Ứng dụng công cụ (GIS), ảnh viễn thám (RS) và các chỉ tiêu kinh tế sinh thái để quy hoạch phát triển lâm nghiệp tổng thể bền vững huyện yên thế, tỉnh bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
--------------------

NGUYỄN THỊ NGÀ

ỨNG DỤNG CÔNG CỤ (GIS), ẢNH VIỄN THÁM (RS) VÀ
CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - SINH THÁI ĐỂ QUY HOẠCH
PHÁT TRIỂN LÂM NGHIỆP TỔNG THỂ BỀN VỮNG
HUYỆN YÊN THẾ, TỈNH BẮC GIANG

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.60

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ NỘI, 2010


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. HOÀNG SỸ ĐỘNG

Phản biện 1: TS. Đỗ Xuân Lân
Phản biện 2: TS. Phùng Văn Khoa

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn thạc sỹ khoa

học lâm nghiệp, họp tại: Trường Đại học Lâm nghiệp
Vào hồi 15 giờ 30 phút ngày 29 tháng 10 năm 2010

Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp


1

Đặt Vấn đề
Rừng đóng một vai trò quan trọng đối với đời sống của con ng-ời đặc
biệt là đồng bào sống ở vùng nông thôn miền núi có cuộc sống phụ thuộc
nhiều vào rừng. Trong những năm gần đây do sức ép về gia tăng dân số dẫn
đến nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ rừng của con ng-ời ngày càng cao nên
diện tích và chất l-ợng rừng không ngừng bị suy kiệt.
Việc quy hoạch, sử dụng rừng và đất rừng có hiệu quả là công việc đ-ợc
quan tâm của nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam, khai thác hợp lý nguồn tài
nguyên rừng và đất rừng đang là mục tiêu chiến l-ợc của một nền lâm nghiệp
bền vững.
Tuy nhiên, những con số thống kê gần đây ở Việt Nam cho thấy tỷ lệ
diện tích đất có rừng đã giảm đi khá nhanh, năm 1943 tỷ lệ che phủ của rừng
là 43% thì tới năm 1990 chỉ còn 28,4% tổng diện tích cả n-ớc. Hiện nay,
chính phủ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và chính quyền các địa
ph-ơng đã quan tâm nhiều hơn đến vấn đề bảo vệ và phát triển rừng. Các
chính sách cụ thể hỗ trợ công tác bảo vệ rừng nh-: Quyết định 02 về giao đất
lâm nghiệp cho các tổ chức, hộ gia đình và cá nhân sử dụng ổn định lâu dài
vào mục đích lâm nghiệp, Quy định về khoán và phát triển rừng (Quyết định
202/TTg), Quyết định 08 của Thủ t-ớng Chính phủ về quản lý 3 loại rừng, nên
diện tích rừng có chiều h-ớng tăng lên. Theo số liệu thống kê của Bộ NN %
PTNT năm 2004, độ che phủ của rừng của cả n-ớc là 34,2 % so với tổng diện
tích đất tựn nhiên. Tuy nhiên, chất l-ợng của rừng vẫn ở trong tình trạng suy

thoái còn xa mức ổn định vì vậy ch-a đáp ứng yêu cầu cung cấp lâm sản.
Để khắc phục tình trạng trên theo một h-ớng tiếp cận mới với việc ứng
dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám và nguyên tắc kinh
tế - sinh thái vào quản lý tài nguyên nh- một nhu cầu khách quan. Đối với
ngành lâm nghiệp, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và ảnh viễn thám
đã đ-ợc áp dụng và có nhiều thành tựu tốt đẹp.
Yên Thế là một huyện miền núi, vùng đầu nguồn của tỉnh Bắc Giang.
Vì vậy, vùng này có vai trò quan trọng trong việc điều hoà nguồn n-ớc, hạn


2

chế lũ lụt và bảo vệ đất, môi trường Quản lý tài nguyên thiên nhiên, trong
đó có quản lý tài nguyên rừng của huyện Yên Thế đang gặp phải những vấn
đề khó khăn cần đ-ợc giải quyết. Điều đó thể hiện ở việc ch-a tuân thủ
nguyên tắc cơ bản về xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn mà tr-ớc tiên là
phân cấp đầu nguồn và quản lý sử dụng đất. Hậu quả đó gây nhiều khó khăn
cho công tác quản lý, chỉ đạo phát triển lâm nghiệp và đã làm ảnh h-ởng đến
khả năng của rừng, hạn chế đến phát triển kinh tế - xã hội.
Xuất phát từ thực tế và đòi hỏi của sự phát triển kinh tế - xã hội cũng
nh- bảo vệ môi tr-ờng sinh thái và phát triển tài nguyên rừng, chúng tôi tiến
hành nghiên cứu đề tài:
ứng dụng công cụ (GIS), ảnh viễn thám (RS) và các chỉ tiêu kinh tế
- sinh thái để quy hoạch phát triển lâm nghiệp tổng thể bền vững huyện
Yên Thế, tỉnh Bắc Giang


3

Ch-ơng 1

Đặc điểm đối t-ợng và tổng quan
vấn đề nghiên cứu
1.1. Đặc điểm đối t-ợng nghiên cứu
1.1.1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Yên Thế là một huyện miền núi của tỉnh Bắc Giang, nằm ở vùng trung
du và miền núi phía bắc. Trung tâm huyện cách thủ đô Hà Nội 75km về h-ớng
Đông Bắc. Ranh giới của huyện tiếp giáp với các địa ph-ơng sau:
- Phía Đông giáp huyện Lạng Giang - Bắc Giang.
- Phía Tây giáp huyện Đồng Hỷ, Võ Nhai, Phú Bình - Thái Nguyên.
- Phía Nam giáp huyện Tân Yên - Bắc Giang.
- Phía Bắc giáp huyện Hữu Lũng - Lạng Sơn.
Các đơn vị hành chính của huyện Yên Thế gồm 19 xã và 2 thị trấn.
b. Địa hình, địa mạo
Địa hình của huyện Yên Thế có độ dốc từ Bắc xuống Nam và từ Tây
sang Đông, chia làm 3 vùng rõ rệt: vùng núi cao phía Bắc; vùng đồi núi thoải
xen kẽ giữa các cánh đồng nhỏ hẹp; vùng đồi núi thấp xen kẽ ruộng và các bãi
bằng phẳng.
c. Địa chất, thổ nh-ỡng
Theo lịch sử kiến tạo địa chất, đá mẹ ở đây chủ yếu là đá trầm tích nhđá vôi, phiến thạch, đá biến chất và xen kẽ đá mác ma axit (Granit), đã mắc
ma trung tính (Gabro). Các loại đá này trải qua thời gian dài phong hoá của
miền nhiệt đới và do các nguyên nhân khác nên đã hình thành nhiều loại đất
khác nhau. D-ới đây là đặc điểm của một số loại chính nh- sau:
Đất feralit mùn trên núi có mầu xám đen, phân bố hầu hết các xã có độ
cao >700m. Loại đất này đ-ợc hình thành từ các loại đá mẹ phiến thạch sét,
phiến thạch Mica và đá hỗn hợp với tầng đất mỏng < 50 cm. Thành phần cơ
giới của đá feralit mùn trên núi là thịt nhẹ tuy nhiên nếu không có thực vật che


4

phủ, đất dễ bị xói mòn rất mạnh. Vì loại đất này phân bố trên núi nên th-ờng
có thực vật che phủ vì vậy đất còn khá tốt, giầu dinh d-ỡng.
Đất feralit mầu xám vàng phát triển trên đá Sa thạch, Phiến thạch sét
phân bố chủ yếu ở các vùng núi thấp gồm cả trên các vùng đồi.
Nhóm đất này có thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến thịt trung bình.
Hiện nay, tầng đất mặt đã bị xói mòn do không có lớp thực vật che phủ tuy
nhiên loại đất này vẫn còn khả năng phát triển sản xuất nông lâm nghiệp.
Đất feralit nâu đỏ, nâu xám phát triển trên đá vôi là sản phẩm phong
hoá tùa đá vôi phân bố ở hầu hết các xã trong huyện. Nhóm đất này có đặc
điểm tơi xốp, giầu dinh d-ỡng, thích hợp trồng cây l-ơng thực, cây ăn quả,
cây công nghiệp và kết hợp chăn nuôi
1.1.2. Đặc điểm khí hậu
Yên Thế là một huyện thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, gió mùa, nhiệt độ
trung bình hàng năm là khoảng 21 - 230 C. Tháng có nhiệt độ cao nhất là
tháng 6 (30 - 350C), tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 910 - 150c). Do
nằm trên địa hình chia cắt phức tạp, địa hình đa dạng nên biên độ nhiệt ngày
đêm khá cao từ 7,0 - 7,50C.
- Về chế độ ẩm
Độ ẩm không khí trung bình của huyện Yên Thế dao động từ 80 - 90,
trong các tháng mùa hè nhất là từ tháng 6 đến tháng 9 độ ẩm t-ơng đối th-ờng
đạt 90 - 93%. Mùa đông có độ ẩm t-ơng đối thấp hơn nh-ng cũng khoảng 78
- 81% (tháng 12 - 1). Chính những nguyên nhân trên mà trong các tháng mùa
đông xẩy ra tình trạng thiếu n-ớc nghiêm trọng đối với cây trồng, vật nuôi và
thậm trí gây khó khăn đối với đời sống của nhân dân ở đây.
- Về chế độ m-a
L-ợng m-a phân bổ không đều giữa các tháng trong năm, tập trung chủ
yếu từ tháng 6 đến tháng 9, chiếm 70% l-ợng m-a cả năm. L-ợng m-a trung
bình năm đạt 1.454 mm, l-ợng bốc hơi tung bình trong năm biến động từ 800
- 1000 mm (theo kết quả của trung tâm khí t-ợng Bắc Giang năm 2009).

5

1.1.3. Đặc điểm hệ thống thuỷ văn
a. Đặc điểm sông suối
Huyện Yên Thế là huyện đầu nguồn của sông Th-ơng, hệ thống suối
thuộc l-u vực sông Th-ơng t-ơng đối dầy gồm nhiều nhánh lớn và nhánh nhỏ,
chẩy qua vùng địa hình chia cắt khá phức tạp. Vì vậy, chúng đã gây ảnh
h-ởng không nhỏ đến các hoạt động sản xuất và sinh hoạt hàng ngày của nhân
dân, đặc biệt là vào mùa m-a.
b. Đặc điểm thuỷ văn
Do đặc điểm về điều kiện địa hình và khí hậu trong huyện nên l-u
l-ợng n-ớc 2 mùa, mùa đông và mùa hè chênh nhau lớn. L-u l-ợng mùa đông
chỉ chiếm 10 - 15% toàn năm. Mô đun dòng chẩy trung bình khoảng
10.000mm3/giây/km2 (theo kết quả của trung tâm khí t-ợng Bắc Giang năm
2009).
Trong mùa m-a, l-ợng m-a lớn tập trung vào tháng 6, tháng 7 nên đã
gây ra tình trạng úng lụt , lũ quét làm sụt lở đất và ảnh h-ởng tiêu cực tới sản
xuất cũng nh- cuộc sống của ng-ời dân, đặc biệt là ng-ời dân ở một số xã ven
sông Th-ơng.
1.1.4. Đặc điểm về dân sinh, kinh tế - xã hội
a. Thành phần dân tộc và sự phân bố dân c- Thành phần dân tộc: trên địa bàn huyện Yên Thế gồm 4 dân tộc anh
em sinh sống Kinh, Tày, Nùng, Dao. Mỗi dân tộc có những nét độc đáo về văn
hoá, tập quán sinh hoạt và có ph-ơng thức canh tác, phát triển kinh tế khác
nhau. Dân tộc Tày, Nùng, th-ờng sống thành các làng bản lớn, gần các đ-ờng
giao thông và sông suối. Dân tộc Dao th-ờng sống trên các vùng núi cao, tập
quán canh tác chính là làm n-ơng rẫy.
- Dân số và lao động: theo kết quả điều tra dân số năm 2009 toàn huyện
có 95.241 ng-ời, tỷ lệ tăng dân số trung bình hàng năm từ 1,2 - 1,4%. Trong

những năm gần đây do thiếu đất canh tác, cuộc sống sinh hoạt khó khăn nên
có nhiều cuộc di c- tự do của một số dân tộc (Tầy, Nùng, Kinh) vào các tỉnh
miền nam và Tây Nguyên sinh sống. Tổng số ng-ời trong độ tuổi lao động


6

đang làm việc trong các thành phần kinh tế là 40.934 ng-ời, lao động Nông,
Lâm nghiệp là 35.871 ng-ời chiếm 87,6%, lao động các ngành khác là 5063
ng-ời chiếm 12,4%.
b. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội
Sản xuất nông nghiệp: tr-ớc những năm 1990, sản xuất nông nghiệp
của huyện còn nghèo nàn lạc hậu, đặc biệt là đồng bào dân tộc sống ở vùng
cao, vùng sâu. Các loài cây trồng nh- lúa n-ớc, ngô, sắn, đậu t-ơng sản xuất
ch-a phát triển thành sản xuất hàng hoá. Sau hơn 10 năm đổi mới, thực hiện
chủ tr-ơng chuyển đổi cơ cấu sản xuất vì vậy đến nay nền nông nghiệp của
huyện đã có b-ớc biến chuyển đáng kể.
Việc đầu t- thuỷ lợi có tiến bộ đáng kể, hệ thống hồ đập và kênh
m-ơng dẫn n-ớc đã đáp ứng đ-ợc l-ợng n-ớc t-ới tiêu cho 2 vụ lúa trng năm.
Đặc biệt nhân dân đã biết áp dụng khoa học vào sản xuất thông qua công tác
phổ cập nông lâm nghiệp. Do sử dụng giống có năng suất cao nên năng suất
lúa trung bình của huyện đạt 5,7tấn/ha/năm.Ngoài ra, một số loại cây trồng
khác cũng cho năng suất cao hơn nh- sắn, ngôvà một số cây công nghiệp,
cây ăn quả.. Cơ sở hạ tầng kinh tế - xã hội nông thôn d-ợc xây dựng tuy nhiên
còn hạn hẹp và ch-a đổi mới đ-ợc công nghệ nên năng suất lao động của
huyện còn thấp. Vì vậy mức độ tăng tr-ởng kinh tế và và phát triển xã hội còn
chậm, ch-a đáp ứng đ-ợc yêu cầu hiện nay của nhân dân.
Sản suất lâm nghiệp: hệ thống quản lý lâm nghiệp của huyện có Phòng
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Hạt kiểm lâm và ở tất cả các xã có Ban
lâm nghiệp xã. Chức năng chính của phòng, hạt và các ban là thực hiện nhiệm

vụ trồng rừng, khoanh nuôi phục hồi rừng, dịch vụ và t- vấn kỹ thuật. Trong
những năm qua, ngành lâm nghiệp đã thu đ-ợc những kết quả đáng khích lệ
thông qua thực hiện các ch-ơng trình 327, 661, 135 và đang thực hiện dự án
147 Các dự án trên không chỉ góp phần làm tăng diện tích rừng trồng, phục
hồi rừng mà còn đóng góp có hiệu quả về phá triển nguồn nhân lực cũng nhtăng c-ờng vật t-, trang thiết bị cho ngành nông lâm nghiệp. Kết quả tổng
diện tích rừng hiện nay của Yên Thế là 14.619,57 ha, chiếm 48,5% tổng diện


7

tích tự nhiên của toàn huyện, trong đó rừng tự nhiên là 6178,74 ha và rừng
trồng là 8.441,04 ha.
Huyện thông qua lực l-ợng kiểm lâm và lâm tr-ờng đã tiến hành giao
đất, khoán bảo vệ rừng cho các tập thể, cá nhân, hộ gia đình quản lý, bảo vệ và
sử dụng lâu dài. Công tác tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức của
ng-ời dân đ-ợc thực hiện qua nhiều hình thức nh- truyền thanh truyền hinh,
tập huấn họ đã thấy được lợi ích của công tác bảo vệ rừng nên tự nguyện
tham gia quản lý, bảo vệ rừng.
Hệ thống cơ sở hạ tầng
- Giao thông: Thực hiện chủ tr-ơng của huyện về CNH, HĐH nông
nghiệp, nông thôn nên những năm gần đây hệ thống giao thông của huyện đã
và đang đ-ợc quan tâm đúng mức. Tính đến năm 2009, huyện có 56km đ-ờng
tỉnh lộ chạy qua, đ-ờng liên huyện là 61,7 km, đ-ờng liên xã là 320 km.
Trong đó 100% đ-ờng tỉnh lộ đ-ợc dải Apphan, 86% đ-ờng liên huyện đã
đ-ợc rải bê tông và 60% đ-ờng liên xã đã đ-ợc cứng hoá. Đây là điều kiện
quan trọng giúp Yên Thế đi lên, phát triển toàn diện và bền vững nền kinh tế,
giao l-u văn hoá và mở rộng thị tr-ờng tiêu thụ sản phẩm trong những năm
tới.
- Hệ thống thông tin liên lạc
Tính đến cuối năm 2008, toàn huyện có 72 trạm biến áp với tổng công

suất là 15000 KVA. Hiện nay đã có 100% số hộ trong toàn huyện đ-ợc sử
dụng điện, trong tổng số 21/21 xã đã có điện. Điều đó góp phần nâng cao dân
trí, cải thiện đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân toàn huyện, tạo điều
kiện để tiến hành CNH, HĐH nông nghiệp, nông thôn.
Về hệ thống thông tin liên lạc: Toàn bộ các xã trên địa bàn huyện đã có
đài phá thanh, có hệ thống loa truyền thanh xuống tận thôn xóm. Đến nay
trong toàn huyện đã có 10427 máy điện thoại cố định, đ-a bình quan số máy
lên 10,95 máy / 100 dân. Trong toàn huyện đã có 5 trạm tiếp sóng di động
của hầu hết các mạng điện thoại trong n-ớc. Hệ thống điện và thông tin liên
lạc phát triển đã tạo điều kiện trong nuớc. Hệ thống điện và thông tin liên lạc


8

phát triển đã tạo điều kiện cho việc tuyên truyền và thực hiện các hoạt động,
các ch-ơng trình khuyến nông trên địa bàn huyện.
- Hệ thống y tế - giáo dục: Toàn huyện có 1 bệnh viện đa khoa đặt tại
trung tâm Thị trấn Cầu Gồ và hệ thống các phân viện và trạm xá đặt tại các xã.
Ngoài ra còn có các cơ sở khám chữa bệnh t- nhân, các cơ sở y tế đều có đội
ngũ y bác sỹ đảm bảo yêu cầu khám chữa bệnh, góp phần chăm lo sức khoẻ
cho dân c- trong và ngoài huyện.
Về giáo dục, toàn huyện có 46 tr-ờng học các cấp, trong đó có 21
tr-ờng tiểu học, 21 tr-ờng trung học cơ sở, 3 tr-ờng THPT và 1 tr-ờng trung
cấp nghề miền núi. Hệ thống giáo dục của huyện đã và đang đáp ứng t-ơng
đối tốt cho nhu cầu học tập của nhân dân. Với đội ngũ giáo viên và cơ sở vật
chất nh- hiện nay có thể tin t-ởng rằng Yên Thế sẽ có đủ số l-ợng, chất l-ợng
cán bộ quản lý và đội ngũ lao động phục vụ cho sự nghiệp phát triển của mình
trong thời kỳ mới.
- Công trình thuỷ lợi: do luợng m-a phân bố không đều giữa các tháng
trong năm nên vào mùa mưa, các xã ven sông (Đồng Kỳ, Bố Hạ, Tân Sỏi)

th-ờng xuyên xảy tình trạng úng lụt do n-ớc không thoát ra kịp thời. Ng-ợc
lại, vào mùa khô thì hầu hết các xã trong huyện đều có tình trạng hạn hán xẩy
ra với mức độ khác nhau (Đông Sơn, Hương Vĩ, Bố Hạ). Vì vậy mà việc
hoàn thiện hệ thống thuỷ lợi của Yên thế hết sức quan trọng. Vài năm trở lại
đây đ-ợc sự hỗ trợ của nhà n-ớc, của tổ chức Plan và dự án giảm nghèo (WB),
hệ thống kênh m-ơng dùng cho việc t-ới tiêu của huyện đã cơ bản đ-ợc kiên
cố hoá. Tình trạng hạn hán vào mùa khô và úng lụt vào mùa m-a đã đ-ợc hạn
chế, mùa màng đã và đang đ-ợc đảm bảo khá tốt về khâu n-ớc t-ới.
1.1.5. Tình hình quản lý đầu nguồn huyện Yên Thế tỉnh Bắc Giang
Trên thực tế, huyện Yên Thế vẫn sử dụng cấp tiểu khu để quản lý rừng
đầu nguồn, việc quy hoạch vẫn dựa vào ph-ơng pháp thủ công đó là chồng
xếp bản đồ bằng tay. Nên độ chính xác không cao, phụ thuộc nhiều vào yếu
tố chủ quan của con ng-ời. Mặt khác quản lý rừng đầu nguồn nh- hiện nay
của huyện Yên Thế thì khá nhiều diện tích đất nông nghiệp có thể trồng lúa,


9

ngô, khoai, sắn phục vụ đới sống nhân dân. Đây là mâu thuẫn cần đ-ợc giải
quyết vì mục đích chỉ bảo vệ rừng thôi thì ch-a đủ mà cần nâng cao mức sống
cho dân c- vùng đầu nguồn. Vì vậy diện tích đất nông nghiệp ở mỗi tiểu khu
cần đ-ợc tách ra và giao cho ng-ời dân địa ph-ơng phát triển sản xuất nông
nghiệp, cụ thể là trồng cây l-ơng thực và thực phẩm, đáp ứng nhu cầu sử dụng
tại chỗ. Có làm nh- vậy mới giải quyết đ-ợc những bất hợp lý trong công tác
quản lý rừng đầu nguồn nói riêng cũng nh- phát triển kinh tế xã hội nói chung
ở huyện Yên Thế hiện nay.
1.2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Cơ sở khoa học
Viễn Thám (Remote sensing)
Viễn thám là một ngành khoa học quan sát, theo dõi, thu thập và phân

tích thông tin các vật thể trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp cận trực tiếp
với các vật thể đó thông qua thông tin ảnh.
Ph-ơng pháp viễn thám là ph-ơng pháp sử dụng bức xạ điện từ nh- một
ph-ơng tiện để điều tra, đo đạc những đặc tính của các đối t-ợng trên bề mặt
trái đất đã phản xạ, hấp thụ hoặc phát sinh ra các bức xạ điện từ theo các giải
phổ với những c-ờng độ nhất định. Các bức xạ này đã đ-ợc ghi nhận nhờ các
thiết bị nêu trên đặt trong vật thể như vệ tinh, máy bay và sau đó được
chuyển về trạm thu trên mặt đất để tiếp tục xử lý tín hiệu chuyển thành thông
tin ảnh. Các thông tin đ-ợc thu nhận thông qua các thiết bị quét hay chụp
đ-ợc gắn trên vệ tinh, các phản xạ phổ từ mặt trái đất sau khi đ-ợc thu nhận sẽ
chuyển thành sóng điện từ và đ-ợc truyền về các trạm thu trên mặt đất.
Hệ thống thông tin địa lý (Geography information system)
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ công nghệ đ-ợc dùng để tập
hợp, l-u trữ, xử lý và phân tích thông tin (thông tin không gian và phi không
gian) thông qua các hệ thống công cụ tin học và máy tính. Ph-ơng pháp này
cho phép đánh giá tổng thể với t-ơng quan của nhiều yếu tố theo không gian
và thời gian. GIS là một công nghệ mới đang trở thành một công cụ thiết yếu
để xử lý, phân tích các dữ liệu thông tin đáp ứng ngày càng cao và đa dạng, đa


10

mục đích trên thế giới. Burrough (1986) đã định nghĩa GIS là: Một bộ phận
mạnh mẽ của các công cụ để tập hợp, l-u trữ, sủa chữa lại theo ý muốn,
chuyển đổi và thể hiện các giữ liệu không gian từ thế giới thựcvới những bộ
phận riêng biệt của những mục đích.
L-u vực (Basin)
Theo khái niệm chung, l-u vực là một đơn vị diện tích mặt đất mà trong
đó quá trình tích luỹ và vận chuyển của n-ớc diễn ra t-ơng đối độc lập với các
diện tích xung quanh. Trong thực tế, l-u vực th-ờng đ-ợc hiểu là diện tích mà

toàn bộ n-ớc m-a rơi xuống đ-ợc tập trung về một điểm tr-ớc khi chẩy ra
khỏi l-u vực, l-u vực này phân cách với các l-u vực khác xung quanh bằng
những dông núi, đồi, gò liên tiếp bao quanh nó. Quy mô của l-u vực có thể
biến động trong phạm vi lớn từ 1 vài ha đến hàng triệu ha và thực tế thì mỗi
l-u vực ở mức độ nào đó vẫn bị ảnh h-ởng và chịu tác động các quá trình
chung của một l-u vực lớn hơn.
Hệ thống đầu nguồn (Watershed system)
Hệ thống đầu nguồn là một thuật ngữ đ-ợc sử dụng rất rộng rãi ngày
nay trên toàn thế giới, đặc biệt là ở những quốc gia, vùng lãnh thổ phân bố
trên vùng cao và miền núi. Theo đó, hệ thống đầu nguồn đ-ợc định nghĩa nhlà một hệ thống của các đơn vị cảnh quan thiên nhiên, là khu vực của các
nguồn sinh thuỷ chảy vào hệ thống suối, sông và hồ, sau đó chẩy ra biển. Nhvậy, thuật ngữ âêj thống đầu nguồn gắn liền với l-u vực nh-ng th-ờng ở toàn
bộ các yếu tố cấu trúc ở phần đất dốc của l-u vực.
Tuy nhiên, khái niệm hệ thống đầu nguồn th-ờng gắn liền với các quốc
gia, vùng lãnh thổ và thậm chí ngay trên khu vực nhỏ nh-ng khó có thể tách
riêng ra đ-ợc, nó đặt trong một thể thống nhất là các quy luật sinh học và địa
lý học. Những nguồn tài nguyên cơ bản của hệ thống đầu nguồn hiện nay
th-ờng đ-ợc các nhà khoa học và các nhà quản lý đề cập đến nh-: tài nguyên
đất, tài nguyên n-ớc, tài nguyên rừng, tài nguyên thuỷ sản, tài nguyên khoáng
sản. Trong hệ thống đó, con ng-ời đặc biệt là đồng bào các dân tộc thiểu số vì
các hoạt động không hợp lý của họ đã làm thay đổi cấu trúc của các thảm thực


11

vật, là tăng xói mòn và nguy cơ gây khô hạn, lụt lội cũng nh- làm cho đất đai
bị bạc màu. Hệ quả của sử dụng không hợp lý đất đai và các thảm thực vật
trong những thập kỷ qua đã làm cho phần lớn các vùng đất dốc trở nên trơ trụi,
đất đai bị thoái hoá và không còn sức sản xuất. Vì thế hệ thống đầu nguồn
đ-ợc xem là những vùng sinh thái nhậy cảm và nhân tố con ng-ời không thể
tách riêng ra để nghiên cứu.

Vùng đất đầu nguồn cũng là những vùng có ảnh h-ởng mạnh mẽ tới sự
phồn thịnh của nhiều vùng kinh tế sinh thái khác. Về mặt kinh tế, vùng đầu
nguồn cung cấp những sản phẩm phục vụ cuộc sống mà rất ít hoặc không
đ-ợc cung cấp từ những vùng kinh tế sinh thái khác. Về sinh thái, vùng đầu
nguồn có vai trò bảo vệ nguồn n-ớc và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt, hạn hán cho
những vùng hạ l-u, góp phần bảo vệ những điều kiện sống của con ng-ời và
thiên nhiên trong cả l-u vực. Về mặt xã hội, vùng đầu nguồn còn góp phần
đảm bảo an toàn xã hội tr-ớc những biến cố của thiên nhiên.
Khái niệm phân cấp đầu nguồn (Watershed Classification Concept)
Phân cấp đầu nguồn là công việc chuyên môn, cụ thể là phân chia hệ
thống đầu nguồn ra thành các cấp khác nhau, trong mỗi một cấp đầu nguồn có
những đặc tr-ng t-ơng đối đồng nhất về điều kiện vị trí, đặc điểm địa hình và
tài nguyên thiên cũng nh- hệ thống canh tác nhằm mục đích quản lý bền vững
tài nguyên và phát triển kinh tế xã hội trên từng cấp đầu nguồn ấy và rộng hơn
là trên toàn bộ hệ thống đầu nguồn.
Nh- vậy, kết quả của phân cấp hệ thống đầu nguồn là phân chia hệ
thống đầu nguồn ra những vùng t-ơng đối đồng nhất để quản lý bền vững tài
nguyên đất đai, tài nguyên n-ớc, tài nguyên rừng và các tài nguyên khác. Trên
cơ sở đó quy hoạch và quản lý trên hệ thống đầu nguồn sẽ đ-ợc tiến hành trên
những vùng đồng nhất hơn, đơn giản hơn. Nh- vậy, xây dựng cơ sở hạ tầng,
phát triển hệ thống canh tác và quản lý tài nguyên trên hệ thống đầu nguồn sẽ
đảm bảo bền vững hơn.
Trên cơ sở phân cấp đầu nguồn chúng ta xác định cấp đầu nguồn cho
từng vị trí của vùng đầu nguồn, tô mầu hoặc nối liền các vị trí có cùng cấp với


12

nhau ng-ời ta đ-ợc bản đồ phân vùng đầu nguồn. Trong mỗi diện tích đó có
sự đồng nhất nhất định về tiềm năng xói mòn, điều kiện tự nhiên và có những

biện pháp ứng xử hợp lý nhằm phục vụ yêu cầu phát triển bền vững.
Về mặt thực tiễn, phân cấp đầu nguồn là cơ sở để đánh giá tiềm năng
của đất đai cho sản xuất nông lâm nghiệp, là cơ sở khoa học cho quy hoạch sử
dụng đất bền vững và là cơ sở cho các cơ quan nhà n-ớc h-ớng dẫn, kiểm tra,
giám sát việc sử dụng đất đai, tài nguyên theo nhu cầu của phát triển bền
vững. Bản đồ phân cấp đầu nguồn là một công cụ quan trọng gúp quản lý bền
vững hệ thống đầu nguồn, cụ thể hơn là quản lý bền vững tài nguyên thiên
nhiên mà con ng-ời đ-ợc đặt ở vị trí trung tâm.
1.2.2. Nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS trên thế giới và xây dựng bản
đồ hiện trạng và phân cấp hệ thống đầu nguồn
a. Nghiên cứu ứng dụng GIS và viễn thám vào xây dựng bản đồ hiện
trạng sử dụng đất và các trạng thái rừng
Đầu thế kỷ 20, viễn thám đ-ợc nghiên cứu và áp dụng nhiều ở các n-ớc
đang phát triển nh- Mỹ, Anh, Canada, Pháp, Nhật Bản, Đức và Liên xô cũ.
Tuy nhiên, hệ thống bay chụp ảnh hoàn toàn thụ động, phụ thuộc hoàn toàn
vào ánh sáng mặt trời và điều kiện thời tiết nên chất l-ợng ảnh và khẳ năng
ứng dụng ảnh viễn thám có phần hạn chế. Những thế hệ vệ tinh và máy chụp
ảnh đầu tiên chỉ có thể mang lại những t- liệu ảnh viễn thám có độ phân giải
rất thô với độ phân giải từ ảnh đ-ợc tính bằng ki lô mét (ảnh NOAA,
METERSAT). Trong thời kỳ này, việc ứng dụng ảnh viễn thám chủ yếu vào
mục đích quan sự và quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung trên phạm vi
rộng lớn, trong đó có tài nguyên rừng nói riêng.
Đầu thập kỷ 70 của thế kỷ XX, kỹ thuật viễn thám đã có những b-ớc
tiến bộ về mọi mặt nh- vệ tinh thế hệ mới, hệ htống máy ảnh đa năng và hệ
thống thu nhận tín hiệu, t- liệu ảnh từ các vệ tinh tốt hơn. Việc sử dụng các
công nghệ mới với những cải tiến rõ rệt (bước sóng cực ngắn) có thể chụp
đ-ợc trên mọi điều kiện thời tiết và hệ thống thu ảnh chủ động tích cực nên đã
thu đ-ợc ảnh có chất l-ợng tốt hơn với độ phân giải ảnh rất cao đến mét (ảnh

13

LANDSAT, ảnh SPOT). Vì vậy, viễn thám đã phục vụ tốt những mục tiêu
cụ thể nh-: phát triển lâm nghiệp, nông nghiệp, quản lý thiên tai, phát triển đô
thị và phục vụ quốc phòng.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ra đời dựa trên cơ sở công nghệ thông
tin gắn liền với việc phát triển các phần mềm lớn, tích hợp đ-ợc những yêu
cầu cùng nhiệm vụ cần phải giải quyết trong đời sống xã hội. Đến khi hoàn
thiện tự bản thân hệ thống thông tin địa lý đã là công cụ cơ bản và hữu hiệu
mang tính cách mạng mà giới hạn của nó đến nay khó hình dung hết đ-ợc. Hệ
thống thông tin địa lý đã đ-ợc phát triển và ứng dụng nhiều tại các n-ớc phát
triển như Hoa Kỳ, Nga, Đức, Anh Việc kết hợp chặt chẽ giữa hai công nghệ
hiện đại là Viễn thám và GIS đã mang lại b-ớc đột phá trong phát triển khoa
học công nghệ thế kỷ XX. Hiện tại trên thế giới ngày một nhiều hơn các công
trình nghiên cứu ứng dụng Viễn thám và GIS phục vụ trên các lĩnh vực khác
nhau về quản lý tài nguyên, giao thông và bảo vệ môi tr-ờng. Một số công
trình chính đã thực hiện ứng dụng công nghệ RS và GIS trong lĩnh vực này.
- Đánh giá chức năng thảm thực vật rừng từ ảnh vệ tinh trong môi
tr-ờng nhiệt đới của Kazue - Fujiwara - Tr-ờng tổng hợp Quốc gia Yokohâm Nhật Bản và E.O.BOX - tr-ờng tổng hợp Georgia - Mỹ.
- ứng dụng Viễn thám và GIS nghiên cứu hệ địa lý thảo nguyên khô và
thảo nguyên rừng của M.Ganzorig, H.Tulgaa và D.Amarsaikhan Trung tâm
Tin học và Viễn thám Mông Cổ.
- Phân tích sự biến động che phủ rừng quá khứ và t-ơng lai của Chandra
P.Giri và Surendra Shrestha - UNEP - Thái Lan.
- ứng dụng ảnh vệ tinh và GIS vào sự phục hồi sinh thái của Sirin
Kawala - Ierd, K.Fujiwara - Tr-ờng tổng hợp Tokyo Nhật Bản; Kitti
Khanthamit - Cục nhà đất Hoàng gia Thái Lan; Suvit vibulsreth - NRCT Thái Lan
- ứng dụng Viễn thám và GIS vào theo dõi và đánh giá thảm rừng vùng
hạ l-u sông Mê Công của uỷ hội song Mê Công 1995.

14

- ứng dụng Viễn thám và GIS vào điều tra, đánh giá và theo dõi điễn
biến tài nguyên rừng của FAO theo chu kỳ 10 năm.
b. ứng dụng GIS và cơ sở kinh tế - sinh thái vào quản lý đầu nguồn
Cuối thế kỷ XX cùng với sự phát triển v-ợt bậc về công nghệ thông tin,
cụ thể là hệ thống thông tin địa lý và nghiên cứu kinh tế - sinh thái, các n-ớc
phát triển và một số n-ớc đang phát triển ở Châu á đã ứng dụng chúng vào
mục đích quản lý đầu nguồn thích hợp của mình nh- Hoa Kỳ, Nga, Pháp,
Đức, Anh và ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan. Việc nghiên cứu, ứng dụng công
nghệ hiện đại này trong phân cấp đầu nguồn, quy hoạch sử dụng đất đai và
quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên gắn liền với sự phát triển và ứng dụng
hàng loạt các phần mềm nh- ERDAS Imagine, ENVI, ACK/INFOR, ILWIS,
ARCVIEW, MAPINFO và các mô hình đánh giá hiệu quả kinh tế sinh thái
thông qua tính toán thống kê. Một loạt các ph-ơng pháp hữu hiệu đ-ợc sử
dụng nh- PRA, RRA với bộ công cụ thích hợp đã đ-ợc nêu bật vai trò quan
trọng của hệ thống canh tác mà bản chất của nó là mô hình kinh tế - sinh thái.
Trong những năm 70 và 80 của thế kỷ 20, nghiên cứu của FAO về hiệu quả
kinh tế - môi tr-ờng đã đóng góp những giá trị thực tế vào phát triển bền vững.
Năm 1979 ph-ơng pháp Raster đã đ-ợc áp dụng lần đầu tiên vào phân
cấp đầu nguồn ở Thái Lan nhờ GS. TS Davide Wordrige. Dự án phân cấp đầu
nguồn của Thái Lan đ-ợc triển khai để chống lại sự suy giảm độ che phủ rừng
do việc gia tăng các nhu cầu lâm sản làm ảnh h-ởng đến tài nguyên đất. Theo
ph-ơng pháp này ng-ời ta chia lãnh thổ Thái Lan thành những ô vuông có
diện tích bằng nhau (diện tích các ô vuông là 1km 2). Giá trị cấp đầu nguồn
(WSC), các biến số đ-ợc các nhà nghiên cứu xác đinh cho từng ô trên toàn
lãnh thổ Thái Lan. B-ớc tiếp theo là xây dựng ph-ơng trình cơ bản phân cấp
đầu nguồn và sau đó nội suy sẽ tính đ-ợc giá trị cấp đầu nguồn cho từng ô.
Năm biến số đ-ợc lựa chọn để xây dựng ph-ơng trình phân cấp đầu nguồn ở

Thái Lan là độ dốc, dạng đất, độ cao, đất và địa chất. Ph-ơng trình phân cấp
đầu nguồn có dạng n- sau:
WSC = a + b.X1 + c.X2+ d.X3 + e.X4 + f.X5


15

Trong đó: a, b, c, d, e, f là các hằng số thay đổi theo vùng
X1 là độ dốc, X2 là dạng đất
X3 là độ cao, X4 là dạng đất và X5 là đất
WSC (yi) là giá trị của cấp đầu nguồn
Sau cùng với sự giúp đỡ của máy tính điện tử, toàn bộ lãnh thổ Thái Lan
đ-ợc chia làm 5 cấp với các giá trị của cấp đầu nguồn cụ thể (Yi) và kiểm tra,
hiệu chỉnh sẽ thu đ-ợc bản đồ phân cấp hệ thống đầu nguồn. Năm cấp đầu
nguồn đã đ-ợc xác định trên bản đồ nêu trên cùng với các đặc điểm đặc tr-ng
cho một kiểu sử dụng đất nh- sau:
- Cấp I (rừng phòng hộ): đây là kiểu sử dụng đất với việc duy trì rừng tự
nhiên với những cấu trúc tự nhiên của nó. ở cấp này rừng gần nh- không có
tác động của con ng-ời trừ việc bảo vệ khỏi lửa và những tác động xâm hại
trái phép vào rừng.
- Cấp II (rừng sản xuất): Đây là kiểu sử dụng đất với việc xây dựng, duy
trì và phát triển rừng bằng cách phục hồi tự nhiên hay trồng rừng, việc khai
thác gỗ th-ờng phải giới hạn trong những quy định của luật pháp để bảo vệ
nguồn n-ớc.
- Cấp III (v-ờn cây ăn quả và nông lâm kết hợp): đây là kiểu sử dụng
đất ở nơi đất cao, dốc vừa phải với việc xây dựng những v-ờn cây công
nghiệp, v-ờn cây ăn quả và cũng có thể chăn thả gia súc hay canh tác thêm
một vài loại cây nông nghiệp khi có biện pháp bảo vệ đất.
- Cấp VI (Nông nghiệp vùng cao): Đây là kiểu sử dụng đất ở nơi có
diện tích nhỏ nh-ng thiếu n-ớc với các loài cây nông nghiệp theo hàng, cây ăn

quả và chăn thả gia súc, ít cần các biện pháp bảo vệ đất.
- Cấp V (nông nghiệp vùng thấp - nông nghiệp truyền thống): đây là
kiểu sử dụng đất ở nơi bằng phẳng với hệ thống ruộng n-ớc hoặc hệ thống
canh tác khác mà không cần có biện pháp bảo vệ đất.
Tuy nhiên nh-ợc điểm của ph-ơng pháp Raster ở chỗ trong các ô vuông
ấy địa hình có khác nhau mà không đồng nhất và ranh giới giữa các cấp đầu


16

nguồn là những đ-ờng cong không phải là những đ-ờng thẳng 1 km nh- đã
thể hiện vì vậy bản đồ không thật chính xác về mặt địa lý.
Năm 1989, Cơ quan hợp tác và Phát triển Thuỵ Sỹ để tài trợ cho dự án
phân cấp đầu nguồn vùng Hạ lưu sông Mê Công do ban thư ký Uỷ hội sông
Mê Công thực hiện. Dự án này đ-ợc triển khai vào tháng 6 năm 1990 và bao
gồm các n-ớc Việt Nam, Lào, Camphuchia. Mục tiêu của dự án là xây dựng
một bộ dữ liệu hoàn chỉnh để tạo ra một hệ thống phân cấp đầu nguồn và sản
xuất ra các bản đồ phân cấp đầu nguồn cho toàn vùng hạ l-u sông Mê Công.
Dự án đ-ợc thiết kế dựa trên cơ sở ph-ơng pháp đã đ-ợc GS.TS Davide
Wordgrige áp dụng thành công ở Thái Lan. Dự án này đã phải thay đổi chủ
yếu vì 1 km2, thực chất trong đó về địa hình, địa thế không đồng nhất và sai
khác về vị trí là hiện hữu. Đây là nguyên nhân chính mà các chuyên gia đã đổi
mới ph-ơng pháp phân cấp đầu nguồn và là nguyên nhân để Thuỵ Sỹ tài trợ
cho giai đoạn II của Dự án đối với hạ l-u sông Mê Công vào năm 1997.
Năm 1997, một hợp đồng xây dựng DTM cho dự án đã đ-ợc ký giữa
MRC (Uỷ hội sông Mê Công) và Trung tâm phát triển Môi tr-ờng (CDE) tại
khoa Địa lý Tin học, tr-ờng Đại học Berne. Để khắc phục tính không chính
xác về giá trị cấp đầu nguồn (Yi) của ph-ơng pháp raster và không chính xác
về giá trị cấp đầu nguồn (Yi) của ph-ơng pháp này ng-ời ta đ-a ra ph-ơng
pháp mới - ph-ơng pháp phân cấp đầu nguồn dựa trên ph-ơng trình tuyến tính

nhiều lớp và mô hình số hoá địa hình (DTM). Bản chất của ph-ơng pháp này
thay vì sử dụng ô vuông là 1km x 1km sẽ sử dụng ô vuông 50m x50m để xây
dựng mô hình DTM. Theo ph-ơng pháp này mô hình số hoá địa hình đ-ợc xây
dựng thông qua hệ thống giá trị độ cao của các điểm cách đều nhau 50m trên
mặt đất. Từ mô hình DTM này sẽ nội suy đ-ợc các giá trị về độ dốc, dạng đất
và chồng lớp thông tin khác nh- đất, nền địa chất sẽ thu đ-ợc các giá trị Xi
t-ơng ứng tại mỗi điểm. B-ớc tiếp là xây dựng ph-ơng trình tuyến tính nhiều
lớp biểu thị sự t-ơng quan giữa các giá trị yi và xi. Thay các giá trị của các
biến số tại mỗi điểm vào ph-ơng trình phân cấp đầu nguồn nêu trên ta tính
đ-ợc giá trị của cấp đầu nguồn trên từng điểm và tiến hành nội suy cũng nh-


17

hiệu chỉnh cho phù hợp thực tế. Nh- vậy bản đồ phân cấp hệ thống đầu nguồn
hạ l-u sông Mê Công đã đ-ợc các nhà khoa học của khoa Địa lý Tin học
tr-ờng Đại học Berne và chuyên gia các n-ớc vùng hạ l-u sông Mê Công xây
dựng vào năm 2001.
Ph-ơng trình WSC đ-ợc áp dụng cho phân cấp đầu nguồn ở hạ l-u sông
Mê Công có dạng nh- sau:
WSC = a+ b (độ dốc) + c (dạng đất) +d (độ cao)
Trong đó: các tham số a = 1.709, b= -0.035, c+ 0.163, d+ -0.002
Đến năm 1999 chuyên gia của tr-ờng Berne và chuyên gia các n-ớc
trong khu vực đã cung cấp cho MRC file DTM và bản đồ phân cấp đầu nguồn
nh- đã nêu trên cho toàn vùng hạ l-u sông Mê Công. Bản đồ phân cấp đầu
nguồn sơ bộ đ-ợc xây dựng trên cơ sở sử dụng ph-ơng trình cơ bản 3 biến số
(độ cao, độ dốc và dạng đất) và lớp thông tin DTM. Sau đó mang bản đồ này
đi kiểm tra hiện tr-ờng để điều chỉnh cho phù hợp thực tế. Từ đó hoàn thiện
bản đồ WSC chính thức, trong đó mỗi cấp đầu nguồn đ-ợc biểu hiện bằng một
mầu khác nhau. Cuối cùng các bản đồ phân cấp đầu nguồn đ-ợc in ra ở tỷ lệ

1/25000 theo 5 cấp khác nhau với mục tiêu sử dụng đất xác định.
Bản đồ phân cấp đầu nguồn là công cụ quản lý vĩ mô, giúp cấp quốc
gia, cấp vùng thậm trí cấp tỉnh quản lý tài nguyên. Bản đồ phân cấp đầunguồn
với sự thể hiện các cấp phòng hộ cùng các đặc điểm đặc tr-ng, giúp xác định
các giải pháp chính để baoe vệ đất đai và nguồn n-ớc. Vì vậy, bản đồ này
đóng vai trò then chốt trong việc quy hoạch, phát triển bền vững ở các cấp
bằng việc xác định vùng -u tiên để triển khai dự án trọng điểm.
Khi kết hợp với các nguồn số liệu và thông tin khác nh- dân sinh kinh
tế xã hội, hệ thống thuỷ văn và ranh giới hành chính, bản đồ phân cấp đầu
nguồn còn giúp cho các nhà quy hoạch, nhà hoạch định chính sách có cái nhìn
toàn diện và đ-a ra ph-ơng án tối -u để phát triển KT - XH hợp lý.


18

1.2.3. Nghiên cứu ứng dụng Viễn thám và GIS lâm nghiệp ở Việt Nam
a. ứng dụng công nghệ GIS và Viễn thám xây dựng bản đồ hiện
trạng sử dụng đất và các trạng thái rừng
Việc tiếp cận công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam muộn hơn so
với Trung Quốc, ấn độ, Nhật Bản hay một số n-ớc khác trong khu vực để xây
dựng các loại bản đồ hiện trạng. Tuy nhiên đ-ợc sự giúp đỡ về mặt kỹ thuật
cũng nh- tài chính của các tổ chức quốc tế, đặc biệt là của FAO thì viễn thám
và GIS đ-ợc ứng dụng vào Việt Nam mạnh hơn vào những năm 1980 . Dự án
VIE-76-014 lần đầu tiên đã xxây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất và các
trạng thái rừng trên cơ sở sử dụng ảnh viễn thám LANDSAT và b-ớc đầu tiếp
cận công nghệ GIS. Đây chính là thời điểm quan trọng đánh dấu sự phát triển
của việc ứng dụng viễn thám và GIS vào hoạt động lâm nghiệp nói chung và
điều tra quy hoạch rừng nói riêng ở Việt nam. Từ đó đến nay, công nghệ viễn
thám và GIS đã đ-ợc ứng dụng một cách rộng rãi hơn và trở thành công cụ
không thể thay thế trong lĩnh vực đánh giá theo dõi tài nguyên thiên nhiên,

trong đó có tài nguyên rừng. Đặc biệt từ những năm đầu 1990 trở lại đây, sự
phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ cùng với sự hợp tác và giúp đỡ
của các tổ chức quốc tế, việc ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám đã thu
đ-ợc những tiến bộ ở trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia,
Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Hàng loạt phần mềm mới đã đ-ợc ứng dụng nh- ARCVIEW, ILWIS, PCI,
ERDAS image, ARC/FOR dựa trên cơ sở của công nghệ máy tính hiện đại. áp
dụng 2 loại công nghệ nêu trên các chuyên gia tiến hành nghiên cứu các nội
dung rất đa dạng nh- xây dựng bản đồ chung, bản đồ chuyên ngành và đánh
giá sự thay đổi khí hậu, môi trường
Cụ thể với ngành lâm nghiệp, các ch-ơng trình ứng dụng GIS và
RS nh- sau: ch-ơng trình điều tra nguyên liệu giấy (1972-1985), ch-ơng
trình hợp tác lâm nghiệp Việt nam - Thụy Điển, Dự án ứng dụng viến
thám để theo dõibiên động tài nguyên rừng (1991 - 1995) - FIPI, Dự án
theo dõi độ che phủ rừng hạ l-u sông Mê Công (1993 - 1995) - Uỷ ban


19

Mê Công, ch-ơng trình theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng
(1996 - 2000) - Viện Điều tra Quy hoạch rừng
b. ứng dụng công nghệ GIS và cơ sở kinh tế sinh thái để quản lý đầu
nguồn
Cuối thế kỷ XX công nghệ Viễn thám và GIS có b-ớc phát triển v-ợt
bậc, đ-ợc nghiên cứu và ứng dụng để quản lý tài nguyên đất đai trong đó có
phân cấp phòng hộ đầu nguồn. Sự kết hợp của công nghệ GIS và nghiên cứu
kinh tế sinh thái có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý tài nguyên thiên
nhiên và phát triển kinh tế xã hội. Phân cấp đầu nguồn là cơ sở để quy hoạch,
khai thác, bảo tồn và phát triển tài nguyên đất cũng nh- quản lý rừng một cách
hợp lý. Từ đó đề xuất các giải pháp quản lý một cách bền vững các nguồn tài

nguyên thiên nhiên, điều tiết nguồn n-ớc, hạn chế xói mòn đất và bảo vệ môi
tr-ờng, chống ô nhiễm nguồn n-ớc.
Ph-ơng pháp phân cấp đầu nguồn đầu tiên đã đ-ợc áp dụng ở Việt Nam
theo ph-ơng pháp truyền thống. Ph-ơng pháp truyền thống đ-ợc nhóm chuyên
gia lâm nghiệp áp dụng theo quy phạm kỹ thuật xây dựng rừng đầu nguồn
đ-ợc Bộ lâm nghiệp ban hành năm 1991. Cơ sở của ph-ơng pháp mày sử dụng
các loại bản đồ độ cao, độ dốc, đất, l-ợng m-a và bản đồ xâm thực đều đã
đ-ợc chia ra các cấp khác nhau nhằm mục đích phân cấp hệ thống đầu nguồn.
Tất cả các lớp thông tin nêu trên đ-ợc chồng lên nhau và dựa trên yêu cầu
thực tế cũng nh- quy định của nhà n-ớc để phân chia vùng đầu nguồn ra làm
các cấp khác nhau. Kết quả của sự phân cấp hệ thống đầu nguồn bằng ph-ơng
pháp này là khu vực đầu nguồn đ-ợc chia ra làm 3 cấp: cấp I là vùng rất xung
yếu, cấp II là vùng xung yếu và cấp III là vùng ít xung yếu. Tuy nhiên, việc
ứng dụng khoa học, công nghệ vào phân cấp đầu nguồn ở đây vẫn còn nhiều
hạn chế như chưa ứng dụng công nghệ thông tin Chính vì vậy nên bản đồ
phân cấp phòng hộ còn thiếu khách quan, ch-a phù hợp thực tế với điều kiện
kinh tế xã hội hiện tại.
Năm 1990, Viện Điều tra Quy hoạch rừng đề xuất ph-ơng pháp phân
cấp đầu nguồn và đ-ợc áp dụng trong ch-ơng trình 327. Bằng việc áp dụng


20

ph-ơng pháp này đã rà soát lại việc phân cấp đầu nguồn này là dựa trên t-ơng
quan tổng hợp các yếu tố ảnh h-ởng quan trọng, quyết định đến xói mòn vùng
xung yếu thông qua mô hình
PH1 = DELTA H0,5 x DOC0,75 x MUA1,5
Trong đó: DELTA H lad độ chênh cao địa hình trong mối l-u vực cấp
3, là hiệu số giữa độ cao tại điểm đang xét với độ cao thấp nhất (cấp3).
DOC là độ dốc trung bình của bề mặt địa hình tại điểm đang xét

MUA là l-ợng m-a trung bình năm (mm).
Sau khi căn cứ vào các nhân tố bổ sung ngoài 3 yếu tố trên từ mỗi nhân
tố để hiệu chỉnh việc phân cấp và phân tổ với cự ly thích hợp. Tuy nhiên,
ph-ơng pháp phân cấp này ch-a tính đến tính chất đặc thù của vùng trên địa
hình đầu nguồn vì các tham số của ph-ơng trình không thay đổi, nhân tố đất
khá quan trọng đối với xói mòn nh-ng thang bậc phân chia các nhóm ch-a cụ
thể. Mặt khác, việc lấy đơn vị tiểu khu với diện ích 100 ha, quyết định gộp vào
một cấp đầu nguồn cụ thể là sai lầm vì thực tế diện tích tối thiểu cần biểu hiện
nhỏ hơn nhiều.
Năm 1991, GS.TS Nguyễn Ngọc Lung đã áp dụng ph-ơng pháp cho
điểm của các n-ớc Đông Âu để phân cấp đầu nguồn trong đề tài Quốc gia
Nghiên cứu và áp dụng các cơ sở khoa học, các giải pháp kinh tế kỹ thuật để
quy hoạch, thiết kế l-u vực phòng hộ, xây dựng rừng phòng hộ nguồn n-ớc,
rừng chống gió bão ven biển. Tác giả đã nghiên cứu xây dựng thang phân
loại cho các tiêu chí trên các bản đồ chuyên đề nh- đai cao, cấp độ dốc, các
loại đất và thảm rừng. Sau đó tiến hành chia khu vực nghiên cứu ra các ô cơ sở
hình vuông để cho điểm cũng nh- tổng hợp điểm cho từng ô. Ph-ơng pháp
phân cấp này dựa trên việc cho điểm các nhân tố ảnh h-ởng tới xói mòn đất và
dòng chẩy, thang điểm cho từng nhân tố có thể dao động từ 1 đến 10 hoặc lớn
hơn. Các nhân tố tự nhiên ảnh h-ởng tới mức xung yếu của vùng đầu nguồn
gồm độ cao so với mặt biển, độ dốc, chiều dài s-ờn dốc, loại đất, l-ợng m-a
bình quân năm, thảm thực vật Khi xuất hiện nhân tố chủ đạo (có ảnh hưởng
lớn nhất) thang điểm của nhân tố này sẽ đ-ợc nhân với hệ số lớn hơn 1 tuỳ


21

mức độ có thể chọn 1,5; 2,0; 2,5 Trị số điểm đánh giá năng lực phòng hộ
của các kiểu thảm thực vật là điểm âm (-0, khi có rừng tự nhiên 3 tầng với độ
tàn che > 0,7 sẽ đạt trị số tối đa bằng 10. Thang điểm âm các kiểu thảm thực

vật khác sẽ tính bằng phần trăm ví dụ 90%, 80%, 70%. Cuối cùng dựa trên
tổng số điểm thu đ-ợc của hệ thống ô cơ sở ấy để phân cấp hệ thống đầu
nguồn thành các cấp phù hợp với mục đích phát triển. Một số công trình áp
dụng ph-ơng pháp nêu trên để tiến hành nghiên cứu khả thi các l-u vực phòng
hộ của các l-u vực sông và các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện phía nam Việt
Nam.
Đầu những năm 1990 của thế kỷ XX, ph-ơg pháp phân cấp đầu nguồn
do uỷ ban sông Mê Công đ-ợc triển khai áp dụng ở 4 n-ớc Việt Nam, Lào,
Thái Lan và Campuchia trong khuôn khổ Dự án phân cấp đầu nguồn vùng hạ
l-u sông Mê Công do Ban th- ký Uỷ hội sông Mê Công thực hiện. Cơ sở của
ph-ơng pháp này là xây dựng mối quan hệ qua lại giữa các biến số và giá trị
cấp đầu nguồn bằng cách phân tích thống kê nhiều biến số. Theo ph-ơng pháp
đó ở Việt Nam TS Hoàng Sỹ Động cùng với các thành viên đã lựa chọn khu
vực buôn Hồ, tỉnh Đắc Lăk để thu thập thông tin phục vụ mục đích nghiên
cứu. Tác giả đã sử dụng 5 nhân tố để xây dựng ph-ơng trình phân cấp đầu
nguồn vùng rừng khộp Tây Nguyên gồm: đai cao, độ dốc, dạng đất, đất và địa
chất. Thang phân loại đất của FAO, UNESCO cũng đ-ợc tác giả sử dụng một
cách hợp lý trong điều kiện cụ thể. Với sự giúp đõ của phần mềm SPSS, tác
giả của công trình đã thu đ-ợc ph-ơng trình kết quả:
Y = 1,709 - (0,022.X1) + (0,135.X2) - (0,001.X3)- (0,958X4)+ (0,009.X5)
Trong đó: X1, X2, X3, X4, X5 là dộ dốc, độ cao, dạng đất, đất và địa chất.
Với hệ số t-ơng quan chung R = 0,9982, sai tiêu chuẩn Sy/Xi= 0,1555,
sai số tham số b1 (độ cao) Sb1 = 0,1134. Tuy nhiên, độ dầy tầng đất và mức
độ giầu có về mùn ch-a phản ánh đầy đủ trong khi xây dựng ph-ơng trình mà
các yếu tố này liên quan chặt chẽ đến năng suất cây trồng và việc quản lý bền
vững đất đai.


22

Về nguyên tắc phân cấp hệ thống đầu nguồn còn phải tính đến các yếu
tố kinh tế xã hội vì mật độ đ-ờng hoặc khoảng cách đến các đ-ờng giao thông
ảnh h-ởng đến hiệu quả sử dụng các nguồn tài nghuyên, phong tục tập quán
hayt rình độ canh tác của ng-ời dân địa ph-ơng. Điều này sẽ ảnh h-ởng trực
tiếp đến hệ thống các biện pháp quản lý đất đai và tài nguyên thiên nhiên. Tuy
nhiên, các yếu ố kinh tế xã hội th-ờng phức tạp và lại biến đổi không ngừng.
Vì vậy trong phân cấp đầu nguồn các yếu tố kinh tế xã hội th-ờng ch-a đ-ợc
tính đến một cách đầy đủ, đặc biệt ở cấp vi mô. Trong ph-ơng trình phân cấp
đầu nguồn hiện nay th-ờng vẫn ch-a thấy có mặt các biến số phản ánh điều
kiện kinh tế xã hội.
Chính vì lý do nêu trên đề tài đã nghiên cứu các nhân tố kinh tế - sinh
thái phục vụ phân cấp hệ thống đầu nguồn và quản lý tài nguyên bền vững.
Đến nay đã có nhiều tác giả ở trong n-ớc nghiên cứu và đã thu đ-ợc những kết
quả khích lệ. Đóng góp trong lĩnh vực này phải kể đến các tác giả: PGS.TS
V-ơng Văn Quỳnh (1998 - 2004), PGS.TS Vũ Văn Nhâm (2005), PGS.TS
Nguyễn Hải Tuất (2004), PGS.TS Hoàng Sỹ Động (2002) và rất nhiều tác giả
trong và ngoài ngành lâm nghiệp khác.
- Ph-ơng pháp đ-ờng ảnh h-ởng đ-ợc giáo s- Nguyễn Hải Tuất nghiên
cứu và ứng dụng để đánh giá hiệu quả kinh tế nông lâm nghiệp năm 1995.
Ph-ơng pháp này tác giả đã thống kê nhiều biến trên sự mô phỏng mối quan
hệ của 2 nhân tố kinh tế và môi tr-ờng. Ph-ơng pháp này đã đ-ợc áp dụng vào
thực tế và b-ớc đầu đã đạt đ-ợc kết quả khả quan.
- Tác giả V-ơng Văn Quỳnh đã ứng dụng ph-ơng pháp đánh giá hiệu
quả kinh tế - sinh thái - môi tr-ờng của FAO vào giải quyết những vấn đề cụ
thể đặt ra ở Việt Nam trong ngành lâm ở Yên Bái, Quảng Bình, Hà Tây
- PGS - TS Hoàng Sỹ Động đã nghiên cứu mô hình rừng từ giá trị kinh
tế, giá trị bảo vệ môi tr-ờng sinh thái và giá trị đa dạng sinh học. Tác giả đã sử
dụng công cụ máy tính, GIS và các phần mềm chuyên dụng xây dựng mô hình
rừng từ việc tính giá trị tổng thể thu đ-ợc của hệ sinh thái rừng khộp. Ph-ơng
trình tuyến tính nhiều lớp đã đ-ợc tác giả sử dụng có dạng nh- sau:

23

Y = a + b.X1 + c.X2 + d.X3
Trong đó: Y là tổng giá trị thu đ-ợc từ mô hình
X1, X2, X3 là giá trị kinh tế, môi tr-ờng và giá trị đa dạng
sinh học
a, b, c, d là các tham số của ph-ơng trình
Các giá trị Y, X1, X2, X3 đ-ợc trị số hoá trên cơ sở đặc tr-ng về giá trị
tổng thể htu đ-ợc, giá trị đa dạng sinh học, giá trị kinh tế và môi tr-ờng sinh
thái theo các bảng đ-ợc tác giả xây dựng đối với rừng khộp Tây Nguyên
Sau khi xử lý thông tin tác giả thu đ-ợc ph-ơng trình kết quả nh- sau:
Y = 0,1194 + 0,0496. X1 + 0,0740.X2 - 0,,236.X3
Với hệ số t-ơng quan R = 0,927, Sai tiêu chuẩn bằng 0,058; hệ số chính
xác bằng 0,008.
Tuy nhiên, việc trị số hoá các giá trị trên đòi hỏi ng-ời nghiên cứu phải
có kinh nghiệm và việc xây dựng thang điểm chi tiết phù hợp với từng đối
t-ợng là không đơn giản. Mặt khác nghiên cứu đồng thời phải hiểu biết cả
công nghệ thông tin và đặc điểm cơ bản của rừng..
Nh- vậy, những ph-ơng pháp đã và đang thực hiện dựa trên cơ sở ứng
dụng viễn thám, GIS thông qua các phần mềm nhằm quản lý bền vững tài
nguyên nói chung và quản lý đầu nguồn nói riêng đã thu đ-ợc kết quả
khích lệ vì thể hiện đ-ợc tính tổng hợp, tính đồng bộ và tính toàn diện.
đây cũng chính là những khó khăn lớn trong việc áp dụng công nghệ cao
vào công tác quản lý bền vững hệ thống đầu nguồn. Do đó đòi hỏi cần
phát triển nguồn nhân lực và đổi mới ph-ơng pháp nghiên cứu mới đáp
ứng đ-ợc yêu cầu thực tiễn hiện nay.