Ứng dụng công nghệ GIS và phân tích không gian đa chỉ tiêu (SMCE) đánh giá thích hợp đất đai cho cây vải chín sớm Phương Nam tại Thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

Thành phố Uông Bí nằm ở phía Tây Nam của tỉnh Quảng Ninh, cách thành phố Hạ Long 45km, cách Hà Nội 120 km, cách Hải Phòng 30km. Tổng diện tích đất tự nhiên của toàn Thành phố là 25.679,6 ha, trong đó có 20.072,4 ha là đất nông nghiệp, chiếm 78,2% diện tích đất tự nhiên, đất sản xuất nông nghiệp là 4.179,4 ha, chiếm 16,3 % diện tích đất tự nhiên. Mật độ dân số là 492,1 người/km2. Toàn thành phố có 1 xã, 9 phường, dân số là 127.120 người. Thành phố Uông Bí có vị trí thuận lợi trong giao lưu kinh tế - văn hóa – xã hội, thu hút vốn đầu tư trong nước và nước ngoài, là một trong những địa bàn quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh. Thành phố Uông Bí được quy hoạch nằm trong tiểu vùng phía Tây của tỉnh Quảng Ninh, phát triển công nghiệp khai thác than, công nghiệp điện, sản xuất vật liệu xây dựng bền vững hài hòa với phát triển nông nghiệp với trọng điểm là sản xuất lúa, phát triển nông nghiệp công nghệ cao và du lịch văn hóa - lịch sử - tâm linh gắn với khu di tích Yên Tử.

Trong những năm qua, ngành nông nghiệp Uông Bí đã có những tăng trưởng cả về chất lượng sản phẩm và giá trị sản xuất, cơ cấu có sự chuyển đổi tích cực theo hướng sản xuất hàng hóa nông nghiệp tập trung. Những đóng góp của ngành Nông nghiệp đã và đang tiếp tục khẳng định vai trò trong cơ cấu kinh tế của thành phố. Nhiều sản phẩm nông sản trên địa bàn thành phố như: Vải chín sớm, Thanh Long ruột đỏ, Mai Vàng Yên Tử…đã có chỗ đúng vững chắc trên thị trường nông sản, được đánh giá cao về chất lượng, mang lại thu nhập đáng kể và giúp người dân thoát nghèo, từng bước làm giầu trên chính mảnh đất của mình. Bên cạnh những kết quả đã đạt được, ngành nông nghiệp thành phố vẫn còn bộc lộ những hạn chế nhất định như: tốc độ tăng trưởng có xu hướng giảm, chưa hình thành được nhiều vùng sản xuất hàng hóa nông sản tập trung; Sự phối hợp giữa các bên trong “liên kết 4 nhà” chưa chặt chẽ. Sản xuất cơ bản vẫn phát triển theo chiều rộng mà chưa chú trọng vào chiều sâu, chủ yếu dựa trên khai thác các nguồn lực tự nhiên và đầu tư vật chất. Nguy cơ môi trường đất, nước, không khí...bị ô nhiễm tăng cao do những tác động tiêu cực trong hoạt động sản xuất nông nghiệp.

Do vậy, việc đánh giá thích hợp đất đai để phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững là mục tiêu quan trọng của ngành nông nghiệp thành phố Uông Bí, nhằm quản lý và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên đất, giảm thiểu rủi ro, bảo vệ môi trường và đạt năng suất, chất lượng cao. Trong thực tế, vấn đề quản lý và sử dụng đất đai có nhiều xu hướng khác nhau với các quan điểm và mục tiêu khác nhau về kinh tế, xã hội hoặc môi trường. Do đó, vấn đề là làm sao cân bằng giữa các mục tiêu, thỏa mãn các lựa chọn các mô hình sử dụng đất đai phù hợp với điều kiện thực tế địa phương, sử dụng nguồn tài nguyên đất đai có hiệu quả, hợp lý và hướng tới phát triển nông nghiệp bền vững là vấn đề cấp thiết. Để hỗ trợ có hiệu quả việc đưa ra quyết định hợp lý trong sử dụng đất đai cần áp dụng các công cụ của toán học và công nghệ mới, hiện đại như Hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám,… kết hợp với các phương pháp đánh giá đất. Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm ứng dụng GIS và phương pháp phân tích không gian đa chỉ tiêu SMCE để xác định vùng thích hợp trồng cây vải chín sớm Phương Nam – một trong 7 sản phẩm nông sản mũi nhọn của thành phố – với mục tiêu sản xuất bền vững, bảo vệ môi trường, đạt năng suất và chất lượng tốt. Từ những lý do trên, với sự tài trợ kinh phí từ Học viện, nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS và phân tích không gian đa chỉ tiêu (SMCE) đánh giá thích hợp đất đai cho cây vải chín sớm Phương Nam tại Thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh”.

Kết quả của nghiên cứu cho thấy, các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển sản xuất cây vải chín sớm Phương Nam trên địa bàn thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh bao gồm: loại đất, độ dốc, độ phì, độ dày tầng đất, chế độ tưới, trình độ thâm canh và khoảng cách đến trục đường chính. Trên cơ sở các tiêu chí đã được lựa chọn để phân tích, mức độ so sánh cặp giữa các chỉ tiêu được tiến hành dựa trên cơ sở tham khảo các công trình nghiên cứu, tham vấn ý kiến của chuyên gia, các cán bộ khuyến nông và cả người dân ở địa phương, tiến hành tính toán trọng số cho từng yếu tố ảnh hưởng. Cụ thể: nhóm yếu tố tự nhiên chiếm 65% (trong đó yếu tố loại đất chiếm 48%, yếu tố độ dốc chiếm 13%, yếu tố độ phì chiếm 11%, yếu tố tầng dày chiếm 18%, yếu tố chế độ nước chiếm 10%), yếu tố về trình độ thâm canh chiếm 10%, yếu tố về thị trường chiếm 25%. Các bản đồ của các yếu tố ảnh hưởng được xây dựng bằng phần mềm ArcGIS và xuất sang dạng raster với độ phân giải 12.5m. Để có thể tiến hành phân tích không gian trong phần mềm ILWIS, tất cả các lớp bản đồ đầu vào đều phải được chuẩn hóa về cùng hệ tọa độ, cùng độ phân giải 12.5m và cùng giới hạn khung bản đồ (map extents) cũng như số hàng và số cột pixels trên bản đồ. Từ phần mềm ILWIS 3.8, tiến hành nhập các lớp dữ liệu raster và chuyển đổi sang định dạng của phần mềm ILWIS 3.8, sau đó dùng chức năng Spatial Multi-Criteria Evaluation để xây dựng cây phân tích.

Sử dụng chức năng phân tích không gian đa tiêu chí trong phần mềm ILWIS có ưu điểm là người dùng có thể dễ dàng thay đổi các thông số đầu vào như các yếu tố ảnh hưởng, hoặc thay đổi các trọng số để đánh giá kết quả trong nhiều tình huống giả định khác nhau trong thực tế đưa ra. Bản đồ kết quả là bản đồ mức độ thích hợp trồng cây vải chín sớm Phương Nam trên địa bàn thành phố Uông Bí với giá trị thích hợp được phân trong khoảng từ 0 đến 1: trong đó 0 tương ứng với không thích hợp và 1 tương ứng với mức thích hợp cao nhất. Kết quả phân tích không gian đa chỉ tiêu SMCE với các yếu tố đầu vào loại đất, độ dốc, độ dày tầng đất, độ phì, trình độ thâm canh và khoảng cách tới đường cho thấy trên địa bàn thành phố Uông Bí, mức độ thích hợp cao nhất là 67% chủ yếu là những vùng phía Nam, thấp trũng của huyện như các phường Phương Nam, Phương Đông, Yên Thanh, Trưng Vương. Các xã/phường phía Bắc với địa hình đồi núi, dốc có mức độ thích hợp ở mức thấp, chủ yếu từ 10-30%. Như vậy, xét đến các yếu tố ảnh hưởng mà nghiên cứu đã đề xuất, có thể xác định những khu vực thích hợp trồng vải chín sớm Phương Nam trên địa bàn thành phố Uông Bí.

Kết quả phân cấp mức độ thích hợp trồng cây vải chín sớm Phương Nam phân theo đơn vị hành chính trên địa bàn thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh được thể hiện trong bảng 1.

Bảng 1. Diện tích thích nghi theo đơn vị hành chính

Qua kết quả phân tích và thống kê cho thấy, với các yếu tố đầu vào ảnh hưởng đến trồng cây vải chín sớm mà đề tài đã đề xuất, trên địa bàn Thành phố Uông Bí không có diện tích rất thích hợp trồng vải chín sớm. Diện tích trồng vải tốt nhất (trong điều kiện yếu tố đầu vào đã đề xuất) trên địa bàn thành phố ứng với mức độ thích hợp vừa (50-70%) là 2.974,87 ha, chiếm 14,8% diện tích đất nông nghiệp toàn thành phố. Diện tích trồng vải ở mức ít thích hợp (30-50%) là 8.129,25 ha, chiếm 40% diện tích đất nông nghiệp toàn thành phố. Diện tích đất không thích hợp trồng vải (<30%) là 8.476,01 ha, chiếm 45,2% diện tích đất nông nghiệp toàn thành phố.

Diện tích trồng vải tốt nhất với mức độ thích hợp vừa (50-70%) phân bố nhiều nhất ở phường Phương Nam (1.089,99 ha). Đây là vùng trồng vải chín sớm nổi tiếng ở Quảng Ninh nhiều năm nay. Quả cho chất lượng ngon, mẫu mã đẹp, chín sơm. Hiện nay tại phường đã có 5 khu trồng vải chín sớm theo tiêu chuẩn VietGap là các khu Hồng Thái, Bạch Đằng I, Bạch Đằng II, Hiệp Thanh, Hồng Hải. Tổng diện tích trồng vải trên địa bàn phường là 327 ha với sự hỗ trợ phát triển của Phòng Kinh tế hạ tầng thành phố Uông Bí trong hướng dẫn, giám sát các hộ sản xuất áp dụng đúng, đủ quy trình nuôi trồng, chăm sóc, bảo quản và thu hoạch để nâng cao chất lượng quả vải, đảm bảo thương hiệu và phát triển nông nghiệp bền vững. Với kết quả phân tích không gian đa chỉ tiêu, có thể thấy tiềm năng mở rộng diện tích trồng vải chín sớm trên địa bàn phường vẫn còn khá lớn trong giai đoạn tới. Bên cạnh đó, phường Yên Thanh và phường Trưng Vương cũng có diện tích trồng vải ở mức độ thích hợp vừa khá lớn 717,19 ha và 496,83ha. Tiếp theo là các phường Phương Đông (315,62ha), phường Quang Trung (230,98 ha), phường Nam Khê (124,33).

Diện tích ứng với mức độ ít thích hợp (30-50%) cho cây vải trên địa bàn thành phố Uông Bí phân bố tại phường Bắc Sơn (1079,75 ha), phường Nam Khê (246,64 ha), phường Phương Đông (931,46 ha), phường Phương Nam (117,72 ha), phường Quang Trung (214,98ha), phường Thanh Sơn (137,31 ha), phường Trưng Vương (449,94 ha), phường Vàng Danh với 1684,97 ha, phường Yên Thanh (172 ha), xã Thượng Yên Công có diện tích lớn nhất với 3094,50 ha.

Diện tích không thích hợp trồng cây vải trên địa bàn  thành phố Uông Bí phân bố nhiều nhất ở xã Thượng Yên Công với 3058,42 ha, phường Vàng Danh 2.665,74 ha và phường Bắc Sơn 1.399,29 ha – đây là những xã phường ở phía Bắc của huyện, có địa hình đồi núi, độ dốc lớn, chia cắt mạnh không thích hợp để phát triển sản xuất vải tập trung. Tiếp theo là diện tích không thích hợp trồng vải phân bố ở các phường Phương Đông (531,08 ha), Thanh Sơn (404,18 ha), Quang Trung (305,53 ha) tập trung ở những khu vực có độ cao lớn của phường. Các phường Nam Khê (49,42ha), Trưng Vương (52,10), Yên Thanh (10,12 ha) và Phương Nam (0,12 ha) có diện tích không thích hợp trồng vải thấp nhất, tập trung chủ yếu ở khu vực thấp trũng, gần cửa biển, bị xâm nhập mặn của phường.

Kết quả phân tích cho thấy khả năng mở rộng diện tích đất trồng vải chín sớm Phương Nam chủ yếu ở các phường Phương Nam, Yên Thanh và Trưng Vương trong 11 xã, phường của thành phố Uông Bí. Nghiên cứu này muốn đề xuất và thử nghiệm một công cụ để hỗ trợ ra quyết định trong quy hoạch phát triển sản xuất nông nghiệp với khả năng tích hợp các nhóm yếu tố đầu vào tự nhiên, xã hội và hiển thị kết quả trực quan, định lượng. Nó cho phép người dùng ra quyết định trong việc phân bổ tối ưu vùng nông nghiệp cũng như tìm ra mâu thuẫn bằng cách so sánh với quy hoạch hiện có hoặc các loại hình sử dụng đất khác như đô thị, rừng,..

Bản đồ phân mức thích hợp trồng cây vải chín sớm Phương Nam Thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh