Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu biến đổi sử dụng đất phục vụ phát triển sinh kế bền vững khu vực xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn là: Đánh giá mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế của người dân tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, Hà Nội, nhằm góp phần phục vụ phát triển sinh kế bền vững tại đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu biến đổi sử dụng đất phục vụ phát triển sinh kế bền vững khu vực xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Hoàng Hoa NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN SINH KẾ BỀN VỮNG KHU VỰC XÃ TẢN LĨNH, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Hoàng Hoa NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN SINH KẾ BỀN VỮNG KHU VỰC XÃ TẢN LĨNH, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Sử dụng và Bảo vệ Tài nguyên Môi trường Mã số: 60 85 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NG ƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. PH ẠM VĂN CỰ 2
Hà Nội – Năm 2012 LỜI CẢM ƠN! Trong quá trình học tập tại khoa Địa lý trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội và và nghiên cứu tại Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu Biến đổi Toàn cầu (ICARGC) – Đại học Quốc gia Hà Nội trong dự án DANIDA. Ngoài sự cố gắng của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, chu đáo của các thầy, các cô, các cán bộ trong khoa, cũng như từ các cán bộ, nhân viên trong Trung tâm. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô, đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Phạm Văn Cự đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập, cũng như thời gian làm luận văn. Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cán bộ trong Trung tâm ICARGC, tới dự án DANIDA đã cung cấp, hỗ trợ dữ liệu và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn của mình. Cuối cùng em rất mong tiếp tục nhận được những nhận xét, góp ý của các thầy, các cô để luận văn được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Học viên thực hiện Nguyễn Hoàng Hoa 3
4
Mục lục 5
Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1. Khung sinh kế bền vững 19 Hình 2.1. Bản đồ hành chính xã Tản Lĩnh 28 Hình 2.2. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tản Lĩnh năm 1993 38 Hình 2.3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tản Lĩnh năm 2005 39 Hình 2.4. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tản Lĩnh năm 2010 40 Hình 2.5. Bản đồ biến động sử dụng đất xã Tản Lĩnh giai đoạn 1993 – 2005 45 Hình 2.6. Bản đồ biến động sử dụng đất xã Tản Lĩnh giai đoạn 2005 2010 46 Hình 3.1. Biểu đồ thống kê số hộ tham gia các loại hình sinh kế năm 2005 và 52 2011 theo tỷ lệ % Hình 3.2. Biểu đồ thống kê số hộ có nguồn thu nhập từ các loại hình sinh kế 53 năm 2005 và 2011 theo tỷ lệ % Hình 3.3. Đồ thị Scree plot 58 Hình 3.4. Đồ thị giá trị các biến trong ma trận thành phần sau khi quay 60 Varimax Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phân bố các giá trị nhân tố 62 Hình 3.6. Bản đồ giá trị nhân tố của thành phần chính “Sinh kế nông nghiệp 6 mới” 4 Hình 3.7. Bản đồ giá trị nhân tố của thành phần chính “Sinh kế nông nghiệp 65 truyền thống” Danh mục các bảng biểu Bảng 2.1.Cơ cấu kinh tế các ngành của xã Tản Lĩnh 34 Bảng 2.2. Bảng mô tả dữ liệu ảnh Landsat 36 Bảng 2.3. Diện tích và cơ cấu các loại đất xã Tản Lĩnh năm 1993 37 Bảng 2.4. Diện tích và cơ cấu các loại đất xã Tản Lĩnh năm 2005 37 Bảng 2.5. Diện tích và cơ cấu các loại đất xã Tản Lĩnh năm 2010 41 Bảng 2.6. Bảng biến động diện tích các loại hình sử dụng đất 19932010 43 Bảng 3.1. Bảng mô tả định tính các biến 54 6
Bảng 3.2. Bảng mô tả định lượng các biến 55 Bảng 3.3. Ma trận tương quan giữa các biến 56 Bảng 3.4. Kết quả kiểm tra KMO và Bartlett 56 Bảng 3.5. Tính cộng đồng (Communalities) của các biến 57 Bảng 3.6. Giải thích phương sai tổng thể (Total Variance Explained) 58 Bảng 3.7. Ma trận thành phần 59 Bảng 3.8. Bảng kết quả giá trị nhân tố của từng trường hợp trong PCA 63 Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt PCA Principal Component Analysis – Phân tích trục thành phần chính GIS Geographic Information System – Hệ thông tin địa lý KMO Thống kê KaiserMeyerOlkin 7
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Từ xưa tới nay, cuộc sống con người luôn gắn liền với đất đai. Việc khai thác sử dụng đất đai không chỉ đem lại nơi ở, thức ăn cho con người mà còn rất nhiều nguồn lợi quý giá khác. Tuy nhiên, một thực tế có thể dễ dàng nhận thấy là diện tích đất đai có thể sử dụng thường không đổi, thậm chí có xu hướng suy giảm, trong khi đó, dân số lại không ngừng tăng lên, hay nói cách khác là càng ngày càng thiếu đất đai để phục vụ cho những nhu cầu thiết yếu của con người. Thực tế này bắt buộc con người phải tìm ra những chính sách, biện pháp thay đổi sinh kế sao cho vừa duy trì và nâng cao cuộc sống, đồng thời vừa đảm bảo được nguồn tài nguyên đất đai. 8
Tại Việt Nam, một nước có nền sản xuất nông nghiệp chiếm ưu thế, câu nói “Tấc đất, tấc vàng” vốn không còn xa lạ với mỗi người dân. Đất đai cũng chính là yếu tố khởi đầu trong trong sản xuất nông nghiệp nói riêng và công cuộc Đổi mới nói chung – một cuộc cải cách kinh tế xã hội có ý nghĩa quan trọng nhất đối với Việt Nam từ lúc thành lập tới nay. Với những chính sách cải cách do chính phủ đề ra qua từng thời kỳ, quá trình sử dụng đất đai của người dân cũng dần dần thay đổi cùng với sự biến đổi về sinh kế. Cũng nằm trong xu hướng phát triển đó, xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội, đã và đang diễn ra những sự thay đổi trong sử dụng đất và sinh kế của người dân, đặc biệt từ sau khi Luật đất đai 1993 và Luật đất đai mới năm 2003 ra đời. Cụ thể, khác với trước đây, bên cạnh loại hình sử dụng đất chủ yếu là trồng lúa, hoa màu; nơi đây đã xuất hiện thêm loại hình mới là trồng cỏ (phục vụ nuôi bò sữa), và sinh kế của người dân cũng phát triển thêm rất nhiều phương thức mới như nuôi bò sữa hay thu mua sản phẩm sữa. Tuy nhiên, những nghiên cứu về những sự thay đổi nói trên tại Việt Nam nói chung và xã Tản Lĩnh nói riêng chỉ diễn ra tách biệt trong từng vấn đề sử dụng đất hoặc sinh kế mà ít có sự quan tâm tới mối quan hệ giữa chúng. Điều này dẫn đến những kết quả đánh giá thiếu chính xác, ảnh hưởng tới việc đưa ra những chiến lược sinh kế phù hợp, bền vững cả về lợi ích kinh tế xã hội và tài nguyên thiên nhiên. Nhằm góp phần giải quyết vấn đề này, trong khuôn khổ luận văn thạc sỹ, học viên đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu biến đổi sử dụng đất phục vụ phát triển sinh kế bền vững khu vực xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội”. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu: Đánh giá mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế của người dân tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, Hà Nội, nhằm góp phần phục vụ phát triển sinh kế bền vững tại đây. Nhiệm vụ nghiên cứu: 9
o Phân tích sự biến động sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu giai đoạn 1993 2010 tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. o Xác định mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế của người dân tại xã Tản Lĩnh. o Đánh giá về các loại hình sinh kế liên quan tới sử dụng đất nông nghiệp tại xã Tản Lĩnh 3. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: Đề tài nghiên cứu được thực hiện tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Phạm vi khoa học: + Đánh giá biến động sử dụng đất tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, Hà Nội giai đoạn từ 1993 đến 2010. + Phân tích mối quan hệ giữa sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế của người dân xã Tản Lĩnh nhằm đưa ra đánh giá về hướng phát triển sinh kế. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Xác định mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế để từ đó đưa ra những đánh giá phù hợp về phát triển sinh kế của người dân. Ý nghĩa thực tiễn: Sử dụng phương pháp phân tích thành phần chính kết hợp với không gian hóa dữ liệu điều tra nông hộ để thể hiện mối quan hệ giữa sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế, nhằm phục vụ đánh giá phương thức sinh kế gắn với hoạt động nông nghiệp của người dân tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, Hà Nội. 5. Cơ sở dữ liệu và phương pháp nghiên cứu Cơ sở dữ liệu Kết quả điều tra 198 hộ gia đình trên toàn bộ 13 thôn của xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội thuộc dự án “Tác động của biến đổi khí hậu đến 10
biến đổi sử dụng đất và thay đổi sinh kế cộng đồng ở đồng bằng sông Hồng” (DANIDA) của Trung tâm quốc tế nghiên cứu biến đổi toàn cầu, Đại học Quốc gia Hà Nội. Số liệu thống kê kinh tế xã hội xã Tản Lĩnh năm 2008 và 2009. Ảnh vệ tinh Landsat các năm 1993, 2005, và 2010 tại khu vực nghiên cứu. Bản đồ nền xã Tản Lĩnh năm 2005 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp 1: Phương pháp điều tra nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân Phương pháp điều tra nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (Participatory Rural appraisal – PRA), sau đây sẽ gọi tắt là phương pháp PRA, là một phương pháp hệ thống bán chính quy được tiến hành ở một địa điểm cụ thể bởi một nhóm liên ngành và được thiết kế để thu thập được những thông tin cần thiết và những giả thuyết cho sự phát triển nông thôn. Mục tiêu của phương pháp này là xã hội có thể chấp nhận, có hiệu quả kinh tế, và hệ sinh thái phát triển bền vững. PRA giả định rằng sự tham gia tích cực của các cộng đồng địa phương vào suốt các tiến trình của các chương trình/ đề án phát triển nông thôn là yếu tố quyết định sự thành công. Các đặc điểm của PRA bao gồm: sự bỏ qua tối ưu (tránh những chi tiết và độ chính xác không cần thiết cũng như việc thu thập quá nhiều số liệu không thật sự cần cho mục đích của PRA), tính đa dạng của phân tích hay tam giác (tam giác được xây dựng trong mối liên hệ với cơ cấu nhóm công tác, các nguồn thông tin về con người, địa điểm… và phối hợp các kỹ thuật), nhóm liên ngành, tính phối hợp các kỹ thuật, tính linh hoạt và không bắt buộc, sự tham gia của cộng đồng, và cân bằng định kiến [23]. Các kỹ thuật đánh giá nhanh nông thôn với sự tham gia của người dân có thể được lựa chọn và áp dụng để phù hợp với các giai đoạn khác nhau hoặc là của khuyến nông, nghiên cứu hay các chương trình phát triển chung, từ giai đoạn đánh giá những nhu cầu ban đầu, đến theo dõi đánh giá và cuối cùng là giai đoạn 11
áp dụng thực hiện của bất kỳ một đề án nào. Cụ thể, trong đề tài này, PRA được sử dụng trong giai đoạn đầu của dự án “Tác động của biến đổi khí hậu đến biến đổi sử dụng đất và thay đổi sinh kế cộng đồng ở đồng bằng sông Hồng” (DANIDA) của Trung tâm quốc tế nghiên cứu biến đổi toàn cầu, Đại học Quốc gia Hà Nội. Trong đó, trình tự tiến hành theo các bước chính: Chọn điểm và thông qua các thủ tục, cho phép của chính quyền địa phương Tiền trạm điểm để khảo sát Điều tra chọn mẫu để thu thập thông tin: không gian, thời gian (giai đoạn 2005 – 2011), đặc điểm kinh tế xã hội. Tổng hợp số liệu và phân tích các vấn đề phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu. Trong đó, trong giai đoạn điều tra chọn mẫu, riêng tại xã Tản Lĩnh, số hộ mẫu được lựa chọn tại 13 thôn trung bình là 15 hộ/thôn với tổng số là 198 hộ, dựa trên danh sách cử tri bầu cử hội đồng nhân dân cấp xã năm 2011 và theo phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên. Phương pháp 2: Phương pháp khảo sát thực địa Việc khảo sát thực địa được thực hiện vào tháng 4/2011 và tháng 9/2012 nhằm mục đích kiểm chứng các mẫu giải đoán, kiểm tra độ chính xác của các yếu tố địa lý của khu vực, độ chính xác của các ranh giới sử dụng đất, bổ sung các yếu tố địa vật đặc trưng hay các yếu tố kinh tế văn hóa xã hội mà không thể đoán nhận được ở trong phòng. Tuyến thực địa được thực hiện dọc theo trục đường giao thông chính xuyên qua xã Tản Lĩnh. Việc cập nhật hiện trạng và biến động sử dụng đất năm 1993, 2005 và 2010 được kết hợp giữa khảo sát thực địa, đo GPS xác định điểm và ranh giới khu vực và lấy thông tin từ cán bộ, người dân địa phương. Dựa vào kết quả đo vẽ ngoài thực địa và bản đồ nền xã Tản Lĩnh năm 2005, bản đồ hiện 12
trạng sử dụng đất các năm 1993, 2005 và 2010 được đối chiếu, kiểm tra độ chính xác và hiệu chỉnh thành bản đồ hoàn chỉnh. Phương pháp 3: Phương pháp viễn thám và GIS Với dữ liệu là ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình Landsat, quá trình phân loại ảnh dựa theo phương pháp phân loại có giám sát (supervised classification) với thuật toán phân loại hợp lý tối đa (Maximum Likelihood) sử dụng phần mềm Envi 4.7. Phân loại theo phương pháp này coi số liệu thống kê của mỗi lớp trong mỗi kênh ảnh được phân tán một cách thông thường và phương pháp này có tính đến khả năng một pixel thuộc một lớp nhất định. Nếu như không chọn một ngưỡng xác suất thì sẽ phải phân loại tất cả các pixel. Mỗi pixel được gán cho một lớp có độ xác suất cao nhất (maximum likelihood). Phương pháp này cho rằng các band phổ có sự phân bố chuẩn và các pixel sẽ được phân loại vào lớp mà nó có xác suất cao nhất. Việc tính toán không chỉ dựa vào giá trị khoảng cách mà còn dựa vào cả xu thế biến thiên độ xám trong mỗi lớp. Đây là một phương pháp phân loại khá chính xác nhưng đòi hỏi nhiều thời gian tính toán và phụ thuộc vào sự phân bố chuẩn của dữ liệu. Việc giải đoán ảnh dựa trên hai nhóm chính là các yếu tố ảnh và các yếu tố địa kỹ thuật: Các yếu tố ảnh (photo elements): gồm t ôn ảnh (tone), hoa văn ảnh( texture), kiểu mẫu ( Pattern), hình dạng (Shape); kích thước (Size); bóng râm( Shadow); vị trí (Site); màu (Colour). Trong đó, tôn ảnh là dấu hiệu quan trọng để xác định đối tượng. Sự khác biệt của tôn ảnh phụ thuộc vào nhiều tính chất khác nhau của đối tượng. Những khu vực ngập nước như hồ, biển, sông phản xạ ánh sáng rất yếu, nên sẽ có màu đen trên ảnh. Những nơi canh tác nông nghiệp như ruộng lúa nước có màu xám trên ảnh. Tôn ảnh chỉ thị đặc điểm về thành phần vật chất và độ ẩm của đất đá. Cách phân loại tôn ảnh mang tính chất tương đối, nên chỉ có thể so sánh đối chiếu tôn ảnh của một loạt ảnh chụp trong cùng một điều kiện. Nói chung tôn 13
ảnh sáng có liên quan với các vùng đất đá hạt thôi, thoát nước tốt. Tôn ảnh sẫm liên quan tới các vùng đất đá hạt mịn, thoát nước kém. Ngoài ra, màu của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) cũng là yếu tố quan trọng, giúp cho người giải đoán có thể phân biệt nhiều đối tượng có đặc điểm tôn ảnh tương tự như nhau trên ảnh đen trắng. Tổ hợp màu giả thông dụng trong ảnh Landsat là xanh lơ (blue), xanh lục (green) và đỏ (red) thể hiện các nhóm yếu tố cơ bản là: thực vật từ màu hồng đến màu đỏ, nước xanh lơ nhạt đến xanh lơ xẫm; đất trống, đá lộ có màu trắng. Ngoài ra, một số đối tượng khác cũng có màu đặc biệt: đô thị màu xanh lơ, đất trồng màu có cây vụ đông các loại màu hồng đến màu vàng. Ngoài 3 tổ hợp màu giả đã nêu trên, rất nhiều tổ hợp màu giả khác có thể tạo ra bằng phương pháp quang học ( dùng các tấm lọc màu) hoặc bằng kỹ thuật xử lý ảnh số để phục vụ cho giải đoán ảnh. Các yếu tố địa kỹ thuật ( Geotechnical elements): gồm địa hình, thực vật, hiện trạng sử dụng đất, mạng lưới sông suối, hệ thống các khe nứt lớn và các yếu tố dạng tuyến, và sự tổ hợp các yếu tố giải đoán. Trong đó, địa hình cho phép phân biệt sơ bộ các yếu tố trên ảnh, từ đó định hướng rất rõ trong phân tích. Sự phân bố của một kiểu thảm thực vật và đặc điểm của nó (mật độ tán che, sinh khối ) là một dấu hiệu quan trọng để phân biệt đối tượng. Hiện trạng sử dụng đất cung cấp những thông tin quan trọng để xác định các đối tượng (Ví dụ: lúa một vụ vùng bồi cao, lúa hai vụ vùng thấp thường xuyên vừa đủ nước đó là các đồng bằng phù sa). Mạng lưới sông suối có quan hệ rất mật thiết với dạng cấu hình, độ dốc, lớp vỏ phong hóa, nền thạch học, đồng thời nó cũng cho biết đặc điểm cấu trúc địa chất của khu vực. Những thông số của hệ thống khe nứt cần được xem xét đến là hướng, mật độ, hình dạng, độ lớn, giúp xác định và phân biệt rất nhiều đối tượng, đồng thời cũng là thông số để đánh giá đối tượng. Ngoài ra, trong quá trình giải đoán, bên cạnh việc phân tích các yếu tố riêng lẻ còn xem xét đến sự tập hợp trong không gian của từng nhóm yếu tố. Sự tập hợp 14
đó có thể tạo nên một dạng hay một kiểu địa hình, từ đó giúp người giải đoán có thể hiệu chỉnh, loại bỏ những sai sót và nâng cao độ chính xác. Trình tự phân loại ảnh gồm các bước sau: Bước 1: Xác định số loại thông tin cần phân chia trong khu vực, các loại cần được định nghĩa rõ ràng về mặt chỉ tiêu, các chỉ tiêu này cần được lựa chọn có tính đến đặc thù của dữ liệu ảnh vệ tinh ( thời gian thu nhận ảnh, độ phân giải không gian, phổ…) Bước 2: Tuyển chọn các đặc trưng bao gồm các đặc trưng về phổ của đối tượng (ảnh đa phổ), biến động về thời gian (ảnh đa thời gian) hoặc cấu trúc cụ thể của đối tượng nhằm thiết lập tiêu chuẩn cho phép phân biệt giữa các loại quan tâm (xử lý riêng rẽ hoặc phối hợp với nhau ). Bước 3: Chọn vùng mẫu trên ảnh bao gồm dữ liệu tương ứng với vùng mẫu được khảo sát thực địa hoặc từ những dữ liệu cần thiết được lựa chọn dựa trên bước 1 và bước 2. Các số liệu được lấy trên cơ sở vùng mẫu có ý nghĩa quyết định trong việc thành lập các chỉ tiêu và luật quyết định trong phân loại, từ đó chọn thuật toán thích hợp là thuật toán hợp lý tối đa của phương pháp có giám định, còn gọi là phân loại giám sát. Bước 4: Ước tính thống kê vùng mẫu nhằm xác định các giá trị tương ứng với loại phổ trong không gian đặc trưng của đối tượng quan tâm, từ đó áp dụng nhiều phương pháp phân loại khác nhau ứng với vùng mẫu và so sánh kết quả đạt được nhằm tìm thuật toán tối ưu cho cho kết quả phân loại. Bước 5: Thực hiện phân loại, các pixel sẽ được phân tuần tự vào các loại tương ứng đã xác định. Bước 6: Ảnh sau khi phân loại được làm trơn bởi các thuật toán lọc, đây là giai đoạn hậu xử lý sau khi phân loại. Bước 7: Kiểm tra phân loại để đánh giá độ chính xác và mức độ tin cậy của ảnh sau khi phân loại. Kết quả phân loại được kiểm tra bằng cách so sánh 15
ảnh phân loại với dữ liệu tham khảo đã có (bản đồ nền xã Tản Lĩnh năm 2005 và dữ liệu đo GPS ngoài thực địa). Bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Tản Lĩnh năm 1993, 2005 và 2010 sẽ được sử dụng làm đầu vào cho công đoạn thành lập bản đồ biến động sử dụng đất trong phần mềm Arcgis desktop 10.0. Để tạo ra được bản đồ biến động sử dụng đất thì đề tài đã sử dụng công cụ Intersect (giao nhau giữa các đối tượng trên hai lớp khác nhau tạo thành nhiều đối tượng mới nhỏ hơn có tất cả các thuộc tính của 2 layer). Phương pháp 4: Phương pháp phân tích nhân tố Phân tích nhân tố là mô hình toán học cho phép đưa số lượng lớn chỉ tiêu quan trắc về một số các nhân tố mà chỉ bị mất mát một phần những thông tin ban đầu. Các nhân tố là những tổ hợp tuyến tính của các chỉ tiêu quan trắc. Trên cơ sở các nhân tố này, ta có thể tính được các chỉ số tổng hợp mang thông tin khái quát mới về chất [1]. Phân tích nhân tố được sử dụng trong các trường hợp sau: Nhận diện các khía cạnh hay nhân tố giải thích được các liên hệ tương quan trong một tập hợp biến. Nhận diện một tập hợp gồm 1 số lượng biến mới tương đối ít không có tương quan với nhau để thay thế tập hợp biến gốc có tương quan với nhau nhằm thực hiện phân tích đa biến tiếp theo. Để chọn ra một tập hợp con gồm các biến nổi trội từ một tập hợp nhiều biến nhằm sử dụng trong các phân tích đa biến kế tiếp. Trong đề tài này, phương pháp phân tích nhân tố được sử dụng là phân tích trục thành phần chính (Principal Component Analysis – PCA). PCA là công cụ phân tích nhân tố sử dụng với mục đích giảm dữ liệu. Thuật toán PCA tìm kiếm sự kết hợp tuyến tính giữa các biến mà phương sai của chúng đạt cực đại. Sau đó, loại bỏ phương sai này ra khỏi mô hình và cố gắng tìm kiếm sự kết hợp tuyến tính thứ hai để có thể giải thích tối đa phần còn lại của phương sai và quá 16
trình tiếp tục được thực hiện tới khi tất cả các phương sai được loại trừ hết. Đây được gọi là phương pháp trục thành phần chính và kết quả là các nhân tố trực giao (do vậy không có quan hệ). Hiển thị PCA được thực hiện với mục đích giảm số lượng lớn các biến gốc sẵn có (lớn hơn 150 biến) xuống một số lượng ít hơn các nhân tố cho mục đích mô hình và giải đoán. Do số lượng trường hợp trong cơ sở dữ liệu này nhỏ (N=13), nên chỉ một số biến giới hạn được sử dụng trong phép PCA mang lại kết quả có ý nghĩa. Nói cách khác, “chỉ cần tính cộng đồng (communalities) cao, số lượng các nhân tố dự kiến tương đối nhỏ, và mô hình lỗi thấp (một điều kiện thường đi với tính cộng đồng cao), các nhà nghiên cứu và đánh giá không nên quá quan tâm về kích thước mẫu nhỏ [25], hay “dữ liệu mạnh trong phân tích nhân tố có nghĩa là tính cộng đồng mang tính thống nhất cao, mà không có tải trọng chéo, cộng thêm một số tải trọng biến mạnh trên mỗi nhân tố [15]. Đề tài đã thực hiện qua nhiều lần thử chứng tỏ để có một ma trận với tương quan không quá tồi, mỗi một lần phân tích không nhiều hơn 6 hoặc 7 biến. Có thể nói là dị thường trong ma trận tương quan nảy sinh khi hai hoặc nhiều biến trong mô hình được loại bỏ hoàn toàn. Mức độ đầy đủ của mẫu theo thống kê KaiserMeyerOlkin (KMO) được sử dụng trong việc chọn biến. KMO giúp việc đoán liệu dữ liệu thể hiện có là nhân tố không, trên cơ sở các quan hệ và bán quan hệ. KMO có giá trị từ 0 đến 1. SPSS tính KMO tập hợp theo từng KMO cho mỗi biến thành phần trong PCA. Theo tác giả Jullie Pallant [24], KMO tập hợp cần phải lớn hơn hoặc bằng 0.6 mới nên đưa vào phân tích nhân tố, kể cả PCA. Mỗi KMO đơn lẻ được sử dụng để xác định biến nào có thể loại ra trong quá trình phân tích, những KMO nhỏ nhất được loại trước, sau đó chạy lại PCA đến khi KMO tập hợp đạt yêu cầu. Sau khi đã ép được theo yêu cầu và chấp nhận giải pháp cuối cùng, cần phải quyết định những nhân tố nào nên được giữ lại trong phân tích. Ví dụ trong luật Kaiser, tiêu chí được sử dụng là các thành phần được giữ lại cần phải có giá trị 17
eigen lớn hơn 1. Điều quan trọng là khả năng hiểu được của các nhân tố. Nói cách khác, các thành phần được giữ lại cần phải có ý nghĩa thực tiễn trong nghiên cứu. Cuối cùng, các nhân tố trong bảng được đưa ra Excel và lưu dưới dạng DBF (khuôn dạng của dBASE IV). Dữ liệu kết quả được nhập vào ArcGIS. Việc kết hợp giữa các lớp thông tin địa lý và bảng số liệu giúp hiển thị lại kết quả của PCA theo không gian. Hiển thị này được trình bày trên nền mầu đồ giải với màu lạnh khi nhân tố nhỏ hơn 0 và màu nóng khi giá trị cao. Mỗi thành phần được thể hiện trên bản đồ bằng công cụ ArcGis. 6. Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm 3 phần chính. Trong đó, chương đầu tiên tổng quan các vấn đề lý luận chung về biến đổi sử dụng đất, sinh kế bền vững, mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất và sinh kế, đồng thời tổng quan lại các công trình nghiên cứu được thực hiện tại xã Tản Lĩnh, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Chương tiếp theo nêu các đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội tại khu vực nghiên cứu và phân tích biến động sử dụng đất giai đoạn 1993 – 2010 tại đây. Chương cuối phân tích mối quan hệ giữa biến đổi sử dụng đất nông nghiệp và sinh kế của người dân tại xã Tản Lĩnh, từ đó nêu những đánh giá về các loại hình sinh kế nông nghiệp liên quan. Chương 1 – TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ LÝ LUẬN 1.1. Tổng quan về nghiên cứu biến đổi sử dụng đất Thực tế, sử dụng đất thường được hiểu đơn giản là các hoạt động làm thay đổi bề mặt trái đất của con người. Trong khi đó, khái niệm của quá trình chuyển đổi sử dụng đất đề cập đến bất kỳ sự thay đổi trong hệ thống sử dụng đất từ một trạng thái này sang một trạng thái khác [20]. Theo các tác giả Eric F. Lambin, Patrick Meyfroidt [20], sử dụng đất hiện nay diễn ra theo hai xu hướng: thứ nhất là các quá trình thay đổi dần dần ở quy mô rộng lớn và thứ hai là sự chuyển đổi đột ngột để ứng phó với các sự kiện quan trọng ở cấp cộng đồng địa 18
phương hoặc cá nhân. Quá trình biến đổi sử dụng đất có liên quan tới sự thay đổi trong sự cung cấp hàng hóa và dịch vụ sinh thái mà xã hội con người phụ thuộc. Sự đa dạng lớn trong bối cảnh địa lý và lịch sử có liên quan tới biến đổi sử dụng đất và rất nhiều sự phức tạp trong cả hai hệ thống sinh thái và xã hội. Theo các tác giả Eric F. Lambin, Patrick Meyfroidt [20], hai động lực cơ bản ảnh hưởng tới quyết định sử dụng đất nói chung là: (i) động lực sinh thái – xã hội; và (ii) các động lực kinh tế xã hội. Trong đó, động lực sinh thái – xã hội là động lực nội sinh (gồm: sự phát triển có giới hạn của nguồn tài nguyên thiên nhiên và chu kỳ thích ứng; sự thiếu hụt đất đai và thâm canh nông nghiệp; điều chỉnh sử dụng đất), mang tính địa phương, xuất hiện khi dòng hàng hóa và dịch vụ được cung cấp bởi các hệ sinh thái tự nhiên bị suy giảm nghiêm trọng, khiến chúng buộc phải làm chậm hoặc thậm chí đảo ngược sự biến đổi sử dụng đất. Động lực kinh tế xã hội là các động lực ngoại sinh (gồm: sự hiện đại hóa kinh tế, thuê đất và tiếp cận thị trường, chế độ sở hữu đất đai, thương mại toàn cầu, sự phổ biến của các ý tưởng bảo vệ môi trường toàn cầu), bắt nguồn từ cấp độ tổ chức cao hơn, từ khu vực lân cận, hoặc từ các cuộc cải cách địa phương, dẫn đến sự chuyển dịch từ mở rộng sử dụng đất sang phục hồi hệ sinh thái tự nhiên ở quy mô quốc gia. Liên quan tới biến đổi sử dụng đất, dựa trên 320 nguồn tài liệu từ sách báo, tạp chí trong các lĩnh vực kỹ thuật, vật lý, khoa học xã hội, có những từ “sử dụng đất”, “biến đổi sử dụng đất”, “biến đổi lớp phủ và sử dụng đất” hoặc “biến đổi lớp phủ đất” trong tiêu đề hoặc từ khóa (có sự giới hạn đối với một khái niệm rộng lớn hơn của các lĩnh vực có sự tham gia của phương pháp tiếp cận quản lý nhân chủng học/môi trường kết hợp với các chủ đề như: cải cách đất đai, quyền sử dụng đất, quản lý đất đai và quyền sở hữu, tái định cư, và quan điểm cộng đồng về đất đai), các tác giả B. McCusker và E.R.Carr đã tổng kết lại 4 xu hướng nghiên cứu chính [22]: 19
Nguyên nhân của sự biến đổi sử dụng đất thường được cho là do kết hợp lại các động lực được xác định một cách rộng rãi . Việc nghiên cứu về nguyên nhân của sự thay đổi hướng tới tiếp cận các động lực biến đổi mang tính toàn cầu hoặc khu vực. Biến đổi sử dụng đất thường được coi như là kết quả của các quá trình khác (chính trị, kinh tế, môi trường), đóng vai trò như một điều kiện cho những quá trình ở quy mô địa phương và toàn cầu, thay vì là một quá trình được thành lập bởi mối quan hệ quyền lực địa phương, khu vực, và quốc gia. Các tài liệu có xu hướng hướng tới nghiên cứu các hộ gia đình (sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống – gợi nhắc phương pháp tiếp cận văn hóa sinh thái tới tương tác con người môi trường) và kết quả mô hình hóa. Trong đó, đáng lưu ý là các tác giả đã nhận thấy các vấn đề sau: Xu hướng trong lý thuyết biến đổi sử dụng đất chỉ dừng lại ở xác định động lực và mô hình hóa kết quả dựa trên những gì tìm được, mà ít khi đi sâu vào nguyên nhân tại sao lại là những động lực này làm biến đổi sử dụng đất và cách chúng xây dựng mang tính xã hội như thế nào. Tuy lý thuyết biến đổi sử dụng đất theo hướng kết quả mô hình hóa phần nào đáp ứng nhu cầu thực tế cho việc ra chính sách với các kịch bản biến đổi nhưng vẫn có sự hạn chế bởi các mô hình này không thể nắm bắt được sự phức tạp của các động lực dẫn đến những thay đổi về đối tượng quan sát, và như vậy, việc thực hiện những mô hình phức tạp nhất bị giới hạn. Thậm chí, việc lập mô hình hóa dữ liệu ngay cả trong trường hợp chỉ có một động lực điều khiển quá trình biến đổi sử dụng đất cũng không hiệu quả khi có nhiều thay đổi được quan sát theo kinh nghiệm, vì chúng bắt đầu ở quy mô sai của quá trình xã hội. 20