BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------

----------

NGUYỄN VĂN HIẾU

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TOÁN TỐI ƯU ðỂ XÁC ðỊNH
QUY MÔ, CƠ CẤU SỬ DỤNG ðẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ
TRÊN ðỊA BÀN HUYỆN THẠCH THẤT – THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành

: QUẢN LÝ ðẤT ðAI

Mã số

: 60.62.16

Người hướng dẫn khoa học: TS. ðOÀN CÔNG QUỲ
PGS.TS. NGUYỄN THỊ BÌNH

HÀ NỘI - 2009


LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ


Hà Nội, ngày .... tháng ..... năm 2009
Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Hiếu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… ii


MỤC LỤC

Lời cam ñoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các chữ viết tắt

v

Danh mục bảng

vi


2.2

Tổng quan về phương pháp toán và ứng dụng

12

3.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

19

3.1

Nội dung nghiên cứu

19

3.2

Phương pháp nghiên cứu

19

4.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

21


53

4.2.1

Thiết lập mô hình bài toán

54

4.2.2

Quy trình giải bài toán trên máy tính

57

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iii


4.3

Ứng dụng bài toán xác ñịnh quy mô, cơ cấu sử dụng ñất nông
nghiệp hợp lý trên ñịa bàn cấp xã

62

4.3.1

Xã Lại Thượng

63


81

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp…………… iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Giải thích

CD

Chuyên dùng

CNH – HðH

Công nghiệp hóa – Hiện ñại hóa

ðVT

ðơn vị tính

Lð

Lao ñộng

MNCD

Mặt nước chuyên dùng


Trung bình

TNHH

Thu nhập hỗn hợp

Trñ

Triệu ñồng

TTCN

Tiểu thủ công nghiệp

UBND

Uỷ ban nhân dân xã

VLXD

Vật liệu xây dựng

XDCB

Xây dựng cơ bản

XHCN

Xã hội chủ nghĩa


Hiện trạng sử dụng ñất nông nghiệp huyện Thạch Thất năm 2008

42

4.5

Hiện trạng sử dụng ñất phi nông nghiệp và ñất chưa sử dụng
huyện Thạch Thất – Thành Phố Hà Nội

44

4.6

Biến ñộng ñất ñai từ 2005 – 2008

46

4.7

Hiện trạng sử dụng ñất canh tác và hệ thống cây trồng

51

4.8

Tổng hợp các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế trong nuôi trồng thuỷ sản

52



4.14

Một số chỉ tiêu hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng ñất xã
Lại Thượng – huyện Thạch Thất năm 2008

4.15

64

Một số chỉ tiêu hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng theo
kết quả bài toán

68

4.16

So sánh kết quả sử dụng ñất xã Lại Thượng

69

4.17

Cơ cấu diện tích các loại ñất nông nghiệp xã Bình Yên năm 2008

69

4.18

Một số chỉ tiêu hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng ñất xã

công trình văn hoá, kinh tế, an ninh quốc phòng. ðất ñai là tài nguyên có giới
hạn về số lượng, có vị trí cố ñịnh trong không gian. ðất ñai là nơi cung cấp
cho con người mọi nhu cầu thiết yếu về ăn, ở, mặc, vui chơi, giải trí và các
hoạt ñộng khác. ðất ñai có tính ñặc trưng khiến nó không, giống bất cứ một
tư liệu sản xuất nào khác. ðất ñai là tài nguyên có giới hạn về số lượng. ðất
ñai có vị trí cố ñịnh trong không gian, không thể di chuyển ñược.[2]
ðiều 17 của Hiến pháp 1992 quy ñịnh: "ðất ñai, rừng núi, sông hồ,
nguồn nước, tài nguyên trong lòng ñất, nguồn lợi ở vùng biển, thềm lục ñịa và
vùng trời, phần vốn và tài sản do Nhà nước ñầu tư vào các xí nghiệp, công
trình thuộc các ngành lĩnh vực kinh tế, văn hoá, xã hội, khoa học, kỹ thuật,
ngoại giao, quốc phòng, an ninh cùng các tài sản khác mà pháp luật quy ñịnh là
của Nhà nước, ñều thuộc sở hữu toàn dân". "Nhà nước thống nhất quản lý toàn
bộ ñất ñai theo quy hoạch và pháp luật, ñảm bảo sử dụng ñất ñúng mục ñích và
có hiệu quả. Nhà nước giao ñất cho các tổ chức và cá nhân sử dụng ổn ñịnh lâu
dài".[1], ñiều 18 quy ñịnh: "Nhà nước thống nhất quản lý toàn bộ ñất ñai theo
quy hoạch và pháp luật, ñảm bảo sử dụng ñất ñúng mục ñích và có hiệu quả.
Nhà nước giao ñất cho các tổ chức và cá nhân sử dụng ổn ñịnh lâu dài".[1]
Trong giai ñoạn công nghiệp hoá, hiện ñại hoá và ñô thị hoá rất mạnh
mẽ hiện nay, nhu cầu sử dụng ñất là rất ña dạng và ngày một tăng. ðiều này
gây nên những mâu thuẫn trong quá trình phân bổ quỹ ñất cả nước cho các
ngành kinh tế, các lĩnh vực và trong sử dụng ñất. ðặc biệt ñó là mâu thuẫn
giữa lợi ích kinh tế − xã hội và môi trường cần sử dụng ñúng và bền vững. Vì

1


vậy, cần phải có một cơ cấu sử dụng ñất hợp lý ñể phân bổ quỹ ñất cho các
ngành với quy mô thích hợp nhằm ñảm bảo sự phát triển bền vững.
Trong quá trình sử dụng các loại ñất ở các ñịa phương vẫn ñang còn tồn
tại nhiều bất cập như diện tích ñất chưa sử dụng cũng như diện tích ñất sử

càng lớn và ña dạng. Vì vậy một yêu cầu cấp thiết ñặt ra ñối với việc sử dụng
ñất ñó là cần phải có một cơ cấu sử dụng ñất hợp lý, hiệu quả cao, việc xác
ñịnh cơ cấu sử dụng ñất có ý nghĩa quan trọng, ñảm bảo cho sự phát triển hài
hòa giữa các mục tiêu kinh tế, xã hội và môi trường, là cơ sở cho việc chuyển
ñổi cơ cấu cây trồng trong sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp.
Cơ cấu cây trồng là thành phần của cơ cấu sản xuất nông nghiệp. Cây
trồng với chức năng chính là sản xuất ra lương thực, thực phẩm trực tiếp cho
con người, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu cho công nghiệp và một nhóm
các sản phẩm khác như thuốc lá, chất thơm, dược liệu…, là yếu tố hàng ñầu
trong hệ thống trồng trọt quyết ñịnh sự tăng trưởng và phát triển của cơ cấu
sản xuất nông nghiệp. Mà cơ cấu sản xuất nông nghiệp lại quyết ñịnh cơ cấu
kinh tế của tất cả các nước ñang phát triển khi ngành nông nghiệp là ngành
giữ vai trò sản xuất chủ ñạo của các nước này.
Do vậy, khi nghiên cứu xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất cũng như với bất
kỳ một hoạt ñộng sản xuất nào, quá trình khai thác tài nguyên nào của con
người ñều có mục ñích kinh tế. Hệ thống nông nghiệp muốn phát triển tốt
phải ñạt ñược hệ thống các mục tiêu: tốc ñộ phát triển cao và ổn ñịnh, sản
lượng nông sản hàng hoá cao và vấn ñề giải quyết công ăn việc làm cho nông
dân lúc nông nhàn.

4


Tuy nhiên, bên cạnh mục tiêu ñem lại hiệu quả kinh tế, các kết quả của
các hoạt ñộng sản xuất cũng phải chú ý tạo ra nhiều kết quả có lợi ñến ñời
sống kinh tế xã hội của con người (hiệu quả về môi trường và xã hội).
Sử dụng ñất phát triển theo hướng ña dạng hoá và chuyên môn hoá theo
hướng xã hội hoá và công hữu hoá, trong quá trình xây dựng cơ cấu sử dụng
ñất ñã tính ñến các ñiều kiện giới hạn, tiềm năng của ñất ñai, từ ñó ñịnh
hướng cho sự phát triển, chuyển ñổi cơ cấu sử dụng ñất gắn với tiềm năng ñất

hòa giữa kỹ thuật, chính sách và hoạt ñộng kết hợp giữa xã hội với môi
trường, cụ thể là:
- Duy trì và ñẩy mạnh ñược sản xuất.
- Giảm ñược mức ñộ rủi ro trong sản xuất.
- Bảo vệ ñược tài nguyên thiên nhiên và tránh ñược sự thoái hóa về chất
lượng của ñất và nước.
- Có hiệu quả kinh tế.
- ðược xã hội chấp nhận.
2.1.3 Hiệu quả sử dụng ñất của các loại hình sử dụng ñất
Nhiệm vụ của quản lý ñất ñai là tìm cách làm sao không ñể mất ñất sản
xuất nông nghiệp và ñộ phì của ñất ngày càng tăng, ñảm bảo cơ sở khoa học
cho việc ñáp ứng các nhu yếu phẩm cho xã hội.
Tiêu chuẩn cơ bản và tổng quát khi ñánh giá hiệu quả sử dụng ñất là
mức ñộ ñáp ứng nhu cầu xã hội và tiết kiệm lớn nhất về chi phí các nguồn tài
nguyên, sự ổn ñịnh lâu dài của hiệu quả. Do ñó, tiêu chuẩn ñánh giá việc nâng
cao hiệu quả sử dụng tài nguyên ñất là mức ñộ tăng thêm các kết quả sản xuất
trong ñiều kiện nguồn lực hiện có hoặc mức tiết kiệm về chi phí các nguồn
lực sản xuất khi sản xuất ra một khối lượng sản phẩm nhất ñịnh.[4]
Theo quan ñiểm của hội ñồng nghiên cứu sản xuất của Liên Xô (SOPS)
thì chỉ nên có một chỉ tiêu duy nhất xuất phát từ giá trị lao ñộng của Các Mác
và Ăng Ghen là tăng năng suất lao ñộng hay tiết kiệm chi phí lao ñộng xã hội,
có nghĩa là tiết kiệm tài nguyên lao ñộng, chi phí sản xuất.[5]. Các nhà kinh tế

6


xã hội chủ nghĩa cho rằng hiệu quả kinh tế cao nhất ñược biểu hiện bằng nhịp
ñộ tăng tổng sản phẩm xã hội hoặc thu nhập quốc dân cao.
Hiệu quả sử dụng ñất là mức ñạt ñược ñồng thời các mục tiêu kinh tế,
xã hội, môi trường.

+ Thu nhập / 1ñ chi phí = Thu nhập / chi phí vật chất.
ðây là những chỉ tiêu dùng ñể ñánh giá hiệu quả kinh tế trong các mô
hình sản xuất trên ñịa bàn nghiên cứu.
* Hiệu quả xã hội
Là hiệu quả phản ánh mối quan hệ lợi ích giữa con người với con người
nó có tác ñộng ñến mục tiêu kinh tế. Hiệu quả xã hội khó lượng hoá ñược mọi
vấn ñề, nó chỉ có thể lượng hoá ñược bằng các chỉ tiêu mang tính ñịnh tính và
ñịnh lượng như:
+ Tỷ lệ hộ giàu, khá, trung bình và ñói nghèo
+ Thu nhập bình quân, sản lượng bình quân trên 1 lao ñộng, 1 nhân khẩu.
+ Mức thu hút lao ñộng, mức ñộ sử dụng lao ñộng, xoá ñói giảm nghèo.
+ Trình ñộ dân trí, trình ñộ hiểu biết khoa học.
+ Lành mạnh hoá các quan hệ xã hội.
* Hiệu quả môi trường
ðảm bảo tính bền vững cho sản xuất và xã hội là vấn ñề ñang ñược nhân
loại quan tâm. ðó là vấn ñề mà tất cả các hoạt ñộng ñều phải chú ý, là vấn ñề
bức bách ñược nhiều cấp, ngành, nhà quản lý và nhà quy hoạch quan tâm.
Sử dụng ñất ñược coi là có hiệu quả môi trường nếu như các hoạt ñộng
sản xuất không gây ảnh hưởng xấu ñến môi trường, ñất ñai ñược bảo vệ không
bị xói mòn, rửa trôi, thoái hoá ñất, không ñể xảy ra các hiện tượng mặn hoá,
chua hoá, phèn hoá, sa mạc hoá

8


2.1.4 Tình hình nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng ñất nông nghiệp
trên thế giới
Hiện nay trên thế giới nói chung việc ứng dụng các phương pháp toán tối
ưu trong quy hoạch sử dụng ñất nhằm xác ñịnh ñược quy, mô cơ cấu sử dụng ñất
hợp lý và cho hiệu quả cao trong tất cả các lĩnh vực kinh tế - xã hội – môi trường,

quả sử dụng ñất nông nghiệp giai ñoạn 1995 – 2010.[8] với 9 chỉ tiêu sau:
1. Tốc ñộ tăng trưởng GDP bình quân của vùng khoảng 11% (giai ñoạn
1996-2000) và khoảng 14% (giai ñoạn 2001-2010);
Chuyển dịch cơ cấu GDP trong vùng theo hướng dịch vụ - công nghiệp nông nghiệp; ñến năm 2000, dịch vụ chiếm khoảng 51, công nghiệp và xây
dựng chiếm khoảng 33%, nông - lâm - ngư nghiệp chiếm khoảng 16%; ñến
năm 2010, dịch vụ chiếm khoảng 50%, công nghiệp và xây dựng chiếm
khoảng 43%, nông - lâm - ngư nghiệp chiếm khoảng 7%.
2- Tập trung ñẩy mạnh phát triển vùng kinh tế trọng ñiểm Bắc Bộ: Hà Nội Hải Phòng - Quảng Ninh;
3- Phát triển nhanh hai tuyến công nghiệp dọc quốc lộ 18 và quốc lộ 5;
4- Hình thành cụm công nghiệp, văn hoá, khoa học, du lịch phía Tây Hà
Nội;
5- Hoàn chỉnh và nâng cấp kết cấu hạ tầng;
6- Phát triển mạnh du lịch và dịch vụ;
7- Phát triển nhanh kinh tế biển;
8- Giữ gìn môi trường sinh thái, môi trường kinh tế - xã hội;
9- Bảo ñảm giữ vững an ninh, quốc phòng.
Trong ñịnh hướng phát triển nông nghiệp, và kinh tế nông thôn giai
ñoạn 10 năm (2001 – 2010), phải ñiều chỉnh quy hoạch sản xuất lương thực
phù hợp với nhu cầu và khả năng tiêu thụ, năng suất ñi ñôi với tăng chất
lượng sản phẩm, ñảm bảo an ninh lương thực trong mọi tình huống. Xây dựng

10


các vùng sản xuất tập trung lúa, ngô làm thức ăn chăn nuôi. Tận dụng ñiều
kiện thuận lợi của các ñịa bàn khác nhau ñể sản xuất lương thực có hiệu quả.
Chú trọng ñầu tư thâm canh các vùng cây công nghiệp.
Nhìn chung những công trình nghiên cứu về xây dựng cơ cấu sử dụng
ñất ở Việt Nam cũng ñã có nhiều tác giả nghiên cứu và cũng ñưa ñến nhiều
thành công ví dụ như:

phát triển thị trường, kiểm tra nghiêm ngặt chất lượng sản phẩm.
Tuy nhiên các công trình về việc ứng dụng phương pháp toán quy
hoạch, cụ thể ở ñây là phương pháp toán tối ưu ñể xác ñịnh cơ cấu sử dụng
ñất ở Việt Nam thì vẫn còn ít và ứng dụng phương pháp này không ñược rộng
rãi. Có một số tác giả ñã nghiên cứu ứng dụng của toán quy hoạch này trong
lĩnh vực nông nghiệp như:
+ TS. Nguyễn Hải Thanh: “Ứng dụng phương pháp toán tuyến tính và
hồi quy tuyến tính, phương pháp ñơn hình một chiều và ñơn hình hai chiều
trong nông nghiệp xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất” NXB nông nghiệp.[16]
2.2

Tổng quan về phương pháp toán và ứng dụng

2.2.1 Những lý luận cơ bản về toán tối ưu
Toán tối ưu là một môn toán học ứng dụng, ra ñời từ cuối những năm
40 của thế kỷ XX. Ngay từ khi mới ra ñời nó ñã tìm ñược những ứng dụng ña
dạng trong nhiều lĩnh vực hoạt ñộng khác nhau của ñời sống kinh tế, xã hội và
ñã làm tiết kiện hàng tỷ ñô la nhờ xây dựng các mô hình ñể tìm lời giải tối ưu
cho nhiều bài toán thực tiễn phức tạp, có kích thước lớn. Sự thành công của
các kỹ thuật tối ưu hiện ñại trong việc giải các bài toán không tách rời sự phát
triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin. Kể từ năm 1964 năng lực tính toán
tăng gấp ñôi, cho phép ngày nay có thể giải nhiều bài toán mà vài năm trước
còn ñược xem là rất phức tạp.
Bài toán tối ưu là bài toán tìm giá trị cực tiểu (hay cực ñại) của một số
phụ thuộc một hay nhiều biến số trên tập hợp các biến số thoả mãn những
ñiều kiện nhất ñịnh nào ñó.
Các mô hình và phương pháp tối ưu có nhiều ứng dụng rộng rãi và ña
dạng trong thực tiễn: Trong sản xuất công nghiệp, xây dựng, giao thông, kinh

12


14


xác ñịnh quy mô và cơ cấu sản xuất chúng ta thường sử dụng phương pháp
quy hoạch tuyến tính và mô hình bài toán tối ưu xác ñịnh cơ cấu sử dụng
ñất nông nghiệp.
Mô hình toán học của bài toán xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất hợp lý ñất
nông nghiệp ñược biểu diễn như sau:
* Bài toán xác ñịnh cơ cấu ngành hợp lý:
+ ðịnh nghĩa: Bài toán tối ưu (Rn,Z,V), trong ñó hàm mục tiêu Z là
hàm tuyến tính xác ñịnh trong Rn, V là tập các nghiệm của hệ m phương trình
và bất phương trình tuyến tính n ẩn, gọi là bài toán quy hoạch tuyến tính.
Hệ phương trình và bất phương trình tuyến tính xác ñịnh tập V gọi là
hệ ràng buộc của bài toán quy hoạch tuyến tính.
Bài toán quy hoạch tuyến tính là:
Xác ñịnh ñiểm M (X1, X2,…, Xn) sao cho:
n
Z = ∑ CjXj → Max
j=1
Với hệ ñiều kiện ràng buộc
n
∑ aijxj ≤ bi , i ∈ M \ I
j=1
n
∑ aijxj = bi , i ∈ I ⊆ M = {1,m}
j=1
n
∑ aijxij ≥ bi
, i ∈ I ⊆ M = {1,m}

công, hij ha tiêu chuẩn và lij ñơn vị phân bón.
Thu nhập thuần từ 1 ha ñất sau khi ñã chuyển từ loại i thành loại j là pij
ñồng (ñây là phần chênh lệch thu nhập thuần trước và sau khi chuyển loại).
Khi ñó, hàm mục tiêu của bài toán có thể ñược viết như sau:
m

5

Z = ∑∑ pij xij → Max

(2)

i =1 j =1

Tức là:
Z = p11x11 + p21x21 + p22x22 + p31x31 + p32x32 + … + pm5xm5 → Max
Với hàm mục tiêu này cần xây dựng một số ñiều kiện hạn chế sau ñây:
1. Tổng chi phí vốn ñầu tư cho công tác cải tạo ñất phải không vượt quá
khả năng về vốn của ñịa phương:
m

5

∑∑a x

ij ij

≤ D1

i =1 j =1


i =1 j =1

4. Tổng nhu cầu phân bón cho công tác cải tạo ñất phải không vượt quá
khả năng cung cấp phân bón của ñịa phương.
m

5

∑∑l x

ij ij

≤ D4

i =1 j =1

5. Các ñiều kiện hạn chế về diện tích:
- Tổng diện tích ñất loại i ñược chuyển thành ñất loại i phải không vượt
quá diện tích có thể cải tạo chu chuyển của loại ñất ñó
5

∑x

ij

≤ b1

i =1


≥ H tc

5

∑∑ a

ij

xij

i =1 j =1

Trong biểu thức trên tỷ số là tổng thu nhập thuần bổ sung mỗi năm,
mẫu số là tổng chi phí ñầu tư xây dựng cơ bản cho phần diện tích chu chuyển
mục ñích sử dụng.
7. ðiều kiện không âm của các biến:
ðể cho bài toán có nghĩa, các biến phải có ñiều kiện không âm.
∀ Xij ≥ 0.
Với i = 1, 2, 3, …., m; j = 1, 2, 3, 4, 5;

i > j.

Kết hợp hàm mục tiêu với hệ ñiều kiện trên, ta có mô hình toán học của
bài toán xác ñịnh cơ cấu sử dụng ñất hợp lý cho một ñơn vị sử dụng ñất.

18

Trích đoạn NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

---