Nghiên cứu sử dụng một số chỉ số thực vật để đánh giá mức độ suy thoái thảm thực vật ở khu dự trữ sinh quyển thế giới cao nguyên kon hà nừng, tỉnh gia lai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.18 MB, 68 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA LÂM HỌC
---------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỘT SỐ CHỈ SỐ THỰC VẬT ĐỂ ĐÁNH
GIÁ MỨC ĐỘ SUY THOÁI THẢM THỰC VẬT Ở KHU DỰ TRỮ
SINH QUYỂN THẾ GIỚI CAO NGUYÊN KON HÀ NỪNG,
TỈNH GIA LAI.
NGÀNH
: LÂM SINH
MÃ SỐ
: 7620205
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
Khóa học
: TS Nguyễn Trọng Minh
TS Trần Thị Thanh Hương
: Lỳ Á Sơn
: 1953010371
: K64 – Lâm sinh
: 2019 - 2023
Hà Nội, 2023
LỜI CẢM ƠN
Để đánh giá kết quả sau bốn năm học tập tại trường Đại học Lâm
nghiệp của sinh viên và bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học
nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên tốt nghiệp ra trường, gắn liền với kiến
thức học tập lí luận với thực tiễn. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa
Lâm học, tôi đã tiến hành thực hiện khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu sử
dụng một số chỉ số thực vật để đánh giá mức độ suy thoái thảm thực vật
ở khu dự trữ sinh quyển thế giới cao nguyên Kon Hà Nừng, tỉnh Gia
Lai”.
Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, ngồi sự nỗ lực của bản
thân, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giảng
viên trong khoa Lâm học, đặc biệt là giảng viên hướng dẫn trực tiếp TS.
Nguyễn Trọng Minh và TS. Trần Thị Thanh Hương đã giúp đỡ tơi suốt q
trình thực hiện khóa luận. Nhân dịp này tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu
sắc tới tất cả những tình cảm q báu đó.
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc và khẩn trương, đến nay Khóa
luận tốt nghiệp đã hồn thành. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do năng lực
và thời gian có hạn nên Khóa luận khơng tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Vì vậy, tơi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cơ
cùng các bạn để khóa luận được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2023
Sinh viên thực hiện
Lỳ Á Sơn
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................... vi
ĐẶT VẤN DỀ ................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 2
1.1. Suy thoái rừng ............................................................................................ 2
1.1.1. Trên thế giới ............................................................................................ 2
1.1.2. Tại Việt Nam ........................................................................................... 5
1.2. Nghiên cứu chỉ số thực vật trong đánh giá mức độ suy thối thảm thực
vật rừng.............................................................................................................. 8
1.2.1. Ứng dụng cơng nghệ GIS và viễn thám trong quản lý và nghiên cứu
nông, lâm nghiệp ............................................................................................... 8
1.2.2. Sử dụng chỉ số thực vật trong đánh giá mức độ suy thoái thảm thực vật
rừng ................................................................................................................. 12
1.3. Hệ thống vệ tinh LANDSAT ................................................................... 15
CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
2.1. Mục tiêu.................................................................................................... 19
2.1.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 19
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 19
2.2. Nội dung ................................................................................................... 19
2.3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 19
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 19
CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .............. 33
3.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 33
3.2. Địa hình, địa thế, địa chấtvà thổ nhưỡng ................................................. 34
3.2.1. Địa hình, địa thế .................................................................................... 34
ii
3.2.2. Địa chất ................................................................................................. 34
3.2.3. Thổ nhưỡng ........................................................................................... 34
3.3. Khí hậu ..................................................................................................... 35
3.4. Thuỷ văn ................................................................................................... 35
3.5. Tài nguyên động thực vật ......................................................................... 36
3.5.1. Thảm thực vật rừng ............................................................................... 36
3.5.2. Tài nguyên hệ động vật tại khu vực nghiên cứu ................................... 37
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 38
4.1. Chỉ số NDVI giai đoạn 2016 - 2021 ........................................................ 38
4.2. Biến động hiện trạng lớp phủ thực vật theo chỉ số NDVI giai đoạn 20162021 ................................................................................................................. 43
4.3. Phân cấp mức độ suy thoái lớp thảm thực vật ......................................... 48
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ................................... 54
5.1. Kết luận .................................................................................................... 54
5.2. Tồn tại ...................................................................................................... 56
5.3. Kiến nghị .................................................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các kênh phổ bố trí trên Landsat 7 ETM ....................................... 16
Bảng 3.1. Vị trí các mẫu khóa ảnh thu thập (hệ tọa độ VN2000 múi 30) ....... 21
Bảng 3.2. Ngưỡng phân loại thảm phủ thực vật theo chỉ số NDVI. ............... 32
Bảng 4.1. Dữ liệu ảnh Landsat 8 thu thập trong nghiên cứu .......................... 38
Bảng 4. 2. Giá trị NDVI theo từng năm tại khu vực nghiên cứu. ................... 39
Bảng 4.3. Thống kê diện tích theo các cấp chỉ số NDVI. ............................... 41
Bảng 4.4. Các loại thảm thực vật phân chia theo chỉ số NDVI. ..................... 43
Bảng 4.5. Diện tích biến động lớp thảm thực vật trong giai đoàn 2016 - 2021.
......................................................................................................................... 44
Bảng 4.6. Diện tích các cấp suy thối giai đoạn 2016 – 2021. ....................... 49
Bảng 4.7. Biến động chỉ số AVI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ............. 51
Bảng 4.8. Biến động chỉ số EVI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ............. 51
Bảng 4.9. Biến động chỉ số GCI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ............. 51
Bảng 4.10. Biến động chỉ số GNDVI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ..... 52
Bảng 4.11. Biến động chỉ số NDWI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ....... 52
Bảng 4.12. Biến động chỉ số RVI tại 2 thời điểm năm 2016 và 2021. ........... 52
iv
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bố trí các kênh phổ trên hệ thống Landsat 7 và Landsat 8. ............ 17
Hình 2.1. Các bước chính trong nghiên cứu. .................................................. 20
Hình 2.2. Giao diện trang web tải dữ liệu ảnh Landsat 8. .............................. 26
Hình 3.1. Vị trí địa lý xã Sơn Lang, Kbang, Gia Lai ...................................... 33
Hình 4.1. Bản đồ chỉ số NDVI năm 2016 (trái) và 2021 (phải). .................... 40
Hình 4.2. Biểu đồ Histogram về NDVI năm 2021 (trái) và năm 2016 (phải)
(trục hoành là giá trị NDVI, trục tung là số lượng điểm ảnh)......................... 41
Hình 4.3. Bản đồ phân cấp chỉ số NDVI năm 2016 và năm 2021. ................. 42
Hình 4.4. Bản đồ phân bố lớp phủ thực vật 2016 (trái) và 2021 (phải).......... 44
Hình 4.5. Bản đồ biến động lớp phủ thực vật giai đoạn 2016 – 2021. ........... 46
Hình 4.6. Một số nhóm thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu ...................... 47
Hình 4.7. Bản đồ biến động chỉ số NDVI giai đoạn 2016-2021..................... 48
Hình 4.8. Bản đồ phân cấp suy thoái thảm thực vật theo chỉ số NDVI. ......... 49
v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
ARC/INFO
BTTN
Viết đầy đủ
Hệ thống thông tin địa lý
Bảo tồn thiên nhiên
DVI
Chỉ số sai khác thực vật Difference Vegetion Index)
GPS
Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System)
GIS
Hệ thống thông tin địa lý
RSI
Chỉ số sức mạnh tương đối (Relative Strength Index )
NDVI
Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa
RS
Viễn thám
RVI
Tỷ số chỉ số thực vật
STR
Sinh thái rừng
VQG
Vườn quốc gia
WWF
Tổ chức Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên
DTSQ
Dự trữ sinh quyển
vi
ĐẶT VẤN DỀ
Khu dự trữ sinh quyển thể giới cao ngun Kon Hà Nừng, tỉnh Gia Lai
có tổng diện tích 413.511,67 ha và có tính đa dạng sinh học cao. Khu dự trữ
còn được đánh giá là mẫu chuẩn cho hệ sinh thái rừng kín thường xanh khu
vực Tây Nguyên ( truy cập 10/05/2023). Trong đó, khu
vực xã Sơn Lang huyện Kbang là đặc trưng cho hệ sinh thái rừng của khu dự
trữ sinh quyển, bao gồm Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kon Chư Răng - một trong
hai vùng lõi của Khu dự trữ sinh quyển và một phần là vùng đệm có cộng
đồng cư dân bản địa sinh sống.
Tuy vậy, do lịch sử để lại (chiến tranh, khai thác gỗ), các yếu tố sinh
thái bất lợi (cháy rừng, biến đổi khí hậu…), những sức ép từ các hoạt động
phát triển dân sinh, kinh tế trong thời gian qua khiến rừng tự nhiên của khu
vực xã Sơn Lang nói riêng cũng như nhiều vùng khác thuộc Khu dự trữ sinh
quyển cao nguyên Kon Hà Nừng bị suy thoái cả về diện tích và chất lượng.
Một trong những bước quan trọng để đảm bảo cho quản lý rừng bền
vững và giảm suy thối rừng chính là có thể xác định được những khu vực bị
suy thoái và mức độ bị suy thoái của chúng. Tuy nhiên, tới thời điểm hiện nay
khi phân tích ảnh hường của các nhân tố tới suy thoái rừng, mất rừng hoặc
tăng rừng chủ yếu dựa vào kết quả điều tra mặt đất hoặc phỏng vẫn với dung
lượng còn hạn chế, điều này phần nào làm giảm độ chính xác của kết quả
phân tích. Sử dụng cơng nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để
phân tích ảnh và từ đó phân tích mối quan hệ với các nhân tố tự nhiên, xã hội
sẽ nâng cao độ chính xác hơn và có vùng phủ rộng hơn.
Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu sử dụng một số chỉ số thực
vật để đánh giá mức độ suy thoái thảm thực vật là hết sức cần thiết cho công
tác quản lý bền vững cảnh quan rừng ở khu dự trữ sinh quyển thế giới cao
nguyên Kon Hà Nừng, tỉnh Gia Lai .
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Suy thoái rừng
1.1.1. Trên thế giới
Khơng thể phủ nhận vai trị to lớn của tài nguyên rừng đối với toàn
hành tinh, hơn 80% đa dạng sinh học trên cạn của thế giới có thể tìm thấy
trong những cánh rừng. Tuy nhiên, sự suy thoái và mất rừng đang đe dọa đến
sự tồn tại của nhiều loài động, thực vật và làm giảm khả năng cung cấp các
yếu tố thiết yếu như không khí sạch, nước sạch, đất sạch cho nơng nghiệp và
điều hịa khí hậu. Suy thối rừng làm giảm khả năng thích ứng với khí hậu bởi
rừng có khả năng hấp thụ 2,4 tỷ tấn CO2 mỗi năm trên toàn thế giới, tương
đương với 1/3 lượng khí CO2 phát thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Rừng
cũng đóng vai trị quan trọng trong việc thích ứng với biến đổi khí hậu trên
tồn hành tình bởi chúng giúp giảm thiểu rủi ro từ thiên tai như lũ lụt, giúp
điều chỉnh lưu lượng nước và vi khí hậu, cải thiện sức khỏe của hệ sinh thái
(Quỹ bảo vệ động vật hoang dã, 1998)...
Những thay đổi khí hậu trên thế giới do sự thay đổi cực đoan của nhiệt
độ khí quyển trung bình là nguyên nhân hàng đầu gây suy thoái rừng. Những
thay đổi này gây ra hạn hán kéo dài, thời kỳ cực khô hoặc lạnh tạo ra điều
kiện môi trường không mong muốn cho việc che phủ cây. Hạn hán kéo dài có
thể làm cạn kiệt hệ thống nước chảy qua các khu rừng, làm giảm dần số lượng
cây và loài. Biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi cực đoan đối với hệ sinh
thái rừng. Cháy rừng cũng là một ngun nhân chính gây suy thối rừng.
Cháy rừng xóa sổ hàng ngàn loài cây, thảm thực vật. Hàng năm, các vụ cháy
rừng xảy ra trên khắp thế giới đã làm ảnh hưởng đến nền kinh tế và sự đa
dạng sinh học.
Ơ nhiễm khơng khí là một yếu tố quan trọng gây ra suy thối rừng. Ơ
nhiễm do khí độc và khí thải dẫn đến sự axit hóa khí quyển, mưa axit gây
thiệt hại cho cây cối và thảm thực vật. Bên cạnh đó, ơ nhiễm đất do đất nhiễm
2
các loại hóa chất khiến cây cối và thảm thực vật cũng như động vật bị hủy
diệt.
Xói mịn và bồi lắng đất có liên quan đến suy thối rừng về cơ bản vì
nhiều vùng đất ổn định hỗ trợ cho sự phát triển khỏe mạnh của những cánh
rừng, khi đất bị mất đi do xói lở và bồi lắng sẽ gây suy thoái rừng ở các vùng
đồi. Một yếu tố khác gây ra suy thối rừng đó là sự phân mảnh rừng do chia
tách các khu rừng lớn thành những mảnh nhỏ hơn. Phân mảnh rừng chủ yếu
do nguyên nhân tự nhiên như kiến tạo hoặc lũ lụt. Sự phân mảnh rừng phá
hủy các hệ sinh thái do các loài động vật chủ yếu phát triển trong các khu vực
rừng lớn. Sự phân mảnh rừng cũng làm thay đổi tương tác chuỗi thức ăn và
các mối quan hệ lẫn nhau trong môi trường rừng.
Tại khu vực Đông Nam Á, những nguyên nhân dẫn đến suy thoái rừng
bao gồm việc khai thác gỗ không bền vững (bao gồm hợp pháp và bất hợp
pháp), canh tác nương rẫy, lấn chiếm rừng, thu gom củi, khai thác gỗ để sản
xuất than, cháy rừng và thậm chí do thay đổi chế độ nước tự nhiên. Trong
vịng 15 năm qua, khu vực Đơng Nam Á đã mất đi 14,5% diện tích rừng và có
thể mất hơn 50% độ che phủ rừng nguyên sinh. Một số khu vực, bao gồm
nhiều diện tích thuộc Indonesia được dự báo sẽ mất đi 98% diện tích rừng vào
năm 2022.
Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng mất rừng là do chuyển đổi mục
đích sử dụng đất sang sản xuất nơng nghiệp. Tốc độ chuyển đổi mục đích sử
dụng đất sẽ khơng chậm lại trong tương lai gần, thậm chí, tổng diện tích dành
cho các đồn điền cao su cịn dự kiến sẽ mở rộng thêm khoảng 4,3-8,5 triệu ha
cho đến năm 2024 nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Bên cạnh đó, kế
hoạch xây dựng các cơng trình thủy điện của các nước Đông Nam Á trong
những năm tới sẽ càng làm thu hẹp mơi trường sống.
Trong khi đó, hơn một nửa rừng của châu Âu đã biến mất do nhu cầu
về đất nông nghiệp ngày càng tăng và việc sử dụng gỗ làm nguồn nhiên liệu.
Hơn hai phần ba diện tích miền Trung và Bắc Âu trước đây được che phủ bởi
3
cây rừng. Hiện nay, diện tích rừng giảm xuống cịn khoảng một phần ba ở
một số khu vực phía Tây và duyên hải, bao gồm cả Anh và Cộng hòa Ireland;
ở một số khu vực, diện tích rừng bị giảm xuống dưới 10%. Theo một nghiên
cứu mới, khả năng hấp thu carbon của các khu rừng già cỗi ở châu Âu đang
tiến dần tới điểm bão hòa, đe dọa một trong những hàng rào phịng hộ quan
trọng chống lại tình trạng nóng lên tồn cầu. Các chun gia cảnh báo, các
khu rừng từ Tây Ban Nha đến Thụy Điển đang trở nên già cỗi, với số ít cây
làm tốt khả năng lưu giữ khí thải được cho là do nhiệt độ thế giới tăng lên,
nước biển dâng và số lượng các đợt sóng nhiệt và lũ lụt tăng lên (GS. Alice
Hughes, 2017).
Tại châu Phi, các hệ sinh thái rừng suy giảm nhanh chóng do các tác
động xấu của khí hậu, sức ép dân số và đơ thị hóa có thể cản trở tiến trình
phát triển ít carbon tại châu lục lớn thứ hai thế giới này.
Sa mạc hóa đang tàn phá khu vực Mỹ Latinh khiến cho tình trạng suy
thối rừng cũng đang trở thành vấn đề nghiên trọng ở một loạt nước như
Brazil, Bolivia, Chile, Cuba, Colombia, Ecuado, Guatemala, Peru, Uruguay,
Jamaica, Haiti, và nhiều đảo ở vùng Caribe.
Tại đất nước Bắc Mỹ, Canada, chỉ trong tháng 8 vừa qua, cháy rừng đã
ở mức khơng thể kiểm sốt. Ngày 15/8, tỉnh British Columbia, miền Tây
Canada đã phải ban bố tình trạng khẩn cấp vì cháy rừng lan rộng với hơn 560
vụ cháy lớn nhỏ trên tồn tỉnh. Có thể nói, trong những năm vừa qua, cháy
rừng là một trong những ngun nhân chính gây suy thối rừng ở Canada.
Trước thực trạng suy thoái rừng đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng ở
khắp các châu lục trên thế giới, các quốc gia cần tiến hành các giải pháp dựa
vào tự nhiên như phục hồi cảnh quan rừng. Giải pháp này có thể giúp các
quốc gia đảo ngược tác động của suy thối rừng và lấy lại các lợi ích sinh
thái, xã hội, khí hậu và kinh tế rừng.
Nhiều quốc gia trên thế giới đang áp dụng phương pháp “Đánh giá cơ
hội phục hồi” (ROAM) nhằm đánh giá mức độ cảnh quan bị suy thoái và mất
4
rừng ở một số quốc gia, một số khu vực, xác định các chiến lược tốt nhất để
khôi phục chúng. ROAM giúp các chính phủ, các nhà hoạt định chính sách
ứng dụng phục hồi cảnh quan rừng để đáp ứng ưu tiên quốc gia và mục tiêu
quốc tế về khí hậu, đa dạng sinh học…
Sáng kiến quốc tế “Giảm phát thải khí nhà kính từ mất rừng và suy
thối rừng” (REDD+, Reducing Emission from Deforestation and Forest
Degradation Plus) cung cấp hỗ trợ tài chính cho các nước đang phát triển
giảm phát thải khí nhà kính gây nên biến đổi khí hậu, thơng qua 5 hoạt động
chính: Hạn chế mất rừng; Hạn chế suy thoái rừng; Bảo tồn trữ lượng carbon
rừng; Quản lý bền vững tài nguyên rừng; Tăng cường trữ lượng carbon rừng.
Ý tưởng của REDD+ là: Các nước đang phát triển giảm tỷ lệ mất rừng và suy
thoái rừng để được nhận thù lao về mặt tài chính từ quỹ tồn cầu do phía các
nước phát triển đóng góp. Mục tiêu của REDD+ khơng chỉ nhằm giảm phát
thải khí nhà kính mà cịn cung cấp nhiều lợi ích khác như: Giảm nghèo, phát
triển lâm nghiệp, bảo tồn đa dạng sinh học... (Quỹ bảo vệ động vật hoang dã,
1998).
1.1.2. Tại Việt Nam
Ở Việt Nam, mất rừng và biến động diện tích rừng đã và đang là một
trong những vân để đáng được quan tâm. Trong thời gian gần đây, nhiều khu
vực trên địa bản nhiều tỉnh khác nhau đã xảy ra các vụ mất rừng, phá rừng
nghiêm trọng và để lại hậu quả và thiệt hại lớn về tài sản cho đơn vị quản lý
và cho nhả nước. Mất rừng cịn là ngun nhân ảnh hưởng tới mơi trường
khơng khí, xói mịn đất và chất lượng nước ở nhiều địa phương. Đặc biệt, mất
rừng gây lên lũ lụt, sạt lở ngày càng trầm trọng ở nhiều địa phương. Đồng
thời, mất rừng, suy thối rừng cũng góp phần vào gây biến đổi khí hậu và
hiệu ứng nóng lên tồn cầu. Ảnh hưởng lớn đến đời sống của con người, đặc
biệt là các cộng đông sống gần rừng. Trong thời kỷ 1945 – 1975 cả nước mất
khoảng 3 triệu ha rừng, bình quân 100.000 ha năm. Quá trình mất rừng diễn
ra nhanh hơn ở giai đoạn 1975-1990: mất 2,8 triệu ha, bình quân 140.000 ha/
5
năm. Tuy nhiên từ những năm 1990 đến nay, do cơng tác trồng rừng và các
chương trình dự án của nhà nước được đầy mạnh đã phần nào làm cho diện
tích rừng tăng lên. Song, tình trạng mất rừng, suy thoái rừng vẫn diễn ra tại
nhiều địa phương (Đỗ Trọng Hoàn và Nguyễn Hải Vân, 2017; Hương Thảo,
2010). Biến động tài ngun rừng trong đó có suy thối rừng chịu ảnh hưởng
bởi rất nhiều các yếu tố tự nhiên và xã hội khác nhau. Ảnh hưởng của các
nhân tố kinh tế xã hội tới mất rừng, suy thoái rừng đã được phân tích ở nhiều
nghiên cứu trong và ngồi nước. Các yếu tổ tự nhiên như hạn hán, cháy rừng,
ô nhiễm khơng khí, xói mịn đất có mối quan hệ mật thiết tới suy thoái rừng.
Các yếu tố kinh tế xã hội như canh tác nương rẫy, lấn chiếm rừng, thu gom
củi, khai thác gỗ để sản xuất than cũng đã góp phần lớn vào mất rừng và suy
thối rừng, đặc biệt ở những nước Đông Nam Á (Hồng Nhung, 2018; Hương
Thảo, 2010). Một số nhân tố như thu nhập bình quân, thu nhập từ rừng, nhu
cầu sử dụng gỗ và phát triển cây cơng nghiệp có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ mất
rừng tại tỉnh Điện Biên (Lã Nguyên Khang và Trần Quang Bảo, 2015).
Về chất lượng, trước năm 1945 rừng nước ta có trữ lượng gỗ vào
khoảng 200 – 300m3/ha, trong đó các lồi gỗ q như đinh, lim, sến, táu,
nghiến, trai, gụ là rất phổ biến. Những cây gỗ có đường kính 40 – 50cm
chiếm tới 40 – 50% trữ lượng của rừng. Rừng tre nứa với những cây tre có
đường kính 18 – 20 cm, nứa 4 – 6cm và vầu 8 – 12cm rất phổ biến (Hồng
Hịe, 1998). Hiện nay chất lượng rừng đã giảm sút đáng kể, chỉ cịn chủ yếu là
rừng nghèo có giá trị kinh tế không cao. Trữ lượng gỗ rừng năm
1993 ước tính khoảng 525 triệu m3 (trung bình 76 m3/ha). Tốc độ tăng
trưởng trung bình của rừng Việt Nam hiện nay là 1 – 3m3/ha/năm, đối với
rừng trồng có thể đạt 5 – 10 m3/ha/năm (Hương Thảo, 2010).
Ngoài tài nguyên gỗ, rừng Việt Nam cũng rất giàu có về các lồi
tre nứa (khoảng 40 lồi có ý nghĩa thương mại và khoảng 4 tỷ cây tr
e nứa); Song mây có khoảng 400 lồi; hàng năm khai thác khoảng 50.000 tấn.
Trong rừng Việt Nam cũng phong phú về các loài dược liệu, hiện đã biết
6
được 3800 lồi, trong đó có nhiều lồi đã được biết và khai thác phục vụ cho
việc chế biến thuốc. Nhiều loài cây cho chất thơm, tanin, tinh dầu và dầu béo.
Ngồi ra, rừng cịn cung cấp nhiều loại sản phẩm quý khác như cánh kiến,
nấm, mật ong, hoa lan, thịt thú rừng.
Những ngun nhân chính làm suy thối rừng ở Việt Nam, bao gồm:
- Đốt nương làm rẫy: sống du canh du cư; trong tổng số diện tích rừng
bị mất hàng năm thì khoảng 40 – 50% là do đốt nương làm rẫy. Ở Đắc Lắc
trong thời gian từ 1991 – 1996 mất trung bình 3.000 – 3.500 ha rừng/ năm,
trong đó trên 1/2 diện tích rừng bị mất do làm nương rẫy.
- Chuyển đất có rừng sang đất sản xuất các cây kinh doanh, đặc biệt là
phá rừng để trồng các cây công nghiệp như cà phê ở Tây Nguyên chiếm 40 –
50% diện tích rừng bị mất trong khu vực.
- Khai thác quá mức vượt khả năng phục hồi tự nhiên của rừng.
- Do ảnh hưởng của bom đạn và các chất độc hóa học trong chiến tranh,
riêng ở miền Nam đã phá hủy khoảng 2 triệu ha rừng tự nhiên.
- Do khai thác khơng có kế hoạch, kỹ thuật khai thác lạc hậu làm lãng
phí tài nguyên rừng.
- Do cháy rừng, nhất là các rừng tràm, rừng thơng, rừng khộp rụng lá.
Nhằm khắc phục tình trạng suy thối rừng, Chính phủ đưa ra các chính
sách nhấn mạnh đến tầm quan trọng của quản lý rừng bền vững, gồm:
Quản lý và phát triển rừng bền vững là 1 trong 3 chương trình phát
triển được xác định trong Chiến lược phát triển Lâm nghiệp Việt Nam giai
đoạn 2006-2020 với mục tiêu “Quản lý, phát triển và sử dụng rừng bền vững,
có hiệu quả nhằm đáp ứng về cơ bản nhu cầu lâm sản cho tiêu dùng trong
nước và xuất khẩu, đóng góp vào tăng trưởng kinh tế quốc dân, ổn định xã
hội, đặc biệt tại khu vực các dân tộc ít người và miền núi, đồng thời bảo đảm
vai trò phòng hộ, bảo tồn đa dạng sinh học và cung cấp các dịch vụ mơi
trường, góp phần phát triển bền vững quốc gia”. Để thực hiện mục tiêu này,
ngành lâm nghiệp Việt Nam rất cần các chính sách xác định các nguyên tắc
7
và trình tự thực hiện nhằm tháo gỡ các khó khăn, tạo cơ hội thuận lợi trong
tiến trình đạt được mục tiêu Quản lý rừng bền vững tại Việt Nam.
Kế hoạch hành động về quản lý rừng bền vững và chứng chỉ rừng giai
đoạn 2015-2020 nhằm thúc đẩy mạnh mẽ quá trình thực hiện Quản lý rừng
bền vững và chứng chỉ rừng; đảm bảo sử dụng tài nguyên rừng bền vững về
kinh tế, xã hội và môi trường, bảo tồn đa dạng sinh học của Việt Nam. Kế
hoạch hành động hướng đến 4 mục tiêu cụ thể: Nâng cao nhận thức, năng lực
cho chủ rừng và cán bộ quản lý về kỹ năng Quản lý rừng bền vững và chứng
chỉ rừng; Ban hành Bộ nguyên tắc Quản lý rừng bền vững của Việt Nam đảm
bảo có hiệu lực trên phạm vi quốc tế; Thiết lập tổ chức về giám sát, đánh giá
và cấp chứng chỉ rừng quốc gia, đáp ứng các yêu cầu trong nước và quốc tế;
Đến năm 2020, có ít nhất 500.000 ha rừng sản xuất có phương án quản lý
rừng bền vững được phê duyệt và được cấp chứng chỉ quản lý rừng bền vững,
trong đó rừng trồng 350.000 ha, rừng tự nhiên 150.00 0ha.
1.2. Nghiên cứu chỉ số thực vật trong đánh giá mức độ suy thối thảm
thực vật rừng
1.2.1. Ứng dụng cơng nghệ GIS và viễn thám trong quản lý và nghiên cứu nông,
lâm nghiệp
Một trong những ứng dụng quan trọng của GIS trong sản xuất nông
lâm nghiệp là quy hoạch sử dụng đất. Trong suốt 20 năm qua, các nước công
nghiệp phát triển và các tổ chức quốc tế đã sử dụng kỹ thuật GIS chủ yếu
trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường. Tại Hội nghị những người sử
dụng ARC/INFO (một phần mềm chuyên dụng về GIS, hiện được tích hợp
trong ArcGIS của hãng ESRI) năm 1992, các nhà khoa học đã nhất trí rằng để
bảo vệ mơi trường một cách bền vững và hạn chế những suy thóai đang diễn
ra, cần thiết phải ưu tiên đưa GIS vào ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu và
quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp, bằng cách này có thể tìm kiếm những
mơ hình sử dụng đất bền vững nhằm xóa đi hoặc giảm bớt những hiểm họa
đối với môi trường tự nhiên và với lồi người (như tình trạng phá rừng để
8
canh tác, tình trạng xói mịn và suy thối đất đai, tình trạng ơ nhiễm mơi
trường…). Do vậy, tiềm năng ứng dụng GIS trong định hướng sản xuất nông
lâm nghiệp đã được mở rộng và ngày càng tỏ ra hiệu quả, trở thành một công
cụ hỗ trợ ra quyết định đối với các chuyên gia quy hoạch và nhà quản lý (Đại
học lâm nghiệp, 2021).
Năm 2019, Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật tỉnh Đồng Nai đề
xuất thực hiện dự án “Ứng dụng GIS trong việc quản lý cây trồng và bảo vệ
thực vật trên địa bàn tỉnh Đồng Nai” để giải quyết những khó khăn, vướng
mắc về công việc thu thập dữ liệu và khai thác thông tin quản lý sâu bệnh hại
cho diện tích nơng nghiệp và các lồi cây trồng. Bên cạnh đó, sự cần thiết
thực hiện tin học hóa, ứng dụng cơng nghệ thơng tin để xây dựng một hệ
thống bao gồm phần mềm, tạo lập cơ sở dữ liệu và thành lập các bản đồ
chuyên đề để giúp cho ngành Nông nghiệp và phát triển Nơng thơn thực hiện
có hiệu quả cao về quản lý nhà nước trong lĩnh vực trồng trọt và bảo vệ thực
vật trên địa bàn tỉnh Đồng Nai.
Các Chi cục Kiểm lâm tại nhiều tỉnh Việt Nam đã ứng dụng phần mềm
cảnh báo cháy rừng sớm. Với công nghệ hiện đại này, mọi thông tin, dữ liệu
về rừng sẽ được số hóa vào phần mềm thơng qua Internet và được kết nối với
điện thọai di động của lực lượng kiểm lâm và chính quyền sở tại. Theo báo
cáo tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Tuyên Quang, tỷ lệ phát hiện đám cháy qua hệ
thống viễn thám chính xác đến trên 90%, tất cả các đám cháy trên diện tích
đất lâm nghiệp được theo dõi, kiểm soát chặt chẽ, giảm thiểu nguy cơ cháy
rừng. Năm 2021, trên địa bàn tỉnh, phần mềm này đã phát hiện hơn 400 điểm
nghi cháy trên toàn tỉnh, qua kiểm tra thực tế, đều ngăn chặn kịp thời, không
để phát sinh cháy rừng trên thực tế (Đại học lâm nghiệp, 2021).
Tại Việt Nam, trong chương trình “Rà sốt quy hoạch 3 loại rừng” mà
ngành lâm nghiệp đang tiến hành để phục vụ đề án “Quy hoạch và xác định
lâm phận ổn định rừng phòng hộ và rừng đặc dụng” trình Chính phủ phê
duyệt, GIS đã được sử dụng một cách hữu hiệu. Từ bản đồ địa hình của vùng
9
đồi núi, bản đồ độ cao, độ dốc được xây dựng bằng các phần mềm GIS. Các
bản đồ này được chồng xếp với bản đồ đất, bản đồ mưa để tính ra mức độ
xung yếu. Từ bản đồ phịng hộ lý thuyết này, các tỉnh sẽ đi kiểm tra thực địa,
kết hợp với các điều kiện dân sinh, kinh tế… để trình cấp trên quyết định khu
vực phịng hộ. Có thể coi đây là một ứng dụng của GIS trong “trợ giúp quyết
định”.
Kiểm sốt sự phân bố lồi: Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng với
15 sinh cảnh rộng lớn với 10 kiểu thảm thực vật quan trọng là mơi trường
sống lý tưởng cho các lồi động thực vật cư ngụ. Trước hết là GIS kết hợp với
RS, GPS và quá trình điều tra khảo sát thực địa để thành lập bản đồ thảm thực
vật, bản đồ phân bố các loài động thực vật hoang dã, các loài nguy cấp… để
dễ dàng kiểm sốt được sự phân bố lồi làm cơ sở xác định hiện trạng các
vùng được bảo vệ, hình thành được các tuyến tuần tra quản lý bảo vệ cho
kiểm lâm (Đại học lâm nghiệp, 2021).
Xây dựng mơ hình dự báo: Cơng tác dự báo là một những chiến lược
quan trong trông công tác quản lý. Từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau cho
thấy, GIS dược sử dụng để tổng hợp, phân tích đánh giá sự phân bố, mật độ,
tình trạng bảo tồn, phạm vi, quy mơ của lồi… Cơng nghệ GIS kết hợp với
Viễn thám cịn cho phép xây dựng các mơ hình hóa điều kiện sống của lồi
như Vượn Siki (Nomascus siki), mơ hình dự báo phân bố và biến động của
các loài nguy cấp, quý hiếm trên cơ sở nghiên cứu mối quan hệ mơi trường
sống, tập tính sinh thái của từng lồi và các số liệu biến động theo thời gian.
Các kết quả phân tích có giá trị khoa học rất cao, phục vụ cho công tác nghiên
cứu và hoạch định chiến lược bảo tồn.
Kiểm soát các khu bảo tồn: GIS giúp kiểm sốt sự phân bố của các lồi
thực vật. Với các thơng tin này có thể dễ dàng xác định các vùng cần được
bảo vệ có khả năng bị xâm hại.
10
Kiểm sốt đa dạng sinh học: GIS phân tích sự phân bố và mức độ bảo
tồn đối với một số thành phần của đa dạng sinh học giúp các nhà nghiên cứu
xác định các lồi có khả năng bị xâm phạm.
Bảo tồn những loài đang bị đe dọa: Sử dụng GIS để xác định các đặc
điểm môi trường sống của động vật biển như độ rộng của biển, độ sâu của
dịng chảy, chất lượng và nhiệt độ nước nhờ đó phần nào biết được sự phân
bố của lồi.
Tìm kiếm nơi sống phù hợp: Nhờ vào những số liệu có trên bản đồ GIS
thì các nhà phân tích có thể từ đó tìm kiếm nhưng nơi thích hợp cho sinh vật
phù hợp sinh sống.
Công cụ phối hợp hoạt động: GIS là nơi trao đổi phối hợp, tạo ra các ấn
phẩm đồ họa để phát hành cũng như thảo luận và là công cụ để chia sẻ các
thông tin mới đưa lên internet. Từ đó, các nhà phân tích hoặc những người
quan tâm có thể biết được nơi phân bố sự tồn tại và hoạt động sống của sinh
vật mà họ quan tâm (Đại học lâm nghiệp, 2021).
Viễn thám bắt đầu khẳng định được vị thế trong lĩnh vực đo đạc bản
đồ, bao gồm: xử lý, cung cấp ảnh; hiện chỉnh bản đồ địa hình; và thành lập
các loại bản đồ chuyên đề. Các sản phẩm nổi bật thời kỳ này có thể kể đến
như: Hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000 cho một số địa
phương; xây dựng bộ bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc tỷ lệ
1:250.000.
Thời kỳ đánh dấu sự phát triển ngày càng lớn mạnh của ngành Viễn
thám ở Việt Nam được bắt đầu từ nhưng năm 2003, phạm vi hoạt động và
ứng dụng công nghệ viễn thám được mở rộng, phục vụ cho nhiều lĩnh vực.
Đặc biệt, với việc thành lập Trung tâm Viễn thám quốc gia theo Nghị định số
25/2008/NĐ-CP của Chính phủ đã đánh dấu sự phát triển ngày càng lớn mạnh
của đơn vị. Phạm vi hoạt động, ứng dụng của viễn thám được mở rộng, phục
vụ cho các lĩnh vực trong và ngoài Bộ, bao gồm các lĩnh vực như quản lý đất
đai; môi trường; biển và hải đảo; đo đạc bản đồ; lâm nghiệp; thủy văn…
11
Đồng thời, dữ liệu thu nhận tại Trạm thu đã được sử dụng trong nhiều bộ
ngành và địa phương như Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn, Bộ Quốc
phịng… tới các trường đại học như Trường Đại học Mỏ Địa chất, Khoa học
Tự nhiên….
Từ sau năm 2006, việc nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ viễn thám ở
nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ. Nhà nước ta đã có những đầu tư
cơ bản vào phát triển hạ tầng cơng nghệ vũ trụ nói chung và cơng nghệ viễn
thám nói riêng với việc đầu tư xây dựng trạm thu ảnh viễn thám đầu tiên ở Hà
Nội (2009), chế tạo và đưa vệ tinh quan sát Trái Đất đầu tiên của Việt Nam
VNREDSat-1 lên quỹ đạo (2013). Với các đầu tư này thì việc ứng dụng cơng
nghệ viễn thám có những bước phát triển mới với nhiều thực tiễn trong quản
lý và giám sát mơi trường nói chung, bao gồm cả lĩnh vực đất đai (Đại học
lâm nghiệp, 2021).
1.2.2. Sử dụng chỉ số thực vật trong đánh giá mức độ suy thối thảm thực vật
rừng
Cơng nghệ viễn thám và sử dụng ảnh vệ tinh quang học có độ phân giải
trung bình tỏ ra có nhiều ưu điểm và triển vọng trong điều tra rừng, nhất là
trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng cho những khu vực có diện tích lớn
(như cấp lưu vực) phục vụ theo dõi diễn biến diện tích các trạng thái và chất
lượng rừng. Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8, mơ hình số độ cao ASTER
(DEM), các bản đồ và tài liệu phù trợ, kết hợp với phương pháp điều tra rừng
truyền thống, Nguyễn Quang Giáp, 2013 đã xác định được ranh giới lưu vực,
xây dựng các khóa giải đốn về trạng thái rừng và đất chưa có rừng trong lưu
vực bằng cách thiết lập quan hệ giữa các giá trị kênh phổ theo chỉ số thực vật
khác biệt chuẩn hóa (NDVI) với từng trạng thái rừng và đất chưa có rừng,
thành lập được bản đồ hiện trạng cho lưu vực nghiên cứu với độ chính xác
81% và đề xuất được các bước kỹ thuật thành lập bản đồ hiện trạng cấp lưu
vực từ ảnh vệ tinh quang học có độ phân giải trung bình mà cụ thể là ảnh
Landsat 8.
12
Một nghiên cứu khác của Lê Thị Thu Hiền, 2013 đã nghiên cứu tính ứng
dụng của hệ thống ảnh vệ tinh Lansat trong việc xác định mức độ hoang mạc
hóa tại khu vực tỉnh Bình Thuận. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chỉ số thực vật
NDVI cụ thể cùng một tháng trong thời gian dài trong vịng ít nhất 20 năm là
chỉ số tốt để đánh giá hoang mạc hóa.
Trần Vũ Khánh Linh, 2017 đã sử dụng ảnh viễn thám (Landsat) để phân
tích diễn biến rừng tại Cồn Ngang, xã Phú Tân, huyện Tân phú, tỉnh Tiền
Giang nhằm góp phần trong việc quản lý, trồng rừng cũng như vai trò của
rừng trong phòng hộ ven biển. Sử dụng ảnh viễn thám Landsat để phân tích
q trình hình thành rừng từ năm 2001 đến năm 2016, tính các chỉ số NDVI,
RVI, DVI, LAI kết hợp với tổ hợp màu tự nhiên để tiến hành phân loại ảnh
qua các thời kì. Diện tích rừng ngập mặn lớn nhất là năm 2013 với 268,81 ha,
diện tích rừng ngập mặn thấp nhất năm 2007 với 54,12 ha, đất cát bồi tụ lớn
nhất năm 2016 với 228,41 ha, đất cát bồi tụ thấp nhất năm 2013 với diện tích
132,81 ha. Trong đó tổng diện tích bao gồm rừng ngập mặn và đất cát bồi tụ
lớn nhất năm 2016 với tổng diện tích 437,32 ha, tổng diện nhỏ nhất là năm
2001 với 96,61 ha.
Trong nghiên cứu của tác giả Nguyễn Hải Hòa và Nguyễn Văn Quốc,
2017 đã xây dựng thành công bản đồ hiện trạng rừng trong các năm 2001,
2008 và 2015 tại hai xã vùng đệm thuộc Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn,
tỉnh Phú Thọ. Dựa trên kết quả diện tích đất lâm nghiệp, nghiên cứu đã xây
dựng bản đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008 và
2008 - 2015, kết quả cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng tăng lên đáng
kể, đặc biệt sau khi VQG Xuân Sơn được thành lập. Cụ thể, diện tích đất lâm
nghiệp có rừng tại khu vực nghiên cứu tăng từ 2710,8 ha lên 6219,4 ha giai
đoạn 2001 - 2008 và tăng từ 6219,4 ha đến 8623,0 ha giai đoạn 2008 - 2015.
Kết quả xây dựng khóa phân loại ảnh cho những năm ảnh khơng có dữ liệu
phân loại cho thấy độ chính xác trên 80%, do vậy các bản đồ hiện trạng đất
lâm nghiệp cũng như biến động diện tích có thể sử dụng để phục vụ các hoạt
13
động có liên quan đến quản lý tài nguyên rừng tại vùng đệm thuộc VQG
Xuân Sơn.
Phùng Văn Khoa và cộng sự, 2019 với mục đích xác định nhanh một số
loại trạng thái rừng ở khu vực Tây Nguyên thông qua việc sử dụng bộ số liệu
giá trị NDVI được xác định từ ảnh vệ tinh có tên "Landsat 8 Surface
Reflectance Tier 1" của 918 ô tiêu chuẩn thuộc 3 kiểu rừng (lá rộng thường
xanh, lá rộng rụng lá và lá rộng nửa rụng lá) của 11 trạng thái rừng khác nhau
ở các tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông trong khoảng thời gian từ tháng một đến
tháng ba năm 2015, dựa trên cơ sở dữ liệu của chương trình điều tra kiểm kê
rừng toàn quốc, theo phương pháp kiểm định phi tham số cho 2 mẫu độc lập
(kiểm định Mann-Whitney) và cho k mẫu độc lập (kiểm định Kruskal-Wallis).
Mặc dù còn một vài hạn chế như: NDVI là một trong những chỉ số có độ nhạy
cảm cao với các trạng thái rừng rụng lá và thường phải tính đến việc sử dụng
một chuỗi thời gian dài, nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy NDVI có giá trị
khác biệt khá rõ giữa các trạng thái nhất là nhóm trạng thái rừng. Do đó, có
thể gộp 11 trạng thái rừng của 3 kiểu rừng trong khu vực nghiên cứu thành 5
nhóm để xác định nhanh các loại trạng thái rừng, nhóm trạng thái rừng dựa
vào trị số NDVI.
Nguyễn Quốc Hiệu và cộng sự, 2021 đã xây dựng thành công bản đồ
hiện trạng rừng năm 2017 cho khu vực dự trữ sinh quyển thế giới (DTSQ TG)
với 5 đối tượng sử dụng đất tại Langbiang, tỉnh Lâm Đồng, với độ tin cậy
91,5%. Ba chỉ số chọn số viễn thám (NDVI, NBR và IRSI) được lựa chọn và
tính tốn tại các điểm suy thối rừng, ngưỡng giá trị có thể phát hiện sớm suy
thối rừng được xác định cho khu vực nghiên cứu với độ tin cậy từ 64,4 ÷
97,8%. Đối với chỉ số NDVI thì ngưỡng giá trị có thể phát hiện rừng bị suy
thối dao động 0,015 ÷ 0,25, đối với NBR là 0,023 ÷ 0,384, và IRSI là 0,038
÷ 0,635. Kết quả kiểm chứng cho thấy việc sử dụng chỉ số viễn thám để phát
hiện sớm suy thối rừng có độ tin cậy và có thể áp dụng cho Khu dự trữ Sinh
quyển Thế giới Langbiang, tỉnh Lâm Đồng.
14
Bùi Mạnh Hưng và cộng sự, 2021 đã ứng dụng ảnh Sentinel-2 trong việc
xác định biến động lượng thực vật che phủ trên mặt đất tỉnh Yên Bái. Nghiên
cứu đã sử dụng ảnh Sentinel 2 tại các năm 2016 và 2021 trên địa bàn huyện
n Châu để tính tốn chỉ số thực vật (NDVI). Kết quả cho thấy giá trị trung
bình của chỉ số thực vật năm 2016 cũng cao hơn năm 2021 là 0,1 thể hiện cho
lượng thực vật có trên địa bàn huyện bị suy giảm. Tổng diện tích đất trống,
sơng hồ, nhà cửa và các đối tượng khơng có thực vật xanh phủ trên giảm từ
năm 2016 đến 2021 là khoảng 55,5 ha. Đồng thời, tổng diện tích có thực vật
phủ xanh ở mức độ thấp (NDVI từ 0-0,6) cũng có xu hướng tăng mạnh, từ
khoảng 42 nghìn ha lên đến 69 nghìn ha. Ngược lại, diện tích các khu vực có
chỉ số thực vật từ 0,6-0,9 lại có xu hướng giảm. Kết quả phân tích mối tương
quan giữa NDVI với các nhân tố trên cho thấy rằng mức độ biến động chỉ số
thực vật từ 2016 đến 2021 có quan hệ chặt nhất với yếu tố độ dốc và hướng
phơi, sau đó đến độ cao, nhiệt độ trung bình và khoảng cách đến đường. Các
nhân tố như lượng mưa bình quân tháng và loại đất thì gần như khơng có mối
quan hệ nào.
1.3. Hệ thống vệ tinh LANDSAT
Vệ tinh Landsat là tên chung cho hệ thống các vệ tinh chun dùng vào
mục đích thăm dị, thám sát tài nguyên Trái Đất. Đầu tiên nó mang tên ERTS
(Earth Resource Technology Sattellite) - kỹ thuật vệ tinh thăm dò Trái Đất.
Hệ thống vệ tinh Landsat cho tới nay là hệ thống vệ tinh mang tính chất quốc
tế với 8 thế hệ vệ tinh trong chương trình này.
Hình 1.1. Các hệ thống vệ tinh Landsat (Nguồn:
/>
15
Landsat TM, ETM (Landsat Thematic Mapper): có độ phân giải không
gian là 30x30 m cho 6 kênh (1, 2, 3, 4, 5, 7) và kênh 6 hồng ngoại nhiệt có độ
phân giải không gian là 120x120 m.
Bảng 1.1. Các kênh phổ bố trí trên Landsat 7 ETM
Kênh
Bước sóng
(μm)
Đặc điểm
TM 1
0,45 - 0,52
Xanh lục
TM 2
0,52 - 0,6
Xanh lá
TM 3
0,63 - 0,9
Đỏ
TM 4
0,76 - 0,9
TM 5
1,55 - 1,75
TM 6
10,4 - 12,5
TM 7
2,08 - 2,35
Phân biệt thực phủ, thành lập bản đồ vùng ven bờ
biển, xác định các đối tượng trồng trọt
Phân biệt thực phủ, xác định các đối tượng trồng trọt
Phân biệt các loại cây trồng, vùng cỏ và khơng có
thực vật, xác định các đối tượng trồng trọt
Cận hồng
Xác định các loại cây trồng, vùng cỏ và khơng có
thực vật, độ ẩm của đất, sinh quyển
ngoại
Hồng ngoại
ngắn
Cảm nhận độ ẩm đất và thực vật, phân biệt vùng bao
phủ bởi mây và tuyết
Hồng ngoại
Phân biệt độ ẩm của đất, sự dày đặc của rừng, thành
lập bản đồ nhiệt, xác định cháy rừng
nhiệt
Hồng ngoại
ngắn
Ứng dụng
Phân biệt loại đá, khoáng, hàm lượng ẩm độ của cây
(Nguồn: Đại học lâm nghiệp, 2021)
Ngày
11/02/2013,
NASA
(National
Aeronautics
and
Space
Administration) đã ra mắt vệ tinh quan sát Trái Đất mới mang tên LDCM
(Landsat Data Continuity Mission). Hệ thống này sẽ cung cấp những thông
tin quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quản lý năng lượng và nước, theo dõi
rừng, môi trường, quy hoạch đô thị, khắc phục thảm họa và lĩnh vực nông
nghiệp. Bộ cảm trên Landsat 8 thu nhận thêm dữ liệu ở 2 dải phổ mới nhằm
phục vụ quan sát mây ti (mây Cirrus, đặc trưng bằng các dải mỏng đôi khi
không thể phân biệt được bằng thị giác và đực tạo thành bởi sự ngưng tụ các
tinh thể băng nhỏ) và quan sát chất lượng nước ở các hồ và đại dương, nước
nơng ven biển cũng như sol khí (Aerosol - hệ keo của các hạt chất rắn hoặc
các giọt chất lỏng trong khơng khí). Bộ cảm TIRs thu nhận dữ liệu ở 2 dải
16
phổ hồng ngoại nhiệt, phục vụ theo dõi tiêu thụ nước, đặc biệt ở những vùng
khô cằn thuộc miền Tây nước Mỹ.
Hình 1.1. Bố trí các kênh phổ trên hệ thống Landsat 7 và Landsat 8 (Nguồn:
Đại học lâm nghiệp, 2021).
Các thông số kỹ thuật của sản phẩm ảnh vệ tinh Landsat 8 như sau:
+ Loại sản phẩm: Xử lý ở mức 1T nghĩa là đã hiệu chỉnh biến dạng do
chênh cao địa hình;
+ Định dạng: GeoTIFF;
+ Kích thước Pixel: 15m/30 m/100 m tương ứng ảnh đen trắng Pan/Đa
phổ/Nhiệt;
+ Phép chiếu bản đồ: UTM;
+ Hệ tọa độ: WGS 84;
+ Định hướng: Theo Bắc của bản đồ;
+ Độ chính xác: Với bộ cảm OLI đạt sai số 12 m, có độ tin cậy 90%;
với bộ cảm TIRS đạt sai số 41 m, có độ tin cậy 90%;
+ Dữ liệu ảnh: 16 bit, khi tải về ở dạng file nén có định dạng là .tar.gz;
+ Kích thước file nếu ở dạng nén khoảng 1 GB, cịn ở dạng khơng
nén khoảng 2 GB;
+ Landsat 8 thu nhận xấp xỉ 400 cảnh/ngày, tăng 250 cảnh/ngày so với
Landsat 7;
17
Cấu trúc tên ảnh Landsat 8: Tên ảnh Landsat 8 thường có dạng:
LC81270462013352LGN00.tar.gz trong đó: LC8: Tên rút ngắn của sản phẩm;
127: Hàng; 046: Cột. (Nguồn: Đại học lâm nghiệp, 2021; Bài giảng GIS và
viễn thám).
18
