Tài liệu Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực suối rạt, tỉnh bình phước (tóm tắt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN TRƯỜNG NGÂN PHÂN TÍCH KINH TẾ XÓI MÒN ĐẤT NÔNG NGHIỆP LƯU VỰC SUỐI RẠT – TỈNH BÌNH PHƯỚC Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã số chuyên ngành: 62 85 02 05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Tp. Hồ Chí Minh năm 2015 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia TP.HCM Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Phan Thị Giác Tâm 2. TS. Trần Tuấn Tú Phản biện 1: PGS. TS. Đặng Thanh Hà Phản biện 2: PGS. TS. Trương Thanh Cảnh Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Thị Vân Hà Phản biện độc lập 1: PGS. TS. Nguyễn Tấn Phong Phản biện độc lập 2: PGS. TS. Đặng Thanh Hà Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại ........................................................................................................... ........................................................................................................... vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM - Thư viện Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn hướng nghiên cứu của luận án Xói mòn đất là một quá trình tự nhiên phổ biến trên đất dốc. Quá trình này gây ra rất nhiều tác động tiêu cực đến hoạt động nông nghiệp như mất đất sản xuất, suy giảm chất lượng đất, giảm sản lượng, gây bồi tụ và ngập lụt phía hạ lưu. Gia tăng xói mòn đất sẽ dẫn đến sự suy giảm sản lượng nông nghiệp, và hệ quả là đe dọa đến an ninh lương thực, sự nghèo đói và sự đình trệ trong phát triển của các nền văn minh và nền kinh tế. Các nghiên cứu định lượng xói mòn đất được khởi xướng từ năm 1912 bởi tác giả Wollny. Ngày nay, các phương pháp nghiên cứu định lượng xói mòn đất được phân chia thành hai nhóm chính là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình toán học; trong đó, phương pháp mô hình toán học sử dụng tốt trong nghiên cứu xu thế, quy mô rộng lớn khó tiếp cận và dự báo. Tính toán ra lượng đất bị mất do xói mòn tuy cần thiết nhưng việc quy đổi những tác động của xói mòn thành các khoản tổn thất kinh tế là cần thiết hơn đối với công tác quản lý và chính sách. Nghiên cứu định giá tổn thất kinh tế của xói mòn đất đầu tiên được công bố vào năm 1933 của tác giả Bennett. Đến nay, các phương pháp định giá tập trung vào hai nhóm chính: dựa vào chi phí và dựa vào tổng giá trị kinh tế. Để xem xét tính ổn định của các phương pháp định lượng và định giá tổn thất kinh tế xói mòn, luận án này đã kế thừa các kết quả nghiên cứu trên toàn nước Mỹ của 12 tác giả khác nhau từ năm 1983 – 2004. Tất cả nghiên cứu của các tác giả trên đều sử dụng mô hình USLE để lượng hóa xói mòn đất bằng cách kết hợp các yếu tố mưa, địa hình, thổ nhưỡng và thực phủ. Các yếu tố này được tính toán trung bình trên từng đơn vị không gian (pixel). Hạn chế của cách phân chia xói mòn theo pixel là mặc dù các yếu tố tự nhiên (mưa, địa hình và thổ nhưỡng) tương đối đồng nhất nhưng yếu tố thực phủ lại rất không đồng nhất do 1 đặc điểm canh tác. Chính vì thế, kết quả đo lường lượng xói mòn thay đổi rất nhiều, từ bé nhất là 0,97 tấn/ha/năm (Tegtmeier, 2004) đến lớn nhất là 17 tấn/ha/năm (Troeh, 1991). Để gia tăng tính ổn định của kết quả lượng hóa xói mòn, cần phân chia yếu tố thực phủ theo từng đơn vị đồng nhất và đo lường xói mòn trên các đơn vị đó. Yêu cầu này đòi hỏi công tác phân vùng sinh thái phải thực hiện trước khi tính toán lượng xói mòn đất. Đối với tính toán tổn thất kinh tế của xói mòn đất, các tác giả này sử dụng 2 nhóm phương pháp khác nhau: Nhóm phương pháp chi phí: tổn thất của xói mòn được tính tương đương với chi phí phải bón phân để thay thế lượng dinh dưỡng bị mất do xói mòn (Bennett, 1933; Larson, 1983; Troeh, 1991), bằng chi phí nạo vét sông hồ và xử lý nước (Hitzhusen, 1984; Crowder, 1987; Steiner, 1995); hoặc bằng chi phí tổn thất do mất năng suất cây trồng (Crosson, 1986; Colacicco, 1989). Sự chênh lệch kết quả giữa các phương pháp khác nhau trong nhóm chi phí lớn đến 170 lần. Xét trong từng phương pháp cụ thể thì phương pháp thay đổi năng suất có mức độ chênh lệch ít nhất (1,5 lần), tiếp theo là phương pháp chi phí xử lý (25,5 lần) và cao nhất là chi phí thay thế dinh dưỡng (gấp đến 49,5 lần). Điều này chứng tỏ phương pháp chi phí cho kết quả không ổn định. Nhóm phương pháp tổng giá trị: có 2 cách tiếp cận khác nhau: dựa vào tổng giá trị thiệt hại do trầm tích (Clark, 1985; Uri, 2000 và Tegtmeier, 2004); và dựa vào tổng giá trị tổn thất của các hoạt động sử dụng nước (Ribaudo, 1989; Pimentel, 1995). Phương pháp tổng giá trị cho kết quả cao hơn phương pháp chi phí từ 2 – 60 lần. So giữa 2 cách tiếp cận trong nhóm phương pháp tổng giá trị có mức độ chênh lệch chỉ gấp chừng 6,0 lần. Trong đó, cách tiếp cận dựa vào tổng giá trị thiệt hại do trầm tích gấp xấp xỉ 3 lần; còn cách tiếp cận theo phương pháp tổng giá trị tổn thất các hoạt động sử dụng nước có mức độ chênh lệch giữa 2 các kết quả tính cao hơn, khoảng 6,2 lần. Từ phân tích trên, nhóm phương pháp tổng giá trị có mức độ ổn định trong tính toán cao hơn nhóm phương pháp chi phí, tuy nhiên, sự biến động vẫn còn rất lớn, đòi hỏi phải tìm kiếm các phương pháp có độ ổn định cao hơn nữa. Các khái niệm “dịch vụ hệ sinh thái (DVHST)” và “nguồn vốn tự nhiên” gần đây được phát triển nhằm xác lập sự kết nối giữa phúc lợi con người và sinh thái bền vững thông qua các sáng kiến về chính sách, phát triển và bảo tồn. Sự kết hợp các DVHST với các kỹ thuật phân vùng sinh thái và đánh giá thích nghi đất đai đã trợ giúp cho các hoạt động bảo tồn và quản lý bền vững đối với sự chuyển đổi các hệ sinh thái tự nhiên, đặc biệt là sang nông nghiệp và phát triển đô thị. Mặc dù còn giai đoạn sơ khai, nhưng hướng tiếp cận DVHST là một hướng tiếp cận có hệ thống, đầy đủ và có tính ổn định cao từ việc đo lường, mô hình hóa và thể hiện thành bản đồ, phân tích quản trị và định giá. Với đặc điểm trên 94% diện tích đang được sử dụng cho các mục đích đất trồng trọt, phúc lợi của người dân trong lưu vực Suối Rạt phụ thuộc rất lớn vào các lợi ích thu được từ các hệ sinh thái (HST) nông nghiệp. Đồng thời, các nghiên cứu định lượng xói mòn đất cho kết quả khoảng 60% diện tích lưu vực có mức độ xói mòn cao (cấp IV, 10 – 50 tấn/ha/năm). Từ các phân tích trên, nghiên cứu định lượng những tác động của xói mòn đất đến lợi ích từ các HST nông nghiệp, từ đó, kịp thời đưa ra các biện pháp kiểm soát và quản lý, đảm bảo phúc lợi bền vững cho người dân trong lưu vực là một yêu cầu cấp thiết. Tên luận án: “Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp lưu vực Suối Rạt, tỉnh Bình Phước” 2. Mục tiêu luận án Làm sáng tỏ tổn thất kinh tế do quá trình xói mòn đất gây ra cho hoạt động sản xuất nông nghiệp chủ đạo trên lưu vực Suối Rạt – tỉnh Bình Phước. 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: quá trình xói mòn đất và các lợi ích thu được từ một HST nông nghiệp phổ biến tại lưu vực. Phạm vi không gian: Các đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở (AEU). Các đơn vị này được gọi là cơ sở vì không thể chia nhỏ được nữa. Đây là những đơn vị đặc trưng đồng nhất về quần thể chủ đạo, đất, địa hình và mức độ xói mòn đất. Phạm vi thời gian: nghiên cứu cắt ngang mô tả: sử dụng số liệu thời điểm hiện tại năm 2014. 4. Các luận điểm Luận điểm 1: Lưu vực Suối Rạt được phân chia thành 05 đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở (AEU) khác nhau căn cứ vào yếu tố chủ đạo là quần xã sinh vật kết hợp với các yếu tố hình thái địa hình, loại hình thổ nhưỡng và mức độ xói mòn đất. Luận điểm 2: Có thể dựa vào cách tiếp cận giá trị DVHST để xác định tổn thất kinh tế cho một HST nông nghiệp do xói mòn đất gây ra. Việc áp dụng cách tiếp cận này trên lưu vực Suối Rạt cho kết quả: tổng giá trị các lợi ích mà con người nhận được từ HST cao su trung bình là 145,12 triệu VNĐ/ha/năm, trong đó lợi ích cao nhất là từ mủ cao su. Các DVHST bị tác động bởi xói mòn là: cung cấp mủ, cung cấp gỗ và củi, lưu giữ carbon và sản xuất oxy, lưu giữ và điều tiết nước, và hỗ trợ chu trình dinh dưỡng đất. Tổn thất do xói mòn gây ra trung bình là 52,20 triệu VNĐ/ha/năm, chiếm 35,97% tổng giá trị DVHST và vượt thu nhập trung bình năm từ mủ cao su. 5. Điểm mới của luận án Phân chia lưu vực Suối Rạt thành các đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ bản, xem xét đến sự tương tác giữa các yếu tố đặc trưng cho lưu vực gồm quần xã thực vật, hình thái địa hình, loại hình thổ nhưỡng và mức độ xói mòn đất. 4 Đề xuất khung lý thuyết cho định giá tổn thất kinh tế do xói mòn đất quy mô lưu vực sông theo cách tiếp cận giá trị DVHST và áp dụng cho HST cao su lưu vực Suối Rạt – tỉnh Bình Phước. Lựa chọn và định giá tổng giá trị DVHST cho HST cao su, trên cơ sở đó, xác định được tổn thất kinh tế do quá trình xói mòn đất gây ra đối với HST này. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Về mặt khoa học: Luận án đã bổ sung một cách tiếp cận để định giá tổn thất kinh tế do xói mòn đất trong lưu vực dựa vào giá trị DVHST; góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học để xác định đầy đủ giá trị của HST cao su. Luận án cũng đã góp phần bổ sung vào cơ sở lý luận và phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp ở quy mô chi tiết (đơn vị cơ sở). Về mặt thực tiễn: Bước đầu đã định giá được giá trị một số DVHST của HST cao su trong lưu vực Suối Rạt và so sánh với giá trị kinh tế của mủ cao su; đã phân tích thống kê để xác định được tổn thất kinh tế đối với các giá trị DVHST này do xói mòn gây ra. Đồng thời, luận án cũng đã phân chia lưu vực thành 05 đơn vị sinh thái cơ sở và mô tả đặc điểm các đơn vị này. Các kết quả của luận án sẽ hỗ trợ cho chính quyền các địa phương liên quan trong việc quản lý nông nghiệp, quản lý lưu vực và chính sách chuyển đổi cơ cấu giữa cây cao su với các loại cây trồng khác. Luận án cũng giúp người dân nhận thức được đầy đủ hơn tầm quan trọng của HST cao su đối với sự bảo vệ đất chống xói mòn. 7. Cơ sở tài liệu Tài liệu, bản đồ: Số liệu khí tượng giai đoạn 1983-2003 tại 14 trạm khí tượng trong khu vực. Mô hình độ cao số năm 2011, nguồn từ trang web Aster GDEM. Bản đồ đất và báo cáo thuyết minh bản đồ đất tỉnh bình phước năm 2003, nguồn từ Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp. Ảnh landsat 8 thu nhận vào 2 thời kỳ: 02/10/2013 đại diện cho thời kỳ không rụng lá của cây cao su; và ảnh thu nhận ngày 21/01/2014 5 đại diện cho thời kỳ rụng lá. Bản đồ sử dụng đất năm 2010 tỉnh Bình Phước của Sở Tài nguyên Môi trường. Số liệu khảo sát: Các số liệu khảo sát về HST cao su phục vụ cho định giá các DVHST được tiến hành thành 3 đợt như sau: Đợt 1: từ ngày 10 – 15/8/2013, thu thập số liệu thứ cấp tại các cơ quan quản lý. Đo đạc các số liệu liên quan đến các HST. Đợt 2: từ ngày 20 – 25/12/2013, thu thập số liệu sơ cấp: đo đạc sinh khối cây theo độ tuổi, khảo sát nông hộ bằng phiếu. Kết quả của lần khảo sát này làm cơ sở cho tính toán cỡ mẫu và phân bổ số lượng mẫu khảo sát trong lưu vực. Đợt 3: từ ngày 04 – 07/04/2014, khảo sát chính thức 40 ô mẫu theo những vị trí và nội dung đã dự kiến trước. Nguồn dữ liệu thu thập từ chuyến khảo sát này sẽ là căn cứ để mô tả HST và tính toán giá trị các DVHST trong lưu vực và phân tích kinh tế xói mòn đất. 8. Khối lượng luận án Luận án gồm 90 trang chưa kể phụ lục, được chia làm 4 chương chính và phần mở đầu, phần kết luận. Tổng số tài liệu tham khảo của luận án là 86 tài liệu. Tổng số hình là 35. Tổng số bảng biểu là 43, số phụ lục là 7. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan phân vùng sinh thái nông nghiệp Tất cả các phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp hiện nay trên thế giới đều thống nhất theo quan điểm của FAO, 1978, tức là dựa trên đặc tính về khí hậu, địa hình và thổ nhưỡng. Các khác biệt giữa các phương pháp chủ yếu là ở 2 khía cạnh: (i) các tiêu chí con và thang phân cấp tiêu chí cho từng nhóm yếu tố, và (ii) kỹ thuật xử lý để cho ra vùng sinh thái nông nghiệp. Về quy mô phân vùng sinh thái, các nghiên cứu đều dựa vào 4 cấp độ của Mandal, 1999, bao gồm: Miền sinh thái nông 6 nghiệp (AER), Tiểu miền sinh thái nông nghiệp (AESR) Vùng sinh thái nông nghiệp (AEZ) và Tiểu vùng sinh thái nông nghiệp (AES). Tại Việt Nam, công tác phân vùng sinh thái nông nghiệp và lâm nghiệp có liên hệ mật thiết với nhau. Quy mô phân vùng sinh thái chia làm 3 mức độ: Miền sinh thái, vùng sinh thái và tiểu vùng sinh thái. Ở cấp độ tiểu lưu vực (diện tích nhỏ hơn 50.000 ha - Kumar, 2013), cấp độ AES vẫn chưa phản ánh được đặc trưng về nông nghiệp liên quan đến xói mòn đất. Do vậy, cần thiết phải đề xuất một cấp phân vùng sinh thái quy mô nhỏ hơn và phù hợp hơn. 1.2. Tổng quan về xói mòn đất và kinh tế xói mòn đất Lược sử của các nghiên cứu định giá kinh tế xói mòn đất được mở rộng theo mức độ nhận thức của con người về giá trị của tài nguyên và vai trò của môi trường đối với đời sống con người. Tổng hợp cách thức tiếp cận của các nghiên cứu trên thế giới, tác giả luận án phân chia thành ba nhóm phương pháp luận đối với kinh tế xói mòn khác nhau: (i) Định giá dựa vào chi phí do xói mòn gây ra; (ii) Định giá dựa vào tổng giá trị kinh tế của xói mòn; (iii) Định giá dựa vào sự tổn thất các lợi ích mà con người nhận được từ HST. Hướng tiếp cận dịch vụ sinh thái bao quát cả hướng tiếp cận chi phí và tổng giá trị kinh tế, do đó, luận án sẽ lựa chọn cách tiếp cận này để phân tích kinh tế xói mòn đất cho lưu vực. Trong cách tiếp cận này, lưu vực sông được sử dụng như là đơn vị cảnh quan nguyên sinh trong các nghiên cứu thủy văn, cung cấp nước, sinh thái và các hoạt động quản lý đất. Trong khuôn khổ luận án, tác giả tiếp cận khía cạnh sinh thái của lưu vực. 1.3. Khái quát cách tiếp cận của luận án Để đạt được mục tiêu là xác định được thiệt hại kinh tế trên lưu vực theo cách tiếp cận sinh thái, tác giả nghiên cứu cần xem xét 3 đối tượng chính, bao gồm: Đặc điểm sinh thái nông nghiệp của lưu vực; Đặc điểm 7 của quá trình xói mòn đất trên lưu vực; và đặc điểm dịch vụ HST mà con người đang nhận được từ lưu vực. Mỗi đối tượng cần được phân chia thành các nhóm đồng nhất nhau về các đặc điểm đặc trưng. Việc phân chia đối tượng sinh thái được gọi là phân vùng sinh thái (AEZ), phân chia đối tượng xói mòn được gọi là phân cấp xói mòn, và phân chia DVHST được gọi là phân loại DVHST. Hình 1.5. Sơ đồ tiếp cận trong nghiên cứu xói mòn của luận án. CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp luận Để định lượng xói mòn đất, luận án kết hợp phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp (AEZ) với phương pháp mô hình thực nghiệm nhằm tăng tính ổn định của mô hình. Để phân tích tổn thất kinh tế nông nghiệp của xói mòn đất, luận án lựa chọn hướng tiếp cận theo dịch vụ sinh thái. Hướng tiếp cận này đòi hỏi phải tiến hành qua 2 bước cơ bản: (i) tính toán tổng giá trị dịch vụ sinh thái; và (ii) phân tích các khoảng tổn thất đối với tổng giá trị này do xói mòn gây ra. 8 Để định giá tổng giá trị dịch vụ sinh thái, luận án tiến hành lựa chọn một HST tiêu biểu cho lưu vực. Dựa vào HST được chọn, tác giả luận án tiến hành khảo sát thu thập thông tin cần thiết cho việc định giá, bước này sử dụng phương pháp khảo sát thực địa (bằng đo đạc thực nghiệm, phiếu hỏi và sử dụng ô mẫu đại diện). Các dịch vụ sinh thái đưa vào định giá được lựa chọn từ danh mục tổng hợp mà các tác giả nghiên cứu trước đó trên thế giới đã đề xuất. Để phân tích tổn thất kinh tế do xói mòn, luận án sử dụng phương pháp thống kê để xác định các dịch vụ sinh thái bị ảnh hưởng bởi xói mòn và mức độ ảnh hưởng. Như vậy, có thể khái quát phương pháp nghiên cứu của luận án thành hai nhóm chính như sau: (i) Phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp (ii) Phương pháp phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp. 2.2. Phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp Phân vùng sinh thái nông nghiệp được tiến hành qua 3 bước cơ bản: (i) Lựa chọn quy mô phân vùng và đề xuất mức độ phân cấp các tiêu chí phân vùng phù hợp với đặc điểm khu vực nghiên cứu. (ii) Tiến hành biên tập các lớp dữ liệu tương ứng với các tiêu chí đề xuất, tổng hợp phân chia, đặt tên và mã hóa các vùng sinh thái. (iii) Mô tả đặc điểm của từng vùng sinh thái đã phân chia, xác định vùng sinh thái và hệ sinh thái đặc trưng cho khu vực nghiên cứu. 2.2.1. Đề xuất quy mô và tiêu chí phân vùng sinh thái nông nghiệp Với quy mô nhỏ (diện tích 34.880ha), lưu vực Suối Rạt chỉ tương đương với 01 tiểu vùng sinh thái nông nghiệp. Do vậy, để nghiên cứu đặc điểm sinh thái và định giá DVHST cho lưu vực cần thiết phân chia lưu vực thành các đơn vị sinh thái nhỏ hơn. Sự ra quyết định của nông dân trong sản xuất chủ yếu căn cứ vào loại cây trồng nông nghiệp. Do 9 vậy, tác giả đề xuất cấp phân vị “Đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở” (AEU) để phân chia đặc điểm sinh thái trong lưu vực. Bảng 2.1: Các tiêu chí phân vùng sinh thái nông nghiệp quy mô AEU TT Quy mô phân vùng 1 Miền (AER) 2 Vùng (AEZ) 3 Tiểu vùng (AES) Đơn vị cơ sở (AEU) 4 Tiêu chí sử dụng Sinh khí hậu Địa hình/ Địa mạo Thổ nhưỡng Thực vật - Biên độ nhiệt năm - Tổng nhiệt độ năm - Nhiệt độ TB tháng - Biên độ nhiệt ngày - Lượng mưa - Nhiệt độ TB năm Không sử dụng Nguồn gốc địa hình, kiến tạo Hình thái địa hình Không sử dụng Nhóm đất Không sử dụng Sinh cảnh Kiểu địa mạo Đơn vị đất Độ dốc Độ cao Đơn vị phụ đất Hệ sinh thái Loài ưu thế 2.2.2. Biên tập và tổng hợp kết quả phân vùng sinh thái nông nghiệp Quá trình biên tập các lớp dữ liệu đơn tính cho phân vùng sinh thái nông nghiệp và tổng hợp các lớp dữ liệu để phân chia các AEU được thực hiện dựa vào các công cụ xử lý dữ liệu như GIS và viễn thám. 2.2.3. Mô tả đặc điểm vùng sinh thái nông nghiệp Tác giả sử dụng 16 tiêu chí mô tả vùng sinh thái nông nghiệp của NAFRI, 2004 để mô tả chi tiết đặc điểm các AEU đã phân chia. 2.3. Phương pháp phân tích kinh tế xói mòn đất Các bước phân tích kinh tế xói mòn đất: (i) Thu thập dữ liệu và tính toán tổng giá trị DVHST cho từng ô mẫu đã chọn. (ii) Xác định lượng xói mòn hiện tại cho từng ô mẫu bằng mô hình RUSLE. (iii) Phân tích tương quan, hồi quy và xác định tổn thất kinh tế do xói mòn đất trên tập ô mẫu và trong toàn bộ lưu vực Suối Rạt. 2.3.1. Phương pháp định giá tổng giá trị DVHST Tổng giá trị DVHST cho HST chọn được xác định trong luận án thông qua các bước cơ bản như sau: (i) Phân tích và chọn lựa DVHST 10 cần định giá; (ii) Lựa chọn phương pháp định giá; (iii) Khảo sát thu thập dữ liệu; và (iv) Định giá. 2.3.1.1. Phân tích và lựa chọn DVHST Đến nay, các nhà nghiên cứu kinh tế sinh thái trên thế giới đã lượng hóa được 23 DVHST cho các HST khác nhau, phân thành ba cấp độ: nhóm dịch vụ, dịch vụ và tiểu dịch vụ. 2.3.1.2. Lựa chọn phương pháp định giá Trong luận án, phương pháp giá thị trường được sử dụng để ước tính giá trị của các DVHST được sử dụng trực tiếp như: dịch vụ cung cấp mủ cao su, dịch vụ cung cấp củi và gỗ, dịch vụ cung cấp nước sạch. Phương pháp chi phí thay thế được sử dụng để ước tính giá trị của các DVHST sử dụng gián tiếp như: dịch vụ điều tiết nước ngầm, dịch vụ lưu giữ carbon, dịch vụ tổng hợp oxy, dịch vụ kiểm soát chất lượng đất và dịch vụ hỗ trợ chu trình dinh dưỡng đất. 2.3.1.3. Phương pháp khảo sát thực địa Số lượng các ô mẫu cần thu thập thông tin được xác định theo phương pháp của tác giả Nguyễn Văn Tuấn. Kết quả ước tính cỡ mẫu thu được là: 32 – 38 mẫu. Nghĩa là, để định giá và phân tích kinh tế xói mòn đất, tác giả tiến hành khảo sát 40 ô mẫu. Đối tượng khảo sát là nông hộ, số lượng phiếu khảo sát là 132 phiếu (mỗi nông hộ 01 phiếu). Các nội dung cần khảo sát bao gồm: thông tin chung về nông hộ, đặc điểm HST cao su của hộ (quy mô, độ tuổi, khai thác, chăm sóc bón phân, hiệu quả...); các thông tin về sử dụng nước; các thông số đo đạc từ khảo sát trực tiếp HST cao su của nông hộ. 2.3.2.4. Định giá Giá trị của các DVHST sẽ được định giá cho từng ô mẫu dựa trên số liệu trung mình thu thập được từ các nông hộ thuộc ô mẫu đó. Các dịch vụ đưa vào tính toán tổng giá trị DVHST được xác định bằng phương pháp phân tích nhân tố khám phá (EFA) với phép quay 11 Varimax và phương pháp kiểm định KMO. Phân tích nhân tố khám phá được thực hiện phần mềm SPSS. Quy trình thực hiện bao gồm các bước như sau: (i) Kiểm định KMO và Bartlett với bộ giá trị các DVHST tính được trên 40 ô mẫu. Hệ số KMO > 0,5 và sig < 0,05 mới tiến hành phân tích nhân tố EFA. Nếu kiểm định này không thỏa, tiến hành ra soát lại hiện tượng đa cộng tuyến. (ii) Tiến hành AFA theo phép quay Varimax, loại các biến DVHST có trọng số nhân tố <0,5. Cuối cùng, sẽ tổng hợp được các biến DVHST bao gồm trong tổng giá trị DVHST. (iii) Tính toán tổng giá trị DVHST từ các biến giữ lại và kết luận. 2.3.2. Phương pháp định lượng xói mòn đất Mô hình DEM và các lớp dữ liệu R, K, C, P sau chuẩn hóa sẽ được đưa vào modul RUSLE trong phần mềm IDRISI để tính toán và in xuất kết quả xói mòn đất. Kết quả từ mô hình RUSLE sau đó được tổng hợp và phân cấp theo từng AEU để đảm bảo sự đồng nhất tương đối trong yếu tố thực vật. Để phân cấp yếu tố xói mòn tiềm năng, tác giả sử dụng thang phân cấp theo TCVN 5299:1995; và để phân cấp xói mòn thực tế, tác giả sử dụng thang phân cấp theo TCVN 5299:2009. 2.3.3. Phương pháp định giá tổn thất giá trị DVHST do xói mòn Để xác định tổn thất giá trị DVHST do ảnh hưởng của xói mòn, tác giả luận án sử dụng phương pháp thống kê kết hợp với kịch bản giả định áp dụng biện pháp kiểm soát xói mòn. Quá trình định giá tổn thất được khái quát như sau: (i) phân tích tương quan giữa lượng xói mòn và các giá trị DVHST, xác định các DVHST bị ảnh hưởng bởi xói mòn. Chọn những DVHST có hệ số tương quan với xói mòn ≥ 0,5 (mức tương quan cao). (ii) xác định các hàm hồi quy giữa lượng xói mòn và các DVHST bị ảnh hưởng. (iii) tính toán lại giá trị các DVHST cho từng ô mẫu theo kịch bản giả định lượng xói mòn giảm 1,0 tấn/ha/năm do áp dụng biện pháp chống xói mòn. (iv) xác định đơn giá tổn thất do xói mòn trên từng ô mẫu (v) Kiểm định và kết luận đơn giá xói mòn cho ô mẫu và lưu vực. 12 CHƯƠNG 3 PHÂN VÙNG SINH THÁI NÔNG NGHIỆP 3.1. Khái quát về lưu vực Suối Rạt Tổng diện tích lưu vực: 34.880 ha. Lưu vực thuộc phạm vi: huyện Bù Gia Mập (85,71%), Thị xã Phước Long (13,22%) và huyện Đồng Phú (1,08%). Đặc trưng phát triển kinh tế: là một lưu vực thuần nông nghiệp với xấp xỉ 95% diện tích đất để trồng trọt. Hình 3.1: Sơ đồ vị trí lưu vực Suối Rạt 3.2. Dữ liệu đầu vào cho phân vùng sinh thái nông nghiệp Như đã trình bày ở chương phương pháp nghiên cứu, phân chia đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở (AEU) cần 04 lớp dữ liệu thành phần khác nhau, gồm có: dữ liệu sử dụng đất, dữ liệu thổ nhưỡng, dữ liệu địa hình và dữ liệu xói mòn. Yếu tố khí hậu đồng nhất trong cả lưu vực nên không đưa vào phân chia. Mỗi lớp dữ liệu sẽ được tổng hợp từ nguồn dữ liệu hiện hữu, sau đó tiến hành điều tra bổ sung để đảm bảo phản ảnh chính xác đặc điểm phân bố của chúng tại thời điểm phân vùng năm 13 2014. Các lớp dữ liệu sau khi thu thập, tổng hợp và hiện chỉnh sẽ được phân cấp và thống kê. 3.3. Kết quả phân vùng sinh thái nông nghiệp Các lớp dữ liệu sau khi xây dựng sẽ được chồng lớp (overlay) trong GIS, lấy yếu tố quần xã sinh vật làm nền tảng, kết hợp với yếu tố hình thái địa hình, loại hình thổ nhưỡng và các ghi nhận từ khảo sát thực địa. Kết quả cho ra 05 đơn vị sinh thái nông nghiệp cơ sở (AEU) thể hiện như hình 3.8. Kết quả cho thấy HST cao su chiếm diện tích lớn nhất (50,1% diện tích lưu vực). Đồng thời, cây cao su là loài ưu thế của 3/5 AEU. Nếu xem xét về hình thái địa hình, cây cao su phân bố trên tất cả các cấp, từ đỉnh đồi, sườn đồi cao và sườn đồi thấp. Cây cao su được trồng chủ đạo trên đất đỏ vàng phong hóa từ đá basalt, đây cũng là loại đất mà xói mòn là vấn đề môi trường rất đáng quan tâm do tính mềm và dày, dễ bị mang đi của nó. Từ những phân tích trên, tác giả luận án chọn HST cao su làm đại diện cho lưu vực Suối Rạt để tiến hành phân tích tổn thất kinh tế do xói mòn đất ở chương tiếp theo. Hình 3.8. Phân bố của các AEU theo hình thái địa hình 14 Hình 3.9: Bản đồ phân vùng sinh thái nông nghiệp lưu vực Suối Rạt CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH KINH TẾ XÓI MÒN ĐẤT CHO HST CAO SU LƯU VỰC SUỐI RẠT 4.1. Tổng giá trị dịch vụ HST cao su 4.1.1. Lựa chọn dịch vụ HST cần định giá Trên cơ sở kết quả khảo sát tại khu vực nghiên cứu, tác giả luận án chọn ra 09 DVHST mà theo đánh giá của Dominati là có liên quan đến xói mòn đất để tiến hành định giá (hình 4.1). 4.1.2. Lựa chọn phương pháp định giá DVHST cao su Để dễ dàng cho việc tổng hợp và phân tích tương quan với xói mòn đất, giá trị của các DVHST trong quá trình định giá sẽ được quy về cùng đơn vị là triệu VNĐ/ha/năm. Tổng hợp phương pháp định giá của các tác giả trên thế giới, tác giả lựa chọn phương pháp định giá phù hợp cho từng DVHST. 15 Hình 4.1. Các DVHST cao su được chọn để định giá 4.1.3. Khảo sát thực địa Từ kết quả phân vùng sinh thái nông nghiệp tại chương 3 và tạo thuận lợi cho khảo sát thực địa, các ô mẫu được bố trí theo 11 tuyến khảo sát theo hướng dốc địa hình cắt qua các AEU. Kích thước một ô mẫu là 01 hectare. Vị trí các ô mẫu được thể hiện theo hình 4.2. Hình 4.2: Bản đồ vị trí 40 ô mẫu tiến hành khảo sát HST và phân tích kinh tế xói mòn đất Các số liệu sơ cấp được thu thập tại 40 ô mẫu trong các đợt khảo sát mô tả HST cao su được dùng kết hợp với các số liệu thứ cấp để tính 16 toán giá trị DVHST. Các số liệu thu thập được mã hóa theo 5 nhóm dữ liệu: (i) thông tin chung về ô mẫu; (ii) đặc điểm sinh khối cao su; (iii) chu trình nước và sử dụng nước; (iv) đặc điểm sinh dưỡng đất; và (v) đặc điểm xói mòn đất. Các số liệu thu thập tại các vị trí theo quy mô hộ gia đình, sau đó tính trung bình cho cả ô mẫu và mã hóa thành 39 biến. 4.1.4. Tổng giá trị DVHST cao su Sử dụng các phương pháp định giá tại chương 4 và số liệu thu thập được, tác giả định giá từng DVHST tại 40 ô mẫu khảo sát. Từ kết quả phân tích nhân tố EFA, tổng giá trị DVHST trung bình tính được là tương đương 106,09 triệu VNĐ/ha/năm. Các AEU1 AEU2 và AEU3 phù hợp nhất với canh tác cao su vì giá trị cả 3 nhóm dịch vụ đều cao. Với diện tích đất cao su là khoảng 17.476,6 ha thì tổng giá trị DVHST cao su của lưu vực (TESV) ước tính chừng 1.854 tỷ VNĐ/năm, tức trung bình 106,09 triệu VNĐ/ha cao su/năm. Tiến hành so sánh giá trị DVHST cao su của Suối Rạt với các HST khác nhau như HST đồng cỏ, HST rừng điều và HST rừng mưa nhiệt đới (De Groot, 2012), kết quả thể hiện như hình 4.6. Hình 4.6: So sánh kết quả định giá DVHST cao su với một số HST khác 4.2. Định lượng xói mòn đất Từ kết quả chạy mô hình RUSLE cho lưu vực Suối Rạt, tác giả tiến hành tổng hợp các cấp xói mòn theo TCVN 5299:2009, kết quả bảng tổng hợp cấp độ xói mòn trong HST cao su như sau: 17 Bảng 4.13: Phân cấp xói mòn trên HST cao su Cấp xói mòn (*) Mức độ Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) I < 1,0 tấn/ha/năm 8,82 0,05 II 1-5 tấn/ha/năm; 1.630,03 9,33 III 5-10 tấn/ha/năm 5.276,29 30,19 IV 10-50 tấn/ha/năm 10.452,74 59,81 V > 50 tấn/ha/năm 108,73 0,62 17.476,60 100,00 Tổng HST cao su Cấp xói mòn phổ biến trong HST cao su hiện nay là cấp IV (xói mòn cao) với tỷ lệ 59,81% diện tích cao su. AEU4 có diện tích bị xói mòn cấp IV chiếm đến 69,5% tổng diện tích HST cao su của AEU. Đây là AEU có mức độ xói mòn cao nhất. 4.3. Phân tích kinh tế xói mòn đất nông nghiệp 4.3.1. Kết quả phân tích tương quan và hồi quy 4.3.1.1. Phân tích tương quan tổng quát Tác giả tiến hành phân tích tương quan giữa từng DVHST đã định giá với xói mòn đất của các ô mẫu tính được theo phương trình mất đất phổ dụng điều chỉnh RUSLE. Kết quả phân tích tương quan cho tập 40 mẫu như sau: Căn cứ vào tiêu chuẩn đánh giá tương quan R và R2 thì đối với HST cao su trưởng thành: 6/7 DVHST có tương quan ở mức tương đối chặt chẽ với độ tin cậy 99%, bao gồm: dịch vụ cung cấp mũ (ES_MU), cung cấp gỗ (ES_GO), cung cấp củi (ES_CUI), lưu giữ carbon (ES_CO2), điều tiết nước (ES_DTN) và hỗ trợ chu trình dinh dưỡng đất (ES_DD). Dịch vụ còn lại là cung cấp nước (ES_CCN) chưa đạt độ tin cậy để kết luận. 4.3.1.3. Kết quả hồi quy tuyến tính Trong phân tích tương quan, 6/7 DVHST bị ảnh hưởng bởi xói mòn, 1/7 dịch vụ không có ý nghĩa thống kê là dịch vụ cung cấp nước sạch (ES_CCN) sẽ không đưa vào tính toán giá trị xói mòn. 18