Ứng dụng mơ hình CLUMondo trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất
cho tỉnh Phú Yên đến năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu.
o Nhu cầu sử dụng đất (kết quả của thành phần phi không gian)
Nhu cầu về chức năng sử dụng đất trong CLUMondo có thể diễn đạt thông qua các đơn vị khác nhau. Dựa trên các chính sách, mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của các nhà quản lý mà ước lượng ra kịch bản về số liệu nhu cầu cho từng năm tiến hành mô phỏng. Các nhu cầu này sẽ được dùng để tính tốn xu hướng chuyển đổi sử dụng đất cho phù hợp, xác định được loại hình sử dụng đất nào cần tăng, loại hình nào cần giảm.
o Đặc trưng vị trí
Mỗi loại hình sử dụng đất sẽ có một hàm tương quan với các yếu tố tác động có sự ảnh hưởng nhất. Ví dụ với đất cho xây dựng đơ thị sẽ có sự tương quan tới các yếu tố độ dốc địa hình, khả năng tiếp cận đường giao thông, khả năng tiếp cận nguồn nước, v.v… và mỗi yếu tố tác động cũng sẽ có những mức độ ảnh hưởng khác nhau đến các loại hình sử dụng đất khác nhau. Và từ dữ liệu phân bố của các yếu tố tác động, mơ hình sẽ tổng hợp lại và dùng hàm tương quan để xác định tính đặc trưng tại mỗi vị trí thì sẽ phù hợp với loại hình sử dụng đất nào nhất.
Ngoài việc chịu ảnh hưởng từ các yếu tố tác động thì việc phân bố các loại hình sử dụng đất cịn chịu tác động của các yếu tố lân cận, ví dụ như các khu vực nơng nghiệp ở rìa, tiếp giáp với khu vực đơ thị thì có khả năng chuyển đổi sang đất đô thị lớn hơn rất nhiều so với đất nông nghiệp, hoặc thậm chí là đất chưa sử dụng có đặc tính phù hợp, ở các vùng sâu vùng xa.
c. Lý thuyết vận hành
c1. Cấu trúc lặp của mơ hình
Sau khi nạp tất cả dữ liệu đầu vào, mơ hình sẽ tiến hành tính tốn thay đổi và phân bổ các loại hình sử dụng đất thơng qua các bước lặp được mơ tả ở Hình 1.17.
(Nguồn: van Asselen, 2013)
Hình 1.17 Cấu trúc lặp của mơ hình.
Bước 1: Xác định phạm vi của khu vực mô phỏng cho bản đồ hiện trạng sử dụng đất (được phép chuyển đổi) sau khi đã loại trừ các Khu vực hạn chế. Bước 2: Tính tốn tiềm năng chuyển đổi cho mỗi vị trí và mỗi loại hình SDĐ dựa
trên đặc trưng vị trí. Tại mỗi vị trí i ở thời gian t, tiềm năng chuyển đổi sang một loại hình sử dụng đất k (Ptrant,i,k) sẽ được tính tốn theo cơng
thức
Ptrant,i,k = Ploct,i,k + Presk + Pcomp t,k Trong đó:
- Ploct,i,k đại diện cho tính phù hợp của vị trí i với loại hình sử dụng đất
k tại thời điểm t (Đặc trưng vị trí).
- Presk là tính ổn định của loại hình sử dụng đất k (Đặc tính các loại sử dụng đất). Xác định phạm vi mơ phỏng Xác định các đặc trưng vị trí Phân bổ các loại hình SDĐ Tính tốn tiềm năng chuyển đổi cho tất cả vị trí và loại hình SDĐ Tính tốn lại mức độ cạnh tranh của các loại hình SDĐ Chưa đáp ứng Đã đáp ứng Ghi lại bản đồ và chuyển sang năm tiếp
theo (t:=t+1) 4 1 2 3 5A 5B So sánh khả năng đáp ứng Nhu Cầu SDĐ Đặc tính SDĐ
Ứng dụng mơ hình CLUMondo trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất
cho tỉnh Phú Yên đến năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu.
- Pcomp t,k là biến lặp cụ thể cho loại hình sử dụng đất k tại thời điểm t và đại diện cho mức độ cạnh tranh giữa các loại hình sử dụng đất, được tính tốn dựa trên khả năng đáp ứng các Nhu cầu sử dụng đất của mỗi
loại hình. (Ví dụ: tổng sản lượng lúa cịn thiếu thì loại hình đất nơng nghiệp trồng lúa sẽ được ưu tiên hơn).
Ở lần chạy đầu tiên, biến lặp (Pcompt,k) cho tất cả loại hình sử dụng đất sẽ được mặc định là bằng nhau.
Bước 3: Tiến hành phân bổ các loại hình sử dụng đất cho từng vị trí dựa trên loại hình sử dụng đất có tiềm năng lớn nhất tại mỗi vị trí đó và theo các quy định của ma trận chuyển đổi (Đặc tính các loại sử dụng đất)
Bước 4: Sau khi phân bổ, mơ hình sẽ so sánh tổng khả năng đáp ứng của các loại hình sử dụng đất với nhu cầu.
- Nếu khả năng đáp mới sau khi phân bổ vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu thì sang Bước 5A.
- Nếu tổng khả năng đáp ứng đã thỏa mãn nhu cầu thì sang Bước 5B. Bước 5A: Tính tốn biến lặp mới cho từng loại hình SDĐ (Pcompt,k) dựa trên khả
năng đáp ứng hiện tại và nhu cầu SDĐ, sau đó quay lại Bước 2.
Bước 5B: Ghi lại bản đồ phân bổ mới, thay thế cho bản đồ hiện trạng và quay về lại Bước 2, tiến hành tính tốn cho năm tiếp theo (t:=t+1).
Việc mô phỏng hồn thành và vịng lập dừng lại khi và chỉ khi tổng khả năng đáp ứng của năm t, sau khi phân bổ, thỏa mãn được nhu cầu của năm tương ứng, và t+1 > n với n là số năm tiến hành mô phỏng đã xác định từtrước thông qua các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội ở Thành phần phi khơng gian.
c2. Phân tích hồi quy
Để xác định được tính phù hợp của từng loại hình sử dụng đất với các yếu tố tác động (Ploct,i,k) thì mơ hình sẽ tiến hành phân tích hồi quy tương quan logistic với hàm hồi quy có dạng như sau
𝑙𝑜𝑔 (1 − 𝑃𝑃𝑘𝑖
𝑘𝑖) = 𝛽0+ 𝛽1𝑋1𝑖 + 𝛽2𝑋2𝑖 + ⋯ + 𝛽𝑛𝑋𝑛𝑖
Với:
- Pki thể hiện xác suất xuất hiện loại hình sử dụng đất k tại vị trí i
- Xni là biến độc lập, thể hiện giá trị của các yếu tố tác động n tại vị trí i
- Và βn là kết quả trực tiếp của phân tích hồi quy, thể hiện mức độ ảnh hưởng
c3. Đánh giá hàm hồi quy
Mơ hình hồi quy logarit tiến hành phân tích hồi quy dựa trên sự tương tác của lớp bản đồ sử dụng đất (biến phụ thuộc) vào các bản đồ yếu tố tác động (biến cố định). Để đảm bảo các biến cố định là hoàn toàn độc lập với nhau thì mơ hình sẽ kiểm tra đa cộng tuyến giữa các lớp yếu tố. Chỉ các yếu tố tác động có độ tương quan thấp, mới được chọn là phù hợp để đưa vào phân tích hồi quy nhằm tránh các hồi quy vơ nghĩa.
Sau khi có kết quả hồi quy βn, mơ hình sẽ tự động thực hiện kiểm nghiệm phân
loại nhị biến cho mỗi hàm tương quan, biểu diễn lại về đường cong ROC (Receiver Operating Characteristics) và đánh giá thông qua chỉ số AUC (Area Under the Curve) với 0,5 < AUC < 1,0 và AUC càng cao càng chính xác (Willemen, 2002).
Ứng dụng mơ hình CLUMondo trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất
cho tỉnh Phú Yên đến năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu.
CHƯƠNG 2
HIỆN TRẠNG
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH PHÚ YÊN 2.1.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Phú Yên
a. Vị trí địa lý
Phú Yên là tỉnh ven biển thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, có tọa độ địa lý từ 12039’10’’ đến 13045’20’’ vĩ độ Bắc; từ 108039’45’’ đến 109029’20’’ kinh độ Đơng. Vị trí của tỉnh tiếp giáp với các tỉnh sau: Phía Bắc giáp tỉnh Bình Định. Phía Nam giáp tỉnh Khánh Hồ. Phía Tây giáp tỉnh Đắk Lắk và Gia Lai. Phía Đơng giáp biển Đơng.
Diện tích tự nhiên tồn tỉnh có 506.057,23 ha, chiếm 1,53% DTTN cả nước, gồm 9 đơn vị hành chính cấp huyện và 112 đơn vị hành chính cấp xã. Tỉnh nằm trên trục giao thơng Bắc – Nam, có cả đường sắt, đường bộ, đường biển, đường hàng không và cảng biển, là điều kiện thuận lợi thu hút đầu tư trong và ngoài nước để phát triển kinh tế – xã hội toàn tỉnh.
(Nguồn: Sở TN&MT Phú n, 2012)
b. Đặc điểm địa hình
Phía Đơng Phú n là biển Đơng, ba mặt cịn lại đều có núi, dãy Cù Mơng ở phía Bắc, dãy Vọng Phu – đèo Cả ở phía Nam và phía Tây là rìa Đơng của dãy Trường Sơn. Giữa sườn Đơng của dãy Trường Sơn có một dãy núi thấp hơn trải dài ra biển tạo nên cao nguyên Vân Hòa thuộc huyện Sơn Hòa là ranh giới phân chia hai đồng bằng trù phú do hai con sông Ba và Kỳ Lộ bồi đắp. Vì vậy Phú n là tỉnh có tất cả các loại địa hình như: đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng nằm xen kẽ lẫn nhau, có hướng thấp dần từ Tây sang Đơng. Đại bộ phận diện tích là núi cao và trung bình, cịn lại là vùng gò đồi, vùng bằng thấp ven biển. Bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh mẽ, có thể chia địa hình Phú Yên thành 4 vùng.
Vùng núi cao chiếm đại bộ phận diện tích của tỉnh, thuộc các huyện Đồng Xuân, TX. Sông Cầu, Sơng Hinh, Sơn Hịa và một phần của huyện Đơng Hịa, Tây Hịa. Tạo thành một vòng cung bao quanh từ đỉnh đèo Cù Mơng vịng dọc theo biên giới phía Tây và khép kín ở đèo Cả. Độ cao trung bình các đỉnh trên 1.000 m. Các đỉnh núi cao từ 1.000 m đến 1.364 m như hòn Rung Gia 1.108 m, hòn Chư Treng 1.238 m, núi La Hiên 1.318 m ở phía Tây huyện Sơn Hịa và Đồng Xuân, hòn Chư Ninh 1.636 m, Chư Đan 1.196 m, Chư Hle nằm phía Đơng Nam, Tây Nam huyện Sơng Hinh. Đây là vùng núi non trùng điệp, song không cao lắm. Địa hình chia cắt, đi lại khó khăn, dân cư thưa thớt, chủ yếu đồng bào dân tộc và đồng bào xây dựng vùng kinh tế mới sinh sống. Đây là vùng đất có diện tích rừng tự nhiên lớn chưa được khai thác. Rừng vùng này có vai trị phịng hộ quan trọng, quyết định khảnăng trữnước, bảo vệ hạlưu, do đó phải quan tâm đến việc phát triển rừng để tăng độ che phủ.
Vùng đồi núi thấp, đồi thoải ven biển: Là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi cao và vùng đồng bằng ven biển. Phân bố chủ yếu khu vực ven quốc lộ 1A và rải rác dọc bờ biển, thuộc huyện Tuy An, Sơn Hịa, Đơng Hịa và thành phố Tuy Hòa, độ cao trung bình 150 – 300 m. Độ dốc lớn, bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh. Các suối ngắn, hẹp và chỉ tồn tại nước theo mùa. Một số nơi địa hình ít bị phân cắt như Sơn Thành, Sơng Hinh và cao ngun Vân Hịa. Đất đai phổ biến là đất xám, đất đỏ vàng phát triển trên đá mácma. Đất được khai thác cho mục đích nơng nghiệp, thích hợp cho việc trồng cây hằng năm, cây lâu năm và phát triển chăn nuôi gia súc quy mơ lớn.
Vùng đồng bằng ven biển: Địa hình tương đối bằng phẳng, tập trung chủ yếu ở đồng bằng các huyện Tuy An, Phú Hồ, Tây Hồ và Đơng Hồ và TP. Tuy Hồ thuộc hạ lưu sơng Đà Rằng và sông Bàn Thạch. Vùng này gồm những đồng bằng nhỏ do phù sa bồi đắp và bị chia cắt bởi những dãy núi chạy ra biển. Vùng đồng bằng huyện Đơng Hịa do phù sa của sơng Đà Rằng bồi đắp tạo thành cánh đồng lớn so với các tỉnh Duyên hải Nam trung bộ. Ngồi ra cịn một số diện tích nhỏ hẹp thuộc hạ lưu sơng Kỳ Lộ, sơng Cái. Tồn bộ diện tích vùng đồng bằng ven biển khoảng 60.000 ha. Vùng này dân cư tập trung đông đúc và là vùng trồng lúa trọng điểm của tỉnh.
Vùng bằng thấp và gò đụn ven biển: Bao gồm phần lớn các cồn cát, bãi cát thuộc các xã, phường của TX. Sông Cầu, Tuy An, TP. Tuy Hoà và huyện Đơng Hồ, chủ yếu là đất mặn, mặn phèn và ngập mặn ven biển. Thực vật tự nhiên là cây bụi, rừng ngập mặn. Một số diện tích được khai thác để trồng rừng phịng hộ, ni tơm, sản xuất muối
Ứng dụng mơ hình CLUMondo trong việc dự báo kịch bản chuyển đổi mục đích sử dụng đất
cho tỉnh Phú Yên đến năm 2020 trước bối cảnh của biến đổi khí hậu.
và một số cây trồng khác như dừa, điều,... ở vùng này có thể phát triển du lịch biển, ni trồng hải sản, trồng rừng phịng hộ, xây dựng các khu công nghiệp, xây dựng các cơ sở sản xuất chế biến.
Đất đai của tỉnh Phú Yên thuộc vùng đất có độ dốc lớn (độ dốc từ 200 trở lên chiếm trên 50% diện tích tự nhiên tồn tỉnh). Cụ thể:
- Địa hình bằng thấp, diện tích 93.802,7 ha, chiếm 18,54% diện tích tự nhiên. - Độ dốc từ 0o – 3o diện tích 53.955 ha, chiếm 10,66% diện tích tự nhiên. - Độ dốc 3o – 8o diện tích 47.660 ha, chiếm 9,42% diện tích tự nhiên. - Độ dốc 8o – 15o diện tích 39.091 ha, chiếm 7,72% diện tích tự nhiên. - Độ dốc 15o – 20o diện tích 32.930 ha, chiếm 6,51% diện tích tự nhiên. - Độ dốc trên 20o diện tích 238.618,5 ha,chiếm 47,15% diện tích tự nhiên.
Nhìn chung địa hình tỉnh Phú n khá đa dạng, có tất cả các loại địa hình như đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, thấp dần từ Tây sang Đơng. Phần lớn diện tích có độ dốc lớn. Yếu tố địa hình chi phối đến điều kiện khí hậu, thủy văn chủ yếu là ảnh hưởng của dãy núi Cù Mông, núi Vọng Phu, dãy núi đèo Cả, cao ngun Vân Hịa, thung lũng sơng Ba và sơng Kỳ Lộ.
c. Đặc trưng khí hậu
Phú Yên nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, đồng thời chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương, trong năm chia thành 2 mùa rõ rệt:
- Mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8. - Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 đến tháng 12.
c1. Chếđộ nhiệt
Chế độ nhiệt liên quan đến vĩ độ thấp ở khu vực nhiệt độ cao thì đều hầu như không chịu ảnh hưởng của mùa đông lạnh, nhiệt độ trung bình nhiều năm dao động từ 23 – 27oC, thời tiết ấm nóng khá ổn định. Trung bình tháng lạnh nhất khơng dưới 23oC, vùng núi cao lạnh nhất cũng không dưới 20oC. Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất phổ biến từ 6 – 7oC. Chênh lệch nhiệt độ trong ngày khá cao từ 7 – 9oC ở những vùng có độ cao dưới 500 m và từ 10 – 11oC ở những vùng có độ cao trên 500 m.
c2. Lượng mưa
Theo tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn trong nhiều năm cho thấy lượng mưa trung bình các năm ở tỉnh Phú Yên vào khoảng 1.200 – 2.300 mm. Vùng có lượng mưa lớn nhất nằm phía đơng bắc của tỉnh, trung bình năm trên 2.000 mm và vùng có lượng mưa thấp nhất là thung lũng sơng Ba, Krơng Pa, lượng mưa trung bình 1.200 mm.
Thời gian xuất hiện mưa trong năm ngắn nhưng tập trung từ tháng 9 đến tháng 12, thường chịu ảnh hưởng của gió mùa Đơng Bắc mang theo mưa. Lượng mưa trung bình của các tháng này chiếm từ 70 – 80% lượng mưa cả năm, gây nên sự mất cân bằng nước giữa hai mùa. Mưa ngắn và tập trung là ngun nhân hình thành lũ lụt, gây xói mịn rửa trơi đất.
Như vậy có thể đánh giá Phú Yên là tỉnh có lượng mưa lớn, nhưng tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa và phân bố không đồng đều giữa các vùng, tăng dần từ các thung lũng, sông và đồng bằng ven biển đến các vùng núi cao và núi cao đón gió.
c3. Độẩm khơng khí
Độ ẩm tương đối của khơng khí trung bình 80 – 85% và tăng dần theo độ cao. Vùng đồng bằng ven biển từ 80 – 82%, vùng núi thấp từ 83 – 85%, vùng cao nguyên có độ cao khoảng 1.000 m độ ẩm đạt 85 – 90%. Độ ẩm tương đối trong mùa mưa thường cao hơn các tháng trong mùa khô, biên độ dao động độ ẩm trong các tháng từ 2 – 10%; ẩm độ thấp tuyệt đối khoảng 35% vào tháng 4, tháng 5 khi có gió Tây Nam xuất hiện.