Ứng dụng kỹ thuật Gis xác định vùng chỉ dẫn địa lý Tân Triều cho sản phẩm bưởi

Thể loại: Địa Lý
Lượt xem: 96,481Lượt tải: 1Số trang: 7

Mô tả tài liệu

Kỹ thuật GIS chính là phương tiện hữu ích để có thể kết hợp nhiều yếu tố trong nghiên cứu đánh giá đất đai. Sử dụng kỹ thuật GIS trong công tác nghiên cứu cho việc xác lập quyền chỉ dẫn địa lý là một trong những ứng dụng hiệu quả của công cụ này, giúp xác định vùng sản xuất sản phẩm có giá trị kinh tế cao và quy hoạch vùng sản xuất bền vững. Tham khảo bài viết "Ứng dụng kỹ thuật Gis xác định vùng chỉ dẫn địa lý Tân Triều cho sản phẩm bưởi" để hiểu hơn về vấn đề này.

Tóm tắt nội dung

1 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS XÁC ĐỊNH VÙNG CHỈ DẪN ĐỊA LÝ “TÂN TRIỀU” CHO SẢN PHẨM BƯỞI. Lê Minh Châu (1) , Nguyễn Bích Thu(1),Vũ Xuân Cường (2) (1): Trung tâm Nghiên cứu Đất, Phân bón và Môi trường Phía Nam - Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (2) : Chi cục Đo đạc và Bản đồ phía Nam - Cục Đo đạc và Bản đồ Applying Gis technology to build geographical indication for Tan Trieu’s grapefruit region SUMMARY The article offers a scientific basis and method for determining the proposed geographical indications for Tan Trieu grapefruit product. The method is mainly used for statistical analysis correlated multivariate regression, Principal Component Analysis and GIS techniques to integrate the elements of soil, climate, social, and class terrain the quality of Tan Trieu grapefruit. The 21 spatial data layers and attribute builds on Model Builder – ArcGis, by overlaying weighted method and arithmetic. The results identified the proposed geographical indication of products Tan Trieu grapefruit sector: Hoa Binh, Tan Binh and Binh Loi.The total area protected geographical indication with Tan Trieu trademark is about 997.23 ha. Grapefruit trees are major planted three soil types: Silti- Haplic Fluvisols, Eutri- Haplic Fluvisols, Veti- Arenic Acrisols. Key words: Geographical Indications, Tan Trieu grapefruit, GIS, Model Builder. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Với xu thế hội nhập quốc tế, nền kinh tế thị trường đang ngày càng đòi hỏi các sản phẩm chất lượng cao, có sự đảm bảo về chất lượng, giá cả ổn định. Chính vì vậy, một yêu cầu cấp thiết đặt ra cho các sản phẩm nông nghiệp nổi tiếng là phải xác định được tên tuổi và chỗ đứng trên thị trường trong nước cũng như thị trường nước ngoài. Đó cũng là lý do những năm gần đây, việc xây dựng chỉ dẫn địa lý cho các sản phẩm có chất lượng cao là một việc làm cần thiết và cấp bách. Ở các nước phương Tây và Châu Âu, chỉ dẫn địa lý phát triển từ đầu thế kỉ XIX. Đến năm 1857, Luật nhãn hiệu hàng hóa lần lượt ban hành, đầu tiên tại Pháp (1857), Ý (1868), Bỉ (1879), Mỹ (1881), Anh (1883), Đức (1894), Nga (1896), v.v… Riêng ở Việt Nam, Luật Sở hữu trí tuệ ra đời năm 2005, trong đó quy định điều kiện bảo hộ chỉ dẫn địa lý cho sản phẩm nông sản. Tính đến tháng 01/2011, cả nước có khoảng 25 sản phẩm được công nhận bảo hộ chỉ dẫn địa lý. Cơ sở khoa học để xây dựng chỉ dẫn địa lý vẫn chưa có những quy định hướng dẫn cụ thể nên chưa thống nhất giữa các ngành và dựa vào phương pháp chuyên gia là chính. Đất đai với các tính chất đặc trưng của từng khu vực có sản phẩm chất lượng cao là điểm quan trọng nhất trong xác định chỉ dẫn địa lý. Nghiên cứu đánh giá nguồn gốc phát sinh và phát triển cũng như đặc điểm chất lượng của một vùng đất là việc làm phức tạp do đất là một đối tượng đa thành phần, có các quá trình lý, hóa và sinh học tác động qua lại liên tục đòi hỏi phương pháp nghiên cứu hiệu quả. Kỹ thuật GIS chính là phương tiện hữu ích để có thể kết hợp nhiều yếu tố trong nghiên cứu đánh giá đất đai. Sử dụng kỹ thuật GIS trong công tác nghiên cứu cho việc xác lập quyền chỉ dẫn địa lý là một trong những ứng dụng hiệu quả của công cụ này, giúp xác định vùng sản xuất sản phẩm có giá trị kinh tế cao và quy hoạch vùng sản xuất bền vững. 2 II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu nghiên cứu Các mẫu đất có trồng bưởi và mẫu quả bưởi vùng Tân Triều. 2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập tài liệu và điều tra, khảo sát thực địa Kế thừa có chọn lọc các nguồn tài liệu, dữ liệu không gian gồm các lớp thông tin (tầng dày, khả năng tưới, lượng mưa, độ cao, độ dốc,đường, v.v..), bản đồ thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất, hành chính, địa hình,… từ tỉ lệ 1:25.000 đến 1:10.000; số liệu thống kê về nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, lượng bốc hơi, số giờ nắng từ các trạm vùng nghiên cứu và các trạm lân cận; Thu thập thông tin nông hộ theo mẫu phiếu điều tra; mẫu thổ nhưỡng, mẫu nông hóa xác định theo phương pháp của FAO- UNESCO. Mật độ phẫu diện bổ sung phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần xây dựng, dựa theo “Quy phạm điều tra lập bản đồ đất ở tỷ lệ lớn” (10 TCN, 68 - 84) của Bộ Nông nghiệp Việt Nam (1984). Phương pháp phân tích mẫu đất Phân tích mẫu đất trồng bưởi theo tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn ngành. Cụ thể: các chỉ tiêu lý hóa của đất như thành phần cấp hạt (TCVN 8567:2010); độ chua (TCVN 4403:2010); cacbon hữu cơ (TCVN 4050:1985); dinh dưỡng đa lượng tổng số: N (TCVN 6498:1995), P2O5 (TCVN 4052:1985), K2O (TCVN 8660:2011); lân dễ tiêu P2O5dt (TCVN 5256:1990), K2Odt (10TCN 372- 99); Ca2+, Mg2+ (TCVN 8569:2010), CEC (TCVN 8568:2010) và một số vi lượng Mn, Fe (TCVN 8246:2009), B (TCVN 7131:2002). Phương pháp phân tích thống kê + Phương pháp xác định giá trị đặc thù của các yếu tố tính chất đất, hình thái và chất lượng quả bưởi Tân Triều. + Phương pháp xác định phương trình hồi quy đa biến giữa các yếu tố hình thái, chất lượng quả với yếu tố tính chất đất bằng phần mềm R. + Phương pháp xác định thành phần chính bằng phần mềm XLSTAT. Phương pháp phân tích không gian Kỹ thuật GIS xác định vùng đề xuất chỉ dẫn địa lý trồng bưởi Tân Triều bằng chức năng phân tích đơn lớp (erase, clip, split, dissolve, ...), phân tích đa lớp (phép hợp – Union, phép giao – Intersect, …), chuyển đổi dữ liệu hình học từ vector sang raster, chồng lớp dữ liệu theo trọng số và số học. Tổng hợp các lớp dữ liệu được xây dựng mô hình đồ họa diễn tiến (Cartographic Model - Model Builder…). Phần mềm sử dụng chính trong phương pháp chủ yếu là ArcGis phiên bản 9.3, Mapinfo 10.5. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Xác định giá trị trọng số các yếu tố Đối với nghiên cứu này, giá trị trọng số được xác định chính là giá trị ảnh hưởng của các yếu tố tính chất đất đối với chất lượng quả bằng phương pháp tương quan hồi quy đa biến và phân tích thành phần chính. 1.1. Tính toán trọng số của tính chất đất và khí hậu Phân tích hồi quy tuyến tính giữa các yếu tố hình thái và chất lượng quả với các yếu tố tính chất đất bằng phần mềm R. Kết quả xác định phương trình được xem “tối ưu” nhất thể hiện mối quan hệ giữa đất và quả bưởi mô tả bằng phương pháp phân 3 tích hồi quy tuyến tính. Hệ số tương quan bội R2 thể hiện mức độ quan hệ giữa các yếu tố được tổng hợp trên bảng 1. Bảng 1. Khả năng ảnh hưởng của tính chất đất đến các tính chất quả bưởi STT Chỉ tiêu Khả năng ảnh hưởng (R2) STT Chỉ tiêu Khả năng ảnh hưởng (R2) 1 Trọng lượng quả 0,7033 9 Độ dài hạt 0,5317 2 Chiều cao quả 0,4058 10 Chiều rộng hạt 0,4926 3 Chiều dài quả 0,3726 11 Chiều cao hạt 0,4054 4 Số túi tinh dầu 0,4743 12 Độ pH 0,5255 5 Độ dày vỏ 0,7007 13 Độ Brix 0,5283 6 Số múi / quả 0,6267 14 Aixt tổng số 0,5873 7 Trọng lượng vỏ 0,6194 15 Đường ts 0,6249 8 Số hạt 0,3962 n = 15 Tổng các yếu ∑ x 7,9947 Giá trị trung bình ảnh hưởng của tính chất đất là: W2 = 1/15 * (7,9947) = 0,533; Điều kiện tự nhiên tác động đến cây trồng thông qua yếu tố đất và khí hậu, giá trị trọng số ảnh hưởng của điều kiện khí hậu: W1 = 1 – 0,533 = 0,467 Như vậy, trọng số ảnh hưởng của tính chất đất là 0,533 và trọng số ảnh hưởng của điều kiện khí hậu là 0,467. 1.2. Tính giá trị trọng số từng yếu tố tính chất đất Ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chính bằng phần mềm XLSTAT, các yếu tố ảnh hưởng chính được lập bảng tính thống kê. Kết quả xác định các giá trị trọng số như đã trình bày trong bảng 2 theo phương pháp trọng số trung bình. Bảng 2. Đánh giá ảnh hưởng các yếu tố tính chất đất đến quả bưởi Tân Triều STT Chỉ tiêu Đánh giá ảnh hưởng đến các yếu tố STT Chỉ tiêu Đánh giá ảnh hưởng đến các yếu tố Hình thái quả Chất lượng quả Tổng giá trị wi Trọng số Hình thái quả Chất lượng quả Tổng giá trị wi Trọng số 1 Sét 9 3 12 0,098 9 OC 5 2 7 0,057 2 pH (H2O) 8 5 13 0,107 10 Nts 7 5 12 0,098 3 EC 9 0 9 0,074 11 P2O5ts 6 1 7 0,057 4 Ca 2+ 5 0 5 0,041 12 K2Ots 2 1 3 0,025 5 Mg 2+ 9 4 13 0,107 13 B 7 4 11 0,09 6 CEC 5 2 7 0,057 14 Mn 4 2 6 0,049 7 P2O5dt 4 0 4 0,033 15 Fe 5 0 5 0,041 8 K2Odt 7 1 8 0,066 Tổng giá trị 122 Tổng giá trị trọng số các yếu tố tính chất đất là 1. Áp dụng phương pháp thống kê tổng hợp, giá trị tổng các yếu tố của tính chất đất được chuẩn hóa theo công thức được xác định như sau: ∑ = n i i iW 1 ω ω (công thức 1) Với ωi là giá trị từng yếu tố của tính chất đất được trình bày (bảng 2). ∑ =ω 1∑ =p 4 ∑ω : tổng giá trị các yếu tố của tính chất đất được xác định là 122 đơn vị. Thay tất cả các giá trị nêu trên vào công thức 1, kết quả thu được ở bảng 2. Nhận xét: Mức độ phân chia đánh giá này tương đối phù hợp với phương trình hồi quy đa biến. Các yếu tố ảnh hưởng mạnh như chỉ tiêu hạt sét, độ pH, Magiê trao đổi, đạm tổng số, vi chất Bo, Mn, v.v… 2. Xây dựng mô hình phân tích GIS Chồng lớp theo trọng số và số học: Tùy theo điều kiện bài toán, các lớp dữ liệu không gian có thể được chồng lớp theo trọng số hay số học. Đối với bài toán này, lớp thông tin được chồng lớp số học chủ yếu đánh giá điều kiện tiên quyết: đặc thù hay không đặc thù, thích nghi hay không thích nghi, chất lượng hay không chất lượng. Kết quả mô phỏng trên thanh công cụ Model Builder của Arcgis 9.3. Bảng 3. Các lớp thông tin chồng lớp theo giá trị trọng số STT Lớp cấp 1 Trọng số W1 Lớp cấp 2 Trọng số W1 1.1 Khí hậu 0,467 Lượng mưa 0,500 1.2 Nước tưới 0,500 2.1 Tính chất đất 0,533 Hạt sét 2.2 Độ pHH2O 0,098 2.3 Độ dẫn điện EC 0,107 2.4 Canxi trao đổi Ca2+ 0,074 2.5 Magie trao đổi Mg2+ 0,041 2.6 Dung tích hấp thu cation CEC 0,107 2.7 Lân dễ tiêu P2O5dt 0,057 2.8 Kali dễ tiêu K2Odt 0,033 2.9 Cacbon hữu cơ OC 0,066 2.10 Đạm tổng số Nts 0,057 2.11 Lân tổng số P2O5ts 0,098 2.12 Kali tổng số K2Ots 0,057 2.13 Bo 0,025 2.14 Mangan 0,090 2.15 Sắt 0,049 Hình 1: Thuật toán chồng lớp không gian xác định chỉ dẫn địa lý Trong đó: Thích nghi khí hậu, thổ nhưỡng Chồng lớp số học (Phép nhân) Thích nghi tổng thể Tính chất đất ( ) ∑ = = n k ikkik AWS 1 , Độ dốc Tầng dày Khả năng tưới Lượng mưa Chồng lớp trọng số Hiện trạng sử dụng đất Vùng chất lượng Chồng lớp số học (Phép nhân) Vùng đề xuất Chỉ dẫn địa lý 5 Wk: là giá trị trọng số của lớp thông tin thứ k; Aik: giá trị quan sát tại vị trí pixel i của lớp thông tin k; S (k,i): giá trị tính của lớp thông tin tổng hợp k tại pixel i. n: số lớp thông tin chồng lớp Chồng lớp số học bằng phương pháp nhân đối với các lớp thông tin: đất – khí hậu, tầng dày, độ dốc, kinh tế - xã hội và chất lượng bưởi. Những lớp thông tin này thể hiện điều kiện tiên quyết của cây bưởi. 3. Kết quả phân vùng đặc thù bưởi Tân Triều Dữ liệu đầu vào: lớp thông tin không gian dạng Raster, mỗi pixel với độ phân giải 10mx10m. Quy ước ký hiệu chung đối với giá trị pixel các lớp thông tin mô tả như sau: - Vùng đặc thù / thích nghi / đảm bảo chất lượng: giá trị “1”; - Vùng không đặc thù / không thích nghi / không đảm bảo chất lượng: giá trị “0”. 3.1. Khí hậu Khảo sát thông tin về khí hậu, lượng mưa được đánh giá là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất và được xem xét trong quá trình chồng lớp. Các yếu tố khác thể hiện đặc thù cho vùng bưởi Tân Triều so với khu vực lân cận. - Lượng mưa: Đối chiếu với điều kiện sinh trưởng chung của cây bưởi, điều kiện hình thái và chất lượng quả bưởi, toàn bộ diện tích vùng khảo sát đặc thù cho vùng trồng bưởi Tân Triều - Khả năng tưới: Theo tài liệu điều tra khảo sát và có bổ sung, diện tích đất có chế độ tưới thích hợp khoảng 2.801,16 ha (chiếm 97,11%), phần không phù hợp khoảng 83,26 ha (2,89 %) 3.2. Địa hình - Độ dốc: Trong vùng nghiên cứu, diện tích đất trồng đều có độ dốc dưới 8o, đa số thuộc khoảng 0 – 3o, thích hợp để canh tác. 3.3. Độ dày tầng canh tác Toàn bộ diện tích đất trồng vùng nghiên cứu có tầng canh tác trên 70 cm nên thích hợp cho canh tác cây trồng bưởi. Diện tích xác định thích hợp khoảng 2.884,42 ha (100%) 3.4. Tính chất đất Dựa trên giá trị đặc thù, các lớp thông tin thành phần hạt sét, độ pHH2O, độ dẫn điện EC, Canxi, Magiê trao đổi, tổng dung tích hấp thu cation (CEC); lân và kali dễ tiêu; đạm, lân và kali tổng số; Bo, Mangan, sắt đã được xác định, kết quả phân vùng đặc trưng là 2.541,88 ha (88,12%). Diện tích còn lại không đặc trưng vùng bưởi Tân Triều là 342,54 ha (11,88%). 3.5. Kinh tế - xã hội Diện tích đất sử dụng thích hợp cho trồng bưởi Tân Triều là 2.232,47 ha (77,4 %) và diện tích đất phi nông nghiệp không sử dụng để canh tác là 651,02 ha (22,6 %). 3.6. Chất lượng quả bưởi Phân tích số liệu mẫu quả trên đất trồng bưởi vùng nghiên cứu, diện tích quả bưởi có chất lượng tốt chủ yếu trên đất phù sa điển hình, cơ giới trung bình, ít chua và một phần trên đất xám cơ giới nhẹ, nghèo bazờ. Diện tích đất trồng bưởi đảm bảo chất lượng là 1.340,15 ha (46,46 %) và không đảm bảo là 1.544,27 ha (53,54 %). 4. Kết quả thực thi và kiểm định mô hình Căn cứ vào yêu cầu về điều kiện tự nhiên, phân tích giá trị đặc thù vùng đất trồng bưởi Tân Triều, điều kiện xã hội, đối chiếu so sánh với chất lượng bưởi Tân Triều, kết quả xác định được vị trí vùng 6 đặc thù, phù hợp với chất lượng bưởi Tân Triều trên bản đồ. - Mô tả vùng chỉ dẫn: Dựa trên cơ sở lý luận và xây dựng điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, vùng đề xuất bảo hộ chỉ dẫn địa lý, đất trồng bưởi Tân Triều được đề xuất trên 2 nhóm đất chính thuộc 3 đơn vị đất: đất phù sa điển hình, cơ giới trung bình (FLha.sl); đất phù sa điển hình, ít chua (FLha.eu) và đất xám cơ giới nhẹ, nghèo bazơ (ACar.vt). Dải đất thích hợp trồng bưởi nằm dọc theo sông Đồng Nai, đất có thành phần cơ giới trung bình, ít sét. Địa hình vùng đồng bằng tương đối bằng phẳng, không bị ngập nước và tiêu thoát tốt. - Kết quả xác định vùng chỉ dẫn Kết quả chồng lớp không gian và phân tích các lớp đối tượng được tổng hợp như sau: Diện tích đất được xác định đặc trưng cho vùng đất trồng bưởi Tân Triều có diện tích khoảng 997,23 ha, diện tích còn lại không được đề xuất là 1.887,19 ha. Trong đó: + Đất phù sa điển hình cơ giới trung bình có diện tích được đề xuất là 182,18 ha; + Đất phù sa điển hình, ít chua có diện tích được đề xuất là 477,23 ha; + Đất xám cơ giới nhẹ, nghèo bazờ có diện tích được đề xuất là 337,82 ha. Như vậy, diện tích đề xuất chỉ dẫn địa lý vùng bưởi Tân Triều tăng so với hiện trạng canh tác và định hướng quy hoạch. Một số diện tích hiện tại đang trồng bưởi nhưng không đảm bảo chất lượng sẽ được loại bỏ, không đề xuất bảo hộ. Một số diện tích đất khác ngoài vùng trồng bưởi nhưng có tính chất tương tự được đề xuất bảo hộ. IV. KẾT LUẬN Bài toán xác định vùng chỉ dẫn địa lý cho sản phẩm nông sản nói chung và bưởi Tân Triều nói riêng tương đối phức tạp vì phụ thuộc nhiều các yếu tố dữ liệu đầu vào. Kết quả đã đề xuất bản đồ vùng chỉ dẫn địa lý Tân Triều cho sản phẩm bưởi huyện Vĩnh Cửu tỉnh Đồng Nai . Vùng được đề xuất bảo hộ chỉ dẫn địa lý có tổng diện tích là 997,23 ha thuộc 3 loại đất chính: đất phù sa điển hình, cơ giới trung bình; đất phù sa điển hình, ít chua và đất xám điển hình, nghèo bazơ. Trong đó, xã Bình Hòa có diện tích đề xuất là 150,72 ha, Tân Bình là 356,16 ha và Bình Lợi là 490,35 ha. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dự án: Phát triển vùng chuyên canh cây bưởi với sự tham gia của cộng đồng tại xã Tân Bình, Bình Lợi và Tân An, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai, Phòng Nông nghiệp huyện Vĩnh Cửu (2009). [2] Hồ Quang Đức, Nguyễn Văn Ga (2008) Nghiên cứu mối quan hệ giữa chất lượng đất và chất lượng quả bưởi làm căn cứ khoa học cho việc đăng ký chỉ dẫn địa lý bưởi Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ, Tạp chí Nông nghiệp (số 3), tr 19-24. [3] Nguyễn Kim Lợi, Lê Cảnh Định (2009), “Hệ thống thông tin địa lý nâng cao”, Nhà xuất Bản Nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh. [4] Nguyễn Văn Nhân, Vũ Cao Thái và cộng sự, 1995, “Đánh giá khả năng đất đai và đề xuất sử dụng đất tỉnh Đồng Nai”, Trung tâm Bản đồ Tài nguyên, Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Kỹ thuật Đất Phân, Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp Miền Nam. 7 [5] Tô Cẩm Tú (1992), Phân tích số liệu nhiều chiều. Giáo trình cao học nông nghiệp. NXB Nông nghiệp, Hà Nội. [6] Yue – Hong Chou, “Exporing Spatial Analysis in Geographic Information System”, OnWorld Press. [7] Office Planning and Sustainable Communities (2008), “Model Builder Application to Estimate Future Sewer Wastwater Flow and Septic Units”. [8] J. Schaller and C. Mattos (2007), ArcGIS ModelBuilder Applications for Landscape Development Planning in the Region of Munich, Bavaria Đối chiếu vùng đề xuất chỉ dẫn địa lý với hiện trạng trồng bưởi Tân Triều