Bài viết đề cập đến khái niệm về áp lực đất đai và bước đầu đề xuất các chỉ tiêu đánh giá định lượng áp lực đất đai đối với đất nông nghiệp.
100 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 60, Kỳ (2019) 100 - 111 Đánh giá định lượng áp lực đất nông nghiệp Thành phố ng Bí - Tỉnh Quảng Ninh Nguyễn Phi Sơn * Viện khoa học Đo đạc Bản đồ, Bộ Tài ngun Mơi trường, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 27/05/2019 Chấp nhận 10/08/2019 Đăng online 30/08/2019 Bài báo đề cập đến khái niệm áp lực đất đai bước đầu đề xuất tiêu đánh giá định lượng áp lực đất đai đất nông nghiệp Khái niệm áp lực đất đai sử dụng nhiều báo cáo đất đai, nhiên để hiểu rõ áp lực cần phân tích cụ thể yếu tố gây áp lực lượng hóa Áp lực đất đai tiêu đánh giá tổng hợp, việc ứng dụng GIS phương pháp đánh giá đa tiêu chí phù hợp tạo đồ áp lực đất đai, thể phân bố vùng đất chịu áp lực mạnh, áp lực trung bình, áp lực yếu hay khơng chịu áp lực cho nhóm đất nơng nghiệp Các thơng tin áp lực đất đai giúp cho hoạch định sách sử dụng đất, điều chỉnh xây dựng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, tăng cường đầu tư hay tăng cường biện pháp phát triển bảo vệ đất Từ khóa: Áp lực đất đai GIS MCE Bản đồ áp lực đất đai © 2019 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Dưới góc độ tài nguyên, đất đai nguồn tài nguyên không tái tạo, sử dụng khai thác, vận động biến đổi cách mạnh mẽ trình phát triển xã hội Nhiều thành phần tài nguyên đất biến động khó kiểm sốt, nhiều tiêu chí đánh giá tài nguyên chưa xác lập đầy đủ Suy thối đất, nhiễm đất, xâm nhập mặn, chất lượng đất, tần suất sử dụng… diễn biến phức tạp, sử dụng đất không quy hoạch, tác động lên quỹ đất quốc gia tạo sức ép đất đai vượt “ngưỡng” cho phép… Khái niệm “áp lực đất đai” thường nhắc đến phân tích đánh giá đất đai nói _ *Tác giả liên hệ E - mail: sonnguyenphi@gmail.com chung cụ thể sử dụng đất nói riêng Vậy, áp lực đất đai gì? Áp lực khái niệm vật lý để lực tác động lên bề mặt Trong nhiều vấn đề xã hội dùng đến khái niệm áp lực (như áp lực sống, áp lực việc làm, áp lực việc tăng dân số đô thị, áp lực phát triển kinh tế lên môi trường, áp lực phát triển kinh tế lên bảo vệ tài nguyên nhiên nghiên cứu không bàn đến) Đối với tài nguyên đất đai, “áp lực đất đai” (Presure on the Land) khái niệm đề cập đến tác động người hoạt động kinh tế - xã hội, tự nhiên - môi trường lên đất đai theo hướng tiêu cực (Getimis and Spanidis, 1999,) Khái niệm Liên minh Châu Âu nhiều nước sử dụng báo cáo quốc gia chương trình đánh giá đất đai Xét cho cùng, áp lực kết hoạt động người kết hợp với Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 q trình tự nhiên khơng thuận lợi xảy đất Phương pháp thích hợp để nhận biết nắm bắt chiều hướng diễn mơ hình hóa trình gây áp lực sử dụng đất Hoạt động việc tạo áp lực hoạt động người, sử dụng đất mức làm suy thối, nhiễm, phát triển kinh tế mà khơng đủ đất để bố trí cho ngành … Từ trước đến có nghiên cứu vấn đề này, kể nước châu Âu đề cập đến với phân tích định tính phân tích xu hướng tiêu đề xuất đánh giá áp lực đất cho Châu Âu (Getimis and Spanidis, 1999; Auckland, 2013) Các nghiên cứu áp lực sử dụng đất tập trung phân tích vấn đề cấu sử dụng đất, mức độ (cường độ) sử dụng đất, sức ép đất đai thị hóa, sức ép lên đất nơng nghiệp cơng nghiệp hóa, sức ép đất đai tốc độ tăng dân số Hầu hết nghiên cứu thường lấy phạm vi không gian quốc gia vùng lãnh thổ làm giới hạn phân tích, đánh giá Rõ ràng áp lực sử dụng đất chủ đề thu hút quan tâm, đặc biệt năm gần thời gian tới Việt Nam thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, chuyển đổi kinh tế từ nông nghiệp sang công nghiệp Nhu cầu sống, phát triển kinh tế, xã hội ngày gia tăng đòi hỏi sử dụng đất đai ngày nhiều, đó, đất đai tài nguyên hữu hạn Vì vấn đề đặt áp lực đất xảy đâu?, mức độ nào?, nguyên nhân tác động sao?, tiêu để đánh giá đến đâu? cần phải nghiên cứu định lượng cụ thể bối cảnh Việt Nam Những năm 1990, áp lực sử dụng đất chủ đề ý hầu hết quốc gia, lại có ý nghĩa to lớn nhằm phát sớm vấn đề khai thác tài ngun đất từ có sách cho quy hoạch điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất phù hợp Áp lực sử dụng đất thành tố áp lực đất nói chung Trong nghiên cứu (Getimis and Spanidis, 1999) đề xuất số để đánh giá áp lực đất đề xuất sử dụng kỹ thuật GIS để thành lập đồ áp lực đất Trong báo cáo kỹ thuật “Chương trình giám sát đất thổ nhưỡng năm 2013” Hội đồng vùng Auckland, NewZealand (Auckland, 2013) đưa bốn mô-đun: i) đánh giá áp lực đất đai; ii) ổn định đất đai xáo trộn; iii) chất lượng đất nguyên tố vi lượng; iv) khối lượng trầm tích Các mô-đun áp lực đất 101 đánh giá dựa năm tiểu mô-đun bao gồm che phủ đất, sử dụng đất, đất để thị hóa, mức độ bề mặt không thấm nước mức độ manh mún đất Nghiên cứu đại học quốc gia Michigan “Tăng trưởng dân số, biến đổi khí hậu áp lực lên đất đai” cho vùng Đông Nam Phi năm 2014 (Jayne, 2014), tập trung vào việc đánh giá tác động lên đất đai thông qua liệu sử dụng đất, lớp phủ đất, liệu khí hậu, mức độ canh tác, tăng trưởng dân số vùng Đông Bắc Phi Đối với Việt Nam, chưa có nghiên cứu định lượng áp lực đất đai Các tiêu đánh giá đất xây dựng lập đồ chất lượng đất, tiềm đất, thích nghi đất, phân hạng đất quy định đầy đủ văn kỹ thuật quốc gia, tiêu, tiêu chí áp lực đất chưa nghiên cứu đề xuất, chưa tạo thành số đánh giá đất đai Trong sách đất đai, đặc biệt quy hoạch sử dụng đất cần tiêu hạn mức, định mức sử dụng đất cần lượng hóa áp lực đất theo tiêu tác động (Grizzetti, 2017) Thông qua báo này, muốn đề cập đến “áp lực sử dụng đất” bước khởi đầu tiếp cận khái niệm áp lực đất, nhằm đưa phương pháp luận tiêu đánh giá đất đai Kết nghiên cứu phát triển dựa số liệu đề tài KHCN cấp nhà nước thuộc chương trình BĐKH/16-20 Cơ sở lý luận phương pháp luận nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng đánh giá định lượng áp lực đất, bao gồm phương pháp đánh giá đa tiêu chí (MCE), hệ thống thơng tin địa lý (GIS), phân tích tổng hợp lý thuyết… Trong phương pháp luận nghiên cứu có vấn đề, thứ cần xác định số đánh giá áp lực đất, thứ hai hình thành quy trình đánh giá sở phương pháp đánh giá định lượng thông qua thử nghiệm đất nông nghiệp địa bàn thành phố ng Bí tỉnh Quảng Ninh 2.1 Cơ sở đề xuất số đánh giá áp lực sử dụng đất Đất đai chịu ảnh hưởng nguồn tác động, thứ từ điều kiện tự nhiên thứ hai từ hoạt động người Các yếu tố tác động trực 102 Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 tiếp gián tiếp đến trình sử dụng đất, làm cho chất lượng đất đai có chiều hướng xấu đi, sức sản xuất đất không cao Việc xây dựng đề xuất tiêu chí để đánh giá áp lực đất phải dựa nguyên tắc khả dụng, khả tiếp cận chất lượng thông tin, liệu Các liệu hỗ trợ phân tích áp lực đất phải tường minh không gian, thời gian Đất nông nghiệp phi nông nghiệp chịu tác động yếu tố khác nên cần phải có tiêu đánh giá áp lực khác Việc xây dựng tiêu chí đánh giá áp lực đất nói chung áp lực sử dụng đất nói riêng vấn đề cần phải nghiên cứu cách bản, báo đề cập đến áp lực sử dụng đất nông nghiệp với tiêu đề xuất ban đầu, với mong muốn hình thành khái niệm quy trình đánh giá Việc đề xuất tiêu đánh giá áp lực sử dụng đất nông nghiệp dựa sở: - Các động lực từ phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng đất dân số tăng nhanh tác động đến cấu xu hướng sử dụng đất, điều thể số mức độ manh mún đất - Các tác động trực tiếp gây tài nguyên đất, mức độ canh tác hay mức độ luân canh, thâm canh đất làm độ mầu mỡ đất suy giảm nhanh, tần xuất hóa chất phân bón đưa vào đất nhiều hơn, điều thể số cường độ sử dụng đất - Các tác động tự nhiên đến tài ngun đất làm cho tốc độ thối hóa đất sa mạc hóa, xói mòn, chua hóa, phèn hóa, kết von, suy giảm độ phì tăng nhanh, điều thể số thối hóa đất Đây khái niệm mang ý nghĩa quan trọng cho nhà hoạch định sách tiêu đánh giá tài nguyên đất Nguồn lực đất đai hữu hạn, áp lực đất vượt số ngưỡng cảnh báo quan trọng để có biện pháp điều chỉnh phù hợp kế hoạch Nhiều chủ trương sử dụng đất bị “lạm dụng”, vấn đề chia tách đất đô thị, với quan điểm đất chia tách không nhỏ 30m2 thị có q nhiều đất tạo nhiều hệ lụy xấu cảnh quan, điều kiện sống… Để kiểm sốt tình trạng thiết phải có tiêu giám sát “mức độ manh mún đất” đất phi nông nghiệp Khi tiêu đô thị tới hạn cần có chủ trương hạn chế Các số đánh giá áp lực sử dụng đất đề xuất sau: (1) Chỉ số cường độ sử dụng đất: đất đai nói chung, đất nơng nghiệp nói riêng hữu hạn, để tăng trưởng hiệu sản xuất nông nghiệp phải dựa vào gia tăng sản lượng đơn vị diện tích Nhiều vùng tập trung nỗ lực gia tăng sản xuất cách tăng cường độ sử dụng khu vực đất màu mỡ, phì nhiêu mà khơng áp dụng biện pháp cải tạo, bồi bổ cho đất hay tăng sức sản xuất Điều dẫn đến nhiều diện tích đất bị khai thác mức làm chất lượng đất xuống cấp Các khu vực đất canh tác phân loại thành vùng cường độ sử dụng đất khác Theo (Karl-Heinz, 2013), cường độ sử dụng đất đánh giá 14 yếu tố chia thành nhóm: yếu tố đầu vào; yếu tố đầu ra; yếu tố thay đổi thuộc tính hệ thống Trong điều kiện nghiên cứu này, số “thâm canh” (gọi chung cho thâm canh, luân canh) lựa chọn để đánh giá cường độ sử dụng đất theo tiêu chí sau: Đất lúa vụ, đất trồng màu vụ, đất lâu năm… xác định mức cường độ thấp Đất lúa vụ, đất trồng màu vụ xác định mức cường độ sử dụng trung bình Đất lúa vụ, đất trồng màu vụ xác định mức cường độ sử dụng cao Đất có loại trồng thâm canh, luân canh vụ xác định mức cường độ sử dụng cao (2) Chỉ số mức độ manh mún đất: Đất đai ngày manh mún hơn, hệ lụy tăng dân số Các đất nhỏ ngăn cản việc sử dụng đất cho nhiều loại hình sản xuất quy mơ lớn Nhiều địa phương có sách để bảo vệ đất đai, bao gồm hạn chế phân chia, tách thửa, nhiên manh mún đất tiếp diễn Cần giám sát dài hạn thống toàn quốc để đánh giá tác động tích lũy phân mảnh đất phạm vi quốc gia Các địa phương thiếu phương pháp giám sát quán công cụ để theo dõi xu hướng manh mún đất tác động liên quan nó, nhằm cung cấp số liệu cần thiết để đánh giá hiệu sách Chính sách “dồn điền, đổi thửa” đất nông nghiệp điểm sáng áp lực đất Tuy nhiên, thiếu hướng dẫn, phương pháp tiêu giám sát báo cáo manh mún đất đai Chỉ tiêu độ manh mún đất đai là: số đất/ha tính theo đơn vị hành cấp xã Chỉ tiêu chia theo nhóm đất: đất phi nơng Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 nghiệp đô thị; đất phi nông nghiệp nông thôn; đất sản xuất nông nghiệp Đơn vị đo số mức độ manh mún đất thửa/ha (3) Chỉ số thối hóa đất: Thối hoá đất xu phổ biến nhiều vùng rộng lớn nước ta, đặc biệt miền núi, trung du, nơi tập trung 3/4 quỹ đất quốc gia Các biểu thối hóa đất chủ yếu là: xói mòn, rửa trơi, đất có độ phì nhiêu thấp cân dinh dưỡng, đất chua hóa, mặn hóa, phèn hóa, bạc màu, khơ hạn sa mạc hóa, đất ngập úng, lũ quét, đất trượt sạt lở, suy giảm độ phì Các trình làm cho đất bị nghèo đi, chất dinh dưỡng, giảm độ phì, giảm số lượng hệ sinh vật đất, giảm điều kiện để làm cho trồng tăng suất Có nhiều nguyên nhân mà đất bị thối hóa, tác động tự nhiên, biến đổi khí hậu, tác động người, canh tác không hợp lý Đây coi tiêu khách quan đánh giá áp lực đất bên cạnh tiêu chủ quan người Quy trình thành lập đồ thối hóa đất dựa Thông tư 60/2015/TT-BTNMT Đơn vị đo mức độ thối hóa đất đại lượng vơ hướng Thối hóa đất số tổng hợp q trình: xói mòn; kết von; khơ hạn; mặn hóa; phèn hóa; suy giảm độ phì Bản đồ thối hóa đất báo kế thừa kết nghiên cứu đề tài KHCN cấp nhà nước (Nguyễn Phi Sơn, 2019) 2.2 Các bước đánh giá định lượng (Thực nghiệm đánh giá đất nông nghiệp địa bàn TP ng Bí tỉnh Quảng Ninh) Đánh giá áp lực sử dụng đất nông nghiệp cho một đơn vị hành việc đánh giá tác động số loại khoanh đất nông nghiệp Các bước thực xây dựng đồ áp lực sử dụng đất nơng nghiệp cơng nghệ GIS phân tích đa tiêu chí MCE sau: Bước Xây dựng lớp liệu khoanh đất Bản đồ khoanh đất (Hình 1) tổng hợp từ đồ thổ nhưỡng, đồ địa hình, đồ trạng sử dụng đất thành phố ng Bí Các thuộc tính cho khoanh đất gồm: loại đất sử dụng, loại thổ nhưỡng, độ dốc địa hình Bước Xây dựng đồ thành phần đầu vào - Bản đồ thối hóa đất thành phố ng Bí (Hình 2) thu thập từ kết đề tài cấp 103 nhà nước (Nguyễn Phi Sơn, 2019) Bản đồ tỷ lệ 1:25.000, hệ VN2000, kinh tuyến trục 107o30’ Thối hóa đất được phân loại dựa mức độ: khơng thối hóa, thối hóa nhẹ, thối hóa trung bình thối hóa nặng - Thành lập đồ số mức độ manh mún đất (Hình 3) dựa đồ địa 11 xã/phường thuộc thành phố ng Bí cách: Chồng xếp đồ khoanh đất đánh giá thành lập bước lên đồ địa chính; Thực đếm số lượng đất khoanh đất; sau chia diện tích khoanh đất Như khoanh đất có số: số lượng đất/ha Mức độ manh mún phân loại dựa mức độ: không manh mún (50 thửa/ ha) Gán cấp độ cho khoanh đất: không manh mún, manh mún ít, manh mún trung bình, manh mún cao - Thành lập đồ số cường độ sử dụng đất (Hình 4), dựa kết điều tra ngoại nghiệp đề tài cấp nhà nước (Nguyễn Phi Sơn, 2019) Mỗi loại khoanh đất điều tra tình hình canh tác với nội dung: số lượng mùa vụ/năm Cường độ phân loại dựa mức độ: cường độ thấp, cường độ trung bình, cường độ cao cường độ cao Gán cấp độ cho khoanh đất - Nền địa lý đồ chuyên đề xây dựng kế thừa từ đồ đồ trạng sử dụng đất năm 2015 (Nguyễn Phi Sơn, 2019) Bước Phân cấp đánh giá áp lực đất theo phương pháp MCE a) Xây dựng ma trận so sánh cặp đôi xác định trọng số Nhiều khu vực tiêu thoái hóa tác động đến sử dụng đất, cường độ sử dụng đất lại vấn đề thứ yếu, có khu vực vấn đề manh mún diễn mạnh Chính vậy, để xác định mức độ quan trọng tiêu cần có thơng tin tổng quan khu vực đánh giá tham khảo ý kiến chuyên gia, từ xác định thứ tự quan trọng để tính trọng số Wi cho tiêu Thang điểm trọng số tính tốn bảng kiểm tra tính quán Kết cho thấy Cr = 0,033 < 0,1 nên giá trị ma trận chấp nhận 104 Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 Hình Bản đồ khoanh đất đánh giá Thành phố ng Bí Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 Hình Bản đồ thối hóa đất Thành phố ng Bí 105 106 Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 Hình Bản đồ mức độ manh mún đất TP ng Bí Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 Hình Bản đồ cường độ sử dụng đất TP ng Bí 107 108 Nguyễn Phi Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 100 - 111 b) Tính giá trị áp lực sử dụng đất (SAL) đất theo công thức (2) - Xác định điểm % cho cấp độ tiêu Xi: + Xác định mức giá trị xuất phổ biến phân mức tiêu dựa số lượng cấp độ tiêu bảng liệu khoanh đất đánh giá Xác định điểm % cho phân mức tiêu, dựa nguyên tắc cho tổng điểm Xi tiêu phải 100% theo thứ tự tăng dần mức độ xuất phổ biến cấp tiêu - Tính giá trị Si: Giá trị áp lực Si tính theo cơng thức nhân điểm tiêu Xi với trọng số tiêu Wi (1) SAL = Xi*Wi Kết xác định giá trị SAL cho địa bàn thử nghiệm thành phố ng Bí thể chi tiết Bảng c) Phân cấp tổng giá trị áp lực đất SAL - Dựa vào giá trị phân cấp tiêu theo khoanh đất, tính giá trị SAL cho khoanh TT 𝑆𝐴𝐿 = ∑(𝑆𝑖 ) = 𝑆𝑇𝐻 + 𝑆𝑀𝑀 + 𝑆𝐶𝐷 (2) Tiến hành phân khoảng cho dãy số liệu SAL phương pháp Natural Breaks (Jenks) phần mềm ArcGIS Lựa chọn điểm làm đồ thị giá trị SAL chuyển hướng để phân cấp giá trị SALnhư Bảng Bước 4: Biên tập đồ áp lực sử dụng đất - Mỗi khoanh đất đánh giá có giá trị SAL Gán mầu sắc cho phân cấp - Xây dựng hệ thống dẫn biên tập nội dung khác đồ - Bản đồ biên tập tỷ lệ 1:25.000 với đầy đủ sở toán học (khung, lưới, tọa độ), nguồn tài liệu, sơ đồ vị trí, kim hướng Các giá trị SAL nằm khoảng nhỏ 0,046; lớn 0,3899 Đối với đất phi nông nghiệp không đánh giá để trống Bản đồ thành lập năm 2018 Hình Bảng Ma trận so sánh cặp đôi tiêu đánh giá áp lực sử dụng đất Chỉ tiêu Thoái hóa(TH) Manh mún(MM) Cường độ (CD) Trọng số (Wi) Manh mún 0,63 Cường độ 1/3 0,26 Thối hóa 1/5 1/3 0,11 TT Chỉ tiêu Manh mún Cường độ Thối hóa TT Bảng Giá trị áp lực SAL Phân cấp Ký hiệu Không manh mún MM0 Manh mún MM1 Manh mún trung bình MM2 Manh mún cao MM3 Cường độ thấp CD0 Cường độ trung bình CD1 Cường độ cao CD2 Cường độ cao CD3 Khơng thối hóa TH0 Thối hóa nhẹ TH1 Thối hóa trung bình TH2 Thối hóa nặng TH3 Bảng Phân cấp tổng giá trị áp lực đất Mức độ áp lực Ký hiệu Không áp lực SAL Áp lực yếu SAL1 Áp lực trung bình SAL2 Áp lực mạnh SAL3 Xi 63,36% 1,03% 26,55% 9,06% 12,99% 27,04% 53,76% 6,21% 20,93% 20,78% 15,41% 6,84% SAL 0,165 0,003 0,069 0,024 0,014 0,030 0,059 0,007 0,132 0,098 0,043 0,133 Phân cấp SAL