Kiều Quốc Lập và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
93(05): 29 - 33<br />
<br />
ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THÍCH NGHI SINH THÁI<br />
CỦA CÂY THẢO QUẢ VỚI CÁC ĐIỀU KIỆN SINH KHÍ HẬU TỈNH LÀO CAI<br />
Kiều Quốc Lập, Đỗ Thị Vân Hương*<br />
Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên<br />
<br />
TÓM TẮT<br />
Hệ thống thông tin địa lí (GIS) có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu đánh giá cơ bản.<br />
Bài báo giới thiệu ứng dụng công nghệ GIS như là một công cụ để đánh giá mức độ thích nghi<br />
sinh thái của cây Thảo quả với các điều kiện khí hậu nói chung và sinh khí hậu nói riêng. Nghiên<br />
cứu được thực hiện tại tỉnh Lào Cai - một tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện khí hậu rất đa dạng.<br />
Bước đầu kết quả nghiên cứu đã chỉ ra mức độ thích nghi của cây Thảo quả rất khác biệt giữa các<br />
khoanh vi sinh khí hậu. Dựa vào kết quả này kết hợp với các nghiên cứu đánh giá tổng hợp khác<br />
để định hướng quy hoạch cây trồng phù hợp.<br />
Từ khóa: GIS, sinh khí hậu, đánh giá thích nghi, cây Thảo quả.<br />
<br />
ĐẶT VẤN ĐỀ*<br />
Ngày nay chúng ta đang chứng kiến sự phát<br />
triển mạnh mẽ cùng với những ứng dụng to<br />
lớn của công nghệ thông tin. Hệ thống thông<br />
tin địa lí (GIS) là một nhánh của công nghệ<br />
thông tin nhằm thu thập, lưu trữ, thể hiện và<br />
chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất không<br />
gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán<br />
ứng dụng phục vụ cho các mục đích cụ thể. GIS<br />
còn là công cụ để đánh giá, nghiên cứu, phân<br />
tích và mô phỏng các dữ liệu không gian.<br />
Lào Cai là tỉnh miền núi phía Bắc của Việt<br />
Nam có điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên<br />
nhiên rất đặc sắc. Tài nguyên khí hậu đa<br />
dạng, có sự phân hoá rõ rệt. Đây chính là điều<br />
kiện thuận lợi để phát triển đa dạng các loại<br />
cây trồng từ cây trồng nhiệt đới, cận nhiệt đến<br />
cây trồng ôn đới. Những năm gần đây theo<br />
định hướng chỉ đạo chuyển dịch cơ cấu cây<br />
trồng vật nuôi, tỉnh Lào Cai đặc biệt chú ý<br />
đến những cây trồng mạng lại hiệu quả kinh<br />
tế cao, bền vững với môi trường tự nhiên.<br />
Thảo quả là cây dược liệu và hương liệu rất<br />
có giá trị, đang được tỉnh đặc biệt quan tâm<br />
định hướng mở rộng diện tích. Trong bài báo<br />
này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu<br />
ứng dụng công nghệ GIS như là một phương<br />
pháp chủ đạo để đánh giá mức độ thích nghi<br />
của các điều kiện sinh khí hậu ảnh hưởng đến<br />
quá trình sinh trưởng và phát triển của cây<br />
*<br />
<br />
Tel: 0917 758595, Email: vanhuongdhkh@gmail.com<br />
<br />
Thảo quả. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa<br />
học để đề xuất các giải pháp quy hoạch, mở<br />
rộng diện tích trồng cây.<br />
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br />
Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi sử dụng<br />
một số phương pháp sau:<br />
- Phương pháp tiếp cận kiểu Boolean: Khi<br />
đánh giá thích nghi sinh thái cây Thảo quả<br />
chúng tôi tiến hành chia những vùng ra làm 2<br />
nhóm: thích nghi và không thích nghi. Trong<br />
trường hợp này, các tiêu chuẩn tham gia đánh<br />
giá đều chuyển về giới hạn Boolean, các tiêu<br />
chuẩn (các lớp thông tin) được chồng xếp để<br />
nhận dạng những vùng thỏa mãn tất cả các<br />
giới hạn.<br />
- Phương pháp phân tích thứ bậc: Các yếu<br />
tố sinh khí hậu (SKH) có mức độ ảnh hưởng<br />
khác nhau đến sự sinh trưởng phát triển của<br />
cây Thảo quả. Trong quá trình lựa chọn tiêu<br />
chuẩn đánh giá, phương pháp phân tích thứ<br />
bậc (AHP) được áp dụng để gán các trọng số<br />
Wi cho các tiêu chuẩn. Các tiêu chuẩn được<br />
phân loại theo thang điểm chuẩn để có thể so<br />
sánh được với nhau.<br />
- Phương pháp chồng lớp (Overlay): Đây<br />
được coi là phương pháp đồng thời cũng là<br />
công cụ quan trọng trong ứng dụng công nghệ<br />
GIS. Bản đồ Sinh khí hậu và bản đồ đánh giá<br />
là kết quả của việc chồng xếp các lớp bản đồ<br />
và các giá trị thành phần.<br />
- Phương pháp đánh giá đa tiêu chuẩn: Bản<br />
đồ đánh giá thích nghi của cây Thảo quả đối<br />
29<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Kiều Quốc Lập và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
với các điều kiện SKH được xây dựng theo kĩ<br />
thuật MCE (Multi Criteria Evaluation) trên<br />
nền GIS. Đây là kĩ thuật đánh giá đa tiêu<br />
chuẩn dựa trên các chỉ tiêu SKH ảnh hưởng<br />
đến cây trồng.<br />
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br />
Chỉ tiêu thích nghi sinh thái của cây Thảo<br />
quả với các điều kiện khí hậu<br />
Thảo quả là cây thường xanh quanh năm, đặc<br />
biệt ưa bóng và ưa ẩm. Điều kiện sinh thái<br />
quan trọng nhất là phải trồng dưới tán rừng, ở<br />
độ cao từ 1600 - 2200m, nơi thường xuyên có<br />
mây mù, ẩm ướt và nhiệt độ trung bình năm<br />
khá thấp. Điều kiện khí hậu ảnh hưởng đến<br />
cây Thảo quả được nhiều tác giả nghiên cứu.<br />
Trên cơ sở phân tích tổng hợp, chúng tôi đã<br />
đưa ra các ngưỡng sinh thái thích nghi của điều<br />
kiện khí hậu đối với cây Thảo quả (Bảng1). Đây<br />
cũng được coi là ngưỡng sinh thái chuẩn để lựa<br />
chọn chỉ tiêu đánh giá trên GIS.<br />
Thành lập bản đồ đánh giá dựa trên công<br />
nghệ GIS<br />
Dựa vào hệ thống chỉ tiêu khí hậu và các số liệu<br />
phân tích chúng tôi tiến hành xây dựng các bản<br />
đồ thành phần trên nền GIS (Ứng dụng phần<br />
mềm Mapinfo). Các bản đồ thành phần bao<br />
gồm: Bản đồ nhiệt độ, bản đồ lượng mưa, bản<br />
đồ độ dài mùa lạnh, bản đồ độ dài mùa khô. Sau<br />
đó tiến hành thành lập bản đồ đánh giá các mức<br />
độ thích nghi của cây Thảo quả với điều kiện<br />
SKH tỉnh Lào Cai. Bản đồ đánh giá được thực<br />
hiện qua 3 bước sau:<br />
- Bước 1: Tiến hành chồng xếp các bản đồ<br />
thành phần cho ra kết quả bản đồ sinh khí hậu.<br />
Toàn tỉnh có 12 loại SKH, với 31 khoanh vi<br />
SKH riêng biệt, có ranh giới khép kín. Trong<br />
đó, loại sinh khí hậu IIC2a chiếm diện tích lớn<br />
nhất, loại sinh khí hậu IIIC3a có số lần lặp lại<br />
nhiều nhất (6 lần).<br />
- Bước 2: Xây dựng công thức đánh giá. Để<br />
đánh giá tổng hợp mức độ thích nghi đối với<br />
điều kiện khí hậu, chúng tôi tiến hành xây<br />
dựng công thức đánh giá các mức độ thích<br />
nghi như sau:<br />
<br />
S =<br />
<br />
n<br />
<br />
∑<br />
<br />
i=1<br />
<br />
( W i × Xi ) ×<br />
<br />
m<br />
<br />
∑<br />
<br />
j =1<br />
<br />
Ci<br />
<br />
93(05): 29 - 33<br />
<br />
Trong đó: + S là các mức độ thích nghi SKH<br />
đối với cây Thảo quả (S1 rất thích nghi, S2<br />
tương đối thích nghi, S3 ít thích nghi, N không<br />
thích nghi).<br />
+ Wi là trọng số của các yếu tố sinh khí hậu<br />
(nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trung<br />
bình năm, độ dài mùa lạnh, độ dài mùa khô).<br />
+ Xi là điểm của các yếu tố tham gia đánh giá.<br />
+ Cj là giá trị Boolean của các yếu tố hạn chế<br />
(số ngày có sương muối, số ngày có gió khô<br />
nóng, độ dốc địa hình)<br />
- Bước 3: Nhập dữ liệu đánh giá. Các dữ liệu<br />
đánh giá chính là các ngưỡng chỉ tiêu thích<br />
nghi đối với các điều kiện khí hậu của cây<br />
Thảo quả. Mỗi chỉ tiêu đánh giá được coi như<br />
là một lớp thông tin bản đồ. Nhờ vào chức<br />
năng phân tích đánh giá, sau khi nhập dữ liệu<br />
GIS sẽ cho ra kết quả trên bản đồ đánh giá<br />
phân vùng thích nghi của cây Thảo quả.<br />
Kết quả đánh giá các mức độ thích nghi<br />
Kết quả đánh giá cụ thể được thể hiện trong<br />
bảng 2 và bản đồ đánh giá thích nghi (Hình 3).<br />
- Vùng rất thích nghi (S1): với tổng diện tích<br />
61.328ha, chiếm 9,64% diện tích tự nhiên<br />
toàn tỉnh. Vùng này chủ yếu tập trung tại<br />
huyện Bát Xát (20.076ha); huyện Sa Pa<br />
(19.759ha); huyện Bắc Hà (13.574ha).<br />
- Vùng tương đối thích nghi (S2): đây là vùng<br />
có diện tích khá lớn, gần 163.033ha, chiếm<br />
25,63% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Vùng này<br />
tập trung nhiều nhất tại huyện Văn Bàn<br />
(38.396ha ; huyện Sa Pa (25.892ha; huyện<br />
Bắc Hà (20.362ha).<br />
- Vùng ít thích nghi (S3): đây là vùng có diện<br />
tích lớn nhất, với trên 226.906ha, chiếm<br />
35,68% diện tích tự nhiên của tỉnh. Hạn chế<br />
lớn nhất ở vùng này đối với cây Thảo quả là<br />
lượng mưa trung bình năm khá thấp, nhiệt độ<br />
trung bình năm lại khá cao hoặc mùa lạnh quá<br />
dài, thường xuyên có sương muối, phân bố<br />
trên đỉnh dãy Hoàng Liên Sơn ở độ cao trên<br />
2600m và dải chân núi cao từ 300 đến 1000m.<br />
Khu vực phía thượng nguồn lưu vực sông<br />
Chảy cũng được đánh giá là ít thích nghi đối<br />
với thảo quả.<br />
<br />
30<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Kiều Quốc Lập và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
93(05): 29 - 33<br />
Đặc điểm sinh thái<br />
Cây Thảo quả<br />
Boolean<br />
<br />
Bản đồ nhiệt<br />
Dữ<br />
liệu<br />
<br />
Bản đồ mưa<br />
<br />
đầu<br />
<br />
Bản đồ<br />
Sinh khí hậu<br />
<br />
Chồng lớp<br />
<br />
vào<br />
<br />
Overlay<br />
<br />
Bản đồ độ dài mùa<br />
lạnh<br />
<br />
GIS<br />
<br />
AHP<br />
MCE<br />
Bản đồ độ dài mùa<br />
khô<br />
<br />
Bản đồ<br />
Đánh giá thích nghi<br />
<br />
Hình 1: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu<br />
Bảng 1: Bảng thích nghi sinh thái của điều kiện khí hậu đối với cây Thảo quả<br />
Cấp thích nghi<br />
Rất<br />
Điều kiện<br />
<br />
Kí hiệu<br />
<br />
Giá trị<br />
<br />
Đơn vị<br />
<br />
Giải thích<br />
<br />
khí hậu<br />
<br />
Tương<br />
<br />
Không<br />
<br />
thích<br />
<br />
đối<br />
<br />
thích<br />
<br />
nghi<br />
<br />
thích<br />
<br />
nghi<br />
<br />
nghi<br />
S1<br />
Nhiệt độ<br />
<br />
I<br />
<br />
> 22<br />
<br />
II<br />
<br />
18 - 22<br />
<br />
S2<br />
<br />
Nóng<br />
<br />
+<br />
<br />
ấm - mát<br />
0<br />
<br />
+<br />
<br />
trung bình<br />
<br />
III<br />
<br />
12 - 18<br />
<br />
năm<br />
<br />
IV<br />
<br />
10 - 12<br />
<br />
Lạnh<br />
<br />
V<br />
<br />
< 10<br />
<br />
Rất lạnh<br />
<br />
Lượng mưa<br />
<br />
A<br />
<br />
> 2500<br />
<br />
Nhiều<br />
<br />
trung bình<br />
<br />
B<br />
<br />
2000 - 2500<br />
<br />
mm/<br />
<br />
Hơi nhiều<br />
<br />
năm<br />
<br />
C<br />
<br />
< 2000<br />
<br />
năm<br />
<br />
Trung bình<br />
<br />
+<br />
<br />
1<br />
<br />
7<br />
<br />
Độ dài mùa<br />
<br />
a<br />
<br />
5<br />
<br />
khô<br />
<br />
Dài<br />
<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
<br />
+<br />
+<br />
<br />
Rất dài<br />
<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
(Nguồn: tổng hợp [2], [6])<br />
<br />
31<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Kiều Quốc Lập và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
93(05): 29 - 33<br />
<br />
Bảng 2: Kết quả đánh giá mức độ thích nghi cây Thảo quả đối với điều kiện khí hậu tỉnh Lào Cai (ha)<br />
Huyện, thành phố<br />
TP. Lào Cai<br />
Bát Xát<br />
Bảo Thắng<br />
Sa Pa<br />
Văn Bàn<br />
Bảo Yên<br />
Mường Khương<br />
Bắc Hà<br />
Si Ma Cai<br />
Tổng : 636.076<br />
100%<br />
<br />
S1<br />
0<br />
20.077<br />
0<br />
19.759<br />
5.688<br />
825<br />
0<br />
13.574<br />
1.404<br />
61.328<br />
9,64<br />
<br />
S2<br />
4.585<br />
23.247<br />
4.081<br />
25.892<br />
38.396<br />
19.796<br />
16.612<br />
20.362<br />
10.063<br />
163.033<br />
25,63<br />
<br />
S3<br />
6.419<br />
45.437<br />
10.882<br />
22.485<br />
68.258<br />
2.474<br />
33.226<br />
25.791<br />
11.935<br />
226.906<br />
35,68<br />
<br />
N<br />
11.921<br />
16.906<br />
53.047<br />
0<br />
29.863<br />
59.387<br />
5.538<br />
8.145<br />
0<br />
184.807<br />
29,05<br />
<br />
(Nguồn:Tác giả tổng hợp trên Bản đồ đánh giá các mức độ thích nghi)<br />
<br />
Như vậy, Lào Cai là tỉnh khá thuận lợi để<br />
trồng cây Thảo quả. Diện tích vùng rất thích<br />
nghi và tương đối thích nghi đối với cây Thảo<br />
quả là 124.361ha, chiếm trên 35% diện tích tự<br />
nhiên toàn tỉnh. Với diện tích Thảo quả thực<br />
tế hiện có là 5275ha (năm 2010) thì khả năng<br />
mở rộng diện tích là rất lớn. Các huyện Bát<br />
Xát, Sa Pa, Văn Bàn và Bắc Hà có thể mở<br />
rộng diện tích, phát triển tập trung, hình thành<br />
vùng chuyên canh cây Thảo quả.<br />
70000<br />
<br />
ha<br />
<br />
60000<br />
<br />
Hình 2: Bản đồ sinh khí hậu tỉnh Lào Cai<br />
<br />
50000<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
<br />
ai<br />
<br />
µ<br />
<br />
aC<br />
M<br />
Si<br />
<br />
B¾<br />
<br />
¬n<br />
<br />
cH<br />
<br />
g<br />
<br />
ªn<br />
<br />
h−<br />
<br />
oY<br />
<br />
M<br />
.K<br />
<br />
Bµ<br />
n<br />
<br />
B¶<br />
<br />
ng<br />
<br />
Pa<br />
<br />
V¨<br />
n<br />
<br />
Sa<br />
<br />
h¾<br />
oT<br />
<br />
B¸<br />
<br />
tX<br />
B¶<br />
<br />
T.<br />
<br />
P<br />
<br />
Lµ<br />
o<br />
<br />
Ca<br />
<br />
i<br />
<br />
¸t<br />
<br />
0<br />
<br />
S1<br />
<br />
S2<br />
<br />
S3<br />
<br />
N<br />
<br />
Hình 4: Mức độ thích nghi Thảo quả theo các<br />
huyện thuộc Lào Cai<br />
<br />
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ<br />
<br />
Hình 3: Bản đồ đánh giá các mức độ thích nghi<br />
<br />
- Vùng không thích nghi (N): Vùng này chiếm<br />
khoảng 184.807ha, thuộc các xã vùng thấp<br />
của huyện Bảo Thắng, Bảo Yên, Bát Xát và<br />
thành phố Lào Cai.<br />
<br />
Việt Nam là một quốc gia có nguồn tài<br />
nguyên thiên nhiên khá phong phú và đa<br />
dạng. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu<br />
đánh giá tài nguyên thiên nhiên ban đầu còn<br />
nhiều hạn chế. Định hướng quy hoạch lãnh<br />
thổ còn nhiều bất cập dẫn đến sử dụng chưa<br />
hợp lí nguồn tài nguyên thiên nhiên, thiếu tính<br />
bền vững trong phát triển vùng.<br />
<br />
32<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Kiều Quốc Lập và Đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng dụng công<br />
nghệ GIS trong đánh giá thích nghi SKH đối<br />
với cây trồng là rất khả quan. Tác giả đã xây<br />
dựng thành công bản đồ đánh giá SKH và chỉ<br />
ra những vùng thích nghi, hoặc không thích<br />
nghi rất rõ ràng. Qua đó có thể giúp những<br />
nhà quản lí, nhà quy hoạch, bà con nông dân<br />
có những định hướng ban đầu để đưa ra<br />
những quyết định phát triển cây thảo quả hợp<br />
lý, đem lại hiệu quả kinh tế cao.<br />
Tuy nhiên, đây mới chỉ là nghiên cứu ban<br />
đầu, đánh giá một thành phần tự nhiên (thành<br />
phần khí hậu) cho phát triển cây Thảo quả.<br />
Trong những hướng nghiên cứu tiếp theo cần<br />
tiến hành đánh giá theo hướng tổng hợp các<br />
yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến khả năng sinh<br />
trưởng và phát triển của cây thảo quả, nghiên<br />
cứu trên nhiều địa phương khác nhau, tạo<br />
cơ sở khoa học cho phát triển bền vững cây<br />
thảo quả vùng trung du miền núi Đông Bắc<br />
Việt Nam.<br />
<br />
93(05): 29 - 33<br />
<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
[1]. Aronoff. Geographic Information System – A<br />
management perspective. WDL Publiccation<br />
Ottawa, Canada, 2005.<br />
[2]. Đỗ Huy Bích. Cây thuốc và động vật làm<br />
thuốc ở Việt Nam, tập II. Nxb Khoa học và Kỹ<br />
thuật, Hà Nội 2006.<br />
[3]. Climate and Agriculture in China – China<br />
Meteorolocal Press. Beijing, China, 1993.<br />
[4]. Malczewski, J.,1999. GIS and Multicriteria<br />
decision Analysis, John Wiley & Sons, Inc, New<br />
York. Yong Liu et al., 2007. An integrated GISbased analysis system for land - use management<br />
of lake in urban fringe, Landscape and Urban<br />
Planning, 82, pp. 233-246.<br />
[5]. Thomas L. Saaty. Decision making with the<br />
anylytic hierarchy process. Int. J. Services<br />
Sciences, Vol. 1, No1, 2008.<br />
[6]. Nguyễn Khanh Vân. Giáo trình cơ sở sinh khí<br />
hậu. Nxb Đại học Sư phạm, Hà Nội 2006.<br />
[7]. Viện Khoa học Kĩ thuật lâm nghiệp miền núi<br />
phía Bắc. Đề án thử nghiêm một số cây dược liệu<br />
tại Lào Cai. Sa Pa 2006.<br />
<br />
SUMMARY<br />
APPLICATION OF GIS IN ASSESSMENT THE ECOLOGICAL ADAPTATION<br />
OF AMOMUM ARMATICUM IN BIO-CLIMATIC CONDITIONS<br />
OF LAO CAI PROVINCE<br />
Kieu Quoc Lap, Do Thi Van Huong*<br />
College of Sciense - TNU<br />
<br />
Geographic Information System (GIS) has many applications in the areas of basic research<br />
evaluation. The paper introduces the application of GIS technology as a tool for assessing the<br />
ecological adaptation of Amomum Armaticum in bioclimatic conditions. The research is carried<br />
out in Lao Cai province – a mountainous province in the north of Vietnam. The initial research<br />
results show the differences of the adaptability of Amomum Armaticum in different bioclimatic<br />
zones. The combination of the obtained results with general differnent assessments and evaluations<br />
is convenient for the orientation and planning of suitable crops.<br />
Key words: GIS, bioclimatic, assessing the ecological adaptation, Amomum Armaticum<br />
<br />
Ngày nhận bài: 12/4/2012, ngày phản biện: 28/5/2012, ngày duyệt đăng:<br />
*<br />
<br />
Tel: 0917 758595, Email: vanhuongdhkh@gmail.com<br />
<br />
33<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
