Phương pháp xây dựng bản đồ thích nghi cây cao su

Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue Phương pháp xay dựng bản ñồ thích nghi cây cao su Sử dụng phương pháp phân tích ña nhân tố (MCA) và quá trình phân tích thứ bậc (AHP) ñể ñánh giá tiềm năng khu vực nghiên cứu. Tiến trình thực hiện ñược thể hiện như hình 3.2. - Bước 1 (B1). Xác ñịnh các tiếu chí/nhân tố ñánh giá: Việc lựa chọn các nhân tố ñánh giá cần ñáp ứng các yêu cầu sau: + Các nhân tố ñánh giá phải có quan hệ gần gũi với ñặc ñiểm sinh trưởng, phát triển, sản lượng mủ cao su. + Các nhân tố lựa chọn ñể thực hiện và ñánh giá phải dễ dàng thu thập thông tin, xử lý trong môi trường GIS, có thể áp dụng trên vùng nghiên cứu và nhân rộng trên các vùng khác. Bởi vậy dựa trên 3 yếu tố chính là ñất, ñịa hình, khí hậu và 8 yếu tố phụ ñể ñánh giá tiềm năng khu vực nghiên cứu. Bảng 3.3. Các nhân tố ñánh giá mức ñộ thích nghi cây cao su Nhân tố chính Nhân tố phụ Loại ñất ðất ðộ dày ðộ dốc Nước ngầm và ngập lụt ðịa hình ðộ cao Nhiệt ñộ Lượng mưa Khí hậu Bão Tất cả các nhân tố trên ñược sử dụng ñể phát triển cơ sở dữ liệu thông quan phần mềm Arcview 3.2 và Mapinfo. B1.1. Nhân tố ñất: Bản ñồ ñất ñược thu thập từ Sở Khoa học và Công nghệ xây dựng năm 1992 bổ sung năm 2008 gồm các thuộc tính của ñất như các loại ñất theo nguồn gốc phát sinh, ñộ dày tầng ñất. - Tiềm năng ñộ dày tầng ñất ñối với cây cao su: ðộ dày tầng ñất là một yếu tố quan trọng giúp bố trí cây trồng hợp lý, vì ñây là yếu tố ảnh hưởng ñến khả năng sinh trưởng, phát triển và sản lượng mủ cao su. Tầng ñất càng dày càng thuận lợi cho sinh trưởng phát triển của cây; là ñiều kiện ñể bộ rễ phát triển sâu, rộng ñảm bảo ñược nước, nguồn dinh dưỡng cho cây, là yếu tố rất cần thiết ñối với cây công nghiệp lâu năm ñặc biệt là cây cao su. Theo quy ñịnh tại Thông tư 58/TT-BNN ngày 09/9/2009 của Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc hướng dẫn trồng cao su trên ñất lâm nghiệp (gọi tắt là Thông tư 58) thì tiêu chuẩn ñất trồng cao su có ñộ dày tối thiểu là 0,7 m, không có những yếu tố gây trở ngại cho sự phát triển của bộ rễ như ñá tảng, ñá ong dày ñặc. ðể ñánh giá tiềm năng về ñộ dày tầng ñất ñối với cây cao su chúng tôi phân cấp ñộ dày tầng ñất thành 4 cấp như sau: Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue . Cấp I: ≥ 100 cm . Cấp II: 70 cm - 100 cm . Cấp III: 50 - 70 cm . Câp IV: < 50 cm - Tiềm năng loại ñất ñối với cây cao su: Loại ñất ảnh hưởng trực tiếp ñến sự sống còn và sản lượng mủ cây cao su. Tiêu chuẩn ñất trồng cao su theo Thông tư 58 là ñất có thành phần cơ giới ñất từ thịt nhẹ ñến thịt nặng, thoát nước tốt, mức ñộ kết von, ñá lẫn trong tầng ñất canh tác nhỏ hơn 50%, hàm lượng mùn tầng ñất mặt lớn hơn 1,0%.Trên cơ sở dựa vào tính chất ñất chúng tôi chia loại ñất thành 4 nhóm: Bảng 3.4. Phân nhóm phù hợp loại ñất ñối với cây cao su Phân cấp Loại ñất ðặc ñiểm Cấp I Fk, Fu Trung bình (Thịt nhẹ - thịt trung bình) Cấp II Fa, Fs, Fq, Fp Hơi nặng (Sét nhẹ - sét trung bình) Cấp III E Nhẹ (Cát pha, sét pha) Cấp IV Cb, Fl, Pb, Pc Rất nặng, rất nhẹ (Cát rời, sét nặng) Bản ñồ loại ñất và ñộ dày tầng ñất là cơ sở ñể xây dựng bản ñồ tiềm năng về ñất ñai ñối với cây cao su với 4 mức ñộ phù hợp (S1, S2, S3, N). B1.2. Nhân tố ñịa hình: Nhân tố lựa chọn là ñộ dốc, ñộ cao và mực nước ngầm. - Tiềm năng ñộ dốc ñối với cây cao su: ðộ dốc là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp ñến hiệu quả phát triển cây cao su vì ảnh hưởng ñến bố trí cây trồng, sinh trưởng, sản lượng mủ; tình trạng xói mòn, rữa trôi ñất, áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, chi phí sản xuất. ðộ dốc dưới 50 tốt nhất cho cao su. ðất dốc trên 80 cần thiết kế hệ thống mương chống xói mòn và hàng cao su trồng theo ñường ñồng mức chủ ñạo. Theo quy ñịnh tại Thông tư 58 thì tiêu chuẩn ñất quy hoạch trồng cao su phải có ñộ dốc dưới 300. Trong ñề tài nghiên cứu chúng tôi phân ñộ dốc ra thành 4 cấp: . Cấp I: < 100 . Cấp II: 10 - 200 . Cấp III: 200 - 300 . Câp IV: ≥ 300 - Tiềm năng ñộ cao ñối với cây cao su: Cùng một vị trí nhưng ñộ cao khác nhau thì các ñiều kiện về môi trường khác nhau, ảnh hưởng của ñộ cao dễ dàng thấy ñược qua hiện tượng "song hành sinh học" theo ñộ cao. ðộ cao ảnh hưởng trực tiếp ñến sinh trưởng, phát triển, sản lượng mủ cao su, càng lên cao, sinh trưởng của cây cao su càng chậm. Theo Thông tư 58 thì tiêu chuẩn ñất trồng cao su phải có ñộ cao tuyệt ñối dưới 700 m (khu vực miền núi phía bắc dưới 600 m). Thực tiễn tại Quảng Trị những năm qua chưa thấy cao su trồng ở ñộ cao trên 700 m, khí hậu Quảng Trị chịu ảnh hưởng mạnh của gió mùa ðông Bắc và gió mùa Tây Nam, gió bão nên ñộ cao lựa chọn giới hạn dưới 700 m. Trong phạm vi ñề tài chúng tôi chia ñộ cao thành 4 cấp: . Cấp I: 0 - 100 m . Cấp II: 100 - 300 m . Cấp III: 300 - 700 m . Câp IV: ≥ 700 m - Tiềm năng về ñộ sâu mực nước ngầm và ngập lụt: Theo Thông tư 58 và Quy trình trồng cao su ban hành theo Quyết ñịnh 2930 Qð/BNN-KHCN ngày 10/10/2006 của Bộ trưởng Bộ Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; thì ñất trồng cao su có ñộ sâu mực nước ngầm lớn hơn 1,2 m và không bị ngập úng khi có mưa. Theo Quy trình trồng cây cao su của Tổng Công ty cao su Việt Nam (nay là Tập ñoàn Cao su Việt Nam) thì tiêu chuẩn mực nước ngầm tối thiểu là 2m, ngoài ra theo ñặc ñiểm sinh học thì rễ cọc cây cao su ñâm sâu 3 - 5 m, có rễ ñâm sâu ñến 10m [10]. Do ñó ñể thống nhất chúng tôi lấy mực nước ngầm giới hạn ñối với cây cao su là 2m; trong phạm vi ñề tài chúng tôi chia ñộ ảnh hưởng của mực nước ngầm và lũ lụt thành 4 cấp: . Cấp I: Nước ngầm ≥ 6 m; không ngập lụt . Cấp II: Nước ngầm 4 - 6 m; không ngập lụt . Cấp III: Nước ngầm 2 - 4 m; không ngập lụt . Câp IV: Nước ngầm < 2 m; bị ngập lụt Bản ñồ ñộ cao, ñộ dốc, nước ngầm - ngập lụt là cơ sở ñể xây dựng bản ñồ tiềm năng về ñịa hình với 4 mức ñộ phù hợp (S1, S2, S3, N). B1.3. Nhân tố khí hậu: Cao su là cây vùng nhiệt ñới, trong khi ñó vùng Quảng Trị chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt ñới gió mùa, có mùa ñông lạnh kéo dài kèm theo gió ðông Bắc khô lạnh, nên khí hậu là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng ñến sinh trưởng, phát triển, sản lượng mủ cao su. Trong nhân tố khí hậu thì các yếu tố nhiệt ñộ, lượng mưa ñóng vai trò then chốt, yếu tố gió bão ảnh hưởng trực tiếp ñến sự thành bại của loại hình kinh doanh cây cao su. Theo Thông tư 58 thì khí hậu vùng trồng cao su phải ñảm bảo nhiệt ñộ trung bình năm từ 25-30oC; không có sương muối về mùa ñông; lượng mưa trung bình hàng năm trên 1.500 mm; ít có bão mạnh trên cấp 8. - Tiềm năng lượng mưa ñối với cây cao su: Theo kết quả theo dõi lượng mưa hàng năm của ñài khí tượng Quảng Trị (trạm Ngã tư sòng) và bản ñồ lượng mưa do Sở Khoa Học và Công Nghệ xây dựng 2008 thì lượng mưa phân bố trên ñịa bàn huyện Gio Linh biến ñộng trong khoảng 2.200 - 2700 mm/năm, lượng mưa phân bố tương ñối ñều trên ñịa bàn huyện và phân bố tập trung mạnh từ tháng 9 ñến tháng 12 (ñây cũng là thời gian cây cao su rụng lá, nghỉ cạo mủ). Với kiểu phân bố lượng mưa như vậy là ñiều kiện phù hợp ñể phát triển cây cao su, do lượng mưa là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp ñến sinh trưởng phát triển cây cao su, là yếu tố ảnh hưởng ñến sản xuất nên lượng mưa ñược lựa chọn là yếu tố ñánh giá. Trong phạm vi ñề tài chúng tôi chia lượng mưa thành 4 cấp: . Cấp I: 2000 - 2500 mm . Cấp II: 1500-2000; 2500 - 3000 mm . Cấp III: 1000 - 1500; 3000 - 3500 mm . Câp IV: < 1000; ≥ 3500 mm - Tiềm năng nhiệt ñộ ñối với cây cao su: Nhiệt ñộ ñược xem là yếu tố khí hậu quan trọng, nó qui ñịnh giới hạn tổng quát vùng thích nghi loài cây. Cao su là cây trồng nhiệt ñới ñiển hình nên thường sinh trưởng bình thường trong khoảng nhiệt ñộ từ 22 - 300C, nhiệt ñộ tối thích là 26 - 270C. Ở nhiệt ñộ thấp hơn 50C cây sẽ bị nứt vỏ chảy mủ hàng loạt, nếu nhiệt ñộ cao hơn 400C cũng gây ra hiện tượng khô vỏ ở gốc cây, làm cho cây chết [10], theo Thông tư 58, nhiệt ñộ vùng trồng cao su phải từ 25 - 300C. Trong phạm vi ñề tài nghiên cứu chúng tôi chia nhiệt ñộ trung bình thành 4 cấp: Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue . Cấp I: 25 - 28 0C . Cấp II: 24 - 25; 28 - 290C . Cấp III: 23 - 24; 29 - 300C . Cấp IV: < 23, ≥ 300C - Ảnh hưởng gió bảo ñến cây cao su: Mức ñộ tác ñộng của gió bão ñến cây cao su là rất lớn, thực tiễn ñã chứng minh các năm 2006, năm 2008 gió bão ñã làm gãy hàng trăm ha cao su và gần ñây là cơn bão số 9 năm 2009 ñã phá hại khoảng 830 ha của huyện Vĩnh Linh gây thiệt hại về kinh tế khoảng 120 tỷ ñồng; tại Gio Linh bão ñã phá hại 93 ha, gây thiệt hại về kinh tế khoảng 10 tỷ ñồng. Từ ñó cho thấy, dù nằm trong vùng có ñiều kiện về ñất ñai, ñịa hình thuận lợi cho phát triển cao su nhưng nếu chịu ảnh hưởng mạnh của bão thì kinh doanh cao su lại chứa ñựng rất nhiều rủi ro. Nhất là cây cao su có ñặc ñiểm dòn, dễ gãy, nếu ñã gãy ngọn thì sản lượng giảm ñến 79 - 80%. Với chi phí ñầu tư ban ñầu rất cao (khoảng 86 triệu/ha cho trồng và chăm sóc 7 năm) trong khi ñó lại có nhiều rủi ro nên bài toán phát triển cao su cần tính toán rất kỹ. Yếu tố gió bão có ảnh hưởng rất lớn ñến sự thành bại ñối với loại hình kinh doanh cao su. Thông tư 58 quy ñịnh vùng trồng cao su ít có bão mạnh trên cấp 8, do ñó chúng tôi lựa chọn bão là một yếu tố ñể ñánh giá. Trong vùng nghiên cứu chúng tôi chia mức ñộ ảnh hưởng của bão thành 4 cấp ảnh hưởng tương ứng với 4 vùng theo chiều rộng tính tiếp giáp từ bờ biển vào ñất liền; việc phân chia dựa trên cơ sở tính toán hướng hình thành, ñường ñi và mức ñộ ảnh hưởng của bão trong nhiều năm qua. . Cấp I: Bão ảnh hưởng thấp (vùng chiều rộng từ 39 - 52 km) . Cấp II: Bão ảnh hưởng trung bình (vùng chiều rộng từ 26 - 39 km) . Cấp III: Bão ảnh hưởng cao (vùng chiều rộng từ 13 - 26 km) . Cấp IV: Bão ảnh hưởng rất cao (vùng chiều rộng từ 0 - 13 km ) Từ bản ñồ lượng mưa, nhiệt ñộ, gió bão xây dựng ñược bản ñồ tiềm năng về khí hậu ñối với cây cao su, ñánh giá tiềm năng về khí hậu. Bước 2. Xác ñịnh trọng số của các nhân tố: Mỗi nhân tố chính và phụ có tầm quan trọng khác nhau trong ñánh giá tiềm năng phát triển cao su, do ñó các nhân tố có trọng số khác nhau. Nhân tố nào có vai trò quan trọng hơn ñối với phát triển cây cao su thì sẽ có trọng số lớn hơn. ðể xác ñịnh tầm quan trọng cho từng nhân tố chính (ñất ñai, khí hậu, ñịa hình) và các nhân phụ (loại ñất, ñộ cao, ñộ dốc...) chúng tôi sử dụng phương pháp phỏng vấn chuyên gia và tổng hợp ý kiến các bên liên quan. ðể xác ñịnh trọng số cho từng nhân tố chính và phụ chúng tôi sử dụng phương pháp AHP thông quan một số ma trận so sánh cặp ñôi. Sử dụng hàm Geomean ñể xác ñịnh trọng số của các nhân tố lựa chọn. Bảng 3.5. Trọng số của các nhân tố chính và phụ Nhân tố chính Trọng số chính (W1) Nhân tố phụ Trọng số phụ (W2) Trọng số chung (Wi= W1 x W2) Loại ñất 0,800 0,480 ðất 0,600 ðộ dày 0,200 0,120 Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue ðộ cao 0,200 0,040 Nước ngầm 0,600 0,120 ðịa hình 0,200 ðộ dốc 0,200 0,040 Nhiệt ñộ 0,200 0,040 Lượng mưa 0,200 0,040 Khí hậu 0,200 Bão 0,600 0,120 Tổng: 1,0 1,0 Bước 3. Xác ñịnh giá trị tiềm năng mỗi loại cho các yếu tố: Giá trị tiềm năng cho mỗi loại của mỗi tiêu chí ñược dựa trên cơ sở về mức ñộ thuận lợi cho việc phát triển cây cao su và và ñược phân ra làm 4 loại: Bảng 3.6. Phân cấp mức ñộ thích nghi ñối với cây cao su STT Mức ñộ thích nghi Giá trị tương ứng Cấp I Thích nghi cao - S1 (Rất phù hợp) 3 Cấp II Thích nghi trung bình - S2 (Phù hợp) 2 Cấp III Thích nghi thấp - S3 (Ít phù hợp) 1 Cấp IV Không thích nghi - N (Không phù hợp) 0 ðể xác ñịnh tầm trọng số của các tiêu chí (chính và phụ) và giá trị phù hợp cho mỗi loại của mỗi tiêu chí ñối với cây cao su chúng tôi sử dụng kỹ thuật AHP. Tổ chức phân cấp về các tiêu chí xem xét cho ñánh giá sự thích nghi của các loài cây trồng lựa chọn ñược thể hiện ở hình 3.1. Mục ñích Tiêu chí chính Tiêu chí phụ Phân cấp mức ñộ thích hợp ðánh giá Mức ñộ Thích nghi S1: Rất phù hợp S2: Phù hợp S3: Ít phù hợp Loại ñất ðộ dày ðộ dốc ðộ cao Bão Nhiệt ñộ Lượng mưa Nước ngầm ðất ðịa hình Khí hậu Phương pháp xây dựng bản ñồ thích nghi cây cao su - Luận văn thạc sỹ Nguon: Luan van thac sỹ - Nguyen Minh Dien - Truong Dai hoc Nong lam Hue N: Không phù hợp Hình 3.1. Sơ ñồ tiêu chí lựa chọn ñánh giá mức ñộ thích nghi cây cao su Bước 4. ðánh giá mức ñộ thích nghi cây cao su: Phân tích mức ñộ thích nghi ñối với trồng cao su ñược thực hiện thông qua phần mềm Arcview 3.2 và phần mở rộng Spatial Analyst, sử dụng công cụ Tool Analysis/ Map calculator ñể cộng các lớp bản ñồ trên cơ sở trọng số của các lớp. Tất cả các giá trị của mỗi loại lại ñược phục hồi ở dạng cơ sở dữ liệu Vectơ sau ñó chuyển sang cơ sở dữ liệu Raster với ñộ phân giải 30 m. Ba lớp nhân tố chính và 8 lớp nhân tố phụ ñược cộng lớp theo từng bước trong GIS, ñiểm tổng hợp về mức ñộ thích nghi ñược xác ñịnh thông qua công thức sau: S = CjRiWi m j n i Π∑ == 11 ** Trong ñó: S: Là tổng giá trị thuận lợi cho mỗi vị trí/pixel. Wi: Là trọng số nhân tố thứ i. Ri: Là giá trị thuận lợi (ñiểm) cho mỗi loại của nhân tố thứ i. Cj: Là giá trị Boolean của yếu tố hạn chế . :Π Tích hợp các lớp. Giá trị Cj = 0 trong ñề tài áp dụng cho các yếu tố bị hạn chế không phù hợp ñể phát triển cao su như nhóm ñất glây, phù sa, vùng bị ngập lụt, ngập nước... Mức ñộ thích nghi ñối với cây cao su ñược quyết ñịnh thông qua việc xem xét tổng số ñiểm phân phối cho mỗi vị trí. Tổng số ñiểm ñược phân ra thành 4 loại dựa trên giá trị giữa của mỗi mức ñộ thuận lợi. Bốn mức ñộ cho sản xuất lâm nghiệp ñược mô tả ở bảng 3.8 Bảng 3.8. Phân loại mức ñộ thích nghi cây cao su STT ðiểm Mức ñộ thích nghi Mô tả 1 ≥ 2,5 Rất thuận lợi Vùng hầu như không có giới hạn nào ñến phát triển cao su 2 1,5 - 2,5 Thuận lợi Vùng có một vài giới hạn nhất ñịnh 3 0,5 - 1,5 Ít thuận lợi Vùng có một số giới hạn nghiêm trọng 4 < 0,5 Không thuận lợi Vùng có nhiều giới hạn rất nghiêm trọng, không thuận lợi ñể phát triển cao su - Bằng phương pháp trên sẽ xây dựng ñược bản ñồ tiềm năng về ñất ñai, ñịa hình, khí hậu và bản ñồ thích nghi cây cao su.