8. Cấu trúc của luận án
3.2. DỰ TÍNH BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2025
3.2.1. Thành lập, hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình
Chuỗi Markov và mạng tự động (CA) được sử dụng để dự báo biến động của các loại rừng (rừng kín, rừng trung bình, rừng thưa) và các loại hình sử dụng đất khác (cây bụi, mặt nước, đất xây dựng và đất trống) trong tương lai tại tỉnh Phú Thọ. Bài toán mô hình hóa biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ tới năm 2025 dựa trên nguồn tư liệu không gian phân tích từ bản đồ SDĐ tại các năm 2005, 2010 và 2015 (Hình 3.1). Các bước cụ thể mô hình hóa như sau:
(1) Xây dựng ma trận chuyển Markov: Xây dựng mối liên hệ giữa các bản đồ sử dụng đất tại các thời điểm 2005, 2010 và 2015 nhằm tạo cơ sở khoa học cho quá trình mô hình hóa ở các bước dựa trên việc tính toán ma trận chuyển đổi Markov để xác định ra bước nhảy thời gian cho quá trình đánh giá. Mô hình dự báo đến 2020 theo công thức:
TDB1 = 2015 + (2015 - 2010) = 2020 TDB2 = 2025 + (2025 - 2005) = 2025
(2) Phân cấp mức độ dữ liệu về thích hợp: Bài toán mô hình hóa biến động sử dụng đất tỉnh Phú Thọ đã xác định loại hình sử dụng đất gắn với các HST quan trọng là: (1) Rừng kín; (2) Rừng trung bình; (3) Rừng thưa; (4) Cây bụi; (5) Mặt nước; (6) Đất xây dựng; (7) Đất trống.
Phân tích chuỗi Markov Ma trận chuyển đổi Markov
Dự báo theo Mạng tự động (CA) Dự báo biến động SDĐ đến năm 2020 Dự báo biến động SDĐ đến năm 2025 Đánh giá đa chỉ tiêu Rừng kín Bản đồ phân cấp Rừng trung bình mức độ Rừng thưa thích hợp Cây bụi Mặt nước Đất xây dựng Đất trống
Hình 3.1. Quy trình dự báo biến động SDĐ tại tỉnh Phú Thọ áp dụng chuỗi Markov và mạng tự động (CA)
Các dữ liệu được raster hóa bằng phần mềm ArcGIS và đưa vào phần mềm Idrisi để đánh giá đa chỉ tiêu là các dạng dữ liệu ảnh raster 8 bit có giá trị độ xám từ 0 - 255. Chức năng kiểm chứng (validatation) để so sánh kết quả mô hình hóa biến động SDĐ đến năm 2015 và bản đồ lớp phủ bề mặt năm 2015. Kết quả mô hình hóa đạt tỷ lệ chính xác khá cao (70%) so với bản đồ hiện trạng năm 2015, cho phép mô hình hóa sự biến động SDĐ trong các HST tỉnh Phú Thọ đến năm 2025 (bảng 3.4).
Bảng 3.4. Ma trận biến động SDĐ giai đoạn 2005- 2025 (ha)
T 2025 Rừng Rừng Rừng Cây Mặt Đất xây Đất T 2005 kín trung bình thưa bụi nước dựng trống
1 Rừng kín 312.799 58.498 111.345 2.130 15 2.865 2.289 2 Rừng trung bình 62.697 85.728 80.711 1.603 6 1.314 1.741 3 Rừng thưa 129.234 53.262 886.846 331.822 4.684 82.003 147.566
T 2025 Rừng Rừng Rừng Cây Mặt Đất xây Đất T 2005 kín trung bình thưa bụi nước dựng trống
4 Cây bụi 36.011 31.692 291.255 144.704 2.699 27.214 40.882 5 Mặt nước 86 38 5.198 3.897 98.583 6.880 47.045 6 Đất xây dựng 2.726 3.731 95.016 27.236 14.344 122.245 56.830 7 Đất trống 2.569 1.012 160.590 71.345 21.959 75.754 192.274
(Nguồn: Kết quả mô hình hóa do NCS thực hiện, 2019).
3.2.2. Kết quả dự tính biến đổi sử dụng đất đến năm 2025
Kết quả dự tính cho thấy đến năm 2025, diện tích rừng thưa tăng 13097 ha, diện tích rừng kín và rừng trung bình giảm lần lượt là 8173 ha và 5882 ha; diện tích các loại cây bụi tăng 5382 ha, diện tích mặt nước giảm 6378 ha; diện tích đất xây dựng tăng 39318 ha; diện tích đất trống giảm tới 37336 ha (bảng 3.5).
Bảng 3.5. Biến động diện tích SDĐ (ha) trong các HST tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2005 - 2015 và dự tính biến động đến 2025
Hệ sinh thái Năm 2005 Năm 2010 Năm 2015 Năm 2025
Rừng kín 45.633 41.587 43.600 37.460 Rừng trung bình 34.461 36.508 36.495 28.579 Rừng thưa 172.278 170.746 178.744 185.375 Cây bụi 10.195 16.336 14.447 15.577 Mặt nước 18.827 15.219 14.219 12.449 Đất xây dựng 9.034 27.728 41.476 48.352 Đất trống 62.584 44.891 24.048 25.248 Tổng 353.455 353.455 353.455 353.455
3.3. ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG SỬ DỤNG, QUẢN LÝ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN ĐẤT THEO KHUNG ÁP LỰC - THỰC TRẠNG - ĐÁP ỨNG (PSR) 3.3.1. Xây dựng bộ chỉ số và kiểm định độ tin cậy của các thang đo
Bộ chỉ số đánh giá các yếu tố Áp lực - Thực trạng - Đáp ứng trong sử dụng tài nguyên đất tại tỉnh Phú Thọ được xây dựng trên cơ sở khung PSR để điều tra nhóm cán bộ quản lý. Các chỉ tiêu điều tra bao gồm:
Chủ đề về Áp lực (P): Phân tích tác động của hoạt động sử dụng tài nguyên đất.
Chủ đề về Đáp ứng (R): Định hướng sử dụng tài nguyên đất dựa trên định lượng khả năng đáp ứng.
Các chủ đề được chia thành các phụ chủ đề và các yếu tố lựa chọn (biến quan sát) thể hiện các đặc trưng cụ thể trong mỗi phụ chủ đề. Các yếu tố lựa chọn được xác định trên cơ sở tổng hợp các ý kiến đánh giá bằng bảng hỏi mở, sau đó phân tích thống kê mô tả để lựa chọn các chỉ tiêu có điểm trung bình lựa chọn cao nhất (bảng 3.6).
Bảng 3.6. Bộ chỉ số đánh giá thực trạng sử dụng tài nguyên đất tại tỉnh Phú Thọ
TT Chủ đề Phụ chủ đề Các yếu tố lựa chọn (biến quan sát)
1 Áp lực Các yếu tố áp Thiếu đất sản xuất nông nghiệp (TN1); thiếu nước trong sử lực tự nhiên tưới (TN2); nắng nóng, khô hạn (TN3); sương dụng tài (PTN) muối (TN4); thời tiết lạnh giá (TN5); lũ lụt (TN7); nguyên đất lũ quét (TN8); trượt lở đất (TN9); sạt lở bờ sông (P) (TN10); nhiệt độ tăng (TN11); lượng mưa thay đổi
(TN12).
Các yếu tố áp Tăng dân số (KX1); nghèo đói (KX2); di dân, tái lực kinh tế xã định cư (KX3); đô thị hóa (KX4); hoạt động chăn hội (PKX) thả (KX5); đốt nương làm rẫy (KX6); phá rừng
(KX7); giá cả đầu vào không ổn định (KX8); giá cả nông sản đầu ra không ổn định (KX9).
2 Thực trạng Thoái hóa đất Mất lớp đất canh tác bề mặt (THD1); suy giảm độ sử dụng tài nông nghiệp phì đất (THD2); chua hóa đất canh tác (THD3); nguyên đất (STHD) đất canh tác bị ô nhiễm (THD4); đất canh tác bị (S) bạc màu (THD5); suy giảm độ ẩm đất (THD6).
Biến động SDĐ Mất rừng (BDD1); giảm diện tích đất canh tác nông nghiệp (BDD2); tăng diện tích đất trống (BDD3); chuyển (SBDD) đổi sang đất phi nông nghiệp (BDD4); đất canh
tác bị chia cắt manh mún (BDD5).
Cây trồng nông Tăng diện tích cây trồng dài ngày (CT1); tăng nghiệp (SCT) diện tích cây lương thực (CT2); tăng diện tích
trồng xen (CT3); giảm diện tích cây trồng bản địa (CT4); tăng diện tích luân canh cây trồng (CT5); tăng sản lượng cây trồng (CT6); tăng diện tích rừng trồng (CT7); tăng diện tích nông lâm kết hợp (CT8).
Phương thức Khó tiếp cận tới khu vực sản xuất (PC1); duy trì canh tác của cư canh tác theo phương thức truyền thống (PC2); áp dân bản địa dụng kiến thức bản địa trong sử dụng đất nông (SPC) nghiệp (PC3); áp dụng các biện pháp thâm canh
TT Chủ đề Phụ chủ đề Các yếu tố lựa chọn (biến quan sát)
(PC4); áp dụng khoa học và kỹ thuật hiện đại trong canh tác (PC5); tăng nguồn thu nhập từ sản xuất nông nghiệp (PC6).
3 Giải pháp Giải pháp bảo Xây dựng ruộng bậc thang (BTN1); canh tác theo đáp ứng vệ tài nguyên đường đồng mức (BTN2); trồng cây che phủ, trong sử đất (RBTN) luân canh, gối vụ (BTN3); sử dụng giống cây dụng tài trồng địa phương bảo vệ đất (BTN4).
nguyên đất Giải pháp về Luân canh cây trồng (PCT1); chuyển đổi cơ cấu (R) phương thức cây trồng (PCT2); phát triển nông nghiệp hữu cơ
canh tác (RPCT) (PCT3); phát triển các hệ thống nông lâm kết hợp (PCT4); phát triển đa dạng các hệ thống cây trồng nông nghiệp (PCT5).
Tăng cường áp Sử dụng phân hữu cơ (TBD1); che phủ đất bằng dụng tri thức lớp phủ thực vật (TBD2); luân canh, xen canh bản địa trong (TBD3).
canh tác (RTBD)
Giải pháp về Tăng cường sự tham gia của cộng đồng trong quy chính sách sử hoạch sử dụng đất (CSD1); lồng ghép giảm thiểu dụng đất nông rủi ro thiên tai trong quy hoạch sử dụng đất nghiệp (RCSD) (CSD2); mở rộng diện tích sản xuất nông nghiệp
bằng khai hoang, xây dựng vùng kinh tế mới (CSD3); giảm thiểu các điểm nóng về đất đai trong thu hồi đất (CSD4); tăng cường trồng rừng và giao đất giao rừng (CSD5); chuyển đổi mô hình sản xuất (CSD6); giúp người dân có đất để sản xuất nông nghiệp (CSD7).
Thang đo Cronbach's Alpha (CA) được sử dụng để đánh giá độ tin cậy của các biến. Biến có hệ số CA <0,6 hoặc biến có hệ số tương quan biến tổng <0,3 bị loại khỏi mô hình nghiên cứu. Kết quả tính toán hệ số CA và hệ số tương quan biến tổng của từng nhân tố đã xác định được 7/12 biến thuộc phụ chủ đề PTN (các yếu tố áp lực tự nhiên), 7/9 biến thuộc phụ chủ đề PKX (các yếu tố áp lực KTXH), 6/6 biến thuộc phụ chủ đề STHD (thoái hóa đất nông nghiệp), 4/4 biến thuộc phụ chủ đề SBDD
(biến động SDĐ nông nghiệp), 8/8 biến thuộc phụ chủ đề SCT (cây trồng nông nghiệp), 3/6 biến thuộc phụ chủ đề SPC (phương thức canh tác của cư dân bản địa), 4/4 biến thuộc phụ chủ đề RBTN (giải pháp bảo vệ tài nguyên đất), 5/5 biến thuộc phụ chủ đề RPCT (giải pháp về phương thức canh tác), 3/3 biến thuộc phụ chủ đề RTBD (tăng cường áp dụng tri thức bản địa trong canh tác) và 7/7 biến thuộc phụ chủ đề RCSD (giải pháp về chính sách sử dụng đất nông nghiệp) được đưa vào tính toán (bảng 3.7)
TT Biến quan sát quan biến Cronbach’s
tổng Alpha
I Các yếu tố áp lực tự nhiên (PTN) 0,922
1 Thiếu đất sản xuất nông nghiệp (TN1) 0,842 0,902 2 Thiếu nước tưới (TN2) 0,808 0,905 3 Nắng nóng, khô hạn (TN3) 0,747 0,911 4 Thời tiết lạnh giá (TN5) 0,726 0,913
5 Lũ lụt (TN7) 0,732 0,912
6 Lũ quét (TN8) 0,799 0,905
7 Trượt lở đất (TN9) 0,683 0,918
II Các yếu tố áp lực kinh tế xã hội (PKX) 0,762
1 Tăng dân số (KX1) 0,554 0,715 2 Nghèo đói (KX2) 0,411 0,752 3 Di dân, tái định cư (KX3) 0,495 0,730 4 Hoạt động chăn thả (KX5) 0,409 0,751 5 Đốt nương làm rẫy (KX6); 0,579 0,708
6 Phá rừng (KX7) 0,583 0,705
III Thoái hóa đất nông nghiệp (STHD) 0,733
1 Mất lớp đất canh tác bề mặt (THD1) 0,431 0,709 2 Suy giảm độ phì đất (THD2) 0,497 0,688 3 Chua hóa đất canh tác (THD3) 0,576 0,665 4 Đất canh tác bị ô nhiễm (THD4) 0,484 0,692 5 Đất canh tác bị nhiễm mặn (THD5) 0,331 0,730 6 Suy giảm độ ẩm đất (THD6) 0,499 0,687
IV Biến động SDĐ nông nghiệp (SBDD) 0,731
1 Mất rừng (BDD1) 0,559 0,649 2 Giảm diện tích đất canh tác (BDD2) 0,524 0,669 3 Tăng diện tích đất trống (BDD3) 0,516 0,674 4 Chuyển đổi sang đất phi nông nghiệp (BDD4) 0,489 0,689
V Cây trồng nông nghiệp (SCT) 0,850
1 Tăng diện tích cây trồng dài ngày (CT1) 0,476 0,844 2 Tăng diện tích cây lương thực (CT2) 0,598 0,831 3 Tăng diện tích trồng xen (CT3) 0,599 0,831 4 Giảm diện tích cây trồng bản địa (CT4) 0,526 0,839 5 Tăng diện tích luân canh cây trồng (CT5) 0,585 0,832 6 Tăng sản lượng cây trồng (CT6) 0,697 0,817 7 Tăng diện tích rừng trồng (CT7) 0,609 0,829 8 Tăng diện tích nông lâm kết hợp (CT8) 0,613 0,829
Hệ số tương Hệ số
TT Biến quan sát quan biến Cronbach’s
tổng Alpha
VI Phương thức canh tác của cư dân bản địa (SPC) 0,814
1 Áp dụng các biện pháp thâm canh (PC4) 0,698 0,715 2 Áp dụng khoa học và kỹ thuật hiện đại trong 0,654 0,758
canh tác (PC5)
3 Tăng nguồn thu nhập từ sản xuất nông nghiệp (PC6) 0,648 0,762
VII Giải pháp bảo vệ tài nguyên đất (RBTN) 0,618
1 Xây dựng ruộng bậc thang (BTN1) 0,366 0,672 2 Canh tác theo đường đồng mức (BTN2) 0,523 0,654 3 Trồng cây che phủ, luân canh, gối vụ (BTN3) 0,395 0,650 4 Sử dụng giống cây trồng địa phương bảo vệ đất 0,316 0,604
(BTN4)
VIII Giải pháp về phương thức canh tác (RPCT) 0,874
1 Luân canh cây trồng (PCT1) 0,722 0,843 2 Chuyển đổi cơ cấu cây trồng (PCT2) 0,607 0,869 3 Phát triển nông nghiệp hữu cơ (PCT3) 0,693 0,850 4 Phát triển các hệ thống nông lâm kết hợp 0,759 0,833
(PCT4)
5 Phát triển đa dạng các hệ thống cây trồng nông 0,732 0,840 nghiệp (PCT5)
IX Tăng cường áp dụng tri thức bản địa trong 0,783 canh tác (RTBD)
1 Sử dụng phân hữu cơ (TBD1) 0,602 0,727 2 Che phủ đất bằng lớp phủ thực vật (TBD2) 0,629 0,698 3 Luân canh, xen canh (TBD3) 0,633 0,693
X Giải pháp về chính sách sử dụng đất nông 0,844
nghiệp (RCSD)
1 Tăng cường sự tham gia của cộng đồng trong 0,560 0,828 quy hoạch sử dụng đất (CSD1)
2 Lồng ghép giảm thiểu rủi ro thiên tai trong quy 0,707 0,806 hoạch sử dụng đất (CSD2)
3 Mở rộng diện tích sản xuất nông nghiệp bằng 0,455 0,844 khai hoang, xây dựng vùng kinh tế mới (CSD3)
4 Giảm thiểu các điểm nóng về đất đai trong thu 0,556 0,829 hồi đất (CSD4)
5 Tăng cường trồng rừng và giao đất giao rừng (CSD5) 0,670 0,812 6 Chuyển đổi mô hình sản xuất (CSD6) 0,649 0,815 7 Giúp người dân có đất để sản xuất nông nghiệp 0,610 0,821
Các biến quan sát trong mô hình PSR áp dụng cho huyện Đoan Hùng (đại diện cho vùng chức năng I- vùng đồi đồng bằng tả ngạn sông Hồng) và huyện Thanh Sơn (đại diện cho vùng chức năng II - vùng đồi núi hữu ngạn sông Hồng) sau khi được chấp nhận ở bảng 3.7 được phân tích để đánh giá mức độ ảnh hưởng. Kết luận đánh giá được dựa trên 4 tham số thống kê mô tả là: giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất, giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (bảng 3.8).
Bảng 3.8. Giá trị thống kê mô tả về các biến quan sát trong mô hình PSR
TT Biến Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất Giá trị trung Độ lệch chuẩn
quan bình sát Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II I Yếu tố tự nhiên - PTN 1 TN1 1,00 1,00 2,00 3,00 1,15 2,10 0,37 0,85 2 TN2 2,00 1,00 4,00 3,00 2,70 2,20 0,73 0,77 3 TN3 1,00 1,00 5,00 3,00 3,40 2,20 1,47 0,77 4 TN5 1,00 1,00 2,00 4,00 1,15 2,25 0,37 1,07 5 TN8 1,00 1,00 1,00 4,00 1,00 2,45 0,00 1,19 6 TN7 1,00 1,00 2,00 4,00 1,15 2,46 0,37 1,10 7 TN9 1,00 1,00 2,00 4,00 1,15 2,50 0,42 1,11
II Các yếu tố áp lực kinh tế xã hội - PKX
1 KX5 1,00 1,00 3,00 4,00 1,30 1,35 0,73 0,81 2 KX7 1,00 1,00 1,00 4,00 1,00 1,40 0,00 0,88 3 KX2 1,00 1,00 2,00 3,00 1,15 1,50 0,37 0,69 4 KX6 1,00 1,00 1,00 4,00 1,00 1,75 0,00 0,91 5 KX3 1,00 1,00 4,00 4,00 1,45 1,80 1,10 0,77 6 KX1 1,00 1,00 2,00 4,00 1,40 2,05 0,82 0,69
III Thoái hóa đất nông nghiệp - STHD
1 THD5 1,00 1,00 1,00 5,00 1,00 1,35 0,00 1,09 2 THD6 1,00 1,00 3,00 5,00 1,70 1,60 0,92 1,19 3 THD4 1,00 1,00 5,00 5,00 2,20 1,70 1,61 1,27 4 THD1 1,00 1,00 4,00 4,00 2,05 1,70 1,10 1,03 5 THD3 1,00 1,00 3,00 4,00 1,30 1,90 0,73 0,79
TT Biến Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất Giá trị trung Độ lệch chuẩn
quan bình
sát Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II
6 THD2 2,00 1,00 5,00 5,00 2,90 2,42 1,02 0,90
IV Biến động SDĐ nông nghiệp - SBDD
1 BDD3 1,00 1,00 3,00 3,00 1,30 1,30 0,73 0,66 2 BDD2 1,00 1,00 3,00 3,00 1,55 1,40 0,76 0,75 3 BDD1 1,00 1,00 2,00 4,00 1,15 1,45 0,37 0,95 4 BDD4 1,00 1,00 4,00 4,00 2,15 1,60 1,04 1,05
V Cây trồng nông nghiệp (SCT)
1 CT2 1,00 1,00 2,00 5,00 1,10 2,75 0,31 1,33 2 CT7 1,00 1,00 3,00 5,00 1,60 2,80 0,75 1,15 3 CT3 1,00 1,00 3,00 4,00 1,60 2,85 0,94 1,18 4 CT8 1,00 1,00 4,00 5,00 2,05 3,25 1,10 1,29 5 CT4 1,00 1,00 5,00 5,00 2,20 3,25 1,88 1,41 6 CT6 1,00 1,00 4,00 5,00 2,50 3,40 1,43 1,23 7 CT5 1,00 1,00 5,00 5,00 3,20 3,45 1,61 1,05 8 CT1 2,00 2,00 5,00 5,00 3,50 3,65 0,89 0,75
VI Phương thức canh tác của cư dân bản địa (SPC)
1 PC4 1,00 1,00 5,00 5,00 2,75 3,55 1,45 0,94 2 PC6 1,00 1,00 5,00 5,00 3,10 3,60 1,52 1,10 3 PC5 1,00 1,00 4,00 5,00 2,55 3,65 1,23 1,04
VII Giải pháp bảo vệ tài nguyên đất (RBTN)
1 BTN2 1,00 1,00 2,00 5,00 1,30 2,90 0,47 1,33 2 BTN1 1,00 1,00 3,00 5,00 1,45 3,15 0,76 1,46 3 BTN3 1,00 1,00 3,00 5,00 1,90 3,35 1,02 1,35 4 BTN4 1,00 1,00 4,00 5,00 2,70 3,40 1,22 1,05
VIII Giải pháp về phương thức canh tác (RPCT)
1 PCT4 1,00 1,00 5,00 5,00 2,40 3,15 1,85 1,31 2 PCT5 1,00 1,00 4,00 5,00 2,35 3,35 1,53 1,42 3 PCT1 1,00 1,00 5,00 5,00 2,80 3,50 1,80 1,24 4 PCT3 1,00 1,00 5,00 5,00 3,05 3,75 1,67 1,07 5 PCT2 1,00 1,00 5,00 5,00 2,95 3,75 1,47 1,02
sát Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II Vùng I Vùng II
1 TBD3 1,00 1,00 5,00 5,00 3,05 3,25 1,67 1,52 2 TBD2 1,00 1,00 5,00 5,00 2,95 3,40 1,47 1,14 3 TBD1 1,00 1,00 5,00 5,00 2,80 4,25 1,80 1,07 X Giải pháp về chính sách sử dụng đất nông nghiệp (RCSD)
1 CSD3 1,00 1,00 3,00 5,00 1,45 2,95 0,76 1,36 2 CSD4 1,00 1,00 5,00 5,00 3,10 3,25 1,89 1,25 3 CSD5 1,00 1,00 5,00 5,00 3,05 3,35 1,93 1,31 4 CSD2 1,00 1,00 4,00 5,00 2,70 3,40 1,22 1,05 5 CSD6 1,00 1,00 5,00 5,00 3,50 3,65 1,43 0,99