Những năm gần đây nhà nước có quyết định thu hồi đất nông nghiệp để thực hiện các dự án đầu tư trên toàn huyện như: xây dựng các khu công nghiệp Bắc Thăng Long, khu công nghiệp vừa và nhỏ Nguyên Khê, khu sản xuất tiểu thủ công nghiệp xã Liên Hà, và các khu đô thị mới ở các xã Uy Nỗ, xã Tiên Dương. Vì vậy mà diện tích đất nơng nghiệp của các xã có xu thế giảm mạnh. Năm 1993, toàn huyện có 21/24 xã và thị trấn có diện tích đất nơng nghiệp chiếm trên 60%. Tuy nhiên, đến năm 2011, chỉ cịn 17/24 xã có diên tích đất nơng nghiệp trên 60%.
Đất dân cư trong từng xã tăng nhanh trong giai đoạn 1993-2011, thị trấn Đơng Anh có tốc độ tăng nhanh nhất: 17,79 ha/năm, tiếp đến là hai xã Võng La và Kim Chung: 13,5 ha/năm do có khu cơng nghiệp Bắc Thăng Long xây dựng trên hai xã này. Năm 1993, chỉ có 4 xã có diện tích dân cư trên 10% tổng diện tích tự nhiên tồn xã, nhưng đến năm 1999 tăng lên 17 xã có diện tích dân cư trên 10%. Từ sau năm 2005, khi q trình đơ thị hóa được thúc đẩy mạnh thì phần đất dân cư tăng nhanh hơn rất nhiều, hầu hết các xã đều có diện tích dân cư trên 10% diện tích đất
tự nhiên tồn xã và có tới 6/24 xã có phần đất này trên 20%. Và đến năm 2011, thì tất cả các xã trong huyện Đơng Anh đều có diện tích đất dân cư chiếm trên 20% tổng diện tích tự nhiên của xã, trong đó thị trấn Đơng Anh có diện tích này chiếm 78,3%.
Bảng 3.2: Thay đổi diện tích đất dân cư và đất nông nghiệp theo xã Đơn vị: ha
TT Xã Đất dân cƣ Đất nông nghiệp
1993 1999 2005 2011 1993 1999 2005 2011 1 Nam Hồng 70,83 104,85 120,87 204,17 792,72 756,27 701,73 672,36 2 Đại Mạch 51,39 76,41 82,71 160,45 468,72 603,36 518,13 463,37 3 Võng La 35,55 85,86 174,06 280,29 364,32 442,8 264,24 208,5 4 Kim Chung 44,64 163,53 188,01 295,35 675,45 570,06 519,03 436,31 5 Hải Bối 38,25 80,55 153,9 254,95 523,08 487,35 329,4 319,97 6 Kim Nỗ 64,89 97,47 171,18 224,01 511,74 478,62 350,37 341,56 7 Vân Nội 73,62 116,37 100,8 189,61 514,98 480,33 450,09 400,75 8 Bắc Hồng 79,83 107,28 121,23 172,59 613,62 578,97 556,02 519,42 9 Nguyên Khê 74,43 126,18 194,31 273,89 672,21 623,25 536,22 475,79 10 Tiên Dương 75,06 121,05 131,31 243,94 886,68 844,65 824,22 709,27 11 VĨnh Ngọc 63,45 91,08 103,23 249,61 783 794,88 709,02 615,73 12 Tầm Xá 15,57 22,5 21,87 29,69 332,73 329,04 319,05 327,62 13 Xuân Canh 44,19 68,22 80,82 150,75 528,75 506,88 465,48 428,45 14 Đông Hội 43,02 68,13 94,59 219,35 615,96 587,25 524,16 424,22 15 Mai Lân 27,45 81,81 116,64 197,19 529,92 484,92 423,27 377,63 16 Dục Tú 39,15 83,7 120,69 175,75 719,01 722,16 615,42 617,55 17 Cổ Loa 66,24 101,07 132,12 205,31 677,52 724,05 596,52 521,42 18 Uy Nỗ 75,24 158,31 180,81 273,9 642,6 556,38 500,13 446,9 19 Việt Hùng 78,03 145,89 166,59 214,69 735,3 658,44 634,05 610,65 20 Liên Hà 49,32 88,92 117,63 152,87 748,62 713,7 605,88 605,97 21 Vân Hà 22,41 48,6 65,7 114,12 460,98 459,72 403,2 387,61 22 Thụy Lâm 60,57 109,98 143,19 187,95 1021,59 981,72 905,4 865,95 23 Xuân Nộn 96,66 133,29 166,14 270,43 968,67 941,85 873,99 781,82 24 TT. Đông Anh 57,33 181,26 271,71 377,51 408,33 274,05 178,56 83,25
Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của toàn huyện cũng như toàn thành phố Hà Nội, đất nơng nghiệp là nguồn đất chính để phục vụ phát triển các khu đơ thị và cơng nghiệp. Vì vậy mà, đất nơng nghiệp đang phải chịu một áp lực lớn, quỹ đất nơng nghiệp có xu hướng ngày càng giảm mạnh.
3.2 Xu hướng biến đổi hình thái đất nơng nghiệp của huyện Đơng Anh
3.2.1. Xu hướng biến đổi đất hình thái đất nông nghiệp huyện Đông Anh
Sự thay đổi về hình thái khơng gian các mảnh đất nông nghiệp của huyện Đơng Anh được tính tốn qua ba giai đoạn 1993-1999, 1999-2005 và 2005-2011 và được so sánh trong Hình 3.2.
Học viên chia các nhóm chỉ số theo 3 nhóm: 1)- nhóm miêu tả về diện tích- kích thước: TCA, LPI, MPS, 2)- nhóm chỉ số cho thấy mức độ phân mảnh: MNN, MPI và 3)- nhóm thể hiện sự phức tạp của các mảnh nơng nghiệp: AWMSI.
Nhóm chỉ số miêu tả về diện tích và kích thước của các mảnh đất nơng nghiệp cho thấy tiến trình mất đất nơng nghiệp của huyện Đơng Anh. Chỉ số TCA (Total Core Area) giảm cho thấy các mảnh đất nông nghiệp có xu hướng bị phân mảnh. Từ năm 1993 đến nay, TCA ln giảm 547,73 ha năm 1993 và cịn 441,3 ha năm 2011, chứng tỏ rằng diện tích đất nơng nghiệp ngày càng có xu hướng bị mất đi. Cùng với xu hướng đó, chỉ số LPI (Largest Patch Index) cũng giảm, cho thấy phần trăm diện tích mảnh đất nơng nghiệp lớn nhất trong giai đoạn này bị giảm, đặc biệt là giai đoạn 1999-2005: 14,36 %. Tương tự như vậy, MPS (Mean Patch Size) là chỉ số đo đạc kích thước mảnh trung bình cũng giảm liên tục trong cả giai đoạn 1993-2011 nhưng với mức độ lớn hơn, MPS giảm nhanh nhất vào giai đoạn năm 1999-2005: 150,72 ha.
Hình 3.3: Biến thiên các chỉ số hình thái đất nơng nghiệp của huyện Đơng Anh
Nhóm chỉ số thể hiện mức độ phân mảnh và bị tách ra của đất nông nghiệp trong giai đoạn 1993-2011. MPI (Mean Proximity Index) giảm từ năm 1993 đến năm 2005, chỉ ra mức độ liền kề giữa các mảnh của năm 2005 thấp hơn so với năm 1993, cho thấy trong giai đoạn này các mảnh đất nông nghiệp bị tách rời nhau. Nhưng tới giai đoạn 2005-2011 thì MPI lại tăng lên, có nghĩa là các mảnh đất nông nghiệp được gộp lại với nhau. Với xu hướng ngược lại thì MNN (Mean Nearest Neighbor) cho biết khoảng cách gần nhất giữa hai mảnh. Giai đoạn từ năm 1993-
0 4000 8000 12000 16000 1993 1999 2005 2011Năm MPI 0 100 200 300 400 1993 1999 2005 2011 Ha Năm MPS 0 20 40 60 80 1993 1999 2005 2011 Meters Năm MNN 0 25 50 75 100 1993 1999 2005 2011 % Năm LPI 0 2 3 5 6 1993 1999 2005 2011 Năm AWMSI 0 200 400 600 1993 1999 2005 2011 Ha Năm TCA
2005, MNN tăng và tăng rất nhanh, nhưng đến giai đoạn 2005-2011 chỉ số này lại giảm xuống. Cả hai chỉ số MPI và MNN cùng diễn tả sự phân mảnh và sự tách biệt của các mảnh đất nông nghiệp tăng lên nhanh trong giai đoạn 1993-2005, và đến giai đoạn 2005-2011 thì mức độ bị cô lập của đất nơng nghiệp giảm xuống vì khoảng cách giữa các mảnh giảm và độ liền kề tăng lên.
Chỉ số AWMSI tăng từ năm 1993-2011 cho thấy hình dạng của các mảnh đất nơng nghiệp ngày càng phức tạp. Giai đoạn từ 1993-2005, AWMSI tăng chậm, nhưng tới giai đoạn 2005-2011 chỉ số này tăng rất nhanh cho thấy mức độ phức tạp của đất nông nghiệp ngày càng tăng mạnh hơn.
Sự thay đổi của các chỉ số này cho thấy các mảnh đất nơng nghiệp có xu hướng bị mất đi và ngày càng trở nên phức tạp hơn từ năm 1993-2011. MPS, LPI và TCA là 3 chỉ số có mối tương quan thuận với nhau, có xu hướng cùng giảm cho thấy đất dân cư và các khu công nghiệp mọc xen vào đất nơng nghiệp. MNN và MPI có mối tương quan nghịch, MNN tăng thì MPI giảm trong giai đoạn năm 1993- 2005 cùng có ý nghĩa thể hiện mức độ phân mảnh và cô lập của các mảnh nông nghiệp trên địa bàn toàn huyện tăng, và tới giai đoạn năm 2005-2011 thì các mảnh đất nơng nghiệp được dồn lại theo sự thu hồi của thành phố thể hiện qua chỉ số MNN giảm và MPI tăng. Tuy nhiên thì sự phức tạp về hình dạng của các mảnh đất nơng nghiệp trên tồn huyện Đơng Anh lại tăng lên nhanh, nhất là trong giai đoạn năm 2005-2011.
3.2.2. Xu hướng biến đổi hình thái đất nơng nghiệp theo cấp xã
Từ năm 1993 đến năm 2011, diện tích đất nơng nghiệp của các xã trong huyện Đông Anh bị mất đi rất nhanh và mức độ không đều nhau giữa các xã. Bên cạnh đó, sự thay đổi về hình thái đất nơng nghiệp giữa các xã cũng khác nhau.
Sự suy giảm về quỹ đất nông nghiệp từng xã của huyện Đông Anh được miêu tả một cách chi tiết trong Bảng 3.2. Trong đó học viên đi sâu vào nghiên cứu sự thay đổi hình thái khơng gian đất nơng nghiệp của các xã: xã Hải Bối, xã Võng La, xã Đại Mạch, xã Kim Chung, xã Nguyên Khê, xã Vân Hà, xã Liên Hà, xã Tiên Dương và thị trấn Đông Anh. Đây là các xã và thị trấn được đầu tư lớn về phát triển
công nghiệp và đẩy mạnh xây dựng các khu đô thị mới, cơ sở vật chất hạ tầng, làm cho quỹ đất nông nghiệp bị giảm đáng kể và thay đổi cả về đặc điểm hình thái.
Hình 3.4: Biến thiên các chỉ số hình thái của đất nơng nghiệp của 9 xã
0 20 40 60 80 100 120 140 1993 1999 2005 2011 Meters Năm MNN 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1993 1999 2005 2011 Ha Năm MPS 0 10000 20000 30000 40000 1993 1999 2005 2011Năm MPI 0 200 400 600 800 1000 1993 1999 2005 2011 Ha Năm TCA 0 2 4 6 8 1993 1999 2005 2011Năm AWMSI 0 20 40 60 80 100 1993 1999 2005 2011 % Năm LPI
Thị trấn Đông Anh, xã Liên Hà và xã Tiên Dương là 3 khu vực được đẩy mạnh xây dựng các khu đơ thị mới. Cịn các xã Đại Mạch, Võng La, Hải Bối, Kim Chung là 4 xã nằm trong khu công nghiệp tập trung Bắc Thăng Long, xã Nguyên Khê và xã Vân Hà phát triển các khu công nghiệp vừa và nhỏ.
Từ Hình 3.4 cho thấy rằng, sự thay đổi về hình thái đất nơng nghiệp của 9 xã cùng được đầu tư phát triển công nghiệp và đơ thị là khác nhau. Nhìn chung, cả 9 vùng đều có xu hướng giảm diện tích đất nơng nghiệp từ năm 1993-2011 được thể hiện qua 3 chỉ số MPS, TCA và LPI. Trong cả 3 giai đoạn 1993-1999, 1999-2005, 2005-2011, TCA của 9 xã đều giảm, và giảm nhanh nhất là giai đoạn 1999-2005. Trong đó, hai xã Võng La và xã Đại Mạch giai đoạn 1993-1999 tăng lên, ngược với xu hướng so với các xã khác là bởi phần diện tích bãi bồi ở sơng Hồng được người dân tận dụng sang trồng hoa màu. Thị trấn Đông Anh là khu vực có TCA giảm nhanh nhất: 253,93 ha.
MPS và LPI cho thấy kích thước mảnh đất nơng nghiệp đều giảm cho cả 9 xã từ năm 1993-2011. Trong đó, giảm nhiều nhất là hai xã Liên Hà: 713 ha và xã Kim Chung 639,06 ha. Giai đoạn đầu, các xã Đại Mạch, Võng La có MPS và LPI tăng, sau đó thì giảm dần. Giai đoạn 1999-2005 là giai đoạn các xã có kích thước mảnh giảm nhanh nhất. Sang đến giai đoạn 2005-2011, thì hầu hết các xã có LPI tăng, chỉ riêng có thị trấn Đơng Anh và xã Võng La là giảm xuống.
MPI có xu hướng giảm trong giai đoạn đầu: 1993-1999, từ giai đoạn sau thì tăng lên. Trong đó hai xã Kim Chung và Liên Hà khơng có sự thay đổi về MPI của đất nông nghiệp ở giai đoạn 1993-1999 này. Cũng tương tự MPI, MNN của hai xã này trong giai đoạn đầu cũng không đổi. Ba xã Đại Mạch, Võng La, Hải Bối, lại có MPI tăng lên trong những năm 1993-1999, bởi đây là giai đoạn có quyết định của thành phố Hà Nội thu hồi đất nông nghiệp để xây dựng khu công nghiệp Bắc Thăng Long giai đoạn I nên các mảnh đất nông nghiệp được dồn lại. Giai đoạn 1999-2005, MNN của các xã đều tăng, cho thấy các mảnh đất nông nghiệp của các xã bị tách nhau ra. Trong đó, xã Kim Chung và xã Vân Hà có MNN tăng nhanh nhất: 73,6 m và 60,27 m. Bên cạnh đó, các mảnh đất nơng nghiệp của xã Hải Bối lại có mức độ
tách biệt lớn nhất trong tất cả các giai đoạn. Giai đoạn 2005-2011, MPI của các xã hầu hết có xu hướng tăng lên, ngược lại là MNN có xu hướng giảm xuống. Điều đó cho thấy, từ năm 2005 đến nay, đất nông nghiệp của các xã có xu hướng được gộp lại, có nghĩa là mức độ phân mảnh và tách biệt giảm đi. Trong đó, xã Tiên Dương có MPI tăng cao nhất: 29.491,83 còn MNN lại gần như thấp nhất: 16,68m.
AWMSI của các xã đều có xu hướng tăng từ 1993 đến 2011. Cho thấy sự phức tạp về hình dạng của các mảnh đất nông nghiệp của 9 xã ngày càng tăng. Riêng hai khu vực xã Võng La và thị trấn Đơng Anh từ năm 1999 thì có xu hướng giảm xuống. Giai đoạn 2005-2011 là giai đoạn đất nông nghiệp phức tạp nhất về hình dạng.
Từ năm 1993-2011, diện tích và kích thước của các mảnh đất nơng nghiệp có xu hướng giảm. Sự phân mảnh và mức độ tách biệt tăng nhanh trong giai đoạn năm 1999-2005, nhưng tới giai đoạn sau thì lại giảm xuống. Sự phức tạp về hình dạng các mảnh đất nông nghiệp của hầu hết các xã đều tăng trong cả giai đoạn từ năm 1993 đến 2011.
KẾT LUẬN
Với những kết quả thu được từ luận văn, học viên rút ra một số kết luận như sau:
Về phương pháp luận
Các ảnh vệ tinh đa thời gian mùa vụ tương tự nhau đã giúp cho việc phân loại các đối tượng một cách dễ dàng hơn, cũng như xác định được xu hướng biến đổi lớp phủ đất qua các năm. Phương pháp phân loại định hướng đối tượng được thực hiện trên phần mềm eCognition là một phương pháp hiệu quả, cho phép cải thiện đáng kể độ chính xác của kết quả phân loại ảnh. Thêm vào đó, việc lựa chọn ngưỡng cho các chỉ số NDVI, UI, MNDWI, NDBI trong quá trình tách chiết các đối tượng từ ảnh viễn thámlà rất cần thiết, nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả phân loại.
Đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại ảnh năm 2005 bằng phương pháp ô mẫu [37]. Với 51 ô mẫu cho tồn huyện Đơng Anh, độ chính xác kỳ vọng là 85%, sai số chấp nhận là 10%, đã cho kết quả sai số tổng quát 91,6 % và hệ số Kappa là 0,84. Kết quả phân loại ảnh của năm 2011, còn được kiểm chứng bằng việc đi thực địa và bảng điều tra về nơng lịch. Độ chính xác của kết quả phân loại rất cao cho phép tách chiết đối tượng đất nông nghiệp để nghiên cứu sự biến đổi.
Phân tích sự thay đổi về hình thái khơng gian của đất nông nghiệp thông qua các chỉ số về hình thái được thực hiện với sự trợ giúp của Patch Analyst 4 trong phần mềm ArcGIS qua các năm 1993, 1999, 2005 và 2011 cho tồn huyện Đơng Anh và cho các xã có sự phát triển mạnh về cơng nghiệp và q trình đơ thị hóa bao gồm 6 nhóm chỉ số, mỗi nhóm có các chỉ số liên quan chặt chẽ với nhau. Để lựa chọn các chỉ số hình thái phù hợp với khu vực nghiên cứu là huyện Đơng Anh thì học viên đã dùng cơng cụ phân tích thành phần chính PCA, kết quả cho ra 6 chỉ số: TCA, MPS, LPI, MPI, MNN và AWMSI. Các chỉ số này được học viên chia thành 3 nhóm: nhóm 1- đo đạc về diện tích và kích thước mảnh đất nông nghiệp: TCA, MPS, LPI; nhóm 2- đo đạc mức độ phân mảnh và tách biệt của các mảnh: MPI,
MNN; nhóm 3- đo đạc sự phức tạp về hình dạng của mảnh đất nơng nơng nghiệp: AWMSI.
Về sự thay đổi hình thái đất nơng nghiệp
Từ bản đồ lớp phủ của huyện Đông Anh trong giai đoạn năm 1993-2011, cho thấy xu hướng biến đổi lớp phủ đất: đất trống và đất nông nghiệp giảm mạnh, cịn diện tích đất dân cư tăng lên rất nhanh. Quỹ đất nông nghiệp đã giảm từ năm 1993 là 15.210,35 ha và chỉ còn 11.642,00 ha vào năm 2011. Trong khi đó, diện tích dân cư có tỷ lệ nghịch với đất nơng nghiệp. Từ năm 1993 đến năm 2011, tổng diện tích đất ở dân cư và khu công nghiệp đã tăng 3.772,68 ha. Phần diện tích đất dân cư