Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực suối rạt, tỉnh bình phước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN TRƯỜNG NGÂN PHÂN TÍCH KINH TẾ XÓI MÒN ĐẤT NÔNG NGHIỆP LƯU VỰC SUỐI RẠT, TỈNH BÌNH PHƯỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Tp Hồ Chí Minh – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN TRƯỜNG NGÂN PHÂN TÍCH KINH TẾ XÓI MÒN ĐẤT NÔNG NGHIỆP LƯU VỰC SUỐI RẠT, TỈNH BÌNH PHƯỚC Chuyên ngành: Môi trường đất nước Mã số: 62 85 02 05 Phản biện 1: PGS TS Đặng Thanh Hà Phản biện 2: PGS TS Trương Thanh Cảnh Phản biện 3: PGS TS Nguyễn Thị Vân Hà Phản biện độc lập 1: PGS TS Nguyễn Tấn Phong Phản biện độc lập 2: PGS TS Đặng Thanh Hà NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phan Thị Giác Tâm TS Trần Tuấn Tú Tp Hồ Chí Minh – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nghiên cứu luận giải luận án trung thực, khách quan, nghiêm túc chưa công bố công trình khác Tác giả luận án Nguyễn Trường Ngân LỜI CẢM ƠN Luận án công sức cá nhân mà thành Trong giai đoạn khó khăn nhất, tác giả may mắn nhận giúp đỡ tận tình quý báu từ thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp, người thân từ người chưa quen biết Con xin gửi lời tri ân đến ba mẹ Ba mẹ cho sống chịu cực chịu khổ suốt thời gian học hành để tạo điều kiện tốt cho hoàn thành việc học Em xin gửi lời biết ơn đến thầy cô Cô Phan Thị Giác Tâm, thầy Trần Tuấn Tú cô Hoàng Thị Thanh Thủy tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm suốt quãng thời gian thực luận án Thầy Hà Quang Hải góp ý chân tình, động viên đốc thúc hoàn thành luận án Thầy Trương Thanh Cảnh, thầy Bùi Xuân An góp nhiều ý kiến quý báu để định hướng hoàn thành mục tiêu nghiên cứu Anh xin gửi lời cảm ơn đến em Trần Công Thành, Dương Duy Khoa, Nguyễn Thị Hà Trang, Nguyễn Trần Kim Xuân, Lê Văn Toàn hỗ trợ việc thu thập xử lý liệu nghiên cứu Tôi xin trân trọng hỗ trợ quý giá từ đồng nghiệp môn Địa Tin học, trường Đại học Bách Khoa gánh vác bớt công việc để có thời gian thực nghiên cứu hoàn thành luận án Các đồng nghiệp Khoa Môi trường trường ĐH Khoa học tự nhiên tham gia đóng góp ý kiến chia sẻ tài liệu nghiên cứu, hỗ trợ dịch thuật Các anh chị phòng Sau đại học hướng dẫn tận tình giúp đỡ để hoàn thành thủ tục cần thiết lúc thực luận án, gia hạn hoàn tất luận án Các nông hộ lãnh đạo cấp hỗ trợ trình thu thập liệu địa phương Tác giả luận án Nguyễn Trường Ngân MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn hướng nghiên cứu luận án Mục tiêu luận án Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Nội dung bố cục luận án Các luận điểm Điểm luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cơ sở tài liệu công cụ thực Khối lượng luận án Chương TỔNG QUAN 1.1 Phân vùng sinh thái nông nghiệp 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 14 1.1.3 Nhận xét chung 17 1.2 Xói mòn đất kinh tế xói mòn đất 18 1.2.1 Nhóm phương pháp luận dựa vào chi phí 19 1.2.2 Nhóm phương pháp luận dựa vào tổng giá trị kinh tế 20 1.2.3 Nhóm phương pháp luận dựa vào dịch vụ hệ sinh thái (DVHST) 23 1.3 Khái quát cách tiếp cận luận án 27 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Phương pháp luận 29 2.2 Nhóm phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp 30 2.2.1 Đề xuất quy mô tiêu chí phân vùng sinh thái nông nghiệp 30 2.2.2 Biên tập tổng hợp kết phân vùng sinh thái nông nghiệp 33 2.2.3 Mô tả đặc điểm vùng sinh thái nông nghiệp 35 2.3 Nhóm phương pháp phân tích kinh tế xói mòn đất 36 2.3.1 Phương pháp định giá tổng giá trị DVHST 36 2.3.2 Phương pháp định lượng xói mòn đất 41 2.3.3 Phương pháp định giá tổn thất giá trị DVHST xói mòn 43 2.4 Khung phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp 43 CHƯƠNG PHÂN VÙNG STNN LƯU VỰC SUỐI RẠT 47 3.1 Khái quát lưu vực Suối Rạt 47 3.1.1 Đặc điểm địa mạo định lượng lưu vực Suối Rạt 47 3.1.2 Đặc điểm trạng phát triển nông nghiệp lưu vực Suối Rạt 49 3.2 Dữ liệu đầu vào cho phân vùng sinh thái nông nghiệp 49 3.2.1 Dữ liệu sử dụng đất 50 3.2.2 Dữ liệu thổ nhưỡng 53 3.2.3 Dữ liệu địa hình 54 3.2.4 Tổng hợp liệu phân vùng sinh thái nông nghiệp 54 3.3 Kết phân vùng sinh thái nông nghiệp 55 3.4 Mô tả đặc điểm HST cao su lưu vực Suối Rạt 58 3.4.1 Đặc điểm thành phần hữu sinh (quần thể cao su) 58 3.4.2 Đặc điểm thành phần vô sinh 61 3.4.3 Các chức HST cao su lưu vực Suối Rạt 64 CHƯƠNG PHÂN TÍCH KINH TẾ XÓI MÒN ĐẤT CHO HST CAO SU LƯU VỰC SUỐI RẠT 68 4.1 Tổng giá trị dịch vụ HST cao su 68 4.1.1 Lựa chọn dịch vụ HST cần định giá 68 4.1.2 Lựa chọn phương pháp định giá DVHST cao su 69 4.1.3 Định giá DVHST chọn 70 4.2 Định lượng xói mòn đất 80 4.2.1 Kết mô hình RUSLE 80 4.2.2 Kết đo đạc xói mòn ô mẫu 81 4.3 Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp 83 4.3.1 Kết phân tích hồi quy tương quan 83 4.3.2 Chi phí xói mòn đất HST cao su lưu vực Suối Rạt 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACZ Agro-Climatic Zones – Vùng khí hậu nông nghiệp AEC Agro-Ecological Cells – Tế bào sinh thái nông nghiệp AER Agro-Ecological Regions – Miền sinh thái nông nghiệp AESR Agro-Ecological Sub-Regions – Tiểu miền sinh thái nông nghiệp AEU Agro-Ecological Units – Đơn vị sinh thái nông nghiệp sở AEZ Agro-Ecological Zoning – Phân vùng sinh thái nông nghiệp AGB Above-ground biomass - Sinh khối mặt đất ASTER The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer - Bộ cảm ghi nhận liệu ảnh viễn thám ASTER BGB Below-ground biomass - Sinh khối bề mặt CBA Cost – Benefit Analysis – Phân tích Lợi ích – Chi phí CBS Carbon Storage - Lượng carbon lưu giữ CMT8 Cách mạng tháng Tám CN Curve Number - Đường cong số ẩm CVM The contingent valuation method – Phương pháp đánh giá ngẫu nhiên DAEZ Dynamic Agro-Ecological Zones – Phân vùng sinh thái nông nghiệp động DEM Digital Elevation Model – Mô hình độ cao số DSMW The digitized soil map of the world - Bản đồ đất giới dạng số DVHST = ES: Dịch vụ hệ sinh thái EFA Exploratory Factor Analysis – Phân tích nhân tố khám phá ES Ecosystem Services – Dịch vụ hệ sinh thái FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations Tổ chức lương nông Liên hiệp quốc GAEZ Global Agro-Ecological Zones – Vùng sinh thái nông nghiệp toàn cầu GIS Geographic Information Systems – Hệ thông tin địa lý HST Hệ sinh thái IIASA International Institute for Applied Systems Analysis Viện Quốc tế phân tích hệ thống ứng dụng IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change Liên phủ biến đổi Khí hậu KMO Kaiser-Meyer-Olkin – Chỉ số dùng để xem xét thích hợp EFA LADA Land Degradation Assessment in Drylands Dự án đánh giá suy thoái đất vùng khô hạn LAI Leaf Area Index – số diện tích LUCS Land Use Capapility System - Hệ thống tiềm sử dụng đất MA The Millennium Ecosystem Assessment Dự án Đánh giá hệ sinh thái thiên niên kỷ NDVI Normalized Difference Vegetation Index Chỉ số khác biệt thực vật chuẩn hóa OC Organic Carbon - Carbon hữu OM Organic Matter - Vật liệu hữu PEI Precipitation/Evaporation Index – Chỉ số độ ẩm PER Potential Evaporation Ratio – Hệ số bốc tiềm PET Potential EvapoTranspiration based on Thornthwaite (1948) Thoát bốc nước tiềm theo Thornthwaite (1948) PVQHTKNN Phân viện Quy hoạch & Thiết kế Nông nghiệp RCFEE Research Centre for Forest Ecology and Environment Trung tâm nghiên cứu sinh thái môi trường rừng RS Remote Sensing – Viễn Thám RUSLE Revised Universal Soil Loss Equation Phương trình đất phổ dụng điều chỉnh SOTER The Soil and Terrain database - Dữ liệu số địa hình đất toàn cầu TAB Total amount of biomass - Tổng sinh khối TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TESLV Total Ecosystem Service Loss Value – Tổng giá trị tổn thất DVHST TESV Total Ecosystem Service Value – Tổng giá trị DVHST TEV Total Economic Value – Tổng giá trị kinh tế TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh UNESCO The United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên Hiệp Quốc UNFPA United Nations Population Fund – Quỹ dân số Liên hiệp quốc USLE Universal Soil Loss Equation - Phương trình đất phổ dụng WTP Wilingness to Pay – Mức sẵn lòng trả DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các nghiên cứu AEZ/GIS theo quy mô lĩnh vực áp dụng 11 Bảng 1.2: Các quy mô tiêu chí phân vùng sinh thái nông nghiệp Việt Nam .17 Bảng 1.3 Các DVHST định giá giới 25 Bảng 2.1: Các tiêu chí phân vùng sinh thái nông nghiệp quy mô AEU đề xuất 32 Bảng 2.2: Phân loại hình thái địa hình phân vùng sinh thái nông nghiệp lưu vực Suối Rạt 33 Bảng 2.3: Dữ liệu thổ nhưỡng cần thu thập 33 Bảng 2.4: Xác định số C từ giá trị α β 39 Bảng 2.5: Thang phân cấp xói mòn đất (đơn vị tấn/ha/năm) 42 Bảng 3.1: Một số số hình thái lưu vực Suối Rạt 48 Bảng 3.2 Hiện trạng sử dụng đất năm 2010 lưu vực Suối Rạt 50 Bảng 3.3 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2014 lưu vực Suối Rạt 52 Bảng 3.4: Các loại hình thổ nhưỡng lưu vực Suối Rạt 53 Bảng 3.5 Kết phân cấp lớp liệu địa hình, thổ nhưỡng xói mòn 55 Bảng 3.6 Đặc điểm đơn vị sinh thái nông nghiệp sở lưu vực Suối Rạt 57 Bảng 3.7: Một số đặc điểm canh tác cao su nông trường nông hộ lưu vực Suối Rạt .59 Bảng 3.8 Tiêu chuẩn kỹ thuật bố trí đất trồng cao su 60 Bảng 3.9 Một số sinh vật gây hại HST cao su 61 Bảng 3.10 Đặc điểm độ dốc thổ nhưỡng canh tác cao su lưu vực Suối Rạt 62 Bảng 3.11: Nhu cầu dinh dưỡng cao su, dinh dưỡng phân đất cung cấp .65 Bảng 4.1 Các DVHST có diện HST cao su 68 Bảng 4.2: Phương pháp sử dụng yêu cầu số liệu để định giá DVHST 69 Bảng 4.3 Thông tin mô tả ô mẫu khảo sát 71 Bảng 4.4: Khai báo biến khảo sát 40 ô mẫu 73 Bảng 4.5: Kết thống kê mô tả chu trình nước sử dụng nước 74 Bảng 4.6: Kết thống kê mô tả biến liên quan đến dinh dưỡng đất .74 Dịch vụ hỗ trợ chu trình dinh dưỡng đất (ES_DD) Sự cung cấp dinh dưỡng đất cho trồng bị ảnh hưởng nhiều yếu tố như: khí hậu, sử dụng đất, hoạt động quản lý đất, nhập liệu đầu vào (phân bón, tàn dư thực vật) thay đổi cấu trúc độ ẩm đất Do đó, cần tách biệt lượng dinh dưỡng HST cung cấp (vốn tự nhiên) lượng dinh dưỡng bón phân từ xen canh họ đậu (vốn bổ sung) Để định lượng dịch vụ cung cấp dinh dưỡng từ HST, cần tách nguồn vốn bổ sung khỏi vốn tự nhiên Trong nghiên cứu Dominati, tác giả tính toán nguyên tố dinh dưỡng HST cung cấp đạm (N) lân (P) Chúng bổ sung thêm nguyên tố K Phương pháp chi phí thay sử dụng để định giá giá trị dinh dưỡng cung cấp HST, cụ thể sau: (i) Tính toán lượng dinh dưỡng HST cung cấp theo công thức Qd = QM - QA Trong đó: Qd: Lượng dưỡng chất HST cung cấp (kg/ha/năm) QM: Lượng dưỡng chất cần thiết cho phát triển (kg/ha/năm) QA: Lượng dưỡng chất bổ sung từ bón phân (kg/ha/năm) Công thức sử dụng để tính cho dưỡng chất: N, P K Lượng dưỡng chất cần thiết QM lấy từ tài liệu kỹ thuật canh tác Lượng dưỡng chất bổ sung QA xác định thông qua khảo sát nông hộ (ii) Giá trị dịch vụ cấp dinh dưỡng xác định sau 𝐤 𝐄𝐒_𝐃𝐃 = ∑ 𝐒𝐐𝐝𝐢 𝐏𝐝𝐢 𝐢=𝟏 Trong đó: i: Loại dưỡng chất cần tính (sử dụng N, P K) S: Diện tích HST (ha) Qdi: Lượng dưỡng chất i HST cung cấp (kg/ha/năm) Pdi: Giá dưỡng chất i (VNĐ/kg) pl-13 (𝟗) Phụ lục 4: BẢNG MÔ TẢ CÁC AEU LƯU VỰC SUỐI RẠT – TỈNH BÌNH PHƯỚC Đơn vị sinh thái AEU1 Đơn vị sinh thái AEU2 Đơn vị sinh thái AEU3 Đơn vị sinh thái AEU4 Đơn vị sinh thái AEU5 Cao su sườn basalt thấp Bù Nho Cao su sườn basalt cao Bình Tân Cao su đỉnh đồi basalt Phước Bình Điều sườn phiến sét cao Phú Trung Hoa màu thung lũng phù sa cổ Thuận Phú Diện tích 9.657,0 ha, chiếm 27,69% diện tích lưu vực Đặc trưng HST điều sườn cao Diện tích 2.793,5 ha, chiếm 8,01% diện tích lưu vực Đặc trưng HST hàng năm Thuộc sườn vòm cao nguyên núi lửa, độ cao phổ biến 200-500m, độ dốc phổ biến > 15 độ Thuộc đồng suối thung lũng kiến tạo, độ cao [...]... HST nông nghiệp, từ đó, kịp thời đưa ra các biện pháp kiểm soát và quản lý, đảm bảo phúc lợi bền vững cho người dân trong lưu vực là một yêu cầu cấp thiết 3 Tên luận án: Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước 2 Mục tiêu luận án Làm sáng tỏ tổn thất kinh tế do quá trình xói mòn đất gây ra cho hoạt động sản xuất nông nghiệp chủ đạo trên lưu vực Suối Rạt – tỉnh Bình. .. trị DVHST cao su lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước năm 2014 79 Hình 4.6: So sánh kết quả định giá DVHST cao su với một số HST khác 80 Hình 4.7: Bản đồ phân cấp xói mòn hiện trạng lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước 81 Hình 4.8 So sánh kết quả mô hình RUSLE và kết quả đo đạc trung bình của các AEU 82 Hình 4.9 Bản đồ phân cấp TESV cho HST cao su lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước .88 Hình... nghiệp 35 Hình 2.4: Phương pháp phân tích kinh tế xói mòn đất theo cách tiếp cận DVHST .36 Hình 2.5: Quy trình ước tính xói mòn đất bằng phương pháp RUSLE .42 Hình 2.6: Khung lý luận định giá kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực Suối Rạt .44 Hình 3.1: Sơ đồ vị trí lưu vực Suối Rạt .47 Hình 3.2: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2010 .51 Hình 3.3 Dữ... Hình 3.9: Bản đồ phân vùng sinh thái nông nghiệp lưu vực Suối Rạt 57 Hình 3.10: Phân bố các loại hình sử dụng đất nông nghiệp lưu vực Suối Rạt 59 Hình 3.11: Bản đồ ranh giới các đối tượng sử dụng đất lưu vực Suối Rạt 59 Hình 4.1 Các DVHST cao su được chọn để định giá 69 Hình 4.2: Bản đồ vị trí 40 ô mẫu tiến hành khảo sát HST và phân tích kinh tế xói mòn đất 71 Hình 4.3:... 1: Phân chia lưu vực Suối Rạt thành các đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở, xem xét đến sự tương tác giữa các yếu tố đặc trưng cho lưu vực gồm quần xã thực vật, hình thái địa hình, loại hình thổ nhưỡng và mức độ xói mòn đất 5 Điểm 2: Đề xuất khung lý thuyết cho định giá tổn thất kinh tế do xói mòn đất quy mô lưu vực sông theo cách tiếp cận giá trị DVHST và áp dụng cho HST cao su lưu vực Suối Rạt – tỉnh. .. Bản đồ hiện trạng đất nông nghiệp năm 2014 .52 Hình 3.5: Bản đồ phân đơn vị phụ (subunit) của loại hình thổ nhưỡng lưu vực Suối Rạt 53 Hình 3.6a: Mô hình DEM lưu vực Suối Rạt 54 Hình 3.6b: Bản đồ phân vùng hình thái địa hình .54 Hình 3.7 Quy trình phân vùng sinh thái nông nghiệp lưu vực Suối Rạt 55 Hình 3.8 Phân bố của các đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở theo... Bình Phước Để đạt được mục tiêu tổng quát như trên, luận án đề ra các mục tiêu cụ thể cần giải quyết bao gồm: - Phân chia lưu vực Suối Rạt thành các đơn vị sinh thái nông nghiệp đồng nhất - Tính được tổng giá trị DVHST của HST cao su trên lưu vực Suối Rạt - Phân tích và định giá tổn thất kinh tế do xói mòn gây ra trên HST cao su của lưu vực 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: quá trình xói mòn. .. thái cơ sở, lựa chọn và mô tả một HST đặc trưng trong lưu vực theo các đơn vị sinh thái cơ sở đã phân chia Nội dung này được trình bày trong chương 3 Triển khai định lượng tổn thất kinh tế của xói mòn đất tác động đến HST nông nghiệp được chọn trong phạm vi các đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở đã phân chia và toàn lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước Thảo luận về kết quả và các đề xuất Các nội dung... diện tích đang được sử dụng cho các mục đích đất trồng trọt, phúc lợi của người dân trong lưu vực Suối Rạt phụ thuộc rất lớn vào các lợi ích thu được từ các hệ sinh thái (HST) nông nghiệp Đồng thời, các nghiên cứu định lượng xói mòn đất cho kết quả khoảng 60% diện tích lưu vực có mức độ xói mòn cao (cấp IV, 10 – 50 tấn/ha/năm) Từ các phân tích trên, nghiên cứu định lượng những tác động của xói mòn đất. .. trọng công tác phân vùng kinh tế với nhiều phương án các cấp phân vị khác nhau Ở đây chú ý đến sự phân vùng kinh tế theo 2 nghĩa: vùng kinh tế xã hội tổng hợp, vùng kinh tế ngành + Vùng kinh tế xã hội tổng hợp: được phân chia trên quan điểm quan sát tổng hợp tất cả các yếu tố tham gia, được coi như hệ thống kinh tế xã hội theo lãnh thổ có cơ cấu ngành kinh tế đa dạng, phức tạp Vùng kinh tế trọng điểm ... người dân lưu vực yêu cầu cấp thiết Tên luận án: Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước Mục tiêu luận án Làm sáng tỏ tổn thất kinh tế trình xói mòn đất gây... tổn thất giá trị DVHST xói mòn 43 2.4 Khung phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp 43 CHƯƠNG PHÂN VÙNG STNN LƯU VỰC SUỐI RẠT 47 3.1 Khái quát lưu vực Suối Rạt 47 3.1.1... su lưu vực Suối Rạt - Phân tích định giá tổn thất kinh tế xói mòn gây HST cao su lưu vực Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng: trình xói mòn đất lợi ích thu từ HST nông nghiệp phổ biến lưu vực