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

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Đánh giá điều kiện tự nhiên phục vụ phát triển cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La với trợ giúp viễn thám GIS Nguyễn Ngọc Thạch*, Lê Phương Nhung, Bùi Quang Thành, Trần Tuấn Anh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 21 tháng năm 2018 Chỉnh sửa ngày 12 tháng năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 13 tháng năm 2018 Tóm tắt: Mục tiêu nghiên cứu đánh giá điều kiện tự nhiên nhằm xác định sở khoa học cho việc phát triển cao su quy hoạch sử dụng đất đai, góp phần khai thác tốt tiềm tự nhiên phục vụ chiến lược phát triển kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường Nghiên cứu triển khai sở tích hợp viễn thám, GIS phương pháp phân tích thứ bậc AHP Bảy yếu tố tác động đến sinh thái cao su (địa hình, độ dốc, thổ nhưỡng, lượng mưa, nhiệt độ, lớp phủ sương muối) xử lý thành đồ đánh giá tương ứng, sau đó, tiến hành xác định trọng số yếu tố ảnh hưởng phương pháp AHP Kết chia vùng có mức độ thích nghi khác cao su là: vùng có mức thích nghi cao chiếm 12,6%, vùng có mức thích nghi: chiếm tỷ lệ 24,6%, vùng thích nghi: chiếm 22%, vùng khơng thích nghi: chiếm 40,8% Dựa đồ thích nghi, rút thơng tin hữu ích tin cậy để xây dựng dự án quy hoạch lãnh thổ quy hoạch môi trường, tạo điều kiện phát triển công ăn việc làm cho sống người dân huyện thu lợi ích kinh tế lớn cho phát triển huyện Mường La, tỉnh Sơn La Từ khóa: Đánh giá thích nghi, GIS, AHP, cao su, quy hoạch Mở đầu đất đai Với phát triển công nghệ GIS, trình đánh giá đất đai trở nên nhanh chóng xác [1-3] Mường La huyện miền núi tỉnh Sơn La, cách thành phố Sơn La 42 km phía Đơng Bắc có diện tích đất tự nhiên 142.924 ha, mang đặc trưng miền núi Tây Bắc Địa bàn huyện 62 huyện nghèo đặc biệt khó khăn nước cần chuyển đổi cấu trồng, theo định định hướng nghiên cứu trồng Chính phủ chiến lược phát triển Đánh giá đất quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp quan điểm sinh thái phát triển bền vững yêu cầu cấp bách nhằm kiến tạo hệ thống nơng nghiệp bền vững, có hiệu kinh tế mà khơng làm suy thối _  Tác giả liên hệ ĐT.: 84-913032680 Email: nguyenngocthachhus@gmail.com https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4256 121 122 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 kinh tế - xã hội đảng huyện Mường La, cao su lựa chọn ưu tiên nhằm phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường, nâng cao mức sống cho người dân địa phương Việc phát triển cao su gắn với mơ hình “Bản phát triển toàn diện” huyện Cho đến chưa có đầy đủ khoa học mơ hình thực tiễn để khẳng định chắn cao su thích nghi hồn tồn mang lại hiệu kinh tế cao cho vùng núi phía Bắc [4, 5] Theo khuyến cáo của nhiều nghiên cứu cần có kế hoạch khảo nghiệm kỹ quy mô hợp lý để khẳng định khả phát triển, hiệu kinh tế - xã hội môi trường cao su trước nhân rộng Vì vậy, việc phát triển trồng cao su huyện Mường La để đảm bảo cho chất lượng trồng cần phải nghiên cứu thật kĩ điều kiện khí hậu, thủy văn, địa hình, có đánh giá phân hạng đất thích hợp cho việc trồng cao su Từ thực tế trên, đề tài “Đánh giá điều kiện tự nhiên phục vụ cho phát triển cao su với trợ giúp viễn thám GIS huyện Mường La, tỉnh Sơn La”được thực nhằm góp phần khai thác tốt tiềm tự nhiên phục vụ chiến lược phát triển kinh tế- xã hội bảo vệ môi trường Khái quát khu vực nghiên cứu 2.1 Đặc điểm chung Mường La có toạ độ địa lý: 20°15' - 21°42' vĩ độ Bắc, 103°45' - 104°20' kinh độ Đông, huyện miền núi phía Đơng Bắc tỉnh Sơn La, nơi có nhà máy thuỷ điện Sơn La cơng trình thuỷ điện cỡ nhỏ như: Nậm Chiến, Huổi Quảng Mường La địa bàn để phát triển mở rộng thị xung quanh cơng trình thủy điện Sơn La [6-8] Hình Bản đồ hành huyện Mường La, tỉnh Sơn La N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 123 Hình Bước đầu phát triển cao su Mường la với tham gia nhân dân địa phương Mường La có tổng diện tích đất tự nhiên 142.924 ha, mang nhiều đặc điểm đặc trưng miền núi Tây Bắc nói chung Sơn La nói riêng Theo số liệu thống kê đến 31/12/2012 dân số toàn huyện 83.710 nhân Mật độ dân số bình qn 59 người/km2, phân bố khơng Tồn huyện có dân tộc anh em chung sống, bao gồm: dân tộc Thái, Mông, Kinh, La Ha, Xá, Kháng, Khơ Mú Phần lớn dân tộc thiểu số có trình độ dân trí thấp, du canh du cư Năm 2012 tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 25,03%, tổng GDP đạt 287,9 tỷ, thu nhập bình quân đầu người 3,7 triệu đồng Từ năm 2008, phương hướng phát triển kinh tế - xã hội, Mường La lựa chọn phát triển cao su nội dung nhằm triển khai chương trình xóa đói giảm nghèo đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế địa phương [6, 9] 2.2 Điều kiện tự nhiên Mường La mang nhiều đặc điểm đặc trưng miền núi Tây Bắc với địa hình phức tạp chia cắt mạnh suối lớn đỉnh nhọn có độ cao từ 1000m đến gần 3000m, bao gồm hai dạng địa hình địa núi cao, dốc núi trung bình, hướng thấp dần từ Tây sang Đông Bắc xuống Nam Khu vực nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa rõ rệt năm Mùa đông lạnh trùng với mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau Vào mùa đông, từ cuối tháng 12 đến tháng 2, Mường La xuất sương muối khu vực có độ cao ≥ 600 mét [7, 8] Mùa hè nóng trùng với mùa mưa từ tháng đến tháng 10 Nhiệt độ trung bình năm 22°C Tổng lượng mưa bình quân 1.347 mm/năm, mưa tập trung vào tháng 6, 7, với lượng mưa chiếm 76% tổng lượng mưa năm Mùa khô lượng mưa nhỏ chiếm 24% tổng lượng mưa năm, độ ẩm trung bình 85% Về thủy văn, ngồi dòng sơng Đà chảy qua huyện với chiều dài 50km, Mường La có hệ thống suối dày đặc thuộc lưu vực sông Đà như: Nậm Mu, Nậm Chiến, Nậm Trai, Nậm Păm, Nậm Pia, Nậm Pàn với tổng chiều dài khoảng 200km nhiều suối nhỏ khác, mật độ sông suối khoảng 1,7 km/km2 Do địa hình huyện chia cắt mạnh, dốc nên phần lớn suối có lưu vực nhỏ, hẹp, ngắn bắt nguồn từ núi cao độ dốc lưu vực lớn tạo nên tính đa dạng chế độ dòng chảy lưu lượng nước hai mùa chênh lệch lớn Theo kết tổng hợp từ đồ thổ nhưỡng tỉnh Sơn La, tài nguyên đất huyện có nhóm chính: Đất Feralit: bao gồm hầu hết vùng đồi núi; đất phù sa sông suối, phân bố chủ yếu ven suối Nậm Mu, Nậm Chiến, Nậm Trai, Nậm Pàn, Nậm Pia, Nậm Păm; đất dốc tụ: phân bố chủ yếu phiêng bãi phẳng Hầu hết loại đất địa bàn huyện 124 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Mơi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 có độ dày tầng đất từ trung bình đến khá, thành phần giới từ trung bình đến nặng [8] Dữ liệu phương pháp nghiên cứu 3.1 Dữ liệu sử dụng nghiên cứu Các liệu sau thu thập xử lý phần mềm ArcMap 10.2, chi tiết liệu thu thập mô tả Bảng 3.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCA) Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn kỹ thuật phân tích tổ hợp tiêu chuẩn khác nhằm đưa kết cuối Phân tích đa tiêu chuẩn (Multi - Criteria Analysis MCA) cung cấp cho người định mức độ quan trọng khác tiêu chuẩn khác trọng số tiêu chuẩn liên quan Trong đánh giá thích nghi đất đai bền vững, thường sử dụng nhiều tiêu chuẩn khác để phân tích khả thích nghi, kỹ thuật tổ hợp tiêu chuẩn khác kết cuối sử dụng công cụ hỗ trợ định Để đánh giá đất đai, nguồn thơng tin sử dụng, bao gồm ảnh vệ tinh, đồ sử dụng đất, thông tin địa giới hành chính, phân bố thực vật thông tin thống kê kinh tế, xã hội, môi trường Thêm vào đó, tính thích nghi đơn vị đánh giá phụ thuộc vào loại hình sử dụng đất, nên mục tiêu trình đánh giá thích nghi đất đai đạt thông qua vấn bên liên quan phân tích sách Do đó, đánh giá thích nghi đất đai vấn đề định đa tiêu chí phương pháp MCA sử dụng để phân loại tính trọng số tiêu chí [10] Trong vấn đề định đa tiêu chuẩn, bước quan trọng xác định tập hợp tiêu chuẩn đánh giá cho tiêu, tiếp theo, lượng hóa tiêu chuẩn, xác định tầm quan trọng tương đối phương án tương ứng với tiêu chuẩn đánh giá Phương pháp trình bày nhiều tài liệu [11-16] Bảng Hệ thống sở liệu Dữ liệu thu thập Dữ liệu sau xử lý Nguồn liệu Hành - Bản đồ hình Sở Tài ngun Mơi trường tỉnh Sơn La Ảnh Landsat 8-OLI, độ phân giải 30m (Thu ngày 11/12/2016) Địa hình, đường bình độ với khoảng cao 10m Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố lớp phủ thực vật – sử dụng đất Cục Địa chất Hoa Kỳ (USGS ) Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố độ caođịa hình Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố độ dốc địa hình Sở Tài ngun vàMơi trường tỉnh Sơn La Bộ TN MT Thổ nhưỡng Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố thổ nhưỡng Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh Sơn La Khí hậu - Nhiệt độ trung bình năm - Lượng mưa trung bình năm - Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố nhiệt độ trung bình năm - Bản đồ phân cấp thích nghi yếu tố lượng mưa trung bình năm Sương muối nhiệt độ thấp Bản đồ phân cấp vùng an toàn với sương muối Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh Sơn La Tổng cục Khí tượng thủy văn Bộ TN MT Viện Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu Bộ TN MT N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Cho đến nay, giới có nhiều nghiên cứu ứng dụng GIS MCA ánh giá thích nghi đất đai nghiên cứu Alejandro Ceballoss - Silva Jorge Lopez – Blanco, Godilano, E C, Boje G cộng sự, Henok Mulugeta [11-13, 17] Ở Việt Nam lĩnh vực đánh giá thích nghi hầu hết nghiên cứu ứng dụng GIS, chủ yếu tập trung nghiên cứu theo hướng dẫn FAO Một số nghiên cứu điển hình: Huỳnh Văn Chương, Lê Cảnh Định, Trần Trọng Đức, Trần Thúy Hằng, Võ Thị Phương Thúy,Nguyễn Thoại Vũ [3, 5, 14, 18].Trong nghiên cứu , yếu tố đánh giá xem xét theo góc độ mức độ thích nghi mà chưa xét đến yếu tố cực đoan hồn tồn khơng thích nghi cho trồng Phương pháp xác định trọng số theo phân cấp thứ bậc (Analytic Hierarchy Process AHP) Một cách tiếp cận để xác định tầm quan trọng tương đối tiêu đánh giá (hay trọng số) phân tích đa tiêu MCA dựa vào so sánh cặp đề xuất Thomas L.Saaty (1970) [19] Đây quy trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process AHP) nhằm xử lý vấn đề định đa tiêu chuẩn phức tạp AHP cho phép tập hợp kiến thức chuyên gia vấn đề họ, kết hợp liệu chủ quan khách quan khuôn khổ thứ bậc logic, cung cấp cho người định cách tiếp cận trực giác theo phán đoán chuyên gia để đánh giá quan trọng thành phần thông qua trình so sánh cặp tiêu Đây phương pháp cho phép kết hợp hai mặt tư người định tính định lượng: định tính xếp thứ bậc định lượng mô tả đánh giá và tính tốn thành số cụ thể trọng số tiêu, vấn đề vơ hình lẫn hữu hình Ngày AHP sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực quản lý tài nguyên, đánh giá đất đất đai, thương mại 125 Phương pháp trình bày nhiều tài liệu [13-16] Tích hợp thơng tin GIS phân tích đa tiêu Sau có trọng số giá trị tiêu chuẩn phân cấp, chồng xếp lớp đồ để tính số thích nghi tổng hợp cho đồ kết (1) Trong đó: - Si: Chỉ số thích nghi chung - wi: Trọng số tiêu chuẩn i - xi: Giá trị tiêu chuẩn i - Ci: Giá trị yếu tố hạn chế C Trong nghiên cứu huyện Mường La, phương pháp đánh giá đa tiêu phương pháp so sánh cặp phân tích thứ bậc AHP (Saaty 1970) áp dụng cho đánh giá thông số tự nhiên lựa chọn khu vực thích hợp cho việc phát triển cao su địa bàn huyện Mường La Từ số liệu thu thập được, đề tài tiến hành xử lý phương pháp viễn thám GIS, kết đưa hệ thống đồ phân cấp thích nghi tương ứng với phát triển cao Quy trình nghiên cứu mơ tả Hình Khái qt chung sinh thái cao su Cây cao su có tên khoa học Hevea brasiliensis, thuộc họ thầu dầu Euphorbiacea Cây cao su đòi hỏi điều kiện sinh thái đặc thù, chăm sóc kỹ lưỡng phải sau - năm cho thu hoạch mủ Ngược lại, trồng khơng vị trí lớn sau vài năm khơng có sương muối bị chết hàng loạt có sương muối xuất [4, 5] Dưới đặc điểm nhu cầu sinh thái cao su [4] 126 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Hình Quy trình nghiên cứu Đất đai: Cây cao su sống hầu hết loại đất khác vùng nhiệt đới ẩm, tơi xốp, thành phần sét đất thấp Các loại đất phát triển phù sa cổ, đất feralit phát triển đá phiến sét, đất feralit phát triển đá bazan trẻ, đất pha cát loại đất thích hợp cho cao su phát triển Đai cao: cao su thích hợp với vùng đất có bình độ tương đối thấp: 200m Bình độ lý tưởng khuyến cáo để trồng cao su là: Vùng xích đạo, có Việt Nam, trồng cao su độ cao đến 500 - 600m Độ dốc: Cây cao su thường trồng đất có độ dốc nhỏ 8% Với độ dốc 30% trồng ý đến biện pháp chống xói mòn Độ sâu tầng đất: độ sâu lý tưởng cho trồng cao su 2m, nhiên thực tế độ sâu tầng đất 0,8 2m trồng được, độ pH đất thích hợp cho cao su 4,5 - 5,5, giới hạn pH đất trồng cao su 3,5 - 7,0 Đất trồng cao su phải có cấp hạt sét lớp đất mặt (0 - 30cm) tổi thiểu 20%, lớp đất sâu (>30cm) tối thiểu 25% Đất nơi có mùa khơ kéo dài thành phần sét phải đạt 30 - 40% Đất có thành phần hạt thơ chiếm 50% 0,8m lớp đất mặt thích hợp cho việc trồng cao su Các thành phần hạt thô gây trở ngại cho phát triển rễ cao su ảnh hưởng bất lợi đến khả dự trữ nước đất Khí hậu Nhiệt độ: Cây cao su trồng nhiệt đới điển hình nên sinh trưởng bình thường khoảng nhiệt độ 22 – 30°C khoảng nhiệt độ tối thích 26 - 28°C (Nhiệt độ 25°C nhiệt độ mà suất đạt mức tối đa) Ở nhiệt độ này, môi trường mát dịu vào buổi sáng sớm (1giờ - 5giờ), giúp sản xuất mủ cao Các vùng đất trồng cao su giới phần lớn vùng khí hậu nhiệt đới, có nhiệt độ trung bình 20 - 28°C Nhiệt độ thấp 18°C, ảnh hưởng đến sức nảy mầm hạt, tốc độ sinh trưởng chậm lại Nếu nhiệt độ thấp 10°C, hạt sức nảy mầm hoàn tồn, ngồi vườn bị rối loạn hoạt động trao đổi chất chết nhiệt độ kéo dài Nhiệt độ thấp 5°C, đặc biệt có sương muối, bị nứt vỏ, chảy mủ hàng loạt, đỉnh sinh trưởng bị khô bị chết Nếu nhiệt độ lớn 30°C, gây tượng mủ chảy dai khai thác, làm giảm suất mủ Nhiệt độ mà cao 40°C, gây tượng khô vỏ gốc dẫn đến chết [7] N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Lượng mưa ẩm độ: Cây cao su thường trồng vùng có lượng mưa 1800 - 2500 mm/năm, số ngày mưa thích hợp 100 - 150 ngày/năm Ẩm độ khơng khí bình qn thích hợp cho sinh trưởng phát triển cao su 75%, đồng thời ẩm độ khơng khí thể tương quan tỷ lệ thuận với dòng chảy mủ khai thác Bên cạnh lượng mưa phân bố mưa tính chất mưa quan trọng Việc khai thác mủ tập trung vào buổi sáng, số ngày mưa vào buổi sáng nhiều suất giảm Khả chịu hạn: Cây cao su có khả chịu hạn cao số công nghiệp khác như: tiêu, cà phê Tuy nhiên, cao su trồng từ tháng trở xuống chịu hạn tốt rễ chưa phát triển đầy đủ, cao su vườn ươm khơng thể chịu hạn q tháng Nhưng cao su trồng tháng chịu hạn - tháng Khả chịu úng: Cây cao su thể sức chịu đựng tốt Tuy nhiên tuỳ thuộc vào giống, giai đoạn cạo mủ, bị ngập sâu khoảng 30 40 ngày, 75% số vườn chết, số lại tăng trưởng chậm, khô bong vỏ nên không cạo mủ Với điều kiện sinh thái miền nam có nhiều nơi phù hợp với cao su, song miền núi phía bắc có nhiều yếu tố trở ngại địa hình dốc, điều kiện khí hậu q lạnh, nhiều năm có sương muối băng giá xuất vào mùa đơng Vì vậy, để triển khai việc trồng cao su vùng núi phía Bắc cần phải có nghiên cứu kỹ lưỡng [9, 14] Kết nghiên cứu 5.1 Đánh giá thông tin tự nhiên cho mục tiêu phát triển cao su Mường La Thành lập đồ đánh giá thích nghi điều kiện tự nhiên cao su a Địa hình Địa hình nhân tố quan trọng Đối với cao su hình thái, độ cao 127 độ dốc địa hình ảnh hưởng khơng nhỏ đến sinh trưởng phát triển, suất q trình chăm sóc, khai thác mủ cao su Vùng có địa hình núi cao dốc phân bố phía Đơng Đơng Bắc huyện Đây phần sườn Tây Nam dãy Hoàng Liên Sơn kéo dài từ Quỳnh Nhai qua Mường La kết thúc Phù Yên tạo thành ranh giới Sơn La, Lào Cai Yên Bái Địa hình bị chia cắt mạnh suối lớn đỉnh nhọn có độ cao từ 1000m đến gần 3000m Khu vực địa hình núi trung bình: Có độ cao từ 300m đến 700m so với mực nước biển, xen kẽ dãy núi phiêng bãi nhỏ hẹp, phân bố phía tây nam, hai bên bờ sơng Đà Độ dốc yếu tố có ảnh hưởng định việc lựa chọn phân bố loại hình sử dụng đất, đặc biệt vùng đất dốc, có nguy rửa trơi xói mòn đất cao b Thổ nhưỡng Đất yếu tố tiên quan trọng hàng đầu đánh giá thích nghi trồng, vào đặc điểm sinh thái cao su phân tích tiêu hóa lý thành phần đất khu vực nghiên cứu đề tài phân cấp thích nghi yếu tố thổ nhưỡng c Khí hậu Là nhân tố sinh thái quan trọng thiếu tồn tại, sinh trưởng phát triển sinh vật đặc biệt thực vật Mỗi yếu tố khí hậu tác động đến thực vật theo loài, thời điểm khác Tùy vào đặc điểm sinh lý lồi thực vật có khả thích ứng với đặc điểm khí hậu cường độ định Khi đặc điểm khí hậu nằm ngồi ngưỡng giới hạn trồng hạn chế trình sinh trưởng, phát triển suất trồng Cây cao su loại có nguồn gốc nhiệt đới, thích nghi với cường độ nhiệt độ tương đối cao, chống chịu sương giá, chịu hạn nhiên mưa nhiều làm giảm suất mủ Để nhận xét mức độ thích nghi cao su khí hậu, phân chia yếu tố 128 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió, xạ [4, 5, 16] Dựa vào đặc điểm sinh lý yêu cầu sinh thái cao su nguồn liệu có nhóm nghiên cứu lựa chọn yếu tố để đưa vào đánh giá bao gồm nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trung bình năm (Hình 3), sau tiến hành phân cấp theo cấp thích nghi, thích nghi, thích nghi khơng thích nghi (Bảng 2) Từ đó, đề tài thành lập hệ thống đồ phân cấp thích nghi tương ứng (Hình 4) Thành lập đồ thảm phủ thực vật phục vụ lựa chọn vùng phát triển cao su d Sương muối nhiệt độ thấp Phần lớp phủ thực vật dùng để chọn đất theo ý nghĩa lựa chọn lớp phủ để chuyển đổi sang đất trồng cao su Chỉ chuyển đổi từ khu vực khác mà lớp phủ thực vật nghèo, hiệu kinh tế mơi trường Ở nơi có rừng thường xanh đất trồng lúa cần giữ nguyên Sương muối tượng thường xảy nhiều khu vực miền núi, cản trở lớn có tầm ảnh hưởng đánh giá trồng Đề tài tiến hành thu thập liệu điều kiện tự nhiên có tác động đến cao su Bảng Phân cấp mức độ thích nghi yếu tố điều kiện tự nhiên cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Chỉ tiêu Phân cấp thích nghi I II III IV Độ cao (m) - 300 300 - 500 500 - 700 > 700 Độ dốc (°) 0-5 - 15 15 - 30 > 30 Loại đất Đất dốc tụ thung lũng, Đất feralit phát triển đá phiến sét Đất đỏ vàng đá macma axit, đất mùn vàng đỏ đá macma axit, đất vàng nhạt đá cát Đất phù sa Đất feralit núi cao 1800 – 2000m, Đất mùn alit núi cao Nhiệt độ trung bình năm (°C) > 21 18 - 21 13 - 18 < 10 Lượng mưa trung bình năm (mm) < 1300 1300 - 1500 1500 - 1800 > 1800 Sương muối nhiệt độ thấp An tồn An tồn nhẹ An tồn trung bình Khơng an tồn, Rất khơng an tồn Lớp phủ -sử dụng đất Đất trồng cao su , Trảng cỏ xen bụi Đất hoang hóa , Đồi núi khơng có rừng, bụi rải rác Rừng nghèo kiệt, rừng tái sinh Đất nơng nghiệp ,Bãi bồi , Rừng trung bình , rừng giàu Rừng núi đá vôi Đất trống quanh khu dân cư, Rừng trồng Ghi chú*: I: Rất thích nghi; II: Thích nghi; III: Ít thích nghi; IV: Khơng thích nghi (tương ứng với thơng số Ci phương trình 1) N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 a 129 b c d e f 130 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 g Hình Bản đồ yếu tố tự nhiên sử dụng nghiên cứu: a) Bản đồ lớp phủ thực vật; b) Bản đồ độ cao; c) Bản đồ thổ nhưỡng; d) Bản đồ phân độ dốc; e) Bản đồ nhiệt độ trung bình năm (oC); f) Bản đồ lượng mưa trung bình năm (mm); g) Bản đồ sương muối a b c d N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 e 131 f g Hình Bản đồ đánh giá thích nghi với cao suvới: a) lớp phủ thực vật; b) độ cao; c) thổ nhưỡng; d) độ dốc; e) nhiệt độ trung bình năm (oC); f) lượng mưa trung bình năm (mm); g) sương muối Xác định trọng số lớp thông tin theo phương pháp AHP Xác định ma trận trọng số đánh giá yếu tố tự nhiên cho phát triển cao huyện Mường La Sau tham khảo ý kiến chuyên gia Cục trồng trọt cán kỹ thuật trung tâm phát triển cao su thị trấn Ít Ong - huyện Mường La, bảng ma trận so sánh cặp xây dựng sau: Bảng Bảng ma trận tương quan yếu tố thích nghi cao su Lớp Thành phần (a) (b) Sương muối Lượng mưa trung bình Nhiệt độ trung bình Độ cao Độ dốc Thổ nhưỡng Lớp phủ -sử dụng đất (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 1/3 3 5 1/2 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 132 (c) (d) (e) (f) (g) TỔNG 1/3 1/5 1/5 1/2 1/7 2,71 1/3 1/3 1/5 6,87 1/3 1/3 1/5 6,87 1 1/3 17,33 1 1/3 17,33 1/2 1/3 1/3 1/6 4,84 3 30 Bảng Ma trận xác định trọng số yếu tố Lớp Thành phần Sương muối Lượng mưa trung bình Nhiệt độ trung bình Độ cao Độ dốc Thổ nhưỡng Thực vật (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 0,369 0,123 0,123 0,074 0,074 0,185 0,053 0,437 0,145 0,145 0,05 0,05 0,291 0,03 0,437 0,145 0,145 0,05 0,05 0,291 0,03 0,289 0,173 0,173 0,058 0,058 0,231 0,019 0,289 0,173 0,173 0,058 0,058 0,231 0,019 0,413 0,103 0,103 0,069 0,069 0,206 0,034 0,233 0,167 0,167 0,1 0,1 0,2 0,03 0,352 0,147 0,147 0,066 0,066 0,234 0,031 Trọng số Tỷ số qn CR tính theo cơng thức: CR = CI/RI Trong đó: RI (chỉ số ngẫu nhiên) xác định từ bảng cho sẵn: Bảng Bảng phân loại số ngẫu nhiên RI n RI 0,58 0,90 1,12 1,24 Trong đó: n số lượng yếu tố ma trận so sánh Tính tốn số quán CI (chỉ số quán), xác định theo bước sau đây: Tính vector tổng có trọng số = ma trận so sánh x vector trọng số Tính vector qn = vector tổng có trọng số/vector trọng số Xác định λmax (giá trị riêng ma trận so sánh) CI (chỉ số quán): + λmax = trị trung bình vector quán + CI = (λmax - n)/(n - 1) = (λmax - 7)/6 Phương pháp AHP đo quán qua tỷ số quán (consistency ratio) giá trị tỷ số quán nên < 10%, lớn hơn, nhận định ngẫu nhiên, cần thực lại 1,32 1,41 1,45 10 1,49 Theo AHP, để kiểm tra lại độ tin cậy trọng số cần tính tốn thơng số ma trận so sánh tổng hợp nhằm xác định tỷ số quán CR Kết thông số thể bảng Bảng Các thông số theo AHP tính tốn cho huyện Mường La Thơng số Giá trị riêng ma trận (ƛmax) Chỉ số quán (CI) Chỉ số ngẫu nhiên (RI) Tỉ số quán (CR) Kết 7,258 0,043 1,32 0,033 Như tỷ số quán CR = 0,033 đạt yêu cầu, nên trọng số trung bình xác nhận N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 đưa vào tính tốn số thích nghi hay đồ thích nghi cho cao su 5.2 Tích hợp GIS thành lập đồ đánh giá thích nghi cao su Sau có kết trọng số yếu tố, tiến hành chồng lớp đồ, tính tốn tổng điểm tiêu chí theo cơng thức chung: Bản đồ thích nghi = 0,352.TC sương muối + 0,147 TC nhiệt độ TB + 0,147 TC lượng mưa TB + 0,066 TC độ cao + 0,066 TC Độ dốc + 0,234 TC thổ nhưỡng + 0,031 TC thực vật (2) 133 Từ kết chồng lớp đồ tiến hành xây dựng đồ đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La (Hình 6) 5.3 Bản đồ kết đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La Sau có đồ kết đánh giá thích nghi cao su cần loại trừ vùng thích nghi nằm vùng sương muối khơng an tồn (yếu tố hạn chế C phương trình 3) Để loại trừ ảnh hưởng sương muối, đồ kết tích hợp theo nguyên tắc loại trừ vùng thích nghi nằm vùng sương muối khơng an tồn (Hình 7) Hình Bản đồ phân bố yếu cực đoan khí hậu (sương muối) 134 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Hình Bản đồ kết đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Bảng Kết đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Cấp thích nghi Diện tích (ha) I II III IV 18.109,4 35.381 31.584 58.475 24,6 22 40,8 Tổng diện tích huyện (ha) 143.550 % 12,6 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Kết đánh giá cho thấy diện tích đất thích nghi với cao su 18.109,4 chiếm 12,6% diện tích tồn huyện Trong có nhiều nơi Công ty cổ phần cao su Sơn La trồng xã Ít Ong Vùng có mức thích nghi: chiếm tỷ lệ 24,6% chủ yếu xã Mường Chãi, Ti Phoong, Siềng Chan, Ít Ong, Chiềng Lao.Vùng thích nghi: chiếm 22% Đây vùng có tồn tượng thời tiết sương muối tần xuất xuất thấp, gây tác động hạn chế đến phát triển cao su Vùng khơng thích nghi: chiếm 40,8% Đây khu vực có độ dốc cao, tượng thời tiết tiêu cực sương muối xảy hàng năm nên trồng phát triển cao su khu vực Kết luận Kết nghiên cứu cho thấy huyện Mường La huyện có khí hậu mát mẻ, lượng mưa trung bình, địa hình chủ yếu đồi núi thấp, đất đai đa dạng, có điều kiện thích hợp để trồng phát triển cao su Từ hồ thủy điện Sơn La vào hoạt động, mực nước hồ lên cao diện tích mặt nước mở rộng nên có tác động tích cực đến khí hậu khu vực Tuy nhiên khu vực núi trung bình phía bắc đơng bắc có tượng sương muối, tượng khí hậu cực đoan, ảnh hưởng tiêu cực đến việc phát triển cao su [7] Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thông tin địa lý, cụ thể phương pháp phân tích đánh giá đa tiêu chí MCA phân tích trọng số AHP, kết hợp với viễn thám đánh giá yếu tố tự nhiên cách xác phục vụ cho việc phát triển cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Các yếu tố tự nhiên lựa chọn cho trình đánh giá gồm: độ cao, độ dốc, lượng mưa trung bình năm, nhiệt độ trung bình năm, thổ nhưỡng, lớp phủ-sử dụng đất, sương muối Kết đánh giá thích nghi thể tính thích hợp mặt tự nhiên khu vực lãnh thổ nghiên cứu, so sánh, lựa chọn để đưa vào quy hoạch sản xuất, cần thiết 135 phải có thơng số kinh tế, xã hội, đặc biệt khả tham gia cộng đồng dân tộc thiểu số vùng Mặt khác, cần quan tâm đến hiệu kinh tế loại hình sử dụng đất Vấn đề thường xuyên xem xét thông qua việc phân tích chi phí lợi ích [17] Những đánh giá thích nghi khía cạnh kinh tế cung cấp thơng tin quan trọng cho phân cấp thích nghi định lượng, sở để lựa chọn phương án sử dụng đất nông nghiệp tối ưu cho vùng nghiên cứu Lời cảm ơn Bài báo thực với tài trợ đề tài khoa học: “Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống dự báo thời tiết tiểu vùng cảnh báo nguy lũ quét, cháy rừng sâu bệnh nông nghiệp cấp huyện vùng Tây Bắc, mã số: KHCN-TB.13C/13-18 thuộc Chương trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2013-2018 mang tên “Khoa học Công nghệ phục vụ phát triển bền vững vùng Tây Bắc -Việt Nam” Tài liệu tham khảo [1] Bộ Nông nghiệp PTNN (2/2012), Quy hoạch tổng thể phát triển ngành nông nghiệpcả nước đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030, Hà Nội 2012 [2] Chính phủ Nước Cộng hồ XHCN Việt Nam (2015), Báo cáo thuyết minh tổnghợp Điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 kế hoạch sử dụng đất kỳ cuối (2016 – 2020) cấp Quốc gia, Hà nội [3] Lê Cảnh Định (2011), “Tích hợp GIS phân tích định nhóm đa tiêu chí đánh giá thích nghi đất đai”, Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn, tr 82-89 [4] Nguyễn Thị Huệ, Cây cao su, Sách Hiệp hội cao su Việt Nam.2015 [5] Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp Miền Nam, Phát triển cao su Việt Nam, 2005 [6] https://www.sonla.gov.vn [7] Dương Văn Khảm, Nguyễn Hồng Sơn (2012), Nghiên cứu khả xuất sương muối khu vực Tây Bắc Hoạt động Khoa học 2012, số tr.88-81 136 N.N Thạch nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 [8] Đào Vọng Đức, Nguyễn Ngọc Thạch nnk (1993), Xây dựng ngân hàng liệu điều tra tỉnh Sơn La (Báo cáo khoa học) [9] Nguyễn Văn Quân (2013), Thực trạng giải pháp bố trí sửdụng đất nơngnghiệp phục vụ tái định cư cơng trình Thủy Điện Sơn La địa bàn tỉnh Điện Biên [10] Bùi Nữ Hoàng Anh (2013), Giải pháp nâng cao hiệu quảkinh tếtrong sửdụng đấtnông nghiệp Yên Bái giai đoạn 2012-2020, Luận án tiến sĩ nông nghiệp, Đại học Thái nguyên [11] Alejandro Ceballos-Silva and Jorge Lopez-Blanco (2003), Delineaion of suitable areas for crops using a Multi-Criteria Evaluation approach and land use/cover mapping: a case study in Central Mexico [12] Godilano, E C (1993), Geospatial Maps of the Philippines.DA-Bureau of Agricultural Research, Visayas Ave., Diliman, Quezon City [13] Henok Mulugeta (2010), Land suitability and crop suitability analysis usingRemote Sensing and GIS [14] [15] [16] [17] [18] [19] application: a case study in Legambo Woreda, Ph Ddissertation, Addis Ababa university, Ethiopia Nguyễn Thoại Vũ (2007), Ứng dụng phần mềm ALES GIS đánh giá thích nghi đất đai huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng, Đại học Nơng lâm Thành phố Hồ Chí Minh Võ Thị Phương Thủy (2011), Tích hợp GIS đa tiêu chuẩn (MCA) đánh giá thích nghi, Kỷ yếu hội thảo GIS toàn quốc 2011 tr 165 - 174 Vũ Năng Dũng ctv, Phân hạng đánh giá đất đai (2008), NXB khoa học kỹ thuật Serey Mardy, Nguyễn Phúc Thọ, Chu Thị Kim Loan (2013), “Một số vấn đề lý luận, thực tiễn phát triển nông nghiệp bền vững học cho phát triển nơng nghiệp CamPuchia”, Tạp chí Khoa học Pháttriển, tập 11, (số 3), 439 446 Huỳnh Văn Chương (2011), Giáo trình đánh giá đất, Nhà xuất Nơng nghiệp, TP Hồ Chí Minh Thomas L Saaty, Decision making with the analytic hierarchy process, 2008 Evaluating the Natural Conditions for Developing the Rubber Plant in Muong La District, Son La Province by Using Remote Sensing and GIS Nguyen Ngoc Thach, Le Phuong Nhung, Bui Quang Thanh, Tran Tuan Anh VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Abstract: With the goal of the study is to evaluate the natural conditions in order to determine the scientific basis for development rubber plant in the land use planning,contributing to exploiting the natural potentials in service of the socio-economic development strategy and environmental protection The research was implemented on the basis of integrated GIS, remote sensing and hierarchical analysis method in AHP Five factors affecting ecological rubber tree (Elevation, soil, climate, temperatures, land cover and frost-low) are processed into corresponding evaluated maps, then, proceed to determine weight of influence factors by the method of AHP The resultmap show areas of varying suitability for rubber trees as follow: regions with high suitable levels has the 12.6% area, the moderated suitable has the proportion of 24.6% and less adapted areas with 22% proportion, non-adaptive region: 40.8% Based on adaptive map, usefulinformations can be extracted to build projects of territorial planning and environmental planning, facilitate the development of jobs for the life of the people in the district and obtained great economic benefits for the development of Muong La district, Son La province Bản đồ đánh giá Keywords: Assessement, GIS, adapted, rubber plant, planning  ... Đánh giá điều kiện tự nhiên phục vụ cho phát triển cao su với trợ giúp viễn thám GIS huyện Mường La, tỉnh Sơn La được thực nhằm góp phần khai thác tốt tiềm tự nhiên phục vụ chiến lược phát triển. .. kết hợp với viễn thám đánh giá yếu tố tự nhiên cách xác phục vụ cho việc phát triển cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Các yếu tố tự nhiên lựa chọn cho trình đánh giá gồm: độ cao, độ dốc, lượng... ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Mơi trường, Tập 34, Số (2018) 121-136 Hình Bản đồ kết đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn La Bảng Kết đánh giá thích nghi cao su huyện Mường La, tỉnh Sơn