Nghiên cứu ứng dụng GIS trong phân hạng thích nghi đất lúa xã cù vân huyện đại từ tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ THẢO CHINH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN HẠNG THÍCH NGHI ĐẤT LÚA XÃ CÙ VÂN HUYỆN ĐẠI TỪ TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý đất đai Khoa : Quản lý tài nguyên : Lớp K43 - QLĐĐ - N01 Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hƣớng dẫn : Th.S Trần Thị Mai Anh THÁI NGUYÊN - 2015 i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, rèn luyện, nghiên cứu, thực luận văn tốt nghiệp, nhận đƣợc giúp đỡ, động viên, bảo tận tình, đóng góp quý báu nhiều cá nhân tập thể, tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Xin tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Thầy cô giáo giảng dạy trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên dạy dỗ, đào tạo suốt 04 năm qua Đặc biệt quan tâm giúp đỡ giảng viên hƣớng dẫn Th.S Trần Thị Mai Anh tận tình hƣớng dẫn suốt trình thực đề tài Khoa Quản lý tài nguyên, trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ủy Ban Nhân Dân xã Cù Vân toàn thể ban ngành nhân dân xã tạo điều kiện giúp đỡ thời gian nghiên cứu thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ suốt trình học tập hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Mặc dù cố gắng hoàn thiện đề tài nhƣng hạn chế thời gian điều kiện nghiên cứu nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô bạn để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 24 tháng năm 2015 Sinh Viên Hoàng Thị Thảo Chinh ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phân hạng thích nghi nhiệt độ lúa 15 Bảng 2.2 Phân hạng thích nghi cƣờng độ ánh sáng lúa 16 Bảng 2.3 Phân hạng thích nghi thành phần giới lúa 17 Bảng 2.4 Yêu cầu sử dụng đất trồng lúa 18 Bảng 3.1 Chỉ số pH 21 Bảng 3.2 Xác định thành phần giới đất 23 Bảng 4.1 Tổng hợp điểm dân cƣ xóm năm 2011 27 Bảng 4.2 Cơ cấu lao động xã Cù Vân năm 2011 28 Bảng 4.3 Tổng hợp diện tích suất, sản lƣợng số trồng chủ yếu giai đoạn 2009 - 2011 32 Bảng 4.4 Tình hình chăn nuôi gia súc, gia cầm thủy sản giai đoạn 33 2009-2011 33 Bảng 4.5 Hiện trạng sử dụng đất năm 2011 38 Bảng 4.6 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2011 40 Bảng 4.7 Tình hình biến động đất đai xã Cù Vân giai đoạn 2011 - 2013 41 Bảng 4.8 Phân loại đất vùng nghiên cứu 43 Bảng 4.9 Phân cấp lƣợng mƣa vùng nghiên cứu 45 Bảng 4.10 Phân cấp hàm lƣợng mùn vùng nghiên cứu 46 Bảng 4.11 Phân cấp pHKCl vùng nghiên cứu 47 Bảng 4.12 Phân cấp thành phần giới vùng nghiên cứu 49 Bảng 4.13 Phân cấp chế độ nƣớc vùng nghiên cứu 50 Bảng 4.14 Phân cấp địa hình vùng nghiên cứu 52 Bảng 4.15 tổng hợp tiêu phân cấp để xây dựng đồ đơn vị đất đai 54 Bảng 4.16 Đặc tính đơn vị đất đai vùng nghiên cứu 55 Bảng 4.17 Yếu tố chuẩn đoán cho loại hình sử dụng đất trồng lúa 58 Bảng 4.18 Kết phân hạng thích nghi loại hình sử dụng đất trồng lúa 60 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Các bƣớc xây dựng đồ đơn vị đất đai .10 Hình 2.2 Mô hình chồng ghép đồ 11 Hình 2.3 Các thành phần GIS 13 Hình 4.1 Vị trí địa lý xã Cù Vân, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên 24 Hình 4.2 Biểu đồ cấu lao động xã Cù Vân 28 Hình 4.3 Biểu đồ biến động gia súc xã Cù Vân qua năm 34 Hình 4.4 Biểu đồ trạng sử dụng đất năm 2011 39 Hình 4.5 Biểu đồ trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2011 40 Hình 4.6 Bản đồ đất xã Cù Vân 44 Hình 4.7 Bản đồ lƣợng mƣa xã Cù Vân 45 Hình 4.8 Bản đồ hàm lƣợng mùn xã Cù Vân 46 Hình 4.9 Bản đồ pH xã Cù Vân 48 Hình 4.10 Bản đồ thành phân giới xã Cù Vân .49 Hình 4.11 Bản đồ chế độ nƣớc xã Cù Vân 51 Hình 4.12 Bản đồ địa hình xã Cù Vân 53 Hình 4.13 Bản đồ đơn vị đất đai xã Cù Vân .56 Hình 4.14 Bản đồ phân hạng thích nghi đất lúa xã Cù Vân 61 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT a : Đất cát b : Đất cát pha : Đất c thịt nhẹ d : Đất thịt trung bình e : Đất thịt nặng FAO : Tổ chức Lƣơng thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc g : Đất sét GIS : Hệ thống thông tin địa lý LMU : Land Mapping Unit (Đơn vị đồ đất đai) LUM : Land Unit Map (Bản đồ đơn vị đất đai) : LUT Land Unit Type (Loại hình sử dụng đất) : N Hạng không thích nghi N1 : Không thích nghi N2 : Không thích nghi vĩnh viễn : S Hạng thích nghi : Thích nghi S1 S2 : Thích nghi trung bình : Ít S3 thích nghi v MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU 1.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.3.1 Ý nghĩa nghiên cứu khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 2.1 KHÁI NIỆM ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI .3 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Phân loại thích nghi đất đai 2.2 ĐÁNH GIÁ ĐẤT THEO FAO .3 2.2.1 Các khái niệm sử dụng đánh giá đất 2.2.2 Mục đích đánh giá đất .4 2.2.3 Quy trình đánh giá đất theo FAO 2.3 CÁC QUAN ĐIỂM ĐÁNH GIÁ ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI 2.3.1 Đánh giá đất đai Mỹ 2.3.2 Đánh giá đất đai Liên Xô (cũ) 2.3.3 Đánh giá đất đai Ấn Độ 2.3.4 Đánh giá đất tổ chức FAO 2.4 CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ ĐẤT Ở VIỆT NAM 2.5 ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI SỬ DỤNG KỸ THUẬT GIS .8 2.5.1 Ứng dụng GIS đánh giá thích nghi đất đai giới 2.5.2 Ứng dụng GIS đánh giá thích nghi đất đai Việt Nam .8 2.6 BẢN ĐỒ ĐƠN VỊ ĐẤT ĐAI, BẢN ĐỒ THÍCH NGHI VÀ CẤU TRÚC PHÂN HẠNG THÍCH NGHI THEO FAO .9 2.6.1 Đơn vị đồ đất đai ( Land Mapping Unit - LMU) 2.6.2 Nguyên tắc xây dựng đồ đơn vị đất đai 2.6.3 quy trình xây dựng đồ đơn vị đất đai 10 vi 2.6.4 Phân hạng thích nghi/hợp đất đai 11 2.7 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 12 2.7.1 Định nghĩa GIS 12 2.7.2 Các thành phần GIS 13 2.8 YÊU CẦU SINH THÁI CỦA CÂY LÚA 15 2.8.1 Yêu cầu khí hậu 15 2.8.2 Yêu cầu đất đai 16 2.8.3 Gió .17 2.8.4 Đặc tính đất lúa .17 2.9 YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐẤT CỦA CÂY LÚA 18 PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .19 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 3.2.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội xã Cù Vân 19 3.2.2.Thực trạng sử dụng đất nông nghiệp xã Cù Vân 19 3.2.3 Xây dựng loại đồ chuyên đề, đồ đơn vị đất đai .19 3.2.4 Xây dựng đồ phân hạng thích nghi đất đai, đánh giá mức độ thích nghi lúa, đƣa đề xuất định hƣớng phát triển trồng lúa 19 3.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.3.1 Điều tra thu thập tài liệu 19 3.3.2 Phân tích thống kê, xử lý số liệu 19 3.3.3 Phƣơng pháp điều tra thực địa 20 3.3.4 Phƣơng pháp áp dụng đánh giá đất 22 3.3.5 Phƣơng pháp xây dựng đồ đơn tính 23 3.3.6 Phƣơng pháp chồng ghép đồ công nghệ GIS .23 PHẦN 4: DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 4.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI .24 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 24 4.1.2 Tài nguyên 25 vii 4.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội xã Cù Vân 26 4.1.4 Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã 34 4.2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP 38 4.2.1 Hiện trạng sử dụng đất vùng nghiên cứu 38 4.2.2 Đánh giá trạng sử dụng đất nông nghiệp vùng nghiên cứu 40 4.2.3 Tình hình biến động đất đai 41 4.3 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ 43 4.3.1 Xây dựng đồ đơn tính 43 4.3.2 Xây dựng đồ đơn vị đất đai 54 4.4 PHÂN HẠNG THÍCH NGHI ĐẤT ĐAI .58 4.4.1 Xác định yếu tố chẩn đoán 58 4.4.2 Xếp hạng yếu tố chẩn đoán 58 4.4.3 Xây dựng đồ phân hạng thích nghi đất đai 59 4.4.4 Đề xuất phát triển loại hình sử dụng đất trồng lúa vùng nghiên cứu .62 4.4.5 Đề xuất giải pháp để phát triển loại hình sử dụng đất trồng lúa vùng nghiên cứu 63 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1 KẾT LUẬN 64 5.2 KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai tài sản quốc gia, tƣ liệu sản xuất chủ yếu, vừa đối tƣợng lao động đồng thời sản phẩm lao động, thành phần quan trọng hàng đầu môi trƣờng sống, sở tự nhiên tiền đề cho trình sản xuất Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng ngƣời dân Tuy nhiên ngành nông nghiệp ngày đứng trƣớc nhiều áp lực, nhƣ thiên tai, dịch hại,… đặc biệt việc dân số ngày tăng, với sức ép đô thị hóa tạo áp lực nông nghiệp xã Do đó, từ trạng nêu trên, việc nghiên cứu tiềm đất đai, tìm hiểu số loại hình sử dụng đất nông nghiệp, đánh giá mức độ thích hợp loại hình sử dụng đất làm sở cho việc đề xuất sử dụng đất hợp lý, hiệu quả, đảm bảo phát triển bền vững vấn đề có tính chiến lƣợc cấp thiết quốc gia địa phƣơng Việc lai tạo giống lúa cho suất cao, phẩm chất tốt yêu cầu cấp thiết xuyên suốt trình nghiên cứu lai tạo giống lúa đáp ứng đƣợc yêu cầu nƣớc nói chung xã Cù Vân nói riêng Tuy nhiên, tạo đƣợc giống lúa đạt yêu cầu việc lựa chọn đƣa canh tác thực tế khâu cuối quan trọng Do đó, GIS công cụ hiệu đóng vai trò không nhỏ việc đánh giá xác định phạm vi thích nghi giống lúa điều kiện tự nhiên nhƣ xã hội địa phƣơng Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, dƣới hƣớng dẫn Thạc sỹ: Trần Thị Mai Anh, tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu ứng dụng GIS phân hạng thích nghi đất lúa xã Cù Vân huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên" 1.2 MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU Đánh giá thực trạng đất đai khả thích nghi đất đai xã Cù Vân loại hình sử dụng đất trồng lúa Ứng dụng phần mềm Arcgis xây dựng đồ phân hạng thích nghi đất trồng lúa xã Cù Vân, huyện Đại từ, tỉnh Thái Nguyên 1.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.3.1 Ý nghĩa nghiên cứu khoa học Góp phần cụ thể hóa bƣớc quy trình đánh giá thích nghi đất đai cho loại hình sử dụng đất lựa chọn FAO (Food Agriculture Organnization - Tổ chức Nông Lƣơng Liên hợp Quốc) điều kiện cụ thể địa phƣơng, nhằm cung cấp thông tin làm sở liệu cho nghiên cứu khác quy hoạch sử dụng đất 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Cung cấp thông tin khả thích nghi đất đai cho loại hình sử dụng đất trồng lúa địa bàn xã nhằm giúp nhân dân, nhà đầu tƣ, doanh nghiệp hiểu rõ tiềm đất đai để lựa chọn hội đầu tƣ phát triển loại hình sử dụng đất - Kết nghiên cứu góp phần cung cấp sở khoa học giúp cho quyền xã Cù Vân đề chủ trƣơng, sách giải pháp sử dụng đất hiệu giai đoạn tới - Làm sở cho việc sử dụng đất hiệu lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất 59 - Các đơn vị đồ đất đai có đặc tính sau: đất vàng đỏ đá mác ma axit, loại đất có thành phần giới đất thịt nhẹ, pH - [...]... NIM NH GI THCH NGHI T AI 2.1.1 nh ngha ỏnh giỏ kh nng thớch nghi t ai (Land Evaluation) l quỏ trỡnh d oỏn tim nng t ai khi s dng cho cỏc mc ớch c th hay d oỏn tỏc ng ca mi n v t ai i vi mi loi hỡnh s dng t (Lờ Cnh nh, 2008) [4] 2.1.2 Phõn loi thớch nghi t ai Cú hai loi thớch nghi trong h thng ỏnh giỏ thớch nghi t ai ca FAO: thớch nghi t nhiờn v thớch nghi kinh t - xó hi - ỏnh giỏ thớch nghi t nhiờn:... khụng thớch nghi (N) vi 2 hng N1 v N2 Loi khụng thớch hp (N): Cú ngha l t cú cỏc yu t hn ch khc nghit m loi S khụng cú, rt khú hoc khụng th khc phc c i vi cỏc LUT N1: khụng thớch nghi hin ti, t khụng thớch nghi vi loi s dng t d kin trong iu kin hin ti vỡ cú yu t hn ch rt nghi m trng Tuy nhiờn cú th khc phc bng cỏc bin phỏp ci to lp trong tng lai tr thnh hng thớch nghi N2: khụng thớch nghi vnh vin,... quan nghi n cu t ang v s tip tc nghi n cu vn dng phng phỏp ny cho phự hp vi iu kin c th v vi cỏc t l bn thớch hp nhanh chúng tin ti hon thin ni dung, phng phỏp v quy trỡnh nh giỏ phõn hng t cho ton lónh th cng nh cho cỏc vựng sn xut khỏc nhau trờn ton quc (Nguyn Ngc Nụng v cs, 2011) [9] 2.5 NH GI THCH NGHI T AI S DNG K THUT GIS 2.5.1 ng dng GIS trong ỏnh giỏ thớch nghi t ai trờn th gii Vic ng dng GIS. .. phỏp s dng h thng Hỡnh 2.3 Cỏc thnh phn chớnh ca GIS 14 - Con ngi (chuyờn viờn): L thnh phn quan trng nht Cụng ngh GIS s b hn ch nu khụng cú con ngi tham gia qun lý h thng v phỏt trin nhng ng dng GIS trong thc t Ngi s dng GIS cú th l nhng chuyờn gia k thut, ngi thit k v duy trỡ h thng, hoc nhng ngi dựng GIS gii quyt cỏc vn trong cụng vic - D liu: GIS phi bao gm mt c s d liu cha cỏc thụng tin khụng... phc v thit thc cho cụng tỏc qun lý ti nguyờn mụi trng Nhỡn chung vic ng dng GIS trong cụng tỏc qun lý ti nguyờn mụi trng cũn khỏ hn ch, cỏc ng dng GIS hiu qu nht li cụng tỏc lu tr, in n bn Riờng trong lnh vc ỏnh giỏ thớch nghi t ai thỡ mi cú mt s ớt ng dng GIS c trin khai cỏc c quan cp b (b Ti nguyờn v Mụi trng, b Nụng nghip v Phỏt trin Nụng thụn, cc Kim Lõm), cỏc trng i h c , Vi n n g h i ờ... thớch nghi N2: khụng thớch nghi vnh vin, t khụng thớch nghi vi loi s dng t d kin c trong hin ti v tng lai vỡ cú nhng yu t hn ch rt nghi m trng khụng th khc phc c, nu a vo sn xut s khụng cho hiu qu hoc gõy tỏc hi cho mụi trng sinh thỏi 2.7 GII THIU V H THNG THễNG TIN A Lí (GIS) 2.7.1 nh ngha GIS Cú nhiu nh ngha v GIS, nhng núi chung ó thng nht quan nim: GIS l mt h thng kt hp gia con ngi v h thng mỏy tớnh... thuc tớnh c bn trong mi n v t ai, qua ú nú s giỳp cho ngi s dng nhn bit c nhng sai khỏc chi tit v mt cht lng gia cỏc n v bn t ai trong ton vựng nghi n cu 2.6.4 Phõn hng thớch nghi/ hp t ai 2.6.4.1 Khỏi nim Phõn hng thớch nghi t ai l cụng on i chiu so sỏnh gia cỏc yờu cu ca loi hỡnh s dng t ai vi cỏc c tớnh, c im ca n v t ai xỏc nh mc thớch nghi hoc ngc li l mc hn ch 2.6.4.2 Hng thớch nghi (S), vi... v/ hoc thuc tớnh Trong GIS cú kh nng phi hp nhiu ngun d liu khỏc nhau v cú kh nng phi hp vi nhiu cu trỳc khỏc nhau - Phn cng: Gm cỏc thit b h tr trong quỏ trỡnh qun lý v x lý cỏc d liu ca GIS nh: mỏy ch (server), thit b thu nhp d liu, thit b lu tr - Phn mm: Phn mm GIS cung cp cỏc chc nng v cỏc cụng c cn thit lu tr, phõn tớch v hin th thụng tin ia lý Cỏc thnh phn chớnh trong phn mm GIS l: (1) Cụng c... AI S DNG K THUT GIS 2.5.1 ng dng GIS trong ỏnh giỏ thớch nghi t ai trờn th gii Vic ng dng GIS trong ỏnh giỏ thớch nghi t ai ó c tin hnh t nhiu nm trc õy trờn th gii, nht l cỏc nc phỏt trin nh M, Cannada, Australia, cỏc t chc Liờn hp quc nh FAO, WWF 2.5.2 ng dng GIS trong ỏnh giỏ thớch nghi t ai Vit Nam GIS c a vo Vit Nam mun v ch thc s phỏt trin mnh t r o n g h n c h c n m t r l i õ y v ó... trin rng, ti nguyờn t, nc, vi sn xut nụng nghip, cụng nghip v phc v dõn sinh Xó Cự Võn cú din tớch rng tng i ln trong ú cú rng t nhiờn 330,78 ha v rng trng 385,36 ha t ai tng i bng phng, mu m, ngun nc di do phong phỳ, ti nguyờn khoỏng sn l nhng yu t rt thun li cho Cự Võn phỏt trin nụng lõm nghip, phỏt trin tiu th cụng nghip, dch v, thng mi, phỏt trin du lch trong tng lai 4.1.3 iu kin kinh t - xó hi