm 30 dòng vô tính của Terres Rouges và

10 dòng vô tính của IRCI

Năm 1955, Chương trình cải tiến giống ngừng vì chiến tranh và chuyển sang Viện IRCA ở Cote d’Ivorie

Năm 1976, Viện nghiên cứu cao su tiếp nhận những kết quả về cải tiến giống rất hạn chế của giai đoạn trước Chương trình cải tiến giống của Viện IRCI, IRCV thực hiện đã ngừng từ 1955 Quỹ gen chỉ còn vài trăm giống, phần lớn nhập từ Malysia, Indonesia và một ít tạo ra ở Việt Nam Phương thức tạo giống chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, chọn giống tốt về kiểu hình để làm cha mẹ cho chu kỳ kế tiếp

Năm 1977, Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam sưu tập các giống lai tạo trước

1975, chỉ còn 5 dòng vô tính có giá trị sản lượng khá (ký hiện VQ và IR) Từ năm

1977 - 1978, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam đã nhập một số giống ưu tú để phục vụ trước mắt kế hoạch phát triển những năm 1980 Đã có 17 dòng vô tính RRIC từ Srilanka (1977) và 56 dòng vô tính (ký hiệu RRIM, PB, PBIG) từ Malaysia Từ năm

1983 - 1987, Việt Nam được Pháp tài trợ nhận từ Viện nghiên cứu cao su Cote d’Ivorie 116 dòng vô tính, trong đó 38 dòng vô tính từ đợt giống sưu tập 1974 của IRCA, 40 dòng vô tính do IRCA lai tạo, còn lại là các giống tạo tuyển tại Nam Mỹ (CD, F, FX, IAN, MDF, MDX, PFB,P) và Trung Mỹ (GU, TU)

Từ năm 1979, Chương trình lai tạo giống của Việt Nam bắt đầu được thực hiện nhằm sản sinh nguồn vật liệu giống tiến bộ, đáp ứng kịp thời các yêu cầu đặc thù của ngành cao su Việt Nam

Phương pháp tạo, tuyển giống được vận dụng từ kinh nghiệm của RRIM và IRCA ở Cote d’Ivorie nhưng có những cải tiến Phương pháp tạo giống: chủ yếu là lai hóa hữu tính từ cha mẹ chọn lọc, kế đó là lai tự do Phương pháp tuyển giống gồm các

25

bước cơ bản: lai hữu tính, tuyển non, sơ tuyển, chung tuyển, sản xuất thử Lai hữu tính nhân tạo là phương pháp chủ yếu để sản sinh con lai từ cha mẹ được chọn lọc có định hướng Các cây lai F1 được nhân thành dòng vô tính để đưa vào những bước khảo nghiệm trước khi khuyến cáo cho sản xuất Hướng lai tạo giống hiện nay là thực hiện các kiểu tổ hợp lai giữa nguồn di truyền Wickham (W) đã được thuần hóa ở châu Á và nguồn gen hoang dại Nam Mỹ (A), nhằm kế thừa các thành tựu cải tiến năng suất ở cây cao su và khai thác tiềm năng di truyền phong phú của các nguồn gen mới, đặc biệt khả năng sinh trưởng khỏe, ít bệnh và tính thích nghi cao [15]

Lê Mậu Túy, Vũ Văn Trường, Lê Đình Vinh và Trần Thị Thúy Hoa khi đánh giá các dòng vô tính mới lai tạo giai đoạn 1987 - 1990 tại Viện nghiên cứu cao su Việt Nam đã tạo ra một số dòng vô tính rất triển vọng cho sản xuất Các giống đầu sổ về sản lượng đồng thời cũng có sinh trưởng khỏe Trong số này, dòng vô tính ưu tú nhất

là LH 90/952 có thể vượt ngưỡng năng suất 4 tấn/ha/năm và trữ lượng gỗ ở năm thứ

13 sau trồng đã đạt nửa mét khối cho một cây Các dòng vô tính LH 88/72, LH 88/236

và LH 90/61 cũng cho sản lượng cao sớm và trữ lượng gỗ cao ở giai đoạn cây tơ Những dòng này có thể khuyến cáo vào sản xuất ở qui mô trung bình cho vùng thuận lợi Tất cả các dòng vô tính chọn lọc cần được khảo nghiệm khu vực hóa cho các vùng trồng cao su khác nhau trong nước

Từ năm 1994, Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam tiến hành thử nghiệm giống ở vùng ngoài truyền thống (Phủ Quỳ - Nghệ An và Phú Hộ - Phú Thọ) nhằm xác định được giống có khả năng thích nghi với điều kiện vùng miền núi phía Bắc Hai vườn sơ tuyển được thiết lập từ năm 1994 với số lượng 30 dòng vô tính/vườn Các dòng vô tính này có nguồn gốc từ Trung Quốc, Indonesia, Malaysia, Srilanka, Braxil và một số dòng vô tính được lai tạo trong nước

Từ năm 1982 đến năm 2001, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam đã thực hiện được 208.417 hoa lai, thu được 12.126 cây lai từ 546 tổ hợp lai Những cây lai được khảo nghiệm và chọn lọc qua các bước chọn giống; phần lớn những cây sinh trưởng khỏe có nguồn gen hoang dại Nam Mỹ (A) và đa số những cây lai có sản lượng cao có cha mẹ thuộc nguồn gen được tạo tuyển nhiều thế hệ ở châu Á (W) Một số cây lai xuất sắc đã vượt hơn giống đối chứng PB 235 từ 15 - 55% về sinh trưởng và gấp 2 - 3 lần về sản lượng

Kết quả tuyển chọn giống cao su khuyến cáo giai đoạn 1999 - 2001 của Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam cho thấy: một số dòng vô tính sinh trưởng nhanh hơn và năng suất cao hơn các giống cũ GT 1, RRIM 600, tương đương hoặc vượt hơn các

26

giống phổ biến trong sản xuất PB 235, VM 515 Những giống ưu tú này được khuyến cáo ở giai đoạn năm 1999 - 2001 với qui mô lớn hơn lần khuyến cáo trước và thích nghi theo vùng sinh thái Đáng chú ý là các giống nhập nội như PB 255, PB 260, RRIC 121 và các giống do Viện nghiên cứu cao su Việt Nam lai tạo như LH 82/156 (RRIV 2), LH 82/158 (RRIV 3) và LH 82/182 (RRIV 4) Trong đó LH 82/156 và RRIC 121 có triển vọng là giống có trữ lượng gỗ cao Kkhi đánh giá giống cao su nhập nội RRIC 100 trên một số vùng cao su chính cho thấy: RRIC 100 sinh trưởng ban đầu chậm sau tăng nhanh ở Đông Nam Bộ, sinh trưởng tốt ở Tây Nguyên và miền Trung, tăng trưởng trong khi cạo khá; năng suất của RRIC 100 khởi đầu chậm nhưng tăng dần

về sau, vượt GT 1 và gần bằng PB 235 ở Đông Nam Bộ, hơn PB 235 và GT 1 tại Tây Nguyên; RRIC 100 ít nhiễm bệnh phấn trắng, ít khô mủ, nhiễm bệnh nấm hồng trung bình và chống chịu gió khá Trần Thúy Hoa, Lại Văn Lâm và cộng sự (2005) khi đánh giá khả năng phát triển của một số dòng vô tính cao su trên vùng ít thuận lợi cho thấy: Trong điều kiện thuận lợi của vùng Tây Nguyên cao 450 - 600m, các giống PB 235, RRIC 121, VM 515 có thể mở cạo sau 7 năm trồng và đạt năng suất 1,4 - 1,5 tấn/ha/năm trong 8 - 9 năm đầu; PB 255, RRIM 600, GT1 mở cạo sau 8 năm trồng và đạt khoảng 1,2 tấn/ha Trong điều kiện ít thuận lợi của vùng Tây Nguyên cao 600 - 700m, sinh trưởng của các dòng vô tính chậm hơn và chỉ có thể mở cạo sau 9 năm trồng PB 235 rất mẫn cảm với bệnh lá phấn trắng và tỏ ra không thích ứng ở những vùng Tây Nguyên có bệnh phấn trắng nặng Các giống ít nhiễm phấn trắng hơn có năng suất cao hơn PB 235 là RRIV 1, PB 260, RRIC 121, RRIM 712 bình quân đạt

900 – 1.000 kg/ha/năm trong 5 năm đầu Các giống mới RRIV 3 và RRIV 4 sinh trưởng khỏe hơn có thể mở cạo sau 8 năm trồng ở vùng cao 600 - 700m Ở miền Trung, PB 255, PB 235, RRIM 600, RRIM 712 và GT 1 được mở cạo sau 8 - 8,5 năm trồng, PB 235 và RRIM 600 có thể đạt 1,4 tấn/ha/năm trong 4 năm đầu Các giống mới RRIV 1, RRIV 3 và RRIV 4 có thể mở cạo sớm hơn GT 1 và RRIM 600 khoảng 1 năm và năng suất cao hơn, tỏ ra có triển vọng cao sản về cả mủ và gỗ [7]

Kết quả khảo nghiệm giống của Viện nghiên cứu cao su Việt Nam ở một số vùng trên 15 vĩ độ Bắc (Nghệ An, Hà Tĩnh, Thanh Hóa) cho thấy có thể khai thác mủ cây cao su sau 6 - 8 năm trồng (chu vi thân ≥ 50 cm) Một số dòng vô tính do Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam lai tạo (ký hiệu LH) có vị trí trong nhóm dẫn đầu về sinh trưởng và sản lượng cùng với những giống nhập nội ưu tú, vượt xa các giống truyền thống GT 1, RRIM 600 và cả các giống nhập gần đây PB 235, PB 260

Trong tổng số có khoảng 88% diện tích cao su được trồng bằng các giống khuyến cáo của Tổng công ty cao su Việt Nam đó là PB 235, GT 1, RRIV 4, PB 260,

27

RIMM 600 Các giống GT1 và RIMM 600 là những giống cũ nhập vào Việt Nam trước năm 1975 và năng suất trung bình các giống này đạt khoảng 1,2 - 1,5 tấn/ha/năm Các giống PB 235, PB 260 được nhập vào Việt Nam sau GT1 và RRIM 600; các giống này cho năng suất bình quân 1,5 - 2 tấn /ha Giống RRIV 4 được tạo ra tại Việt Nam và được sử dụng nhiều nhất trên diện tích trồng mới vì có năng suất cao

Bảng III

28

LH 83/29, LH 83/75, LH 83/150, LH 83/289, LH 88/61, LH 88/251, LH 88/326, LH 89/1640, LH 90/90, LH 90/231, LH 90/276, LH 90/311, LH 90/137, LH 90/348, LH 90/1094, LH 91/1029, IAN 873, IRCA 41, IRCA 230, PB 280, PB

311, PB 324, PB 330 và những dòng vô tính khác VRG cho phép bổ sung

Cơ cấu giống cho vùng Camphuchia và Nam Lào: Áp dụng như khuyến cáo cho vùng Đông Nam Bộ

Cơ cấu giống cho vùng Trung Lào; như khuyến cáo cho vùng Tây Nguyên I

(Nguồn: Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam ban hành ngày 29/01/2008 theo Quyết định số 82/QĐ-CSVN,

về việc điều chỉnh cơ cấu giống cao su khuyến cáo giai đoạn 2006-2010) 1.5.3 Tình hình phát triển cao su ở vùng núi phía Bắc

Trong 7 năm qua, (2006 - 2013) cây cao su được đưa vào trồng ở Tây Bắc và trồng thí điểm diện hẹp ở Đông Bắc đã đạt được một số kết quả có tính chất tiền đề Hơn 19.000 ha cây cao su được trồng mới bước đầu đã góp phần thay đổi phương thức sản xuất Người dân ở một số địa phương miền núi phía Bắc từ chỗ sản xuất mang tính

tự cấp tự túc là chính, đã chuyển sang sản xuất hàng hóa tập trung theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Cây cao su được trồng tại nhiều địa phương đã góp phần khai thác và sử dụng tốt hơn tài nguyên đất đai và nguồn lao động tại chỗ Từ đó, thu nhập và đời sống của người dân trong vùng đã được cải thiện đáng kể Qua việc thử nghiệm các giống cây mới, bước đầu đã xác định được một số giống cây cao su có khả năng chịu lạnh, phù hợp với điều kiện của vùng, có thể chủ động sản xuất giống ở trong nước, làm tiền đề để phát triển vững chắc hơn ở giai đoạn tiếp theo.Tại Hội nghị, Cục trồng trọt - Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đã đưa ra nhiều giải pháp nhằm phát triển hiệu quả và bền vững cây cao su tại các tỉnh miền núi phía Bắc Cục trồng trọt đề nghị, từ nay đến năm 2015 chưa đưa vấn đề điều chỉnh tăng quy

mô diện tích trồng cây cao su tại các tỉnh miền núi phía Bắc Sau năm 2015, trên cơ sở kết quả và hiệu quả sản xuất thực tế sẽ đề xuất chính phủ điều chỉnh quy hoạch phát triển cho phù hợp Ngoài ra, không quy hoạch trồng cao su ở độ cao trên 600m so với mực nước biển; những vùng có độ cao dưới 600m nhưng thường xuyên xuất hiện sương muối, có gió mạnh trong mùa đông hay tầng đất mỏng cũng không bố trí trồng cao su.Từ kết quả khảo nghiệm và sản xuất thử giống cây cao su ở hầu hết các tỉnh miền núi phía Bắc, Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam đề nghị các địa phương cần cập

và Đông Bắc Đối với các tỉnh thuộc khu vực Tây Bắc (Điện Biên, Sơn La, Lai Châu)

sẽ hoàn thành diện tích trồng cao su giai đoạn một tối đa là 10.000ha/tỉnh Sau đó tiến hành đánh giá rút kinh nghiệm quá trình trồng cao su giai đoạn một trước khi triển khai giai đoạn hai Khu vực các tỉnh Đông Bắc (Yên Bái, Hà Giang, Lào Cai, Phú Thọ) sẽ triển khai trồng thí điểm ở mỗi tỉnh từ 500 đến 1.000 ha trên quỹ đất công, khi thử nghiệm thành công sẽ đưa vào vùng quy hoạch trồng cao su cả nước, và đưa vào trồng chính thức với quy mô lớn hơn

1.5.4 Tình hình sản suất cao su tại huyện Mường La, tỉnh Sơn La

Cây cao su được đưa vào trồng trên địa bàn huyện Mường La từ năm 2007 tại Thị trấn Ít Ong Từ đó đến nay, diện tích trồng cây cao su ngày càng tăng lên Tính đến năm 2012, cây cao su trên địa bàn huyện Mường La chưa cho thu hoạch, đang trong thời kỳ kiến thiết cơ bản Tuy nhiên, việc phát triển cây cao su trên địa bàn vẫn còn gặp nhiều khó khăn

Trên địa bàn tỉnh Sơn La nói chung và huyện Mường La nói riêng, điều kiện thời tiết hết sức khó khăn cho việc trồng mới và trồng dặm cao su, lượng mưa ít, rét đến sớm và có dấu hiệu của rét đậm, rét hại, sương muối Đặc biệt, mùa khô và mùa rét trùng vào một thời điểm, vì vậy việc chăm sóc cây cao su một cách khoa học, hợp

lý là hết sức quan trọng Vì vậy, để cây cao su sinh trưởng, phát triển thuận lợi thì cần

có những nghiên cứu nhằm tìm ra những biện pháp hiệu quả nhất trong việc trồng, bảo

vệ và chăm sóc cây cao su

1.6 Cơ sở dữ liệu, các phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu thành lập bản đồ phát triển cao su

Để thành lập bản đồ phát triển cây cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La cần có những dữ liệu sau:

Bản đồ hành chính huyện Mường La, tỉnh Sơn La,

DL địa hình, cụ thể là DL về đường bình độ (khoảng cao đều 10m),

DL thổ nhưỡng huyện Mường La, tỉnh Sơn La,

30

DL khí hậu huyện Mường La, tỉnh Sơn La,

DL sương muối và nhiệt độ thấp huyện Mường La, tỉnh Sơn La

Ảnh Landsat huyện Mường La độ phân giải 30m

1.6.2 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả sử dụng các phương pháp cổ truyền cũng như các phương pháp mới trong nghiên cứu địa lý như sau:

- Phương pháp thu thập tài liệu: Thu thập, thừa kế các số liệu phân tích các

bản đồ đơn tính, bản đồ chuyên đề về các điều kiện tự nhiên (địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật) có liên quan đến đề tài; các tài liệu thuộc chương trình, dự án phát triển kinh tế - xã hội khu vực miền núi và trung du Tất cả các nguồn tài liệu, số liệu có liên quan đến đối tượng và lãnh thổ nghiên cứu đã được tôi kế thừa, tiếp cận và vận dụng trong đề tại (được trình bày trong phần tài liệu tham khảo và các chú dẫn)

- Phương pháp GIS: Tích hợp GIS đã được ứng dụng rộng rãi trong đánh giá

và quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài nguyên (đất, nước, rừng, khí hậu, ) phục vụ quy hoạch sử dụng đất và phát triển cây cao su bền vững Việc ứng dụng các công nghệ này vào đánh giá đất đã khẳng định được tính ưu việt đó là độ tin cậy cao,

xử lý thông tin bản đồ, số liệu nhanh chóng, dễ dàng cập nhật thông tin mới khi có sự thay đổi so với dữ liệu ban đầu

- Phương pháp phân tích hệ thống: Được sử dụng để xác định những đặc điểm

của những hợp phần tự nhiên cũng như quy luật quan hệ tương tác giữa các hợp phần tham gia vào thành tạo và phân hóa lãnh thổ

- Phương pháp nghiên cứu tự nhiên ứng dụng: Được úng dụng trong việc lựa

chọn các chỉ tiêu đánh giá và phân hạng các đơn vị lãnh thổ tự nhiên phục vụ cho sản xuất nông lâm nghiệp

- Phương pháp bản đồ: Bản đồ là phương pháp vừa là nội dung vừa để thể hiện

kết cả nghiên cứu của luận án đã tiến hành xây dựng mới các bản đồ dạng đất đai trên

cơ sở tổ hợp của bản đồ sinh khí hậu Quy hoạch sử dụng đất đai, bản đồ kiến nghị sử dụng hợp lý lãnh thổ trong sản xuất nông lâm nghiệp Các bản đồ này được xây dựng dựa trên cơ sở sử dụng công nghệ thông tin địa lý GIS, chồng xếp và tổ hợp trên máy theo lưới PIXEL