Luận án xác định cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp hợp lý trên vùng đất bạc màu bắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -----
----- PHÙNG GIA HƯNG XÁC ðỊNH CƠ CẤU SỬ DỤNG ðẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ TRÊN VÙNG ðẤT BẠC MÀU BẮC GIANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Quy hoạch và sử dụng ñất nông nghiệp Mã số: 62 62 15 05 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Nguyễn Quang Học 2. Nguyễn Khắc Thời HÀ NỘI - 2012 i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.

Các trích dẫn sử dụng trong luận án ñã ghi rõ tên tài liệu tham khảo và tác giả của tài liệu ñó. Tác giả luận án Phùng Gia Hưng ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành công trình nghiên cứu này, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ tận tình của Khoa Tài nguyên và Môi trường và Viện ðào tạo Sau ñại học - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng ñến: TS. Nguyễn Quang Học và PGS.

Nguyễn Khắc Thời - Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội là những người Thầy hướng dẫn tận tình và chu ñáo trong suốt thời gian tôi thực hiện luận án. Tập thể Lãnh ñạo và các Giảng viên của Khoa Tài nguyên và Môi trường, Bộ môn Quy hoạch sử dụng ñất và Viện ðào tạo Sau ðại học thuộc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập. Ban Giám hiệu, các Khoa Trồng trọt, Khoa Tài nguyên ñất và Môi trường, Phòng ðào tạo, Phòng Khảo thí (Trường ðại học Nông Lâm Bắc Giang), ñã tạo ñiều kiện giúp tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới vợ, các con, người thân ñã ñộng viên, cổ vũ và tạo mọi ñiều kiện về vật chất cũng như tinh thần ñể tôi hoàn thành luận án này.

Tác giả luận án Phùng Gia Hưng iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH xii DANH MỤC CÁC HÌNH xii MỞ ðẦU 1 1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 2 Mục ñích nghiên cứu 2 3 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu của ñề tài.1 ðối tượng nghiên cứu 2 3.2 Phạm vi nghiên cứu 3 4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 4.1 Ý nghĩa khoa học 3 4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3 5 Những ñóng góp mới của ñề tài 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 ðất nông nghiệp và vấn ñề sử dụng ñất nông nghiệp 4 1.1 ðất và vai trò của ñất trong sản xuất nông nghiệp 4 1.2 Sơ lược về sử dụng ñất nông nghịêp trên thế giới và ở Việt Nam 5 1.2 ðánh giá ñất ñai phục vụ quy hoạch sử dụng ñất nông nghiệp 7 1.1 ðánh giá ñất ñai ở Liên Xô (cũ) và các nước ðông Âu 7 1.2 ðánh giá ñất ñai của Canada 7 iv 1.3 ðánh giá ñất ñai của Anh 7 1.4 Phân loại khả năng thích hợp ñất ñai của USDA (Hoa Kỳ) 7 1.5 Phương pháp ñánh giá ñất ñai theo FAO 8 1.6 Nghiên cứu ñánh giá ñất ñai ở Việt Nam 11 1.3 Nghiên cứu về ñất bạc màu trên thế giới và Việt Nam 15 1.1 Quá trình hình thành và phân bố ñất bạc màu 15 1.2 Tình hình nghiên cứu và cải tạo ñất xám bạc màu trên thế giới và ở Việt Nam 22 1.4 Hệ thống nông nghiệp và các hệ thống sử dụng ñất thích hợp 25 1.1 Khái quát về hệ thống nông nghiệp và hệ thống canh tác 25 1.2 Nghiên cứu về hệ thống nông nghiệp và các hệ thống sử dụng ñất thích hợp ở Việt Nam 30 1.3 Tình hình nghiên cứu chuyển ñổi hệ thống sử dụng ñất nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam 32 1.5 Phát triển nông nghiệp bền vững 34 1.1 Khái niệm về phát triển nông nghiệp bền vững 34 1.2 Sử dụng ñất nông nghiệp theo quan ñiểm sinh thái và phát triển bền vững 35 1.4 Một số kết quả nghiên cứu về mô hình sử dụng ñất nông nghiệp bền vững 39 1.6 Tối ưu hóa trong quy hoạch sử dụng ñất nông nghiệp 41 1.1 Tối ưu ña mục tiêu (Multi-Objective Optimization) 41 1.2 Cách tiếp cận giải bài toán MOP 43 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1 Nội dung nghiên cứu 47 2.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng ñất bạc màu Bắc Giang 47 v 2.2 ðánh giá hiện trạng sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp vùng ñất bạc màu 47 2.3 ðánh giá thích hợp ñất ñai 47 2.4 ðánh giá hiệu quả các mô hình sử dụng ñất 47 2.5 Ứng dụng bài toán tối ưu ña mục tiêu ñể xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp hợp lý 47 2.6 ðề xuất cơ cấu sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp hợp lý 48 2.2 Phương pháp nghiên cứu 48 2.1 Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp 48 2.2 Phương pháp ñiều tra nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA - Participatory Rural Appraisal) 48 2.3 Phương pháp lấy mẫu ñất phân tích 49 2.4 Phương pháp GIS 49 2.5 Phương pháp ñánh giá ñất ñai theo FAO 49 2.6 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài ñồng.7 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng ñất 51 2.8 Phương pháp nghiên cứu hệ thống 52 2.9 Phương pháp chuyên gia 52 2.10 Phương pháp mô hình hóa toán học 52 2.11 Phương pháp giải bài toán quy hoạch tuyến tính bằng phần mềm Lingo 13.0 55 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 ðặc ñiểm ñiều kiện tự nhiên, kinh tế -xã hội 56 3.1 ðiều kiện tự nhiên 56 3.2 Tài nguyên thiên nhiên 60 vi 3.3 ðiều kiện kinh tế – xã hội 69 3.4 Dân số và lao ñộng 70 3.5 ðánh giá chung về ñiều kiện tự nhiên kinh tế xã hội 72 3.2 ðánh giá hiện trạng sử dụng ñất nông nghiệp vùng ñất bạc màu Bắc Giang 73 3.1 Hiện trạng và biến ñộng sử dụng ñất nông nghiệp 73 3.2 Hiệu quả sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp trên vùng ñất bạc màu 77 3.3 ðánh giá thích hợp ñất ñai 95 3.1 Xây dựng bản ñồ ñơn vị ñất ñai 95 3.3 ðánh giá thích hợp ñất ñai 105 3.4 ðánh giá một số mô hình sử dụng ñất vùng ñất bạc màu 108 3.1 ðặc ñiểm ñất tại các ñịa ñiểm theo dõi các mô hình sử dụng ñất 109 3.2 ðánh giá hiệu quả mô hình sử dụng ñất.5 Ứng dụng mô hình tối ưu ña mục tiêu ñể xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp 121 3.1 Phân vùng thích hợp ñất ñai 122 3.2 Xây dựng hàm mục tiêu 125 3.3 Xác ñịnh biến của hàm mục tiêu 126 3.4 Xác ñịnh hệ ràng buộc 128 3.5 Giải bài toán ña mục tiêu 129 3.6 ðề xuất sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp hợp lý 135 3.1 Quan ñiểm, mục tiêu sử dụng ñất nông nghiệp 135 3.2 ðề xuất cơ cấu sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp hợp lý 136 3.3 Giải pháp chuyển ñổi cơ cấu sử dụng ñất sản xuất nông nghiệp. 141 vii KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 144 1 Kết luận 144 2 ðề nghị 146 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ðà ðƯỢC CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148 PHỤ LỤC 160 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CAQ Cây ăn quả CCDT Cơ cấu diện tích CSD Chưa sử dụng DM Người ra quyết ñịnh DTTN Diện tích tự nhiên ðGð ðánh giá ñất ðVðð ðơn vị ñất ñai ðVT ðơn vị tính FAO Food and Agriculture Organization Tổ chức Nông lương Thế giới GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin ñịa lý GP Quy hoạch mục tiêu IBSRAM The International Board for Soil Research and Management - Ban nghiên cứu và quản lý ñất thế giới ISRIC International Soil Reference and Information Centre Trung tâm thông tin và tham chiếu TNð thế giới IUCN International Union for Conservation of Nature Liên minh Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên HQKT Hiệu quả kinh tế LP Quy hoạch tuyến tính LUT Land Use Type - Loại hình sử dụng ñất MOLP Quy hoạch ña mục tiêu tuyến tính PLð Phân loại ñất PTBV Phát triển bền vững QH&TKNN Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp TBNN Trung bình nhiều năm ix DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang 1.1 Biến ñộng diện tích ñất nông nghiệp và diện tích ñất trồng cây hàng năm 6 1.2 Diện tích các loại ñất xám ở Việt Nam 21 3.1 Số liệu khí tượng trung bình 10 năm (2000 - 2010) vùng ñất bạc màu Bắc Giang 58 3.2 Quy mô và cơ cấu các loại ñất 66 3.3 Một số chỉ tiêu kinh tế – xã hội 70 3.4 Tình hình phát triển sản xuất nông nghiệp 2000 – 2010 71 3.5 Tình hình ñói nghèo vùng ñất bạc màu 72 3.6 Diện tích ñất nông nghiệp 74 3.7 Hiện trạng ñất sản xuất nông nghiệp phân theo huyện 75 3.8 Tình hình biến ñộng ñất nông nghiệp 76 3.9 Tình hình biến ñộng diện tích một số loại cây trồng chính 77 3.10 Hiện trạng các loại hình sử dụng ñất 78 3.11 Quy mô diện tích bình quân các loại hình sử dụng ñất nông nghiệp của nông hộ 80 3.12 Phân cấp hiệu quả kinh tế sử dụng ñất nông nghiệp 81 3.13 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Tp Bắc Giang.14 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Lục Nam 82 3.15 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Hiệp Hòa 83 3.16 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Lạng Giang 83 3.17 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Tân Yên 84 3.18 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Việt Yên, 85 x 3.19 Hiệu quả kinh tế LUTs tại Yên Dũng.20 Hiệu quả kinh tế LUTS tại vùng ñất bạc màu.21 Mức ñộ các chỉ tiêu ñánh giá bền vững về kinh tế các LUT 89 3.22 Kết quả ñánh giá bền vững về kinh tế các LUT 89 3.23 Mức ñộ các chỉ tiêu ñánh giá bền vững về xã hội 91 3.24 Kết quả ñánh giá bền vững về Xã hội của các LUT 91 3.25 Lượng phân bón cho cây trồng tại vùng ñất bạc màu 92 3.26 Mức ñộ các chỉ tiêu ñánh giá bền vững về môi trường 93 3.27 Kết quả ñánh giá bền vững về môi trường các LUT 94 3.28 ðánh giá hiệu quả sử dụng ñất trên các ñịa hình ñặc trưng 95 3.29 Các yếu tố, chỉ tiêu phân cấp bản ñồ ñơn vị ñất ñai 97 3.30 Diện tích ñất theo ñịa hình tương ñối 98 3.31 Diện tích ñất theo thành phần cơ giới 98 3.32 Diện tích ñất theo ñộ dầy tầng ñất 99 3.