1

SAM Paper Series 16 (2002) Hệ thống
Nông nghiệp

Miền núi

Mô hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn với
phương pháp CLUE-S

Vũ Nguyêna, Jean-Christophe Castellab, Peter H. Verburgc

a Viện Khoa học Kỹ thuật Nơng nghiệp Việt Nam (VASỤ), Thanh Trì, Hà Nội, Việt Nam
b Viện Nghiên cứu vì sự Phát triển (ỤRD), 213 rue Lafayette, 75480 Paris Cedex 10, France, và

Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI), DAPO 7777, Metro Manila, Philippines
c Phòng Thổ nhưỡng và địa chất, Khoa khoa học môi trường, Trường Đại học Wageningen, Hà Lan

Tóm tắt

Chợ Đồn là một huyện của tỉnh Bắc Kạn, thuộc lưu vực Sơng Hồng. Phía Bắc giáp hồ Ba Bể huyện Ba Bể,
phía nam giáp huyện Định Hố tỉnh Thái Ngun, Phía đơng giáp huyện Bạch Thơng, Phia tây giáp huyện Na
Hang - Chiêm Hoá tỉnh Tuyên Quang. Tồn bộ huyện có 21 xã và 1 thị trấn. Dân số là 46224 người, chủ yếu
là người dân tộc Tày (75%), Dao (11%) và người Kinh (9%). Tổng diện tích tồn huyện là 91590 ha, trong
đó đất dành cho nông nghiệp là 239 ha, phần lớn dân số sống dựa hồn tồn vào nơng nghiệp.

Sự tăng dân số gây ra những áp lực đối với sử dụng đất và nguồn tài nguyên thiên nhiên. Do chỉ có quá ít đất
nông nghiệp nên diện tích đất dốc đang chuyển đổi sang đất nông nghiệp để sản xuất lương thực đáp ứng nhu
cầu ngày càng tăng. Điều này liên quan đến việc bền vững lâu dài của nguồn tài nguyên thiên nhiên. Để bảo
vệ hệ thống này, chính phủ đã cấm việc phá rừng làm nương. Trong thập kỷ vừa qua, nơng thơn Việt Nam đã
có nhiều thay đổi, một trong những thay đổi lớn nhất là giao đất cho từng hộ nơng dân, điều này có nghĩa là

người dân có trách nhiệm trên mảnh đất của mình, và việc thay đổi sử dụng đất sẽ diễn ra như thế nào thì
người lập kế hoạch rất khó dự báo được. Việc áp dụng mơ hình hố để mơ phỏng và dự báo quá trình sử dụng
đất CLUE-S (the Conversion of Land use and its Effects at Small regional extent) cho huyện Chợ Đồn, tỉnh
Bắc Kạn là một công cụ hỗ trợ đặc biệt cho các cấp quản lý, nó giúp ích cho các nhà lập chính sách và lập kế
hoạch sử dụng đất có thể thấy được những vùng ổn định và những vùng dễ thay đổi trong sử dụng đất do các
định hướng khác nhau. Các thông tin khoa học đưa ra từ mơ hình có thể được xem như là cơng cụ để đánh giá
các chính sách sẽ đề ra.

1. Đặt vấn đề và sự ô xy hoá các chất hữu cơ trong đất dẫn
đến hiệu ứng nhà kính và do đó làm thay đổi
Dự báo là cơng việc cần phải làm trong các khí hậu tồn cầu. Trồng trọt thâm canh trên
hoạt động nghiên cứu cũng như quản lý. Dự đất dốc dẫn đến thối hố đất, giảm khả
báo chính xác thì các chính sách đề ra mới năng sử dụng đất dốc cho sản xuất lương
đáp ứng được yêu cầu đòi hỏi của thực tế. thực trong khi ô nhiễm môi trường không
Việc chuyển đổi sử dụng đất là vấn đề mà kiểm soát được.
các nhà nghiên cứu cũng như các nhà quản
lý đều rất quan tâm. Hệ thống sử dụng đất Để tránh hậu quả như vậy của thay đổi sử
rất phức tạp và có mối liên hệ chặt chẽ với dụng đất, tiếp cận một cách hệ thống đã
hệ thống xã hội và hệ sinh thái. Sử dụng đất được áp dụng. Kế hoạch sử dụng đất là một
không chỉ nói đến lớp đất và sinh khối trên quá trình mà con người dự định thay đổi sử
mặt đất mà cịn bao hàm cả mục đích khai dụng đất dựa trên các mục tiêu đề ra kết hợp
thác mặt đất của con người. Việc thay đổi sử với các chức năng của hệ thống sử dụng đất
dụng đất không phải lúc nào cũng đem lại hiện tại.
lợi ích cho cuộc sống con người. Đốt rừng

2 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

2. Phương pháp nghiên cứu dụng CLUE ở phạm vi nhỏ, các loại sử dụng
đất dựa trên bản đồ sử dụng đất hoặc được
Trong bài này, sử dụng đất thay đổi nghĩa là giải đoán từ ảnh vệ tinh sẽ được biểu thị

sự thay thế loại sử dụng đất này bằng loại sử bằng loại sử dụng đất chiếm lớn nhất trong
dụng đất khác. Sử dụng đất thay đổi nói một ô và được coi là đồng nhất trong ơ đó.
chung được coi là do ảnh hưởng trực tiếp và Vì vậy khi chuyển sang dạng ơ lưới thì chỉ
gián tiếp của nhiều yếu tố, những yếu tố này có một loại sử dụng đất trong một ơ. Do đó
được chia làm hai loại: biến phụ thuộc được biểu thị bằng số 1 (có)
hoặc số 0 (khơng có) trong mỗi ơ lưới. Do
• Loại ảnh hưởng trực tiếp tới tỷ lệ và số sự khác nhau trong biểu diễn số liệu và tính
lượng sử dụng đất (VD: Rừng bị chặt để chất của các cấp áp dụng nên đối với huyện
làm nông nghiệp do tăng dân số). Chợ Đồn, áp dụng CLUE-S (the Conversion
of Land use and its Effects at Small regional
• Loại xác định việc phân bổ sử dụng đất extent) là thích hợp. Như vậy CLUE-S được
(VD: Đất phù hợp với trồng lúa nước). áp dụng cho cấp vùng với độ phân giải cao,
nó bao gồm một mơ hình khơng gian và phi
Để thấy rõ mối quan hệ tương hỗ giữa thay không gian, cấp vùng áp dụng trong mơ hình
đổi sử dụng đất và các yếu tố ảnh hưởng, này là cấp huyện, rồi đến cấp ô lưới.. Các
CLUE sử dụng phương pháp truyền thống, thành phần chính của CLUE-S được biểu
đó là sử dụng phân tích tương quan và hàm diễn trong hình 1.
hồi quy, nhờ phương pháp này, hệ thống
phức tạp với nhiều mối quan hệ qua lại, kết 2.1. Các yếu tố trong mô hình
hợp với sự phụ thuộc vào cấp độ rất khó mơ
tả một cách tổng qt nhưng có thể lượng Xác suất. Do các biến phụ thuộc trong mơ
hố được. hình là nhị ngun nên mơ hình thống kê
trong CLUE-S dựa trên phân tích hàm hồi
Sử dụng đất bị ràng buộc bởi các yếu tố môi quy logistic để xác định và lượng hoá được
trường như là tính chất đất, khí hậu và địa các nhân tố ảnh hưởng đến sự xuất hiện của
hình, trong khi đó nhân tố con người xác các loại sử dụng đất. Các phân tích được
định vị trí sử dụng đất: ở đâu?, để làm gì? từ thực hiện đối với sử dụng đất hiện tại cho
đó mà quy mô, phạm vi sử dụng đất ở một từng loại sử dụng đất riêng biệt. Các hệ số
nơi nào đó bị thay đổi. Để xác định được các của hàm hồi quy được dùng để tính xác suất
yếu tố giải thích cơ cấu sử dụng đất, chúng của mỗi ô dành cho từng loại sử dụng đất

ta thiết lập một bộ số liệu gồm các tất cả các trong năm phân tích.
yếu tố mà được cho là có ảnh hưởng đến
việc sử dụng đất. Hầu hết các số liệu được Khu vực được bảo vệ. Thành phần này chỉ ra
tổng hợp từ các điều tra ở cấp thôn bản kết những ô nào được đưa vào tính tốn trong
hợp với các số liệu thống kê của huyện nông mô hình thay đổi sử dụng đất. Tất cả những
nghiệp năm 1998 theo địa giới hành chính ơ khơng được đưa vào trong tính tốn là vì
xã, các số liệu về lý-sinh học có từ các bản chúng được coi là sử dụng đất ổn định. Phần
đồ từ một số nghiên cứu khác, các số liệu này được dùng để xác định những ơ nào
khí hậu có được từ các trạm khí tượng. thuộc vào vùng được bảo tồn, vùng mà được
Riêng bản đồ sử dụng đất được giải đoán từ giả thiết là khơng có thay đổi gì về sử dụng
ảnh vệ tinh năm 1998. đất trong thời gian mô phỏng.
Nhu cầu. Chúng ta đang nghiên cứu sự thay
Để có thể sử dụng được hàm hồi quy, việc đổi sử dụng đất nên yếu tố thời gian cũng
trước tiên là phải tạo một bộ số liệu phù hợp. được đưa vào mơ hình. Ịếu tố này được xem
Tất cả các bản đồ và số liệu được chuyển vào như là sự thay đổi sử dụng đất theo nhu
sang cấp ô lưới có kích thước là 250 x 250 cầu. Phần này sẽ xác định mỗi loại sử dụng
mét, tức là trên mỗi ô của huyện sẽ chứa đủ đất cần thiết cho mỗi năm ở cấp vùng (cấp
thông tin: loại sử dụng đất, mật độ dân số, huyện) mà không cần chú ý đến yếu tố
độ cao, độ dốc,khả năng tiếp cận…Biến phụ khơng gian. Ịếu tố phi khơng gian này có thể
thuộc trong phân tích là các loại sử dụng đất xác định bằng một mơ hình kinh tế, các định
khác nhau. hướng cho tương lai hoặc chỉ suy luận tuyến
Khi áp dụng CLUE ở phạm vi lớn như cấp tính đơn giản về sự tăng diện tích sử dụng
quốc gia với độ phân giải lớn (kích thước ơ đất.
lưới lớn) và ở cấp này, sử dụng đất được
biểu thị bằng phần trăm của mỗi loại sử
dụng đất trong mỗi ô, chẳng hạn 30% đất
trồng trọt, 40% cỏ và 30% rừng. Khi áp

3 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn


Nhu cầu ổn định Cấp huyện, phi không gian

Bảo vệ Cấp ô lưới, khơng gian

Hình1. Những thành phần chính trong mơ hình CLUE-S

Sự ổn định. Sự ổn định chỉ ra một loại sử 2.2. Các bước phân bổ sử dụng đất
dụng đất nào đó dễ thay đổi như thế nào. trong CLUE-S.
Thành phần này cung cấp cho ta độ co dãn
của chuyển đổi. Nói cách khác, sự chuyển Khi chạy mơ hình CLUE-S, các loại sử dụng
đổi của một loại đất nào đó sang loại sử đất khác nhau sẽ được phân bổ vào các ơ
dụng đất khác là dễ hay khó. Giá trị của độ khác nhau của vùng mơ phỏng. Quy tắc
ổn định có thể thay đổi từ 0 đến 1. Với số 0 phân bổ đất lần lượt theo những bước sau
tức là loại sử dụng đất dễ thay đổi nhất, số 1 đây:
là loại đất ổn định nhất. Ịếu tố ổn định là yếu
tố phi không gian được xác định cho mỗi 1. Tất cả các ô được phép thay đổi được
loại sử dụng đất ở cấp vùng. xác định (diện tích bảo tồn và loại sử
Nhân tố ổn định này rất khó tham số hố dụng đất ổn định bị loại ra).
được, do đó chúng cần được suy luận dựa
vào quá khứ hoặc kết hợp với các kiến thức 2. Với mỗi ơ cịn lại, xác suất toàn bộ được
chuyên gia. tính theo kết quả hàm hồi quy, độ ổn
định và nhân tố lặp. Nhân tố lặp có thể
Ma trận đổi. Ma trận này chỉ ra sự chuyển làm thay đổi xác suất toàn bộ nếu loại sử
đổi sử dụng đất nào là được phép. Đây là ma dụng đất đã được phân bổ khơng đáp ứng
trận y x y, trong đó y là số các loại sử dụng được nhu cầu.
đất. Trong ma trận: hàng biểu thị các loại sử
dụng đất hiện tại; cột biểu thị loại sử dụng 3. Phân bổ đầu tiên được tiến hành với giá
đất có thể được chuyển sang trong tương lai; trị như nhau của biến lặp bằng cách phân
giá trị 1 chỉ ra rằng sự chuyển đổi là được bổ loại sử dụng đất có xác suất cao nhất
phép, giá trị 0 tức là không được phép. cho mỗi ô.

Trong ma trận này cũng có thể chỉ ra thời
gian tối thiểu hoặc tối đa một loại sử dụng 4. Tất cả các loại sử dụng đất đã được phân
nào đó cần phải ổn định trước khi thay đổi. bổ sẽ được so sánh với nhu cầu. Nếu
Thời gian tối thiểu được chỉ ra bằng số 100 diện tích đã được phân bổ nhỏ hơn diện
+ thời gian, thời gian tối đa được chỉ ra bằng tích nhu cầu, giá trị của biến lặp được
số –100 – thời gian. ở bước đầu tiên của mô tăng lên.
hình, các loại sử dụng đất được giả sử rằng
đã tồn tại ở vị trí của chúng được 5 năm rồi. 5. Bước 2 và bước 5 được lặp lại khi nhu
cầu chưa được thoả mãn. Khi sự phân bổ
bằng nhua cầu thì sự phân bổ cuối cùng
được ghi lại và sự tính tốn được tiếp tục
cho năm tiếp theo.

Toàn bộ thủ tục phân bổ đất được cho trong
hình 2.

4 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

Nhân tố lặp Nhu cầu Độ ổn định Cấp huyện,
phi khơng gian

Vịng lặp

Phân bổ sử
dụng đất

Cấp ô lưới,
không gian

Xác suất Xác suất tổng DT bảo tồn


Hình 2. Thủ tục phân bổ đất của CLUE-S Giá trị cut-off trong mơ hình được mặc định
là 0.5, nghĩa là với các giá trị nhỏ hơn 0.5 thì
2.3. Phương pháp thống kê loại sử dụng đất đó được coi là khơng xuất
hiện, vì vậy nếu giá trị cut-off càng nhỏ thì
Một phần quan trọng của mơ hình CLUE-S diện tích của loại sử dụng đất được dự báo
là tính hàm hồi quy logistic. Dạng hàm này càng nhiều. Mơ hình lý tưởng nhất đưa ra
được sử dụng khi biến phụ thuộc là nhị phân đường cong. có diện tích dưới đường cong
(0 hoặc 1) và biến độc lập là liên tục hoặc là lớn nhất.
phân loại. Mỗi loại sử dụng đất (biến phụ
thuộc) trong CLUE-S có giá trị 0 hoặc 1 chỉ Đườngcong ROC
ra sự có hay khơng có loại sử dụng đất trong
mỗi ơ. Hàm logistic có dạng như sau: Hình 3. Đường cong ROC cho “Cây bụi”, diện
tích dưới đường cong (AOC) là 0.875
Log(Pi / 1-Pi ) = β 0 + β1X1i + β2X2i +...+ βnXni
Diện tích dưới đường cong thay đổi từ 0.5
Trong đó Pi là xác suất của ơ để xuất hiện tới 1.0, nếu mơ hình dự báo sự xuất hiện của
loại sử dụng đất đang xét và X là các nhân tố một loại sử dụng đất nào đó khơng tốt hơn
ảnh hưởng. Phương pháp hồi quy từng bước xuất hiện ngẫu nhiên thì diện tích dưới
cho phép chọn những nhân tố có liên quan đường cong sẽ là 0.5, chính là đường chéo
trong tập hợp vơ số các nhân tố đã được giả trong đồ thị.
sử là có liên quan đến cơ cấu sử dụng đất.
Các hệ số của hàm hồi quy được đưa ra trực 2.4. Số liệu
tiếp từ mô hình. Trong mơ hình hồi quy
logistic bội này, chỉ những biến có ý nghĩa Các thành phần khác nhau của mơ hình địi
nhất trong tập hợp những biến độc lập mới hỏi các số liệu đầu vào khác nhau, do đó cần
được đưa vào mơ hình để làm giảm sự cộng phải chuẩn bị một bộ số liệu phù hợp.
tuyến. Sự cộng tuyến là sự tương quan giữa Phương pháp lựa chọn số liệu được chỉ ra
các biến độc lập, các nhân tố ảnh hưởng. Sự trong hình 3.
tương quan này được giả sử là bằng 0 nhưng

vẫn xuất hiện khi các biến có liên quan với
nhau được sử dụng, chẳng hạn fluvisol và
khoảng cách tới sông suối. Tuy nhiên vẫn
khơng thể loại hết sự cộng tuyến của mơ
hình theo cách này.

Sự phù hợp của mơ hình tuyến tính bội có
thể mơ tả bằng tỷ lệ giải thích của phương
sai (R2). Giá trị R2 này nói lên đường hồi
quy giải thích số liệu nhiều hay ít. Cách phù
hợp để đánh giá hàm hồi quy logistic là sử
dụng ROC (Relative Operating
Characteristics), đây là phương pháp mô tả
mối quan hệ giữa dự báo đúng và sai đối với
những giá trị cut-off khác nhau của xác suất.

5 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

Số liệu kế hoạch Số liệu kế hoạch
Số liệu thống kê
Quy tắc quyết định và
Mô hình phát triển kiến thức chuyên gia

Nhu cầu Độ ổn định Cấp huyện,
phi không gian

Xác suất Bảo vệ Cấp ô lưới, không gian

số liệu không gian Hồi quy
Bản đồ sử dụng đất

Chính sách Số liệu
khơng gian

Hình 4. Những số liệu cần cho mơ hình CLUE-S • Trình độ văn hố (Trình độ giáo dục
thấp, nhiều dân tộc khác nhau)
3. Áp dụng cho huyện Chợ Đồn
Những vấn đề này cũng sẽ ảnh hưởng tới
Một bản đồ sử dụng đất năm 1998 được sử việc sử dụng đất, các biến độc lập được lựa
dụng để tạo thành số liệu biểu diễn các loại chọn để đưa vào hàm hồi quy do chúng có
sử dụng đất. Các biến độc lập bao gồm các liên quan tới các hạn chế trên, cũng như
số liệu sinh học - địa chất, kinh tế - xã hội, chúng được coi là những nhân tố quan trọng
khả năng tiếp cận và khí hậu. có thể ảnh hưởng tới sự thay đổi sử dụng
đất.
Sự lựa chọn số liệu để đưa vào mơ hình phụ
thuộc vào những nhân tố mà được coi là 3.1. Chuẩn bị số liệu
quan trọng. Đối với miền núi phía bắc Việt
Nam thì những vấn đề sau đây thường được Số liệu chủ yếu được làm trong ArcView.
nghĩ tới: Trước hết các số liệu kinh tế xã hội được
• Các hạn chế về địa chất (Độ cao, độ dốc, nhập vào bản đồ hành chính (cấp thơn bản
hoặc xã), các yếu tố địa chất, khí hậu, địa lý,
đất nghèo axít, phân bố mưa không đồng khả năng tiếp cận,... là các bản đồ có sẵn từ
đều,...) các nghiên cứu khác, tiếp theo tồn bộ bản
• Mơi trường (Thối hố đất, khí hậu bị đồ được chuyển sang dạng raster (ô lưới) với
chia thành các tiểu vùng khác nhau kích thước định trước. Kích thước ơ ở đây
nhiều,...) được định là 250 x 250 mét. Sau đó tất cả
• Cơ sở hạ tầng kém (Hệ thống thông tin các biến được xuất ra ASCII files, dạng này
và giao thông chưa phát triển) có thể nhập vào SPSS để phân tích thống kê.
• Kinh tế (Chỉ dựa vào nơng nghiệp, thị
trường nghèo nàn)
• áp lực dân số (Tỷ lệ sinh cao, thất nghiệp

nhiều)

6 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

Bảng 1. Các biến, loại biến, đơn vị và các lớp trong bộ số liệu được sử dụng cho mơ hình CLUE-S

huyện Chợ Đồn

Biến Loại Đơn vị Lớp
Biến phụ thuộc

Lúa nước

Nương

Vườn tạp

Sử dụng đất Nhị phân 0 - 1 Đồng cỏ

Rừng

Cây bụi

Khu dân cư

Biến độc lập

Đất, địa chất, địa hình

Cambisols


Loại đất Nhị phân 0 - 1 Leptosols
Fluvisols

Regosols

Schist

Tính chất địa chất Nhị phân 0 - 1 Sandstone
Granite

Limestone

Khơng

Thối hố đất Nhị phân 0 - 1 Nhẹ

Khá

Độ cao Rời rạc mét

Độ dốc Lớp 0 - 1 Không
ít
Dân số Trung bình
Mật độ dân số Khá
Tỷ lệ nghèo đói
Tỷ lệ mù chữ Kinh tế xã hội
Phần trăm người Dao
Rời rạc Dân số / thôn


Rời rạc Dân số trung bình / ha

Rời rạc % hộ / thôn

Rời rạc % người / xã

Rời rạc % hộ / thôn

7 Vũ Nguyên\ Jean-Christophe Castella\ Peter H. Verburg

Phần trăm người Tày Rời rạc % hộ / thôn
Phần trăm người Kinh
Số trâu bò Rời rạc % hộ / thôn
Mật độ trâu bị
Số lợn ni Rời rạc Số trâu bị / thơn
Mật độ lợn
Có điện lưới Rời rạc Số trâu bị / ha
Giàu có
Rời rạc Số lợn nuôi / thôn
Khoảng cách tới sông
Thời gian tới các chợ, y tế, Rời rạc Số lợn nuôi / ha
trường, uỷ ban
Thời gian tới thị trấn, thị xã Nhị phân 0 - 1
Số lượng giáo viên, bác sĩ trong
vùng Rời rạc Số lượng tivi,đài / thôn

Số tháng khô Khả năng tiếp cận

Liên tục mét


Liên tục phút

Liên tục phút

Rời rạc người

Khí hậu

Nhị phân 0 - 1 3 tháng
4 tháng
Số tháng lạnh Nhị phân 0 - 1 0 tháng
1 tháng

3.2. Mô tả số liệu: Khoảng cách tới sông suối: Khoảng cách từ
mỗi ơ tới sơng hoặc suối được tính tốn từ
Các biến phụ thuộc: bản đồ, đơn vị là mét.

Bản đồ sử dụng đất của dự án SAM được Thời gian tới các chợ, y tế, trường, uỷ ban:
giải đoán từ ảnh năm 1998 dưới dạng vector Thời gian trung bình đi tới các chợ, trạm y
gồm có 7 loại sử dụng đất: Lúa nước, tế, trường học gần nhất và bằng phương tiện
nương, đất vườn tạp, cây bụi, đồng cỏ, rừng nhanh nhất. (Kết quả từ nghiên cứu khả
và khu dân cư. năng tiếp cận).

Các biến độc lập: Thời gian tới thị trấn, thị xã: Thời gian
trung bình đi tới thị trấn, thị xã hoặc sang
Thoái hoá đất: Từ một số tính chất như là huyện thị trấn của huyện khác. (Kết quả từ
xói mịn và các mức độ thoái hoá đất khác nghiên cứu khả năng tiếp cận).
nhau, sau khi cân đối lại, nguy cơ thoái hoá
đất được phân loại thành 3 loại cho đơn giản Số lượng giáo viên, bác sĩ trong vùng: Số
hơn: Không thối hố đất, ít thối hố và lượng giáo viên hoặc bác sĩ có thể tìm thấy

thối hố trung bình. được trong vòng 60 phút. (Kết quả từ nghiên
cứu khả năng tiếp cận).
Dân số: Số dân trong một thôn.
Các loại đất: có 12 loại đất trong bản đồ đất
Mật độ dân số và mật độ gia súc (trâu bò và được làm từ ảnh vệ tinh và phân tích mẫu
lợn): Mật độ dân số bằng tổng số dân trong đất cho tồn tỉnh Bắc Kạn. Để giảm số biến,
thơn chia cho diện tích thơn. Đối với gia súc sự phân lớp đã được làm lại dựa trên tên
cũng làm tương tự. chính của loại đất (4 loại): cambisol,
leptosol, fluvisol, regosol.
Tỷ lệ nghèo đói: Nếu trong 1 hộ mà thu nhập
ít hơn 15 kg thóc / người / tháng thì hộ đó Các loại biến về địa chất: có 40 loại trong
được coi là nghèo (tiêu chuẩn hộ nghèo năm bản đồ địa chất, sự phân lớp lại dựa trên tên
1998). Tỷ lệ nghèo đói tức là % số hộ nghèo của 4 loại chính: schist, sandstone, granite,
trong thơn. limestone.

Tỷ lệ mù chữ: % người trong xã dưới 35 tuổi Độ cao: có sẵn trong bản đồ độ cao với độ
không biết chữ. phân giải là 24 x 24 mét nhưng trong mô
hình này được chuyển thành 250 x 250 mét.
Phần trăm dân tộc Tày, Kinh, Dao: Là % số
hộ là người Tày, Kinh hoặc Dao có trong Độ dốc: có sẵn trong bản đồ độ dốc với độ
thôn. phân giải là 24 x 24 mét nhưng trong mô
hình này được chuyển thành 250 x 250 mét.

8 Mơ hình hoá các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

Các yếu tố khí hậu: Số liệu lượng mưa và cũng phải tăng. Với tỷ lệ rừng hiện tại che
nhiệt độ trung bình theo tháng được thu thập phủ 45%, theo định hướng phát triển đến
trong 25 năm (nguồn từ LUPAS). Tháng năm 2010, tỷ lệ này phải đạt 60%, từ đó tính
khơ là những tháng có lượng mưa ít hơn 50 được diện tích rừng phải tăng từng năm.
mm. Tháng lạnh là tháng có nhiệt độ thấp Diện tích rừng được giả thiết là phát triển từ

hơn 120C. cây bụi. Cịn diện tích trồng lúa có thể tăng
lên từ nương. Nếu yếu tố kỹ thuật được đưa
3.3. Các kịch bản vào, tức là năng suất lúa sẽ tăng lên thì diện
tích trồng lương thực có thể tăng khơng
Hai kịch bản đã được đưa ra dựa trên định nhiều (bảng 2).
hướng phát triển của tỉnh và huyện.
Kịch bản 2: Với nhu cầu và định hướng phát
Kịch bản 1: Đảm bảo cung cấp đủ lương triển rừng như trên nhưng đồng thời tăng
thực cho dân số ngày càng tăng của huyện. diện tích đồng cỏ để phát triển chăn nuôi
Từ dân số 1998 của huyện Chợ Đồn, tính trâu bò nhằm tăng sản lượng thịt, cải thiện
theo tỷ lệ tăng dân số tồn tỉnh sẽ có số dân đời sống hoặc tăng thu nhập cho nông dân
dự báo trong huyện theo từng năm. Do đó (bảng 3).
nhu cầu diện tích đất dành cho lương thực

Bảng 2. Kịch bản 1: Đảm bảo đủ lương thực và mục tiêu trồng rừng

Năm Dân số Lúa nước Rừng
1998 42783 5075.0 39687.5 (45%)
1999 43703 5098.7
2000 44643 5208.4 40847.1
2001 45604 5320.4 42006.7
2002 46585 5434.9 43166.3
2003 47587 5551.8 44325.8
2004 48610 5671.2 45485.4
2005 49656 5793.2 46645.0
2006 50512 5893.1 47804.6
2007 51383 5994.7 48964.2
2008 52269 6098.0 50123.8
2009 53170 6203.2 51283.3
2010 54087 6310.1 52442.9

53602.5 (60%)

9 Vũ Nguyên\ Jean-Christophe Castella\ Peter H. Verburg

Bảng 3. Kịch bản 2: Đảm bảo đủ lương thực và mục tiêu trồng rừng, đồng thời phát triển đồng cỏ
để chăn ni bị.

Năm Dân số Diện tích lúa Diện tích rừng Số trâu bị Diện tích đồng cỏ
1998 42783 4406.3 39687.5 (45%) 21737 7212.5
1999 43703 5098.7 23065 7653.1
2000 44643 5208.4 40847.1 24474 8120.6
2001 45604 5320.4 42006.7 25969 8616.6
2002 46585 5434.9 43166.3 27555 9142.9
2003 47587 5551.8 44325.8 29238 9701.4
2004 48610 5671.2 45485.4 31024 10294.0
2005 49656 5793.2 46645.0 32919 10922.8
2006 50512 5893.1 47804.6 34930 11590.0
2007 51383 5994.7 48964.2 37064 12298.0
2008 52269 6098.0 50123.8 39328 13049.2
2009 53170 6203.2 51283.3 41730 13846.3
2010 54087 6310.1 52442.9 44279 14692.1
53602.5 (60%)

Vùng được bảo tồn Các quy tắc quyết định ảnh hưởng đến chỉ số
ổn định của các loại sử dụng đất khác nhau.
Đối với 2 kịch bản ở trên, diện tích cần bảo Do đó chỉ số ổn định này nói lên việc
tồn được xác định, diện tích này sẽ khơng chuyển các loại sử dụng đất sang các loại
thay đổi trong q trình chạy CLUE-S vì nó khác là dễ hay khó. Trong mơ hình, chỉ số
được coi là không chuyển từ loại sử dụng ổn định đã được đặt như sau, có tham khảo
đất này sang loại sử dụng đất khác. Chẳng kiến thức chuyên gia ở tỉnh Bắc Kạn:

hạn khi chính phủ đã cấm phá rừng thì trong
các kịch bản đưa ra rừng sẽ là khu vực Loại sử dụng đất Chỉ số ổn định
không thể chuyển sang loại sử dụng đất
khác.Trong huyện Chợ Đồn thì diện tích Lúa nước 1
rừng được coi là khu vực được bảo tồn.
Nương 0.3
Khoảng thời gian mơ phỏng trong mơ
hình Vườn tạp 0.3

Trong mơ hình, thời gian để mơ phỏng được Đồng cỏ 0.25
đặt là 12 năm, từ 1998 đến 2010 bởi vì trong
các mục tiêu phấn đấu, các nhà lập chính Rừng 0.75
sách thường lấy năm 2010 làm điểm kết thúc
một giai đoạn. Như vậy với mỗi kịch bản, ta Cây bụi 0.2
có thể đưa ra 12 bản đồ dự báo của từng năm
một, từ 1999 đến 2010. Khu dân cư 1

Chỉ số ổn định (khả năng chuyển đổi) Theo ý kiến của cán bộ địa phương, cỏ có 2
loại: loại cỏ trên đất cằn, không thể mọc
được các loại cây khác mà chỉ mọc được cỏ
may thì khá ổn định, chỉ số có thể lên đến
0.4 vì khó cải tạo để chuyển sang loại sử
dụng đất khác, còn loại cỏ mọc sau nương
(nương bị bỏ hố) thì khơng ổn định, chúng
dễ dàng phát triển thành một trong các loại
sau: nương, cây bụi - rừng, vườn tạp hoặc

10 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

khu dân cư, chỉ số ổn định khoảng 0.1 này đủ để biểu diễn bộ số liệu thì ít nhất

nhưng trong bản đồ sử dụng đất từ giải đoán phải có 75 ơ. Loại sử dụng đất có số ơ ít
ảnh thì khơng thể phân biệt 2 loại cỏ này, do nhất là khu dân cư, chỉ có 124 ơ, do đó
đó chỉ số ổn định được lấy trung bình là mẫu ngẫu nhiên là 60% đã được chọn.
0.25. Cây bụi cũng không ổn định mặc dù
cũng ổn định hơn cỏ (chỉ số ổn định = 0.2), Để cho mơ hình gọn hơn, chỉ giữ lại những
nó dễ dàng chuyển thành nương, cỏ hoặc biến có ảnh hưởng rõ ràng đến dử dụng đất,
rừng. Ngược lại, rừng cũng dễ dàng bị suy những biến có hệ số hàm hồi quy nhỏ hơn
thoái thành cây bụi. Lúa nước chỉ sống được hoặc bằng 0.0001 bị xố khỏi mơ hình.
ở ruộng, khơng thể sống được ở nơi nào Nhưng nếu ROC giảm lớn hơn hoặc bằng
khác, khi đất đã trồng được lúa nước thì do 0.01 do xố biến thì biến đó được giữ lại
mục tiêu đảm bảo lương thực nên không thể trong mơ hình.
chuyển sang trồng loại cây khác (chỉ số ổn
định = 1). Tương tự đối với khu dân cư. Hàm hồi quy được đánh giá bằng sự phù
hợp theo trung bình của phương pháp ROC.
Tiêu chuẩn hội tụ Sự phù hợp này được chỉ bằng giá trị giữa
0.5 và 1, số 1 là chỉ số phù hợp nhất. Đối với
Tiêu chuẩn hôị tụ chỉ độ lệch tối đa cho bộ số liệu của huyện Chợ Đồn, ROC được
phép giữa sự thay đổi của nhu cầu và sự thay tính từ 0.635 cho rừng tới 0.85 cho lúa nước.
đổi của phân bổ dử dụng đất hiện tại theo Giá trị thấp của ROC có nhiều nguyên nhân:
phần trăm. Đặt chỉ số này sẽ làm tăng tốc Độ chính xác khi giải đoán từ ảnh, các yếu
đội hội tụ của mơ hình mơ phỏng. Giá trị tố ảnh hưởng đưa vào mô hình đã đủ chưa,
này trong mơ hình được mặc định là 0.35% sự phân lớp các yếu tố ảnh hưởng đã hợp lý
nhưng cũng có thể tăng hay giảm tuỳ thuộc chưa, ....
vào từng mơ hình. Đối với Chợ Đồn, chỉ số
này chỉ là 0.2 Để chỉ sự quan trọng của các yếu tố ảnh
hưởng tới các loại sử dụng đất, exp(B) đã
3.4. Kết quả từ phân tích thống kê được tính để chỉ ra rằng xác suất của một
loại sử dụng đất nào đó trong một ô là tăng
Hàm hồi quy đã được chạy nhiều lần cho các (lớn hơn 1) hay giảm (nhỏ hơn 1) khi tăng
mẫu ngẫu nhiên của toàn bộ bộ số liệu để biến độc lập.

khảo sát sự ổn định của mơ hình. Sau một
vài hàm hồi quy trên các mẫu ngẫu nhiên Một nhược điểm của exp(B) là nó được biểu
khác nhau, kết quả có vẻ khơng ổn định, các diễn trên 1 đơn vị tăng của biến độc lập. Do
biến khác nhau với các hệ số của hàm hồi đó tăng 1 trong biến nhị phân thì ln có vẻ
quy khác nhau xuất hiện trên cùng một loại như là có ảnh hưởng lớn hơn khi tăng 1 từ B
sử dụng đất. Để tăng độ ổn định của mô của biến liên tục hoặc rời rạc vì các biến này
hình, một vài biện pháp đã được áp dụng. ln có khoảng rộng hơn về giá trị.

1. Một số biến đã bị loại ra khỏi mơ hình, Các nhân tố có tương quan nghịch sẽ làm
những biến này là những biến có độ biến giảm xác suất của một loại sử dụng đất nào
động nhỏ trong huyện và không giải đó sẽ có exp(B) giữa 0 và 1 trong khi exp(B)
thích rõ trong hàm hồi quy của các loại của nhân tố có tương quan thuận sẽ làm tăng
sử dụng đất. xác suất của của loại sử dụng đất nào đó sẽ
có giá trị của exp(B) lớn hơn 1. Do đó để so
2. Giảm các xác suất tiêu chuẩn đưa vào và sánh exp(B) của nhân tố có ảnh hưởng tích
đưa ra của các biến trong hồi quy từng cực với nhân tố có ảnh hưởng tiêu cực, ta
bước để giảm sự cộng tuyến. Điều này dùng đại lượng so sánh sau đây:
làm tăng độ ổn định của mơ hình. Xác
suất đưa vào và đưa ra khỏi mơ hình ở exp(B*khoảng giá trị) = đại lượng
đây lần lượt là p = 0.01 và p = 0.02. so sánh (với B > 1)
-1 / exp(B*khoảng giá trị) = đại
3. Các kích thước mẫu khác nhau cũng lượng so sánh (với B < 1)
được phân tích để xét xem kích thước
mẫu có ảnh hưởng đến độ ổn định của Kết quả từ hàm hồi quy được cho trong
mơ hình hay khơng. Mẫu càng nhỏ thì bảng:
biểu diễn bộ số liệu càng kém. Một vài
loại sử dụng đất chỉ xuất hiện ở một số ít
ơ, để đảm bảo những loại sử dụng đất

11 Vũ Nguyên\ Jean-Christophe Castella\ Peter H. Verburg


Lúa Nương Vườn Đồng cỏ Rừng Cây Khu
nước tạp bụi dân cư
0.95
Loại đất 1.84 -4.62 -0.36 -0.69 -0.79 0.19
Cambisol* 1.33 -0.96 -0.76
Leptosol 2.50 -1.25
Fluvisol -0.01
Regosol 0.88 1.71 -0.37 0.22 -0.24 2.28
Địa chất -0.01 -0.001 -0.59 -0.005
Schist* 0.006 0.21 0.002 1.50
Sandstone -0.97 -0.36 -0.21
Granite 0.01
Limestone -0.01 0.41 -0.45 0.27 -0.52
độ cao 0.005 0.47
độ dốc 1 0.73 0.003 -0.66 0.30
độ dốc 2 0.41 -0.02
độ dốc 3* -0.54 0.08 -0.01 -0.17 0.24
độ dốc 4 0.8497 0.005 -0.01
đất khơng thối hố 0.007 -0.04 0.02 0.40
đất ít thoái hoá * -0.006 0.004 0.004
đất thoái hoá trung -0.02 -0.005 0.006
bình 0.005
Kinh tế xã hội 0.018
Có / Khơng điện
Dân số 0.008
Mật độ dân số 0.001
Tổng số hộ
Tý lế mù chữ -0.76 0.53
Tý lế hộ nghèo

Phần trăm người Dao -0.012 0.006
Phần trăm người 0.007
Kinh 0.002
Phần trăm người Tày
Số lượng trâu bò 1.06 0.79 -0.27
Số lợn nuôi 0.6899 0.7895 0.6742 0.6345 0.6675 0.7979
Mật độ trâu bò/ha
Mật độ lợn/ha
Số lượng tivi, đài
Khả năng tiếp cận
Khoảng cách tới
sông suối
Thời gian tới uý ban,
chợ, trường xã
Số giáo viên, bác sĩ
có trong 60 phút
T/g tới thị trấn, thị xã
Khí hậu
Số tháng khơ: 3
Số tháng lạnh*
ROC

Các biến có dấu * không được đưa vào Các biến: Tổng số hộ, độ dốc 4, đất granit và
phương trình hồi quy vì có những bộ biến khoảng cách tới sông suối không tham gia
nếu đưa đầy đủ vào sẽ tạo nên bộ biến phụ vào các phương trình hồi quy, chứng tỏ
thuộc tuyến tính. chúng khơng có ý nghĩa trong việc giải thích

12 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

cho các loại sử dụng đất. Độ dốc 4 là độ dốc Nương năm 1998 nằm rải rác ở giữa rừng và

quá cao, con người khó có thể khai thác cây bụi nhưng dần dần cũng được phát triển
được nên sử dụng đất ở đó gần như không gần ruộng và vườn tạp, xu hướng nương
thay đổi. Đất granite chiếm đa số diện tích càng ngày càng gần với ruộng và vườn là rõ
của huyện nên cũng không là nguyên nhân rệt. Diện tích rừng được mở rộng nhiều
chính trong việc thay đổi sử dụng đất. Một nhưng tập trung ở phía tây và tây nam, khu
số yếu tố về khả năng tiếp cận là kết quả của vực có nhiều sơng suối. Cây bụi trước đây ở
một nghiên cứu khác, còn khoảng cách tới rải rác trong huyện thì theo mơ hình chỉ cịn
sơng suối là tính tốn khoảng cách từ mỗi ơ ít nhưng tập trung ở phía tây và tây bắc của
tới sơng hoặc suối trên bản đồ nên chỉ số này huyện là vùng có độ cao lớn hơn so với các
có độ chính xác khơng cao vì khơng quan vùng khác của huyện. Đồng cỏ cịn rất ít và
tâm đến yếu tố địa hình. chỉ tập trung ở phía tây của huyện, có lẽ là
do phù hợp với đất cambisol và sandstone.
Khu dân cư được giải thích bởi các yếu tố Trong kịch bản này, rừng được coi là vùng
bằng phẳng, độ cao nhỏ và mật độ dân số và bảo tồn và khu vực đó khơng được phép
loại đất limestone. Lúa nước được giải thích chuyển đổi sang loại sử dụng đất khác vì
bởi độ cao nhỏ và trung bình, phần trăm chính sách cấm phá rừng của chính phủ và
người Tày, mật độ trâu bị, đất ít dốc, loại theo kịch bản thì điều này phải được thực
đất limestone, fluvisol, regosol. Nói chung, hiện.
một số yếu tố dương trong loại sử dụng đất
này thì lại âm trong loại sử dụng đất khác, Kịch bản 2: Ngoài các mục tiêu của huyện là
điều đó chứng tỏ các loại sử dụng đất cũng đảm bảo tự cấp tự túc lương thực cho số dân
ảnh hưởng lẫn nhau. Tuy nhiên những yếu tố ngày càng tăng, đưa diện tích rừng che phủ
này khơng đủ để giải thích chính xác các từ 45% lên đến 60% như kịch bản 1 thì mục
loại sử dụng đất bởi vì ROC khơng cao lắm. tiêu của tỉnh là đưa tổng đàn trâu bị từ
Ngồi các bản đồ dự báo sử dụng đất trong 108000 con năm 1998 lên đến 220000 con
các năm mơ phỏng, CLUE-S cịn đưa ra bản năm 2010, tức là tốc độ phát triển hàng năm
đồ xác suất cho từng loại sử dụng đất. Bản của trâu bò phải là 0.061%. Đàn trâu bò của
đồ này cho ta xác suất xuất hiện của từng huyện năm 1998 là 21737 con, nếu thực hiện
loại sử dụng đất trên các ô. Xác suất này là được tốc độ như mục tiêu của tỉnh đề ra thì
kết quả của hàm hồi quy logistic và hoàn số lượng trâu bị cũng tăng theo từng năm,

tồn dựa vào các yếu tố ảnh hưởng mà ta do đó diện tích đồng cỏ cũng phải tăng theo
đưa vào. Nhìn vào bản đồ xác suất ta có thể và các diện tích này được đưa vào kịch bản
thấy được khả năng xuất hiện loại sử dụng 2. Rừng và đồng cỏ được phát triển ở những
đất nào tại một ô cụ thể. Nếu bản đồ xác suất chỗ trước đây là cây bụi. Trong kịch bản này
và bản đồ sử dụng đất càng giống thì rừng vẫn là khu vực được bảo tồn.

nhau thì ROC càng cao. So sánh hai bản đồ Theo kịch bản này thì đến năm 2010, do nhu
này ta sẽ biết được hàm hồi quy có giải thích cầu cỏ để phát triển chăn ni, diện tích
tốt các loại sử dụng đất hay không, các yếu đồng cỏ tăng lên nhiều nhưng cũng không
tố được đưa vào mô hình là đã đủ chưa. quá xa hệ thống sông suối, phát triển nhiều ở
phía bắc và phia nam của huyện, ngoài ra
3.5. Kết quả từ CLUE-S còn rải rác ở xung quanh các ruộng trồng lúa
nước. Diện tích cây bụi sẽ cịn rất ít và chỉ
CLUE-S được chạy cho ba kịch bản khác tập trung chủ yếu ở phía đơng bắc và một
nhau. Kịch bản 1 là đảm bảo đủ lương thực phần nhỏ phía tây bắc của huyện, nơi có độ
phục vụ cho dân số ngày cành tăng của cao lớn. Từ bản đồ dự báo năm 2010 của
huyện, đồng thời mục tiêu của huyện là đẩy kịch bản 2, có thể kết luận rằng vườn tạp rất
mạnh việc trồng rừng, đưa diện tích che phủ phù hợp với loại đất limestone vì khi diện
của rừng năm 1998 là 45% lên đến 60% năm tích vườn tạp bị giảm thì phần cịn lại chỉ tập
2010. Theo kịch bản này, ruộng có diện tích trung ở vùng có loại đất này, điều này cũng
tăng để đảm bảo lương thực ở những ô liền phù hợp với kết quả hàm hồi quy.
với những ô đã là ruộng theo bản đồ sử dụng
đất 1998 và dọc theo những sông, suối.

13 Vũ Nguyên\ Jean-Christophe Castella\ Peter H. Verburg

Các bản đồ của kịch bản 1

2002 2006 2010
Các bản đồ của kịch bản 2


2002 2006 2010

14 Mơ hình hố các thay đổi sử dụng đất tại huyện Chợ Đồn

4. Kết luận Nếu coi diện tích khu dân cư có chỉ số ổn
định là 1, tức là khó chuyển đổi sang loại sử
Mơ hình CLUE-S là một mơ hình mơ tả sự dụng đất, thì sự khác nhau trong phân bổ các
thay đổi sử dụng đất dựa trên một loạt các loại sử dụng đất khi coi khu dân cư là vùng
điều kiện mà các điều kiện này được thể được bảo tồn hay không được bảo tồn là rất
hiện trong các kịch bản. Từ kết quả của hàm ít.
hồi quy, các yếu tố ảnh hưởng tích cực hay
tiêu cực đến các loại sử dụng đất được xác Trong kết quả của mơ hình, các loại sử dụng
định. Nếu các chính sách đề ra có liên quan đất được phân bổ kế tiếp nhau theo trình tự
đến các yếu tố này, chắc chắn sẽ ảnh hưởng phù hợp với thực tế đã xảy ra ở Chợ Đồn.
nhiều đến thay đổi sử dụng đất. Sử dụng Vấn đề cịn lại ở đây chính là ý kiến đóng
chính sách để tạo ra nhu cầu sử dụng đất có góp của các nhà lãnh đạo địa phương và
tính đến các yếu tố kỹ thuật, thị trường, các người dân, kết hợp với kiến thức chuyên gia
nhà lập kế hoạch hoặc hoạch định chính sẽ được nâng cấp trong mơ hình ở các
sách nhìn vào bản đồ sẽ thấy được vị trí nào nghiên cứu tiếp theo.
sẽ ổn định, vị trí nào dễ thay đổi, và đó
chính là kết quả của các chính sách khác
nhau. Qua đó có thể đánh giá chính sách sẽ
đưa ra, giải thích nguyên nhân của sự thay
đổi sử dụng đất.

CLUE-S được áp dụng cho huyện Chợ Đồn,
là vùng có phong cảnh khơng đồng nhất, sự
khơng đồng nhất này thể hiện trên bản dồ sử
dụng đất rất phân tán, nhưng khơng gặp vấn

đề gì trong việc phân biệt các loại sử dụng
đất độc lập, một phần do dựa nhiều vào kiến
thức chuyên gia, một phần là do các bước
phân tích được làm kỹ nhiều lần để lấy ra
phần ổn định nhất của mơ hình.