Đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức, tỉnh Điện Biên trên cơ sở ứng dụng hệ thống thông tin địa lí

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Social Sci., 2014, Vol. 59, No. 3, pp. 171-178 This paper is available online at ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI ĐỐI VỚI CÂY CHÈ Ở LƯU VỰC THỦY ĐIỆN NẬMMỨC, TỈNH ĐIỆN BIÊN TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ Phạm Anh Tuân Khoa Sử - Địa, Trường Đại học Tây Bắc Tóm tắt. Lưu vực thủy điện Nậm Mức thuộc tỉnh Điện Biên, gồm 5 huyện, 25 xã và thị trấn với tổng diện tích tự nhiên là 186.353 ha. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân vùng chức năng của các địa tổng thể lưu vực thủy điện Nậm Mức và đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở địa tổng thể có chức năng kinh tế sinh thái với tổng diện tích đánh giá là 115.151,11 ha. Trên cơ sở lựa chọn các tiêu chí và chỉ tiêu sinh thái của cây chè, chúng tôi đã xây dựng các bản đồ thành phần và ứng dụng Hệ thống thông tin địa lí để đánh giá nghi sinh thái của cây chè ở vùng có chức năng kinh tế sinh thái trên lưu vực thủy điện Nậm Mức. Từ khóa: Nậm Mức, thích nghi sinh thái, cây chè, GIS . 1. Mở đầu Thủy điện Nậm Mức là công trình thủy điện có qui mô lớn nhất tỉnh Điện Biên với tổng công suất thiết kế là 44 MW do Công ty Cổ phần Đầu tư và phát triển điện miền Bắc I làm chủ đầu tư, đảm bảo cung cấp 176,33 triệu KWh cho mạng lưới điện quốc gia [5]. Nhà máy thủy điện Nậm Mức xây dựng trên sông Nậm Mức (phụ lưu cấp 1 của sông Đà), đoạn chảy qua địa bàn hai xã Mường Mùn (huyện Tuần Giáo) và Pa Ham (huyện Mường Chà) tỉnh Điện Biên. Lưu vực của thủy điện Nậm Mức nằm hoàn toàn trong địa phận tỉnh Điện Biên, gồm có 5 huyện, 25 xã và thị trấn (huyện Điện Biên, huyện Mường Chà, huyện Tủa Chùa, huyện Tuần Giáo và thị xã Mường Lay) với tổng diện tích tự nhiên là 186.353 ha [6,9]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng Hệ thống thông tin địa lí để đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở địa tổng thể có chức năng kinh tế sinh thái với tổng diện tích đánh giá là 115.151,11 ha, một trong ba vùng chức năng của các địa tổng thể lưu vực thủy điện Nậm Mức [3, 4]. Ngày nhận bài: 21/11/2013. Ngày nhận đăng: 30/4/2014. Liên hệ: Phạm Anh Tuân, e-mail: phamtuantbu@gmail.com 171 Phạm Anh Tuân Hình 1. Vị trí lưu vực thủy điện Nậm Mức 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Đặc điểm sinh thái của cây chè Thổ nhưỡng: Chè thích hợp với đất chua, độ pH thích hợp nhất là từ 4,5 - 5,5, sinh trưởng tốt ở đất có tầng dày trên 1m, giới hạn cuối cùng về đất trồng chè là 0,5m. Về thành phần cơ giới, chè ưa các loại đất có pha cát đến thịt nặng [1]. Độ cao và địa hình: Thực tiễn ở các nước trồng chè trên thế giới cho thấy, chè được trồng trên núi cao thường có chất lượng tốt. Ở Việt Nam, chè được trồng nhiều ở vùng núi cao. Địa hình có ảnh hưởng lớn tới tiểu khí hậu vùng chè, xói mòn đất và khả năng cơ giới hóa sản xuất. Phần lớn chè được trồng trên đất có độ dốc dưới 25◦, thích hợp nhất ở những nơi có sườn dốc từ 8 - 10◦. Chè vùng cao có chất lượng tốt hơn ở vùng thấp, ngược lại chè vùng thấp tăng trưởng mạnh và có năng suất cao hơn chè vùng cao. Độ cao thường tạo điền kiện cho cây chè có điều kiện tích lũy được nhiều dầu thơm và tanin [1]. Lượng mưa và độ ẩm không khí: Cây chè sinh trưởng ở những vùng có lượng mưa hàng năm từ 1.000 - 4.000 mm và trung bình là 1.500 - 2.000 mm. Lượng mưa bình quân năm của các vùng trồng chè nước ta: Phú Thọ 1.750 mm, Hà Giang 2.156 mm, Playku 2.070 mm, Buôn Mê Thuột 1.954 mm, Bảo Lộc 2.084 mm. Do thu hoạch sản phẩm quanh năm nên yêu cầu mưa phân bố đều, đặc biệt các tháng trọng điểm. Độ ẩm không khí cần thiết cho cây chè là 70 - 90%, thích hợp nhất là 80 - 85%. Tuy nhiên, cây chè không chịu được úng nên đất cần thoát nước tốt [1]. 172 Đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức... Nhiệt độ không khí: có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây chè. Yêu cầu tổng lượng nhiệt hằng năm dao động từ 3.500 - 4.000◦C, nhiệt độ trung bình từ 22 - 25◦C. Nhiệt độ thích hợp có tác dụng làm tăng hàm lượng tanin, ngược lại sẽ làm cho hàm lượng này bị giảm sút ảnh hưởng tới chất lượng chè. Nhiệt độ còn là yếu tố quan trọng quyết định thời gian thu hoạch búp trong năm. Biên độ nhiệt ngày đêm có ảnh hưởng đến chất lượng chè, nhìn chung, biên độ nhiệt ngày đêm lớn và nhiệt độ đêm thấp có lợi cho cây chè phát triển [1]. 2.1.2. Hệ thống các bản đồ thành phần lưu vực thủy điện Nậm Mức Nghiên cứu sử dụng phần mềm ArcGIS 10.0 để đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè thuộc vùng chức năng kinh tế sinh thái và xây dựng hệ thống bản đồ thành phần bao gồm: bản đồ hành chính; bản đồ thổ nhưỡng; bản đồ địa hình; bản đồ tầng dầy đất; bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010; bản đồ tần suất sương muối; bản đồ lượng mưa trung bình năm; bản đồ nhiệt độ trung bình năm; bản đồ độ dốc và bản đồ thành phần cơ giới đất ở lưu vực thủy điện Nậm Mức [7, 8, 9, 10]. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phân cấp các chỉ tiêu đánh giá Bảng 1. Phân cấp các chỉ tiêu đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức Cấp thích nghi Các chỉ tiêu Kíhiệu Giá trị Đơn vị Giải thích Rất TN (3 điểm) TN trung bình (2 điểm) Ít TN (1 điểm) Không TN (0 điểm) I.Nhóm chỉ tiêu nền nhiệt ẩm 1. Nhiệt độ trung bình năm 1 < 18 ◦C Mát + 2 18 - 20 ◦C Hơi nóng + 3 20 - 24 ◦C Khá nóng + 4 24 - 26 ◦C Nóng + 5 > 26 ◦C Rất nóng + 2. Lượng mưa trung bình năm 1 < 1.800 mm Ít + 2 1.800 - 2.000 mm Trungbình + 3 2.000 - 2.200 mm Khá nhiều + 4 > 2.200 mm Nhiều + 3. Tần suất có sương muối 1 0 ngày Không có + 2 1 ngày Rất ít + 3 2 ngày ít + II.Nhóm chỉ tiêu cơ lí và dinh dưỡng đất A Đất mùn vàng nhạttrên núi cao + P Đất PS khôngđược bồi + 173 Phạm Anh Tuân D Đất thung lũng dosản phẩm dốc tụ + 4. Loại đất Fs Đất đỏ vàng trênđá sét + Fq Đất vàng nhạt trênđá cát + Hs Đất mùn vàng đỏtrên đá sét + Fk Đất nâu đỏ trên đá mác ma bazơ và trung tính + Hk Đất mùn vàng đỏ trên đá mác ma bazơ và trung tính + Hq Đất mùn vàng nhạttrên đá cát + Hv Đất mùn đỏ nâutrên đá vôi + Nd Núi đá + S Mặt nước + 5. Độ dày tầng đất x < 50 cm + y 50 - 100 Cm + z > 100 Cm + 6. Thành phần cơ giới a Cát + b Cát pha + c Thịt nhẹ + d Thịt trung bình + e Thịt nặng và sétnhẹ + III.Nhóm chỉ tiêu về địa hình 7. Độ dốc 1 < 8 độ Bằng, thoải + 2 8 - 15 độ Ít dốc + 3 15 - 25 độ Khá dốc + 4 > 25 độ Dốc + Nguồn: Lựa chọn và phân cấp từ [1,7,8] 2.2.2. Phương pháp đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức trên cơ sở ứng dụng Hệ thống thông tin địa lí Để đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè thuộc địa tổng thể có chức năng kinh tế sinh thái lưu vực thủy điện Nậm Mức, chúng tôi đã vận dụng phương pháp tính điểm trung bình cộng. Công thức có dạng: DA = 1 n n∑ i=1 Ki:Di [3; 4] Trong đó: 174 Đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức... Ki: Hệ số tầm quan trọng của yếu tố thứ i Di: Điểm đánh giá yếu tố thứ i i: Yếu tố đánh giá, i = 1; 2; 3; 4; : : : ; n DA: Điểm đánh giá chung địa tổng thể A Từ kết quả trên, đề tài tiến hành phân hạng thích nghi thành bốn mức độ: rất thích nghi; thích nghi trung bình; ít thích nghi và không thích nghi. Khoảng cách điểm của mỗi mức độ thích nghi được tính theo công thức: S = Smax Smin H [2] Trong đó: Smax: là điểm đánh giá chung cao nhất Smin: là điểm đánh giá chung thấp nhất H: là số cấp đánh giá Hạng thích nghi được chia thành các mức độ sau: + S1: Rất thích nghi. Ở mức độ này, những điều kiện sinh thái không có các ảnh hưởng hạn chế đối với cây chè, sẽ đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất. Ảnh hưởng của cây trồng với môi trường là ít nhất. + S2: Thích nghi trung bình. Cây chè vẫn có thể sinh trưởng và phát triển tốt mặc dù điều kiện sinh thái có một số hạn chế, năng suất và sản lượng có thể giảm nhưng có thể khắc phục bằng các biện pháp kĩ thuật, có thể chấp nhận được. + S3: Ít thích nghi. Đây là mức độ thích nghi sinh thái thấp do các hạn chế của điều kiện sinh thái rất khó khắc phục hoặc phải đầu tư rất lớn, hiệu quả kinh tế kém. Mức độ này có thể khai thác khi có điều kiện hoặc có thể chuyển đổi sang mục đích sử dụng khác khi cần thiết. + Hạng không thích nghi N: Đây là mức độ hạn chế của các điều kiện sinh thái đối với sự sinh trưởng và phát triển cây chè, năng suất và hiệu quả rất thấp, sản xuất thua lỗ, không có khả năng hoàn vốn. Mặt khác, khi canh tác sẽ ảnh hưởng xấu và hủy hoại môi trường đất [2]. 2.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Sau khi phân cấp và chồng xếp các bản đồ thành phần theo các tiêu chí và chỉ tiêu sinh thái của cây chè thuộc vùng chức năng kinh tế sinh thái lưu vực thủy điện Nậm Mức, kết quả đánh giá như sau: - Cấp không thích nghi (N) có diện tích 23.001 ha, chiếm 12,34% diện tích lưu vực và 19,97% diện tích vùng có chức năng kinh tế sinh thái, chủ yếu tập trung ở các xã: Mường Mươn 5.451,12 ha, chiếm 25,49% diện tích xã và 37,92% diện tích đánh giá; Hừa Ngài 7.219,20 ha, chiếm 29,78% diện tích xã và 37,81% diện tích đánh giá; Huổi Lèng 1.555,33 ha chiếm 16% diện tích xã và 35% diện tích đánh giá; Phình Sáng 1.541,80 ha chiếm 12,19% diện tích xã và và 21,22% diện tích đánh giá; Ta Ma 1.548,84 ha chiếm 175 Phạm Anh Tuân Hình 2. Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức 14,54% diện tích xã và 16,77% diện tích đánh giá. Nguyên nhân chủ yếu là do: Tại các xã này chiếm diện tích lớn là đất đỏ vàng trên đá sét và đất đỏ vàng trên đá cát, có tầng dầy nhỏ hơn 50cm và độ dốc trên 15 độ. Bảng 2. Thống kê thích nghi sinh thái đối với cây chè đơn vị hành chính lưu vực thủy điện Nậm Mức (đơn vị ha) Huyện Tên xã N S3 S2 S1 Tổng số Điện Biên Mường Pồn 114,07 3.290,65 774,65 4.179,37 Thanh Nưa 511,70 218,67 730,37 Mường Chà Mường Mươn 5.451,12 8.176,35 746,71 14.374,18 Hừa Ngài 7.219,20 10.628,73 1.244,93 19.092,86 Pa Ham 905,39 3.248,04 520,73 4.674,16 Sá Tổng 536,87 2.016,14 4.228,97 293,55 7.075,53 Huổi Lèng 1.535,33 2.448,53 386,46 16,83 4.387,15 Tủa Chùa Mường Báng 5,99 1.961,77 988,78 182,55 3.139,09 Xá Nhè 20,10 1.232,27 1.979,00 18,81 3.250,18 Tủa Thàng 1,15 57,08 80,80 139,03 Mường Đun 603,52 714,17 27,14 1.344,83 Lao Xả Phình 814,23 413,20 1.446,15 97,30 2.770,88 Sính Phình 194,32 802,56 2.006,86 71,58 3.075,32 176 Đánh giá thích nghi sinh thái đối với cây chè ở lưu vực thủy điện Nậm Mức... TT. Tủa Chùa 2,53 55,23 17,25 75,01 Trung Thu 269,28 337,76 1.017,57 10,80 1.635,41 Tuần Giáo Nà Sáy 362,84 340,25 1.518,21 2.221,30 Phình Sáng 1.541,80 3.550,17 2.167,78 6,34 7.266,09 Quài Nưa 4,24 62,39 56,68 123,31 Tỏa Tình 115,09 0,03 115,12 Mường Thìn 403,52 426,36 829,88 Mùn Chung 12,92 3.682,53 1.016,28 34,75 4.746,48 Mường Mùn 1.011,83 9.291,86 5.849,55 50,81 16.204,05 Pú Nhung 1.448,77 2.374,94 633,92 4.457,63 Ta Ma 1.548,84 7.298,48 389,96 9.237,28 Mường Lay P. Sông Đà 2,77 0,12 3,71 6,60 Tổng số 23.001,06 62.850,18 28.472,16 827,71 115.151,11 Nguồn: Thống kê từ bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái của cây chè và bản đồ hành chính - Cấp ít thích nghi (S3) có diện tích 62.850,00 ha, chiếm 33,73% diện tích lưu vực và 54,58% diện tích vùng có chức năng kinh tế sinh thái, chủ yếu tập trung ở các xã: Mường Mươn diện tích 8.176,00 ha, chiếm 38,24% diện tích xã và 56,88% diện tích đánh giá; Hừa Ngài 10.628,73 ha, chiếm 43,84% diện tích xã và 55,67% diện tích đánh giá; Mường Mùn 9.291,86 ha, chiếm 43,96% diện tích xã và 57,34% diện tích đánh giá; Ta Ma 7.298,48 ha chiếm 68,50% diện tích xã và 79,01% diện tích đánh giá. - Cấp thích nghi trung bình (S2) có diện tích 28.472,16 ha, chiếm 15,28% diện tích lưu vực và 24,73% diện tích vùng có chức năng kinh tế sinh thái, chủ yếu tập trung ở các xã: Sá Tổng 4.228,97 ha chiếm 38,62% diện tích xã và 59,77% diện tích đánh giá; Mường Mùn 5.849,55 ha chiếm 27,67% diện tích xã và 36,10% diện tích đánh giá; Phình Sáng 2.167,78 ha chiếm 17,14% diện tích xã và 29,83% diện tích đánh giá; Sính Phình 2.006,86 ha chiếm 32,42% diện tích xã và 65,26% diện tích đánh giá. - Cấp rất thích nghi (S1) có diện tích 827,71 ha, chiếm 0,44% diện tích lưu vực và 0,72% diện tích vùng có chức năng kinh tế sinh thái, chủ yếu tập trung ở các xã: Sá Tổng 293,55 ha chiếm 2,68% diện tích xã và 4,15% diện tích đánh giá; Mường Báng 182,55 ha chiếm 2,67% diện tích xã và 5,82% diện tích đánh giá; Sính Phình 71,58 ha chiếm 1,16% diện tích xã và 2,33% diện tích đánh giá; Mường Mùn 50,81 ha chiếm 0,42% diện tích xã và 0,31% diện tích đánh giá. 3. Kết luận Nghiên cứu này đã đánh giá định lượng dựa trên các thông số đầu vào là điều kiện sinh thái cây chè và phân cấp trên các bản đồ thành phần đồng thời thống kê được diện tích các cấp thích nghi theo các đơn vị hành chính cấp xã. Từ kết quả nghiên cứu, chúng tôi khuyến nghị qui hoạch trồng cây chè tại các xã: Sá Tổng; Mường Báng; Sính Phình; Mường Mùn. Tuy nhiên, để qui hoạch chi tiết cần phải xem xét thêm các yếu tố khí tượng nông nghiệp như nhiệt độ tối thấp tuyệt đối; tổng nhiệt độ; độ ẩm. . . , về hiệu quả kinh tế của cây chè so với các cây trồng khác và hiện trạng sử dụng đất trong lưu vực. 177 Phạm Anh Tuân Lời cảm ơn: Công trình này được hỗ trợ tài chính bởi Bộ Giáo dục và Đào tạo (mã số B 2012-25-54) và Trường Đại học Tây Bắc. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, Ngân hàng Phát triển châu Á, 2005. Dự án Phát triển chè và cây ăn quả. Nxb Nông nghiệp. [2] Nguyễn Cao Huần, 2005. Đánh giá cảnh quan theo quan điểm tiếp cận kinh tế sinh thái. Nxb Đại học Quốc Gia, Hà Nội. [3] A.G. Ixatsenko, 1976. Cơ sở cảnh quan học và phân vùng địa lí tự nhiên. Người dịch: Vũ Tự Lập, Trịnh Sanh, Nguyễn Phi Hạnh, Lê Trọng Túc. Nxb Khoa học, Hà Nội. [4] M. Ruzichka và M. Miklas, 1988. Phương pháp đánh giá cảnh quan sinh thái nhằm mục đích phát triển tối ưu lãnh thổ. Người dịch: Hứa Chiến Thắng. Uỷ ban Khoa học và Kĩ thuật Nhà nước, Hà Nội. [5] UBND tỉnh Điện Biên, 2006. Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Điện Biên đến năm 2020. Điện Biên. [6] Trung tâm Tư vấn Thông tin Lâm nghiệp (CFIC), 1998. Báo cáo đề tài Quy hoạch lâm phận phòng hộ đầu nguồn Việt Nam, Viện Điều tra Qui hoạch rừng, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Hà Nội. [7] Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Điện Biên, 2010. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Điện Biên năm 2010. [8] Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Điện Biên, 2010. Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Điện Biên. [9] Bản đồ địa hình tỉnh Điện Biên, Bản đồ khí hậu tỉnh Điện Biên. ABSTRACT An ecological assessment of tea farming in the hydroelectric basin of Nam Muc, Dien Bien Province based on geographical information systems The Nam Muc hydroelectric basin in Dien Bien province includes 5 districts with 25 communes and towns in an area of 186.353 hectares. In this study, we partition the function of the Nam Muc hydroelectric basin to include environmental protection and areas with ecological economic functions, and organizational areas. Other features and ecological assessment of adaptation in local tea overall ecological and economic functions with a total area of 115.151,11 hectares was also evaluated. On the basis of selection criteria and indicators pertaining to tea farming, the author created maps and GIS applications to assess ecological tea facilities in the level basin of the hydroelectric dam area. 178