Ứng dụng phương pháp AHP và GIS trong đánh giá thích hợp một số đặc tính đất đai đối với cây gai xanh trên địa bàn huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 21 ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP AHP VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ THÍCH HỢP MỘT SỐ ĐẶC TÍNH ĐẤT ĐAI ĐỐI VỚI CÂY GAI XANH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN NGỌC LẶC, TỈNH THANH HÓA Nguyễn Hữu Hảo1, Nguyễn Thị Loan2 TÓM TẮT Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra khu vực đất nông nghiệp phù hợp cho cây gai xanh trên địa bàn huyện Ngọc Lặc. Vì vậy, sự đánh giá thích hợp một số đặc tính đất đai đối với cây tr ng này là rất cần thiết cho ng i sử dụng đất, những nhà quản lý nắm đ ợc khả năng và hạn chế của điều kiện đất đai hiện tại, từ đó đ a ra những chính sách và kế hoạch sử dụng đất phù hợp trong t ơng lai. Trong nghiên cứu này, ph ơng pháp đánh giá đa chỉ tiêu (AHP) và hệ thống thông tin địa lý (GIS) đ ợc sử dụng để đánh giá mức độ thích hợp đất đai cho cây gai xanh. Kết quả nghiên cứu chỉ ra diện tích đất tự nhiên của huyện đ ợc đánh giá là rất thích hợp, thích hợp trung bình, ít thích hợp, không thích hợp tạm th i, và không thích hợp vĩnh viễn t ơng ứng với 0,57%, 23,43%, 31,19%, 13,15%, và 6,76% cho cây gai xanh. Yếu tố hạn chế lớn nhất cho sự sinh tr ởng của loài cây này là độ dày tầng đất, thành phần cơ giới (TPCG) và độ phì đất. Nghiên cứu cũng cho thấy ph ơng pháp AHP và GIS có thể đ ợc ứng dụng cho đánh giá thích hợp đất đai ở các vùng đất và các loại cây tr ng khác nhau bằng việc sử dụng bộ chỉ tiêu phù hợp với từng điều kiện cụ thể của vùng nghiên cứu. Từ khóa: AHP, đánh giá thích hợp đất đai, GIS, cây gai xanh. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Gai xanh (Boehmeria nivea L. Gaudich) là một trong những cây lấy sợi t vỏ rất có giá trị vì sợi gai có nhiều đặc tính quý, là nguyên liệu tốt để sản xuất quần áo thời trang cao cấp cũng nhƣ những mặt hàng có giá trị hác. Ngoài ra, cây gai còn là cây trồng có hả năng chống xói mòn đất, bảo vệ môi trƣờng rất hiệu quả và là một cây dƣợc liệu quý. Ngày 4-7-2016, Chủ tịch UBND tỉnh ra Văn bản số 7058/UBND-NN đồng ý chủ trƣơng lập quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu cây gai xanh phục vụ nhà máy sản xuất sợi dệt tại xã Cẩm Tú đến năm 2025, định hƣớng đến năm 2030. Theo quyết định 1484/QĐ- UBND ngày 24 tháng 04 năm 2018 về việc phê duyệt phát triển vùng nguyên liệu cho cây gai thì đến năm 2030 tổng diện tích đất trồng gai trên phạm vi cả tỉnh đạt mức ổn định là 6457 ha. Trên cơ sở đó, việc phát triển vùng nguyên liệu trồng gai đƣợc triển hai đến một số huyện trong tỉnh, trong đó có huyện Ngọc Lặc. Do vậy, việc đánh giá thích hợp đất đai đối với cây gai trên địa bàn huyện là rất cần thiết nhằm mục đích đánh giá đúng tiềm năng đất đai của huyện đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây gai, t đó làm cơ sở cho việc đề xuất phƣơng án quy hoạch, phát triển vùng nguyên liệu ổn định, hiệu quả. Sự phát triển của hai lĩnh vực, hệ thống thông tin địa lý (GIS) với đánh giá đa chỉ tiêu (MCE) mà cụ thể là phƣơng pháp AHP đã góp phần đặc biệt quan trọng trong giải 1,2 Khoa Nông - Lâm - Ng nghiệp, Tr ng Đại học ng Đức TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 22 quyết bài toán quyết định đa tiêu chí hông gian. Trong đó, GIS đóng vai trò phân tích không gian [2], AHP đóng vai trò phân tích đa thuộc tính, đánh giá và xác định mức độ ƣu tiên của các phƣơng án lựa chọn. Mô hình tích hợp GIS và MCE là quá trình kết hợp giữa dữ liệu hông gian và quá trình đánh giá của ngƣời ra quyết định. Khả năng hiệp lực giữa GIS và MCE đem lại lợi ích to lớn trong nghiên cứu ứng dụng GIS và MCE vào các lĩnh vực đánh giá hả năng thích hợp đất đai [4]. Trong nghiên cứu này, công nghệ GIS và phƣơng pháp AHP đƣợc áp dụng để đánh giá mức độ thích hợp của một số đặc tính đất đai đối với cây gai xanh. Kết quả nghiên cứu không chỉ đƣợc sử dụng nhƣ là một cơ sở dữ liệu về mặt đất đai, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên và quản lý đất đai một cách bền vững [5]. 2. VÙNG NGHIÊN CỨU Ngọc Lặc là huyện miền núi phía Tây tỉnh Thanh Hóa, có vị trí địa lý t 19055' đến 20017' vĩ độ Bắc, t 105031' đến 104055' inh độ Đông (Hình 1). Địa hình thấp dần t Tây Bắc xuống Đông Nam. Địa hình dốc trên 150 chiếm khoảng 50% diện tích, một số vùng quá dốc, gây hó hăn cho bố trí cây trồng, bảo vệ đất và đầu tƣ xây dựng cơ sở hạ tầng, càng lên phía Tây Bắc địa hình càng bị chia cắt mạnh. Theo tài liệu về khí hậu thủy văn Thanh Hóa, Ngọc Lặc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè nóng ẩm, mƣa nhiều và chịu ảnh hƣởng của gió Tây Nam hô nóng gió Lào ; mùa đông lạnh ít mƣa. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 23,770C với số giờ nắng trung bình khoảng 1.383,91 giờ. Tổng lƣợng mƣa dao động t 1.569,4 đến 2.344,7 mm/năm. Huyện có độ ẩm không khí trung bình cao khoảng 85,2%, rất hiếm khi ở mức dƣới 65% và tổng lƣợng bốc hơi trung bình là 772,33 mm. Hình 1. Vị trí địa lý và ranh giới vùng nghiên cứu 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phƣơng pháp thu thập thông tin Dữ liệu thứ cấp về các điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội, hiện trạng canh tác cây gai, các tài liệu liên quan đến cây gai, bản đồ đất, bản đồ đơn vị đất đai và bản đồ hiện trạng sử dụng đất đƣợc thu thập tại phòng Tài nguyên và Môi trƣờng, phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Ngọc Lặc và các báo cáo, tài liệu khoa học đã công bố có liên quan đến cây gai. TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 23 3.2. Phƣơng pháp chuyên gia Bản chất của phƣơng pháp chuyên gia là lấy ý kiến của các chuyên gia để làm kết quả dự báo. Phƣơng pháp này sẽ chính xác hơn nếu sử dụng nhiều chuyên gia và tổng hợp các ý kiến chuyên gia theo phƣơng pháp toán học. Phƣơng pháp chuyên gia đóng vai trò quan trọng khi kết hợp với phƣơng pháp đánh giá đa chỉ tiêu để thực hiện nội dung đánh giá thích hợp đất đai cho các loại hình sử dụng đất, tập hợp ý kiến những ngƣời có kinh nghiệm, các nhà khoa học để xây dựng ma trận cặp đôi. 3.3. Phƣơng pháp đánh giá mức độ thích hợp đất đai theo FAO Tài liệu hƣớng dẫn của FAO (1976, 1983) về đánh giá đất là cơ sở nền tảng của nghiên cứu này trong việc phân hạng mức độ thích hợp đất đai theo cấu trúc phân hạng đất đai của FAO. Hƣớng dẫn đánh giá đất của FAO đƣợc thay đổi cho phù hợp với điều kiện của Việt Nam, đƣợc mô tả nhƣ sau: (1) Bộ thích hợp gồm có: S (thích hợp) và N (không thích hợp); (2) Loại thích hợp nằm trong bộ thích hợp. Trong đó: S1 (rất thích hợp), S2 (thích hợp trung bình), S3 (ít thích hợp), N1 (không thích hợp tạm thời), và N2 (không thích hợp vĩnh viễn). 3.4. Ứng dụng MCE bằng phƣơng pháp APH AHP là phƣơng pháp ra quyết định dựa trên nhiều yếu tố trong thang tỷ lệ t sự so sánh cặp của các yếu tố [8]. Theo Saaty (1977, 1990) AHP tiếp cận vấn đề theo cả 2 cách hác nhau: Tiếp cận hệ thống qua sơ đồ thứ bậc và tiếp cận nhân quả thông qua so sánh cặp. Sự phán đoán đƣợc áp dụng trong việc thực hiện so sánh cặp là ết hợp cả logic và inh nghiệm. Quá trình tính toán độ ƣu tiên bao gồm 3 bƣớc: 1 xác định mục tiêu tổng quát, 2 đánh giá, so sánh các tiêu chí chính và tiêu chí phụ, 3 tổng hợp mức độ ƣu tiên [9, 10]. Quá trình so sánh cặp đôi có thể đƣợc dùng để xác định tầm quan trọng tƣơng đối của mỗi phƣơng án ứng với mỗi tiêu chuẩn. Để so sánh, thang tỷ lệ đƣợc tạo ra nhằm chỉ mức độ quan trọng của một yếu tố hi so sánh với các yếu tố hác Bảng 1 . Giá trị sử dụng hi so sánh một yếu tố của cột và hàng thay đổi t 1 đến 9. Ngƣợc lại, giá trị nghịch đảo thay đổi t 1/2 đến 1/9. Ví dụ, hi so sánh yếu tố A với yếu tố B, nếu A quan trọng hơn B 3 lần, thì B quan trọng bằng 1/3 A. Bảng 1. Phân loại tầm quan trọng tƣơng đối của Saaty So sánh Định nghĩa Giải thích 1 Quan trọng bằng nhau Hai thành phần có tính chất bằng nhau 3 Sự quan trọng giữa một thành phần đối với thành phần ia Kinh nghiệm và nhận định hơi nghiêng về một thành phần hơn thành phần ia 5 Cơ bản hay quan trọng nhiều giữa cái này và cái kia Kinh nghiệm và nhận định nghiêng mạnh về một thành phần hơn thành phần ia 7 Sự quan trọng đƣợc biểu lộ mạnh giữa cái này hơn cái ia Một thành phần đƣợc ƣu tiên rất nhiều hơn cái ia và đƣợc biểu lộ trong thực hành. 9 Sự quan trọng tuyệt đối giữa cái này hơn cái ia Sự quan trọng hơn hẳn ở trên mức có thể 2, 4, 6, 8 Mức trung gian giữa các mức nêu trên Cần sự thỏa hiệp giữa hai mức độ nhận định Ngu n: Saaty, T. L. (1980) TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 24 Để tìm ra trọng số của các tiêu chí, ma trận so sánh đƣợc áp dụng. Ma trận so sánh là một ma trận có giá trị nghịch đảo qua đƣờng chéo chính [6]. So sánh cặp đƣợc tạo ra cho các tiêu chí theo thứ bậc dựa trên ý kiến của các chuyên gia trong việc đánh giá tầm quan trọng tƣơng đối giữa các tiêu chí khi so sánh với nhau. Điều quan trọng là phải xem xét tính nhất quán của sự so sánh cặp đôi để xác định trọng số của t ng yếu tố trong ma trận có đƣợc chấp nhận hay hông [6]. Tham số định lƣợng dùng để xác nhận tính nhất quán trong ma trận so sánh gọi là tỷ số nhất quán CR . Đây là thƣớc đo mức độ biến động đƣợc phép và phải nhỏ hơn 10%. Ngƣợc lại nếu CR lớn hơn 10%, thì cần thiết phải cải thiện tính nhất quán bằng việc xác định lại các giá trị so sánh giữa các tiêu chí tƣơng đƣơng. Phƣơng pháp AHP đo sự nhất quán thông qua CR, tốt nhất là nhỏ hơn 10%, nếu lớn hơn 10% sự nhận định là ngẫu nhiên, cần thực hiện lại [9, 11]. Tính tỷ số nhất quán (CR) Công thức tính CR đƣợc lấy t chỉ số nhất quán CI nhƣ sau: ( ) ( ) Trong đó: là giá trị riêng của ma trận so sánh; n là số chỉ tiêu hay nhân tố so sánh trong ma trận; RI là chỉ số ngẫu nhiên: RI là chỉ số ngẫu nhiên trung bình của ma trận so sánh cặp t 1 đến 10. Kết quả nhận đƣợc phụ thuộc vào số lƣợng các hàng của ma trận cụ thể và thay đổi tùy thuộc vào thứ tự trong ma trận [1] bảng 4 . Khi ma trận càng lớn thì mức độ hông nhất quán càng cao [7]. Bảng 2. Phân loại chỉ số ngẫu nhiên n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RI 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 3.5. Kết hợp phƣơng pháp AHP với GIS để đánh giá mức độ thích hợp đối với cây gai xanh Giá trị Xi của chỉ tiêu lựa chọn đƣợc tính toán mỗi đơn vị bản đồ đất đai bằng các chữ số Ả Rập t 4 đến 1 dựa trên ý iến chuyên gia và điều iện thực tế của vùng nghiên cứu sao cho ∑Xi =10. T đó, mức độ thích hợp cho mỗi đơn vị bản đồ đất đai đƣợc tính theo công thức: ∑ (*) Trong đó: Si là chỉ số thích hợp đất đai,Wi là trọng số của yếu tố i i = 1, 2, 3n , Xi là điểm số gắn cho mỗi tiêu chí phụ. Trong nghiên cứu này, GIS và AHP đƣợc ết hợp để tính toán trọng số của các đặc tính và tính chất đất đai đƣợc lựa chọn để tạo ra các bản đồ đơn tính cho các đặc tính đất đai. Sau đó tất cả các bản đồ thuộc tính này đƣợc chồng xếp với nhau nhằm xây dựng bản đồ phân hạng thích hợp đất đai cuối cùng cho cây gai trên thuộc vùng nghiên cứu. Trên cơ sở tham hảo ý iến chuyên gia, ết hợp với hƣớng dẫn đánh giá đất của FAO [3,4], chỉ tiêu phân cấp thích hợp đƣợc thể hiện cụ thể trong bảng 3. TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 25 Bảng 3. Phân cấp trong đánh giá thích hợp đất đai Chỉ số thích hợp đất đai Phân hạn thích hợp Ghi chú > 3.5 S1 Thích hợp cao 3.0 - 3.5 S2 Thích hợp trung bình 2.5 - 3.0 S3 Ít thích hợp 2.0 - 2.5 N1 Không thích hợp tạm thời < 2.0 N2 Không thích hợp vĩnh viễn Trong nghiên cứu này, phần mềm ArcGIS 10.6 đƣợc sử dụng để thực hiện việc phân tích, xử lý, lƣu trữ và chồng xếp các lớp thông tin để xây dựng bản đồ thích hợp về mặt đất đai đối với cây gai xanh trên địa bàn huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa. Bản đồ thích hợp đất đai đƣợc thể hiện ở tỷ lệ 1:25.000 với hệ tọa độ thống nhất là VN-2000, múi chiếu 48 vĩ độ Bắc, và hệ quy chiếu VN-2000. 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Xác định yêu cầu sử dụng đất của cây gai xanh và điểm số từng tính chất đất đai Bảng 4. Điểm số tƣơng ứng với các đặc tính đất đai đƣợc lựa chọn Chỉ tiêu Phân cấp Điểm Chỉ tiêu Phân cấp Điểm Độ dốc 0 - 3 4 Loại đất Đất phù sa trung tính ít chua điển hình 4 3 -8 3 Đất phù sa có tầng đốm gỉ chua 3 8-15 2 Đất phù sa có tầng đốm ết von sâu 3 15 - 20 1 Đất đen đá vôi điển hình 3 20 - 25 1 Đất nâu đỏ điển hình 4 > 25 1 Đất xám ferralit điển hình 4 Tầng dày > 100 4 Đất xám ferralit đá lẫn nông 2 70 - 100 3 Đất xám glây điển hình 2 50 - 70 3 Đất xám ết von đá lẫn nông 1 30 - 50 2 Đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá chua điển hình 1 < 30 1 Thành phần cơ giới Cát 1 Chế độ tƣới Chủ động 4 Cát pha 3 Bán chủ động 3 Thịt nhẹ 4 Nhờ mƣa 2 Thịt trung bình 3 Độ phì Khá 4 Thịt nặng 3 Trung bình 3 Sét 2 Thấp 2 Sau khi cân nhắc một cách cẩn thận, và tham hảo ý iến t các nhà hoa học 3 chuyên gia hoa học cây trồng, 4 chuyên gia nông hóa thổ nhƣỡng và 2 chuyên gia ngành quản lý đất đai dựa trên điều iện cụ thể của huyện, 6 chỉ tiêu đƣợc lựa chọn cho quá trình đánh giá mức độ thích hợp đất đai đối với cây gai xanh, bao gồm: loại đất, độ dốc, độ dày tầng đất, chế độ tƣới, độ phì và thành phần cơ giới. TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 26 Theo hƣớng dẫn đánh giá đất của FAO (1976), yêu cầu sử dụng đất của cây trồng cho sinh trƣởng và phát triển là sự đánh giá trực tiếp mức độ thích hợp t cao đến thấp, trong đó S1: rất thích hợp, S2: thích hợp trung bình, S3: ít thích hợp, và N: không thích hợp. T các luận điểm trình bày ở trên, trong điều kiện cụ thể của huyện Ngọc Lặc, kết hợp với ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực nông nghiệp, chúng tôi xác định, phân cấp các yêu cầu sử dụng đất của cây gai xanh, và điểm số của t ng tính chất đất đƣợc trình bày cụ thể trong bảng 4. 4.2. Tính trọng số cho các yếu tố Trong phƣơng pháp AHP, ý iến của các chuyên gia đƣợc thu thập và đánh giá độc lập bảng 5 . Nếu tất cả đều đƣợc chấp nhận, thì tất cả các ý iến sẽ đƣợc tổng hợp lại để hình thành nên một ma trận so sánh tổng hợp mới Bảng 6 bằng cách tính trung bình nhân ý iến của các chuyên gia theo công thức: (∏ ) . Bảng 5. Giá trị so sánh của các chuyên gia đối với các chỉ tiêu đƣợc lựa chọn So sánh cặp Kết quả đánh giá của chuyên gia thứ: I J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Độ dốc Độ phì 0,33 0,33 0,33 0,33 0,25 0,14 0,14 0,17 0,33 0,24 Chế độ tƣới 2,00 1,00 3,00 2,00 3,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,12 Loại đất 1,00 1,00 3,00 2,00 3,00 3,00 2,00 3,00 3,00 2,15 Tầng dày 0,50 0,33 0,25 0,20 0,17 0,17 0,20 0,14 0,17 0,22 TPCG 0,25 0,33 0,20 0,33 0,17 0,33 0,20 0,20 0,33 0,25 Độ phì Chế độ tƣới 3,00 5,00 4,00 5,00 7,00 7,00 5,00 7,00 4,00 5,03 Loại đất 3,00 3,00 3,00 2,00 5,00 4,00 3,00 2,00 4,00 3,09 Tầng dày 0,33 0,33 0,20 0,25 0,20 0,25 0,14 0,33 0,25 0,24 TPCG 0,25 0,50 0,33 0,33 0,25 0,33 0,33 0,25 0,33 0.32 Chế độ tƣới Loại đất 2,00 1,00 3,00 3,00 2,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,12 Tầng dày 0,11 0,14 0,14 0,17 0,14 0,17 0,11 0,14 0,17 0,14 TPCG 0,17 0,14 0,11 0,11 0,14 0,17 0,11 0,11 0,14 0,13 Loại đất Tầng dày 0,33 0,20 0,17 0,14 0,11 0,14 0,14 0,17 0,20 0,17 TPCG 0,11 0,14 0,11 0,14 0,14 0,11 0,11 0,11 0,11 0.12 Tầng dày TPCG 0,50 2,00 1,00 2,00 2,00 1,00 0.50 2,00 0,50 1,08 Số liệu trong bảng 6 cho thấy, trọng số của các chỉ tiêu đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp AHP cho sự thích hợp về mặt đất đai đối với cây gai bao gồm: độ dốc, độ phì, chế độ tƣới, loại đất, tầng dày, và thành phần cơ giới lần lƣợt là 0,07; 0,16; 0,05; 0,04; 0,35 và 0,33. Giá trị các trọng số chỉ ra rằng, độ dày tầng đất có ảnh hƣởng lớn nhất đến sự phát triển của cây gai xanh bởi vì nó có trọng số lớn nhất. Mức độ quan trọng tiếp theo thuộc về thành phần cơ giới đất. Yếu tố ít quan trọng nhất theo phƣơng pháp đánh giá này là chỉ tiêu loại đất có giá trị trọng số là 0,04. Chỉ số tƣơng quan CR là 0,051, bé hơn 0,1 hay 10%, vì vậy giá trị các trọng số của các chỉ tiêu đánh giá thỏa mãn các điều iện của phƣơng pháp AHP và đáng tin cậy. TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 27 Bảng 6. Ma trận so sánh tổng hợp các ý kiến chuyên gia So sánh Độ dốc Độ phì Chế độ tƣới Loại đất Tầng dày TPCG Tổng hàng Wi Độ dốc 1 0,24 2,12 2,15 0,22 0,25 5,98 0,070 Độ phì 4,17 1,00 5,03 3,10 0,25 0,33 13,71 0,160 Chế độ tƣới 0,47 0,20 1,00 2,12 0,14 0,13 4,06 0,050 Loại đất 0,47 0,32 0,47 1,00 0,17 0,12 2,55 0,040 Tầng dày 4,55 4,00 7,14 5,88 1,00 1,10 23,67 0,350 TPCG 4,00 3,03 7,69 8,33 0,91 1,00 24,97 0,330 Tổng cột 14,65 8,80 23,46 22,59 2,69 2,93 74,95 1 CI = 0,063 RI = 1,24 CR = 0.051 4.3. Đánh giá mức độ thích hợp đất đai cho cây gai xanh Điểm số và giá trị trọng số cho t ng chỉ tiêu lựa chọn sau hi tính toán đƣợc chuyển và lƣu trữ bằng phần mềm Arcgis để đánh giá mức độ thích hợp đất đai cuối cùng cho cây gai xanh tƣơng ứng với t ng đơn vị đất đai đã xây dựng. Trọng số và điểm số của các chỉ tiêu đánh giá đƣợc tạo thành các bản đồ chuyên đề độ dốc, độ phì, chế độ tƣới, loại đất, độ dày tầng đất, và TPCG để phục vụ cho quá trình chồng xếp bản đồ theo công thức (*). Các bản đồ chuyên đề đƣợc xây dựng trong môi trƣờng GIS, sau đó đƣợc chuyển sang dữ liệu dạng raster và phân loại lại phục vụ cho việc xây dựng bản đồ thích hợp đất đai của cây gai xanh trên địa bàn huyện Ngọc Lặc. Diện tích và mức độ thích hợp về mặt đất đai của cây gai xanh đƣợc trình bày trong bảng 6. Sơ đồ phân bố về mặt hông gian đƣợc thể hiện qua hình 2. Bảng 7. Diện tích mức độ thích hợp đất đai của cây gai xanh Kết quả phân hạng thích hợp về mặt đất đai đối với cây gai xanh cho thấy toàn huyện có 9.775,44 ha đƣợc phân hạng không thích hợp cho việc trồng cây gai xanh. Trong đó diện tích không thích hợp tạm thời là 6.454,89 ha chiếm 13,15%, và 3.320,55 ha đƣợc phân hạng không thích hợp vĩnh viễn chiếm 6,76% diện tích đất tự nhiên của huyện. Diện tích đất không thích hợp này phân bố chủ yếu trên 3 loại đất là đất xám gley điển hình, đất xám kết von đá lẫn nông và toàn bộ diện tích đất xói mòn mạnh trơ sỏi đá chua điển hình. Tổng diện tích đất đai đƣợc phân hạng thích hợp cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây gai xanh là 27.094,29 ha. Trong đó, mức ít thích hợp có diện tích lớn nhất 15.309,54 ha, chiếm 31,19%; tiếp đến là mức thích hợp trung bình với 11.503,10 ha, chiếm 24,43% diện tích đất tự nhiên của huyện. Mức độ thích hợp này phân bố chủ yếu trên 2 nhóm đất là đất nâu đỏ và đất xám. Mức rất thích hợp chiếm tỷ lệ nhỏ nhất chỉ với 281,65 ha, chiếm 0,57% so với diện tích đất tự nhiên của huyện và phân bố hoàn toàn trên đất phù sa trung tính ít chua điển hình, và một phần đất phù sa có tầng đốm gỉ chua. Cây Gai Phân hạng thích hợp Ký hiệu Diện tích ha % so với DTTN Rất thích hợp S1 281,65 0,57 Thích hợp trung bình S2 11.503,10 23,43 Ít thích hợp S3 15.309,54 31,19 Không thích hợp tạm thời N1 6.454,89 13,15 Không thích hợp vĩnh viễn N2 3.320,55 6,76 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 28 Hình 2. Bản đồ thích hợp đất đai của cây gai xanh trên địa bàn huyện Sự khác nhau về mức độ thích hợp đất đai đối với cây gai xanh sau khi phân hạng có thể lý giải rằng mức độ thích hợp phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng đất của loài cây này nhƣ đã đề cập trong bảng 4. Điều này có nghĩa là mức độ thích hợp khác nhau phản ánh sự khác nhau của các đặc tính đất đai. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra, mức độ thích hợp cuối cùng không chỉ phụ thuộc vào điểm số của các đặc tính đất đai mà còn phụ thuộc vào trọng số của chúng trong quá trình đánh giá. Trong phƣơng pháp AHP này các yếu tố đƣợc lựa chọn đƣợc đánh giá có là có sự ảnh hƣởng quan trọng đến khả năng phát triển của cây gai. Và bản đồ phân hạng thích hợp là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hạng thích hợp cho loại cây trồng này bằng việc trồng xếp tất cả các bản đồ đơn tính lại với nhau. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy, trong bƣớc tính toán trọng số của ma trận so sánh cặp đôi các đặc tính đƣợc lựa chọn thì yếu tố độ dày tầng đất đƣợc xác định là ảnh hƣởng, hay quan trọng nhất tới cây gai xanh với giá trị trọng số là 0,35, yếu tố quan trọng tiếp theo là thành phần cơ giới với trọng số đƣợc tính là 0,33, và yếu tố ít quan trọng hay có ít ảnh hƣởng nhất đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây gai là loại đất với giá trị trọng số là 0,04. 5. KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, phƣơng pháp AHP và công nghệ GIS đƣợc sử dụng cho quá trình đánh giá đất trên cơ sở hƣớng dẫn đánh giá đất của FAO, có điều chỉnh để phù hợp với điều kiện của Việt Nam và môi trƣờng sinh thái của vùng đánh giá. Hơn nữa kết quả nghiên cứu cho thấy, phƣơng pháp AHP là một phƣơng pháp phức tạp, có thể đƣa ra các kết quả một cách trực quan thông qua quy trình chuẩn hóa dữ liệu phỏng vấn bằng ma trận so sánh cặp đôi. Ngƣợc lại, mức độ phù hợp cuối cùng của công tác đánh giá đất phụ thuộc vào điểm số của các đặc tính đất và giá trị trọng số của các đặc tính đất đai, do đó các chuyên gia cần đƣợc tƣ vấn để hiểu giá trị trọng số của t ng chỉ tiêu đất đai đƣợc lựa chọn. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra, các đặc tính đất đai hác nhau có vai trò và trọng số hác nhau trong quá trình đánh giá đất. Mức độ thích hợp không chỉ phụ thuộc vào điểm số của t ng tính chất đất mà còn phụ thuộc vào trọng số của các đặc tính đất đai. Nghiên cứu đã chỉ ra, 55,19% diện tích đất của huyện đƣợc đánh giá là thích hợp (t S3 đến S1) và 19,91% (N2 và N1) là không thích thích hợp cho việc trồng cây gai xanh. Với 13,15% diện tích đất đƣợc phân hạng là không thích hợp tạm thời (N1), huyện hoàn toàn có thể chủ động cải tạo để đƣa vào trồng cây gai trong tƣơng lai. Những kết quả phân tích về mặt không gian của nghiên cứu này có thể đóng góp một phần trong việc TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 29 sử dụng đất hiệu quả, giảm thiểu các vấn đề môi trƣờng và cải thiện thu nhập cho ngƣời dân địa phƣơng thông qua việc sử dụng đất hợp lý. Kết quả của sự đánh giá đất đai cũng đã cho thấy, sự kết hợp giữa công nghệ GIS và phƣơng pháp AHP hoàn toàn có thể mở rộng và áp dụng cho việc đánh giá đất ở các khu vực khác nhau cho các loại cây trồng khác nhau bằng việc sử dụng bộ chỉ tiêu phù hợp với t ng điều kiện cụ thể của vùng nghiên cứu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alonso, J. A. & Lamata, M. T. (2006), Consistency in the analytic hierarchy process: a new approach, International Journal of Uncertainty, Fuzziness and Knowledge- Based Systems, 14, 445-459. [2] Tran Trong Duc (2006), Using GIS and AHP technique for land-use suitability analysis, In International symposium on geoinformatics for spatial infrastructure development in earth and allied sciences (pp. 1-6). [3] FAO (1976), A framework for land evaluation, FAO, ROME. [4] FAO (1983), Guidelines: Land evaluation for rainfed agriculture, FAO Soils Bulletin 52. [5] Hao, N.H., Van, P.V. and Ha, K.M. (2019), Applying AHP method and GIS to evaluate land suitability for paddy rice crop in Quang Xuong district, Thanh Hoa province, Can Tho University Journal of Science, 11(3), 1-10. [6] Nabarath, B. (2008), Land suitability evaluation using GIS for vegetable crops in Kathmandu valley/Nepal. Ph.D dissertation, Humboldt-Universität, Berlin. [7] Permadi, B. (1992), AHP, Departemen Pendidikan & Kebudayaan Pusat Antar Universitas-Studi Ekonomi Universitas Indonesia, Jakarta.163. [8] Saaty, T. L. (1977), A scaling method for priorities in hierarchical structures, Journal of Mathematical Psychology, 15, 234-281. [9] Saaty, T. L. (1980), The analytical hierarchy process: planning, priority setting, resource allocation, RWS Publication, Pittsburg. [10] Saaty, T. L. (1990), How to make a decision: the analytic hierarchy process, European Journal of Operational Research, 48, 9-26. [11] Zeshui, X. and Cuiping, W. (1999), A consistency improving method in the analytic hierarchy process, European Journal of Operational Research, 116(2), 443-449. APPLICATION OF AHP METHOD AND GIS TO EVALUATE THE SUITABILITY OF SOME SOIL CHARACTERISTICS FOR RAMIE PLANT IN NGOC LAC DISTRICT, THANH HOA PROVINCE Nguyen Huu Hao, Nguyen Thi Loan ABSTRACT The aim of this study is to out appropriate cultivated areas for ramie tree production in Ngoc Lac district. Hence, the evaluation of land suitability for this plant is crucial for land-users and land managers to realize the capacity and limitations of the current land TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 50.2020 30 conditions for making suitable policies and strategies of land use in the future. In this study, an analytical hierarchy process (AHP) and geographic information system (GIS) were applied to evaluate land suitability for this plant. The results showed that 0,57%, 23,43%, 31,19%, 13,15%, and 6,76% of the natural areas were classified as high, moderate, marginal, current, and permanently unsuitable levels, respectively for ramie tree. It was indicated that the most important limitation parameters in the growth of ramie tree were found to be the soil depth, soil texture, and soil fertility. The results of the research also suggested that the combination of GIS and AHP method can be implemented in other places for different plants with the appropriate factors used for land suitability evaluation according to particular area conditions. Keywords: AHP, land suitability evaluation, GIS, ramie. * Ngà nộp bài: 4/5/2019; Ngà gửi phản biện: 8/5/2019; Ngà du ệt đăng: 25/6/2020