Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi – Criteria analysis) với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để ưu tiên lựa chọn các loài cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu này được thực hiện nhằm lựa chọn các loài cây trồng làm băng cản lửa cho khu vực rừng trồng tỉnh Bắc Giang. Lựa chọn các loài cây trồng cảnh quan đường phố cho thành phố Ninh Bình, tỉnh Ninh Bình. Lựa chọn các loài cây trông trên núi đá vôi huyện Kim Bôi, tỉnh Hoà Bình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi – Criteria analysis) với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để ưu tiên lựa chọn các loài cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------- VŨ THỊ HƯƠNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHUẨN (MULTI – CRITERIA ANALYSIS) VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA PHẦN MỀM SPSS ĐỂ ƯU TIÊN LỰA CHỌN CÁC LOÀI CÂY TRỒNG LÀM BĂNG CẢN LỬA, CÂY TRỒNG CẢNH QUAN ĐƯỜNG PHỐ, CÂY TRỒNG TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Hải Tuất Hà Nội - 2009
I LỜI NÓI ĐẦU Luận văn: “Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi Criteria Analysis = MCA) với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để ưu tiên lựa chọn các loài cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi” được hoàn thành tại trường Đại học Lâm nghiệp theo chương trình đào tạo cao học Lâm nghiệp khoá 15 (2007 – 2010). Nhân dịp này cho tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học GS.TS Nguyễn Hải Tuất đã tận tình giúp đỡ và có những ý kiến chỉ dẫn quý báu cho tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Sau đại học trường Đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện tốt cho tôi hoàn thành chương trình cao học khoá 2007 - 2010. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn GS.TS Ngô Quang Đê, PGS.TS Hoàng Kim Ngũ, TS Bế Minh Châu đã giúp đỡ tôi có được số liệu để hoàn thành bản luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành công trình nghiên cứu này. Mặc dù bản thân có rất nhiều cố giắng, nhưng chắc chắn luận văn còn tồn tại nhiều thiếu sót, hạn chế. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và bạn bè, đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2009 Tác giả
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong Lâm nghiệp chúng ta thường phải nghiên cứu và xếp hạng ưu tiên các mô hình Lâm sinh, các loài cây trồng trong các dự án trồng rừng khác nhau cần phải dựa vào rất nhiều tiêu chuẩn (tiêu chí) khác nhau. Những phương pháp như vậy gọi là phương pháp đa tiêu chuẩn hay đa tiêu chí (Multi - criteria Analysis). Vấn đề là khi sử dụng phương pháp đa tiêu chuẩn có những tiêu chuẩn chúng ta có thể đo đếm được nhưng cũng có những tiêu chuẩn chúng ta không thể đo đếm được. Vậy làm thế nào để đưa các tiêu chuẩn về cùng một độ đo và dùng cách nào để so sánh, lựa chọn các mô hình? Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn với sự trợ giúp của phần mềm SPSS chính là câu trả lời cho câu hỏi trên. Phương pháp này rất thích hợp khi mà các tiêu chuẩn được đo đạc và xác định theo những thang đo hoàn toàn khác nhau và khi các tiêu chuẩn được lượng hoá sẽ cho ta một độ đo nào đó để đánh giá một cách toàn diện, khách quan các mô hình nghiên cứu. Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn đã được một số tác giả trong và ngoài nước vận dụng trong nghiên cứu và lựa chọn các mô hình dựa trên nhiều tiêu chuẩn có liên quan đến các nhân tố về kinh tế, sinh thái và môi trường nhưng chưa thành một hệ thống lý luận hoàn chỉnh. Cho đến những năm gần đây phương pháp này đã được GS.TS Nguyễn Hải Tuất nghiên cứu và đưa ra một khuôn mẫu, tuy chưa thực sự hoàn chỉnh nhưng có hệ thống hơn về mặt lý luận. Đây là phương pháp rất thích hợp cho việc nghiên cứu lựa chọn tập đoàn cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi... Đồng thời, hiện nay cũng nảy sinh nhiều vấn đề mang tính chất thời sự, bức xúc như: ô nhiễm môi trường, các nạn cháy rừng, khai thác trái phép rừng phòng hộ đầu nguồn, gây hạn hán, lũ lụt…làm ảnh hưởng đến cuộc sống của con người, đã đặt ra cho chúng ta những câu hỏi: bằng cách nào để bảo vệ
2 được rừng và môi trường; loài cây nào có thể trồng đảm bảo chức năng đa mục tiêu: thích nghi cao với mọi loại đất, dễ gây trồng, vừa cải tạo môi sinh, cải tạo đất, cải tạo cảnh quan môi trường lại vừa lấy được nhiều sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ; đảm bảo cuộc sống cho con người? Do đó, cần phải sử dụng đa tiêu chuẩn để lựa chọn các loài cây trồng thích hợp với điều kiện và mục tiêu đặt ra. Tuy nhiên, việc tính toán và phân tích của phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn còn gặp nhiều khó khăn do chưa có các phần mềm tin học để xử lý. Gần đây nhất, phần mềm SPSS lần đầu tiên đã được vận dụng vào trong công trình nghiên cứu lựa chọn tập đoàn cây trồng làm băng cản lửa doTS Bế Minh Châu chủ trì nhưng ở mức thăm dò, chưa thành một hệ thống hoàn chỉnh. Chính vì vậy, tôi chọn đề tài: “Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi - Criteria Analysis = MCA) với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để ưu tiên lựa chọn các loài cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi” làm luận văn tốt nghiệp thạc sỹ của mình với hy vọng góp phần bổ sung và hoàn thiện về phương pháp tính toán phân tích thống kê cho phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn; đồng thời giải quyết vấn đề lựa chọn các loài cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng làm băng cản lửa, cây trồng trên núi đá vôi phù hợp với mục tiêu đề ra mà vẫn đảm bảo được nguyên tắc:“ khí hậu nào, đất nào, cây đấy”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Giới thiệu chung về phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (PPPTĐTC) và phần mềm phân tích thống kê SPSS. 1.1.1. Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (PPPTĐTC) Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi - Criteria Analysis) là một phương pháp phân tích đánh giá các mô hình (đối tượng, chủ thể) dựa vào hàng loạt các tiêu chuẩn (các tiêu chí), mà những tiêu chuẩn khi được lượng hoá sẽ cho ta một độ đo nào đó để đánh giá một cách toàn diện mô hình nghiên cứu. Đây là phương pháp nghiên cứu mang lại tính khách quan và chính xác vì nó đề cập một lúc nhiều khía cạnh (tiêu chuẩn) dành cho đối tượng nghiên cứu có liên quan đến mục tiêu. PPPTĐTC rất thích hợp khi mà các tiêu chuẩn được đo đạc và xác định theo những thang đo hoàn toàn khác nhau. Ở đề tài này ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để phân tích, đánh giá các loại cây trồng dựa vào hàng loạt các tiêu chuẩn: cảnh quan, kinh tế, môi trường, khả năng thích ứng... Việc xây dựng tiêu chuẩn, lượng hóa các tiêu chuẩn và chuẩn hóa các tiêu chuẩn sẽ dễ dàng cho việc đánh giá; so sánh và lựa chọn đối tượng nghiên cứu là những nội dung quan trọng của phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn. Trên thế giới, tổ chức FAO đã dùng phương pháp chỉ số hiệu quả canh tác (Ect) trong phân tích đa tiêu chuẩn để đánh giá hiệu quả sử dụng đất. Theo Nguyễn Bá Ngãi, NijKam (1997-1982) đã vận dụng chỉ số Ect để đánh giá tác động môi trường sau đó được W.P.Rola sử dụng chủ số này để đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội và sinh thái trong các dự án nông lâm kết hợp ở Phillipin [18].
4 Ở Việt Nam, phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn đã được một số tác giả ứng dụng vào các công trình nghiên cứu của mình, nhưng chưa thành hệ thống lý luận hoàn chỉnh. Cho đến những năm gần đây phương pháp này đã được GS.TS Nguyễn Hải Tuất nghiên cứu và đưa ra một khuôn mẫu, tuy chưa hoàn chỉnh nhưng có hệ thống hơn về mặt lí luận [18]. Cơ sở khoa học của phương pháp bao gồm các nội dung: 1- Xác lập mục tiêu 4- Phân tích tiêu chuẩn 2- Xây dựng tiêu chuẩn 5- Chuẩn hóa số liệu quan sát 3- Lượng hóa tiêu chuẩn 6- Lựa chọn các chủ thể Trong đó: 1- Xác lập mục tiêu Muốn xây dựng tiêu chuẩn và tiến hành phân tích chúng thì điều trước tiên là cần làm rõ mục tiêu. Từ mục tiêu đó ta phải đưa ra những tiêu chuẩn phù hợp với nó. Chẳng hạn, mục tiêu là phòng hộ đầu nguồn thì những cây trồng (đối tượng) được lựa chọn phải có những tiêu chuẩn phù hợp với mục tiêu đó. Việc xác định mục tiêu phải rõ ràng, có thể nêu cả những mục tiêu chính và những mục tiêu kết hợp (mục tiêu phụ). Chẳng hạn mục tiêu chính là phòng hộ nhưng mục tiêu kết hợp là kinh tế hoặc trái lại mục tiêu chính là kinh tế nhưng mục tiêu kết hợp là phòng hộ. Từ những mục tiêu chính và mục tiêu phụ thì các tiêu chuẩn lựa chọn có thể có những tiêu chuẩn chính và cũng có thể có những tiêu chuẩn phụ. 2 - Xây dựng tiêu chuẩn Xác định tiêu chuẩn là bước quan trọng nhất trong phân tích đa tiêu chuẩn. Việc xác định tiêu chuẩn phải dựa vào những yêu cầu sau: - Các tiêu chuẩn phải phục vụ cho mục tiêu chính và phụ.
5 - Những tiêu chuẩn phải dễ đo lường và quan sát. Hay nói cách khác là việc xác định những tiêu chuẩn đó không quá phức tạp trong việc đo lường và phân tích, nhất là trong điều kiện kĩ thuật chưa cho phép. - Số lượng những tiêu chuẩn về cơ bản đáp ứng được mục tiêu đề ra. Nếu quá ít thì việc đánh giá đối tượng không chính xác, phiến diện. Nhưng nếu quá nhiều, quá chi tiết sẽ làm phức tạp cho vấn đề đánh giá, phân tích và nhiều khi không cần thiết. - Có hai loại tiêu chuẩn: tiêu chuẩn trực tiếp và tiêu chuẩn gián tiếp. Cố gắng hạn chế số tiêu chuẩn gián tiếp và tăng cường số tiêu chuẩn trực tiếp vì tiêu chuẩn này có mức độ chính xác cao hơn. - Nếu xét về dấu hiệu quan sát thì tiêu chuẩn chia làm hai loại: loại định tính và loại định lượng. Loại định tính là những tiêu chuẩn dễ xác định nhưng thường phải lượng hoá qua việc cho điểm theo thứ bậc nào đó nên dễ phụ thuộc vào chủ quan. Trái lại loại định lượng tuy khó xác định nhưng có độ chính xác cao hơn và ít phụ thuộc vào chủ quan. Mức độ chính xác phần lớn phụ thuộc độ chính xác của công cụ đo và điều kiện ngoại cảnh. Ngoài ra còn phân biệt tiêu chuẩn tăng có lợi và tiêu chuẩn giảm có lợi. Chẳng hạn trong việc so sánh các mô hình rừng trồng thì năng suất của mô hình nào càng cao thì càng có lợi, ta xem đó là tiêu chuẩn tăng có lợi Trái lại mô hình nào có lượng xói mòn càng lớn thì càng bất lợi, ta xem đó là tiêu chuẩn giảm có lợi. Việc phân chia 2 loại tiêu chuẩn này có liên quan đến việc chuẩn hoá theo các công thức khác nhau. - Trong trường hợp người đánh giá có khó khăn trong việc xác định tiêu chuẩn thì cần tranh thủ ý kiến của chuyên gia có kinh nghiệm để xác định. 3 - Lượng hoá tiêu chuẩn. Lượng hoá tiêu chuẩn có nghĩa là định lượng các tiêu chuẩn bằng những con số. Với các tiêu chuẩn về lượng thì những con số này có được qua việc đo
6 lường tính toán bằng những công cụ đo lường hoặc bằng những công thức thực nghiệm. Chẳng hạn tiêu chuẩn sinh trưởng của cây được xác định qua việc đo đường kính và chiều cao bằng các công cụ điều tra. Trái lại những tiêu chuẩn về chất lượng thường được lượng hoá bằng việc cho điểm từ 0 đến 10 (hệ điểm 10), cũng có một số tiêu chuẩn về chất được lượng hoá bằng hệ điểm 2 (tức là 0 và 1). Khi lượng hoá các tiêu chuẩn cần chú ý những điểm sau: - Trong cùng một tiêu chuẩn ở các mô hình thì cần có sự tương đồng với nhau về các thang đo. Nếu là những tiêu chuẩn về lượng thì việc đo lường để xác định phải thực hiện bằng những loại công cụ như nhau để tránh sai số hệ thống. Trong thời đại chúng ta, kỹ thuật số hoá đã và đang đóng vai trò quan trọng trong công nghệ thông tin. Vì vậy mà việc lượng hoá các tiêu chuẩn giúp ta thuận tiện trong quá trình tính toán và xử lý với các phần mềm chuyên dụng. 4 - Phân tích tiêu chuẩn Sau khi hoàn thành việc lượng hoá các tiêu chuẩn thì bước tiếp theo là phân tích tiêu chuẩn hay còn gọi là phân tích ngang. Sau khi lượng hoá các tiêu chuẩn, ta có bảng số liệu ban đầu như sau: Bảng 1.1: Số liệu lượng hoá các tiêu chuẩn của các chủ thể Các Tc1 Tc2 Tc3 … Tci … Tcm chủ thể 1 2 3 … n
7 Một bảng số liệu ban đầu hàng ngang trên cùng thường chứa các biến (các tiêu chuẩn) ký hiệu Xi (i=1,2,3,,,m). Cột dọc đầu tiên bên trái ghi các chủ thể ( mô hình ) chạy từ 1 đến n . Xij là giá trị của tiêu chuẩn thứ i thuộc cá thể thứ j . Phân tích ngang là sự phân tích tập các biến nhằm xác định vai trò và vị trí của từng tiêu chuẩn đối với mục tiêu đề ra, phát hiện ra những tiêu chuẩn mang tính chất chủ đạo và những tiêu chuẩn không có hoặc ít ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn khác. Để làm việc này người đánh giá phải lập ma trận về hệ số tương quan giữa các tiêu chuẩn như sau: Bảng 1.2: Ma trận hê số tương quan giữa các tiêu chuẩn X1 X2 X3 X4 X5 X1 1 r12 r13 r14 r15 X2 r21 1 r23 r24 r25 X3 r31 r32 1 r34 r35 X4 r41 r42 r43 1 r45 X5 r51 r82 r53 r54 1 Trong bảng này hàng ngang trên cùng và cột dọc bên trái ghi kí hiệu các tiêu chuẩn, trong mỗi ô là hệ số tương quan giữa hai tiêu chuẩn nào đó với nhau. Chú ý rằng rij = rji. Qua bảng ma trận hệ số tương quan ta có nhận xét mức độ liên hệ giữa các biến và phát hiện những biến có vai trò chi phối trong tập các biến quan sát. Tuy nhiên việc nhận xét theo bảng tương quan thường khó khăn khi có nhiều biến. Trong trường hợp như vậy ta cũng có thể phân tích mối quan hệ giữa các biến bằng phương pháp phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis = PCA). Đây là một phương pháp phân tích đa biến hiện đại đang được vận dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu kinh tế và sinh thái
8 rừng.Ý tưởng cơ bản của phương pháp thành phần chính là thay thế một tập nhiều biến bằng một tập có số biến ít hơn (thường 1 hoặc 2 biến) nhưng vẫn chứa một lượng thông tin gần như số biến được thay thế. Số biến thu gọn (Data Reduction) đó gọi là thành phần chính. Trước tiên từ bảng số liệu gốc bằng thuật toán phân tích thành phần chính ta tìm được các biến thu gọn Z1, Z2. Đây là những tổ hợp tuyến tính của biến Xi được chuẩn hoá. Zi=  U i  X i ’. (1.1) Trong đó Ui là hệ số nhân tố, được tính thông qua quy trình QT5 (SPSS) bằng cách chọn Dissplay Factor Score Coefficient Matrix. Tính hệ số tương quan hoặc hệ số xác định giữa các biến Xi với biến Z1 và Z2 cho ta những nhận xét về vị trí của các biến Xi trong tập các biến. Cũng cần nói thêm rằng số thành phần chính cần biểu thị bao nhiêu là tuỳ thuộc độ trải rộng của phương sai các biến nằm trên đường chéo của ma trận hiệp phương sai. Thường người ta chọn 2 thành phần chính nếu tổng biến động của các biến gốc được giải thích bởi thành phần chính thứ nhất tương đối cao (khoảng >70%), trong đó bao giờ thành phần chính thứ nhất cũng ứng với tổng biến động của các biến gốc được giải thích bởi thành phần chính thứ nhất cao nhất. Với mục tiêu của ta là tìm hiểu vai trò của từng biến trong tập các biến nên ta chỉ cần xác định mức độ liên hệ giữa các biến với thành phần chính đầu tiên này (the first principal component). 5 - Chuẩn hoá các số liệu quan sát. Khi tính điểm để lựa chọn các chủ thể có nhiều ưu điểm nhất đòi hỏi các biến phải được chuẩn hoá do thang đo không đồng đều nên phải chuẩn hoá để làm cho đơn vị giống nhau, thang điểm đồng đều. Nội dung chuẩn hoá các số liệu quan sát là chuyển đổi các biến quan sát có thang đo khác nhau thành những đại lượng không mang theo đơn vị nào và tất cả đều tăng có lợi hoặc giảm có lợi. Đây là nền tảng thuận lợi nhất để ta thực hiện việc tính toán
9 và so sánh giữa các chủ thể với nhau để từ đó lựa chọn nhóm chủ thể phù hợp nhất cho mục tiêu đề ra ... Cũng cần nói thêm rằng mỗi phương pháp chuẩn hoá thường có những ưu nhược điểm khác nhau và cho những kết quả khác nhau khi sắp xếp thứ tự tốt xấu của đối tượng nghiên cứu. Thường người ta chọn những phương pháp tính toán đơn giản và đảm bảo tin cậy. 6 - Lựa chọn các chủ thể Mục tiêu cuối cùng của phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn là tìm được những chủ thể có nhiều ưu điểm nhất dựa vào tập các biến (các tiêu chuẩn), ta còn gọi là phân tích dọc. Để đạt được mục tiêu này ta thực hiện một số phương pháp tính điểm khác nhau. Từ đó chọn những cá thể có vị thứ cao trong các cách tính điểm. Ta có thể phân thành 2 nhóm tính điểm : Nhóm 1 tính điểm không có trọng số. Nhóm này chỉ nên dùng khi các biến có tầm quan trọng như nhau và vai trò chi phối các biến cũng không khác nhau nhiều. Nhóm thứ 2 gồm các cách tính điểm khi có chú ý đến tầm quan trọng khác nhau của các tiêu chuẩn đối với mục tiêu hoặc có mức độ chi phối khác nhau đối với các biến. Cho đến những năm gần đây phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn đã được các tác giả nghiên cứu và đưa ra một khuôn mẫu, tuy chưa thực hoàn chỉnh nhưng có hệ thống hơn về mặt lý luận. Nguyễn Hải Tuất trong công trình “Đánh giá tác động môi trường cho các dự án Lâm Nghiệp” năm (1987) cũng đã sử dụng phương pháp này. Trong những năm gần đây, tại trường Đại học Lâm Nghiệp đã có những cán bộ và sinh viên ứng dụng để làm luận văn tốt nghiệp cao học, đại học và chuyên đề nghiên cứu khoa học như: - Nguyễn Bá Ngãi (1995): Bước đầu đánh giá hiệu quả tổng hợp của các phương thức canh tác trong các mô hình lâm nghiệp xã hội tại Cầu Hai – Vĩnh Phú. Luận văn tốt nghiệp cao học – ĐHLN.
10 - Cao Danh Thịnh (1996): Thí nghiệm ứng dụng một số phương pháp định lượng có trọng số để so sánh hiệu quả kinh tế và môi trường của một số dự án lâm nghiệp tại khu vực rừng phòng hộ đầu nguồn Sông Đà – Hoà Bình. Luận văn tốt nghiệp cao học – ĐHLN. Đây là hai luận văn tốt nghiệp cao học đã ứng dụng PPPTĐTC để đánh giá hiệu quả tổng hợp của các mô hình trong lâm nghiệp. Ví dụ tác giả Cao Danh Thịnh đánh giá hiệu quả tổng hợp các mô hình chỉ bằng: Phương pháp chỉ số canh tác Ect, phương pháp cho điểm các thành phần có sử dụng trọng số theo chuyên gia và phương pháp đánh giá hiệu quả tổng hợp mới, trong đó tính trọng số bằng tương quan. Gần đây nhất là luận văn thạc sỹ của Vũ Thị Thu Hiền (2009) đã ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để lựa chọn tập đoàn cây trồng cảnh quan đường phố cho thành phố Hải Dương. Ngoài ra còn có rất nhiều luận văn tốt nghiệp đại học, chuyên đề nghiên cứu khoa học của sinh viên các chuyên nghành Lâm học, Quản lý bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường, Lâm nghiệp đô thị ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để đánh giá, xếp loại và lựa chọn tập đoàn cây trồng cảnh quan, cây ăn quả, cây trồng trên núi đá vôi...như: - Nguyễn Mạnh Hùng (2000): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để nghiên cứu lựa chọn hệ thống cây xanh nhằm chống ô nhiễm bụi than tại mỏ than Cọc Sấu - Cẩm Phả - Quảng Ninh. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN. - Nguyễn Thuý Nga (2001): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để nghiên cứu, lựa chọn và xếp hạng ưu tiên một số cây trồng cảnh quan môi trường. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN.
11 - Lê Ngọc Quế (2001): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để nghiên cứu lựa chọn và xếp hạng ưu tiên cho một số cây trồng phục vụ cảnh quan trường học thuộc quận Hai Bà Trưng - Hà Nội. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN. - Đoàn Thị Hương Trà (2001): Sử dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để so sánh và ưu tiên lựa chọn loài cây trồng trên núi đá vôi tại Kim Bôi – Hoà Bình. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN. - Trịnh Văn Tám (2002): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để so sánh và xếp hạng ưu tiên lựa chọn các loài cây trồng phục vụ cảnh quan trường học thuộc thành phố Vinh - Nghệ An. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN. - Trần Đình Hùng (2008): Ứng dụng phương pháp đa tiêu chuẩn để lựa chọn loài cây trồng có khả năng phòng cháy hiệu quả tại huyện Trạm Tấu – Yên Bái. Luận văn tốt nghiệp đại học – ĐHLN. - Trần Tuấn Hải, Phạm Văn Thoại, Đoàn Thị Hương Trà (2000): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để nghiên cứu và lựa chọn các loài cây trồng phân tán tối ưu tại khu vực Xuân Mai – Hà Tây. Chuyên đề nghiên cứu khoa học sinh viên – ĐHLN. Tuy nhiên việc tính toán và phân tích của phương pháp này còn gặp nhiều khó khăn do chưa có các phần mềm tin học để xử lý nên kết quả chưa cao. Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn không chỉ được ứng dụng nhiều trong nghành Lâm nghiệp mà còn rất hữu ích trong nhiều ngành, đặc biệt là tài chính – kinh tế, nông nghiệp. Chẳng hạn năm 2005, 2 tác giả Phạm Quang Khánh và Lê Cảnh Định đã ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để đề xuất, sử dụng đất nông nghiệp và chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở trong huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng [21].
12 Gần đây nhất TS Bế Minh Châu chủ trì đã vận dụng phương pháp này để nghiên cứu lựa chọn tập đoàn cây có khả năng phòng cháy rừng cho các tỉnh phía Bắc. Nhìn chung các đề tài đều ứng dụng đủ 6 nội dung trong PPPTĐTC như đã nêu trên. Tuy nhiên, các tác giả khi phân tích tiêu chuẩn để phát hiện ra những tiêu chuẩn mang tính chất chủ đạo và những tiêu chuẩn không có hoặc ít ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn khác đều sử dụng bảng ma trận hệ số tương quan. Chính vì vậy, bước lựa chọn các chủ thể, các tác giả chủ yếu sử dụng các phương pháp như: Phương pháp so sánh trên cơ sở số trung bình hoặc tổng số tiêu chuẩn cho mỗi mô hình trên cơ sở các bảng số liệu đã được chuẩn hoá: Phương pháp có trọng số theo chuyên gia; phương pháp phân nhóm dựa vào quan hệ tiêu chuẩn; phương pháp tính trọng số bằng tương quan. GS.TS Nguyễn Hải Tuất nhận thấy rằng nhận xét theo bảng tương quan thường khó khăn khi có nhiều biến. Trong trường hợp như vậy, GS.TS Nguyễn Hải Tuất đề xuất thử nghiệm thử nghiệm phân nhóm dựa vào mối quan hệ giữa các biến bằng phương pháp phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis = PCA). Khi phân tích mối quan hệ giữa các biến bằng phương pháp thành phần chính và xếp hạng các chủ thể, phần mềm SPSS sẽ giúp chúng ta thuận tiện trong quá trình tính toán và xử lý. 1.1.2. Phần mềm phân tích thống kê SPSS SPSS (Statistical Package for Social Sciences) là phần mềm xử lý thống kê dùng trong các ngành khoa học, được phát triển dựa trên phần mềm của Apache Software Foundation. SPSS ra đời từ những năm 60 của thế kỷ trước và không ngừng được nâng cấp và hoàn thiện. SPSS là phần mềm chuyên dụng xử lý thông tin sơ cấp - thông tin được thu thập trực tiếp từ đối tượng nghiên cứu. Thông tin được xử lý là thông tin định lượng (có ý nghĩa về mặt thống kê). SPSS có một bộ soạn thảo dữ liệu
13 tương tự như excel, bộ soạn thảo cho phép vào các dữ liệu và mô tả các thuộc tính của chúng. Sức mạnh lớn nhất của SPSS là lĩnh vực phân tích phương sai (SPSS cho phép thực hiện nhiều loại kiểm định tác động riêng biệt) và phân tích nhiều chiều (thí dụ phân tích phương sai nhiều chiều, phân tích nhân tố, phân tích nhóm tổ). SPSS phiên bản 11 còn bổ sung thêm một số khả năng phân tích các mô hình hỗn hợp. SPSS có một giao diện giữa người và máy rất đơn giản để tạo ra các đồ thị và khi đã tạo được một đồ thị, nhờ giao diện này mà người sử dụng có thể tuỳ ý hiệu chỉnh đồ thị cũng như hoàn thiện chúng. Các đồ thị có chất lượng rất cao và có thể dán vào các tài liệu khác, thí dụ như Word hoặc Powerpoint. SPSS mạnh về lĩnh vực đồ thị và lập biểu bảng, báo cáo tổng hợp số liệu, nhưng lại yếu hơn về một số thủ tục thống kê như phương pháp ước lượng mạnh và thiếu vắng phương pháp phân tích dữ liệu theo lược đồ mẫu. Ưu điểm của phần mềm này là tính đa năng và mềm dẻo trong việc lập các bảng phân tích, sử dụng các mô hình phân tích đồng thời loại bỏ một số công đoạn (bước) không cần thiết mà một số phần mềm khác gặp phải. SPSS là một bộ chương trình mà nhiều người sử dụng ưa thích do nó rất dễ sử dụng [19]. Hiện nay, phiên bản mới nhất là SPSS 17.0 với nhiều công cụ hỗ trợ mới rất hữu ích. Tuy nhiên, những vấn đề cốt lõi có ứng dụng nhiều trong Lâm nghiệp mà ta vẫn quen thuộc thì vẫn không thay đổi mặc dù phiên bản đang được các nhà khoa học trường Đại học Lâm nghiệp ứng dụng rộng rãi là 13.0 hoặc 15.0 [22]. SPSS đã được vận dụng ở nhiều nơi trong các lĩnh vực: kinh doanh, marketing, quản trị công nghệ, xử lý phân tích dữ liệu thống kê: xã hội, quản trị kinh tế, nhân văn…
14 Trong ứng dụng vào Lâm nghiệp, Phan Nguyên Hy (2003) có đề tài cao học “ Xây dựng mô hình cấu trúc và sinh trưởng áp dụng cho các lâm phần Thông nhựa (Pinus Mercusii) ở tỉnh Thừa Thiên Huế, với sự trợ giúp của phần mềm SPSS” [6]. Cho đến năm 2005 thì nhóm tác giả Nguyễn Hải Tuất và Nguyễn Trọng Bình cho xuất bản tài liệu “ Khai thác và sử dụng SPSS để xử lý số liệu trong nghiên cứu Lâm nghiệp” làm tài liệu học tập và tham khảo cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu khoa học trong trường ĐHLN [19]. Gần đây nhất là luận văn thạc sỹ của Vũ Thị Thu Hiền (2009): Ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn với sự trợ giúp của phần mềm SPSS để lựa chọn tập đoàn cây trồng cảnh quan đường phố cho thành phố Hải Dương” Đây là luận văn thạc sỹ đã ứng dụng phần mềm phân tích thống kê SPSS để xử lý số liệu trong phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để lựa chọn tập đoàn cây trồng cảnh quan đường phố được đánh giá rất cao, nhưng các tiêu chuẩn đặt ra mới chỉ là các tiêu chuẩn mang tính chất định tính chưa có tiêu chuẩn nào mang tính định lượng và việc vận dụng phần mềm SPSS mới mang tính chất thăm dò [3]. Phần mềm SPSS đã được vận dụng vào trong Lâm nghiệp, nhưng mới ở mức thăm dò chưa thành một hệ thống. Trong luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu sâu hơn và tương đối có hệ thống một số thủ tục của SPSS trong phương pháp Đa tiêu chuẩn để lựa chọn các loài cây theo những dự án khác nhau. 1.2. Vấn đề lựa chọn các loài cây trồng thích hợp làm băng cản lửa, cây trồng cảnh quan đường phố, cây trồng trên núi đá vôi 1.2.1. Cây trồng làm băng cản lửa Thực tế cho thấy việc phòng cháy rừng có ý nghĩa rất lớn. Do đó, ở nhiều nước trên thế giới đã có quan điểm “Phòng cháy hơn chữa cháy”. Công
15 tác phòng cháy phải được thực hiện với nhiều biện pháp bao gồm: Tuyên truyền giáo dục, hệ thống cảnh báo, dự báo nguy cơ cháy rừng, tổ chức xây dựng lực lượng phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR), biện pháp kỹ thuật lâm sinh... Trong đó biện pháp lâm sinh với việc xây dựng các đường băng và đai xanh cản lửa hợp lý có ý nghĩa quan trọng không chỉ làm giảm tổn thất cháy rừng mà còn lợi dụng sức sản xuất của đất, tăng thêm thu nhập kinh tế, chống xói mòn, bảo vệ cân bằng sinh thái.... Vấn đề lựa chọn loài cây có khả năng phòng chống cháy rừng đã được các chuyên gia về lửa rừng của Đức, Nga, Australia…quan tâm từ những năm đầu của thế kỷ XX. Họ đã bắt đầu đưa ra những ý kiến về việc xây dựng các băng xanh và đai xanh phòng cháy với nhiều loài lá rộng khác nhau. Ở Đức, năm 1922 Voigt đã đề xuất xây dựng băng cản lửa, trên đó tùy theo điều kiện lập địa mà trồng các loài cây như Sồi, Dẻ, Hoa mộc, Keo gai…sau đó nhiều tác giả khác tiếp tục nghiên cứu vấn đề này, những loài cây được chú ý nhất là Sồi đỏ, Hoa mộc [5]. Ở Nga và một số nước khác ở Châu Âu từ những năm 30 đã bắt đầu nghiên cứu những đai rừng trồng hỗn giao giữa cây lá rộng và cây lá kim để phòng cháy cho những khu rừng lá kim rộng lớn, Tới những năm 60 họ đã xác định được một số loài cây chủ yếu như Sồi, Dẻ, Dương…[5]. Ở Trung Quốc vấn đề này đã được đặt ra từ những năm 60 nhưng tới những năm 80 mới được chú trọng và phát triển. Cho đến nay Trung Quốc đã lựa chọn được hàng trăm loài cây có khả năng phòng cháy. Trong đó có các loài chủ yếu thường được trồng là Vối Thuốc, Giổi, San Hô, Trinh nữ, Keo, Dẻ…[5]. Tuỳ điều kiện cụ thể của mỗi nước, trong từng thời kỳ đã áp dụng phương pháp nghiên cứu khác nhau để lựa chọn loài cây có khả năng phòng chống cháy. Tuy nhiên phần lớn tập trung vào 4 phương pháp sau: Phương
16 pháp điều tra hiện trường cháy; phương pháp thí nghiệm đốt thử; phương pháp xác định thực nghiệm; phương pháp đánh giá tổng hợp. Mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm riêng, nhưng đều có chung mục đích để tìm ra các loài cây có khả năng chống chịu lửa tốt nhất. Đáp ứng các tiêu chuẩn như sau: Phù hợp với điều kiện lập địa nơi trồng, có tính thích ứng với nhiều loại đất, kết cấu tán dày, cành lá xum xuê, hàm lượng nước cao. cây thường xanh, cây sinh trưởng nhanh, sống lâu năm, có khả năng tái sinh tốt và cây còn có thể cho gỗ hoặc các sản phẩm khác. Ở Việt Nam, từ những năm 80 đã có một số công trình nghiên cứu về loài cây có khả năng chống chịu lửa trồng trên băng xanh phục vụ công tác phòng cháy. Đặc biệt một số tác giả như Ngô Quang Đê, Phạm Ngọc Hưng (1983), Hoàng Kim Ngũ (1992), Bế Minh Châu (1999)… đã đưa ra một số nguyên tắc lựa chọn loài cây trồng và đề xuất một số loài cây chống chịu lửa và đã giới thiệu một số loài cây cụ thể như: Keo lá chàm (A. auriculiformis), Keo tai tượng (A. mangium Willd), Keo dậu (Leacaena leucocephala de Wit), Vối thuốc răng cưa (Schima superba Gardn. et Champ), Tống quá sủ (Alnus nepalensis), Dứa bà (Agave americana), Thẩu tấu (Phyllanthus emblica L).... Tuy nhiên các tác giả mới chỉ xem xét, đánh giá khả năng chống cháy của các loài cây này trên cơ sở một số đặc điểm sinh vật học và sinh thái học của loài mà chưa đề ra được phương pháp nghiên cứu thích hợp, số lượng loài cây còn ít và kết quả phần nhiều mang tính định tính [5]. Trong những năm trở lại đây vấn đề này đã được một số sinh viên trường đại học Lâm Nghiệp nghiên cứu trong một số đề tài tốt nghiệp như: Nguyễn Quang Dũng (2003), Nguyễn Đình Thái (2006), Vương Thài Huy (2007), Đào Ngọc Hiếu (2007), Trần Đình Hùng (2008). Tuy nhiên các chỉ tiêu đánh giá còn ít và việc lượng hóa phần nhiều mang tính định tính chủ quan và đang ở mức độ thăm dò.
17 Có thể thấy những nghiên cứu này ở nước ta còn rất ít. Các nghiên cứu mới chỉ là bước đầu để tìm ra phương pháp chọn loài cây có khả năng chống chịu lửa, các tác giả mới sử dụng một số ít chỉ tiêu đánh giá và phụ thuộc nhiều vào chủ quan của con người. Trong thực tế, cây trồng trên băng phục vụ công tác phòng cháy còn nghèo nàn cả về loài cây trồng lẫn phương thức trồng nên chưa có sức thuyết phục. 1.2.2. Cây trồng cảnh quan đường phố (Cây xanh đô thị) Cây xanh đô thị đã có vai trò hết sức quan trọng đối với nền văn minh nhân loại từ thời cổ đại. Các quốc gia như Ai Cập, Trung Hoa, La Mã, Hy Lạp… đã xem cây như là biểu tượng cho các vị thần và thờ cúng chúng. Họ đã sử dụng cây xanh trong việc trang trí ngoại thất cho các tượng đài, xây dựng các vườn tín ngưỡng trong các đền thờ. Cùng với việc trồng cây, kiến thức liên quan đến việc chăm sóc cây trồng cũng có từ lâu, khoảng 1500 năm trước công nguyên ở Ai Cập. Đến thế kỷ 17, 18 đã có nhiều nghiên cứu và sách viết về cây xanh: trồng, chăm sóc và phát triển nó ở các đô thị châu Âu. Đầu thế kỷ 19, cây xanh đã trở thành một trong các yếu tố kiến trúc, cảnh quan. Nhiều không gian xanh được hình thành quanh các khu nhà đô thị (Zube,1973) [8] nhưng cũng chỉ giới hạn ở nội đô – nơi tập trung dân cư đông đúc mà chưa gắn được với hệ thống công viên, rừng ngoại vi. Cuộc cách mạng KHKT ra đời và phát triển mạnh mẽ vào cuối thế kỷ XIX đã thúc đẩy sản xuất phát triển, dân cư đô thị ngày càng đông đúc hơn. Nhu cầu nghỉ ngơi giải trí cho cư dân đô thị thời công nghiệp hoá đặt cho các nhà quản lý đô thị phải tính đến việc xây dựng thêm nhiều mảng xanh hơn. Chính vì thế những nghiên cứu về vấn đề cây xanh đô thị đã được hình thành và phát triển mạnh vào thế kỷ XIX. Để nghiên cứu cây xanh đô thị, các nhà nghiên cứu đã đưa ra nhiều thuật ngữ để mô tả như: phức hợp rừng, lâm nghiệp vành đai xanh, kỹ nghệ
18 xanh, lâm nghiệp tiện ích, lâm nghiệp đô thị... Trong số các thuật ngữ đó thì lâm nghiệp đô thị là thuật ngữ được nhiều người chú ý và sử dụng. Năm 1965, Jorgensen lần đầu tiên đã đưa ra định nghĩa lâm nghiệp đô thị ở đại học Toroto (Canada) như sau: “ Lâm nghiệp đô thị không chỉ liên quan đến các cây xanh đô thị hay quản trị các cây cá thể mà còn quản lý cây xanh trên toàn diện tích chịu ảnh hưởng và sử dụng bởi quần thể cư dân đô thị. Diện tích này bao gồm cả thuỷ vực và các vùng nghỉ ngơi, giải trí phục vụ cho cư dân đô thị và các vùng đệm…”[7]. Sau đó vào năm 1978, Hiến chương lâm nghiệp phối hợp (The Cooperative Forestry Act) đã định nghĩa lâm nghiệp đô thị “ Lâm nghiệp đô thị là trồng và tạo lập, bảo vệ và quản trị cây xanh và các thực vật kết hợp dưới dạng cá thể, nhóm nhỏ hay dưới hoàn cảnh rừng trong các thành phố, ngoại ô của thành phố và nông thôn ngoại thành” [7]. Theo định nghĩa này thì phạm vi và chức năng hoạt động của lâm nghiệp đô thị khá rộng liên quan đến nhiều lĩnh vực: lâm nghiệp, nông nghiệp, bảo vệ môi trường, kiến trúc, du lịch, thương mại. Như vậy, vai trò của cây xanh đã có sự thay đổi cơ bản về chức năng trong hệ sinh thái đô thị: trước đây chủ yếu là trang trí và kiến trúc cảnh quan thì nay là điều hoà khí hậu và bảo vệ môi trường. Cây xanh đô thị đã trở thành một chuyên ngành khoa học thực sự - chuyên ngành lâm nghiệp đô thị. Với quan điểm này đòi hỏi phải xây dựng một loạt các giải pháp khoa học công nghệ từ việc quy hoạch đến việc chọn loài cây trồng, xây dựng hệ thống tiêu chuẩn cây trồng, các kỹ thuật trồng trọt, chăm sóc và quản lý. Cho đến những năm cuối thập niên70, đầu những năm 80 thì lâm nghiệp đô thị đã tập trung nghiên cứu một số lĩnh vực như: - Cây xanh đô thị: chủng loại, giá trị và lợi ích trong môi trường đô thị.