Luận án nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực vườn quốc gia nam ka đinh, nước cộng hòa dân chủ nhân dân lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BAKHAM CHANTHAVONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA NAM KA ĐINH, NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 62 02 11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2022 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHÙNG VĂN KHOA PGS TS SITHONG THONGMANIVONG Phản biện 1: ………………………… Phản biện 2: ………………………… Phản biện 3: ………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Lâm nghiệp Vào hồi… ………, ngày … tháng ….năm 2022 Có thể tìm hiểu Luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận án Lào nước nằm vùng nhiệt đới, có diện tích đất đai tự nhiên 23.680.000 ha, đất lâm nghiệp chiếm 47% diện tích nước Hàng năm, tỷ lệ biến động rừng mức cao so với mức bình quân chung (2,5%) (MAFL, 2018) Quá trình biến động trải rộng vùng, miền, huyện tỉnh có rừng tồn quốc Để hạn chế mức độ biến động tài nguyên rừng, Chính phủ Lào thành lập số vườn quốc gia, khu bảo tồn nhằm quản lý, khai thác bền vững nguồn tài nguyên rừng tự nhiên Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh (VQGNKĐ), tỉnh Bolikhamsay thành lập năm 1995, với tổng diện tích đất đai tự nhiên 168.550ha với kiểu rừng phân chia theo thành phần loài (Niên giám thống kê tỉnh Bolikhamsay, năm 2020) Diện tích rừng tư nhiên VQGNKĐ biến động đo rừng (MR) suy thối rừng (STR) khơng ngừng tăng, làm tổng diện tích rừng tự nhiên giảm dần, mức độ biến động giảm khoảng 2,5%/năm (Sở Nông Lâm Bolikhamsay-DARB), (2020) Vấn đề đặt ra: Tại diện tích rừng tự nhiên bị biến động? Làm để xác định mức độ biến động đó? Hiên nay, biến động rừng thường phát trực tiếp lực lượng chức tổ chức, chủ rừng người dân địa phương,v.v, với phát triển mạnh mẽ cơng nghệ thơng tin phải kể đến cơng nghệ địa khơng gian góp phần quan trọng phát đánh giá biến động tài nguyên rừng Ở Lào, công nghệ địa không gian ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực quản lý, giám sát đánh giá biến động tài nguyên rừng như: điều tra, kiểm kê rừng; giám sát hoạt động lâm nghiệp (trồng rừng, khai thác rừng, v.v) Tuy nhiên, chưa ứng dụng rộng rãi đánh giá biến động tài nguyên rừng số vườn quốc gia, khu bảo tồn, có VQGNKĐ có hiểu biết trạng tài nguyên rừng huyện, chưa xác định nguyên nhân gây biến động làm sở khoa học cho giải pháp quản lý rừng, nên việc quản lý bền vững tài nguyên rừng nơi gặp nhiều khó khăn, cộm là: - Chưa sớm xác định mức độ biến động tài nguyên rừng theo thời gian; - Chưa sớm xác định tác nhân gây biến động; - Chưa đề xuất giải pháp ứng dụng khoa học công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng phù hợp Để góp phần giải vấn đề nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào” thực Đề tài nghiên cứu cần thiết có ý nghĩa lý luận thực tiễn cao Mục tiêu luận án 2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian phát rừng, suy thối khu vực thêm rừng nhằm góp phần nâng cao hiệu công tác quản lý bảo vệ rừng, giám sát, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc Gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định đặc điểm trạng rừng yếu tố ảnh hưởng đến quản lý tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh - Xác định ngưỡng số tương số thực vật kháng khí (ARVI) ảnh vệ tỉnh Sentinal để phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực có thêm rừng khu vực nghiên cứu - Đề xuất quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng số giải pháp thúc đẩy q trình ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian lý tài nguyên rừng cho khu vực nghiên cứu (và khu vực khác có điều kiện tương tự) Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tồn diện tích rừng khu vực Vườn Quốc gia (VQGNKĐ) Nam Ka Đinh Luận án tập trung vào nghiên cứu ứng dụng CNĐKG giám sát phát sớm rừng, suy thoái rừng, khu vực có thêm rừng giải pháp thúc đẩy ứng dụng công nghệ địa không gian, nâng cao hiệu quản lý bảo vệ rừng khu vực nghiên cứu Những đóng góp luận án - Thiết lập ngưỡng số tương số thực vật kháng khí (ARVI) ảnh vệ tỉnh Sentinel để phát sớm rừng, suy thối rừng khu vực có thêm rừng cho khu vực VQGNKĐ - Đề xuất quy trình kỹ thuật ứng dụng cơng nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh từ tư liệu ảnh viễn thám Sentinel Ý nghĩa khoa học thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Luận án bổ sung ngưỡng số tương đối phản ánh thay đổi số viễn thám với số thực vật kháng khí (ARVI) ảnh vệ tỉnh Sentinel làm sở khoa học cho việc phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực thêm rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Các kết nghiên cứu luận án đề xuất quy trình kỹ thuật ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian quản lý tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào từ tư liệu ảnh viễn thám Sentinel Bố cục luận án Luận án gồm 124 trang, đó: Mở đầu trang; Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu 31 trang; Chương 2: Nội dung, phương pháp địa điểm nghiên cứu 24 trang; Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận 53 trang; Kết luận, tồn tại, khuyến nghị trang; Tài liệu tham khảo trang Luận án có 13 bảng, 23 hình Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Luận án tham khảo tổng kết vấn đề có liên quan giới, Việt Nam Lào: (1) Định nghĩa rừng, rừng, thêm rừng suy thối rừng; (2) Cơ sở khoa học Cơng nghệ địa không gian; Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng giới, Việt Nam Lào Về định nghĩa rừng, rừng, thêm rừng suy thoái rừng Tổng quan vấn đề nghiên cứu giúp cho việc nhận thức đắn toàn diện về rừng, rừng, thêm rừng suy thoái rừng Về sở khoa học Công nghệ địa không gian Tổng quan vấn đề nghiên cứu giúp cho việc nhận thức đắn toàn diện sở khoa học Công nghệ địa không gian Theo đó, sở khoa học Cơng nghệ địa khơng gian tổ hợp nhiều công nghệ ứng dụng đánh giá biến động quản lý tài nguyên rừng nhằm đáp ứng mục đích quản lý bền vững kinh doanh Về nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng giới, Việt Nam Lào Tổng quan vấn đề nghiên cứu giúp cho việc nhận biết thành tự bật sử dụng công nghiệ địa không gian đánh giá biến động Những thành tự bật - Các biện pháp sử dụng kỹ thuật phép so sánh sau phân loại để xác định thay đổi tài nguyên rừng theo thời gian giới, Việt Nam Lào; - Các biện pháp sử dụng thuật toán phát thay đổi để xác định thay đổi tài nguyên rừng theo thời gian giới, Việt Nam Lào Về tồn nghiên ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng Mặc dù đạt nhiều thành tựu, nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian cịn tồn tại, tóm tắt số tồn chính: Ứng dụng công nghệ chưa thể bao quát khai thác tối đa lợi hệ thống công nghệ địa không gian mang lại, hệ thống tư liệu ảnh viễn thám, nghiên cứu tập trung sử dụng số công nghệ viễn thám, phần mềm GIS số tư liệu ảnh viễn thám, số viễn thám thông dụng như: Ảnh Landsats; ảnh SPOT; ảnh MODIS; ảnh Sentinel số số viễn thám như: NDVI, NBR Đối với nghiên cứu Lào, tóm tắt số tồn ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian quản lý tài nguyên rừng nói chung VQGNKĐ nói riêng sau: - Cịn ít/chưa ứng dụng cơng nghệ địa không gian xác định đặc trưng biến động (MR, STR TR) nguồn tài nguyên rừng theo thời gian - Chưa xác định tác nhân gây biến động tài nguyên rừng; - Chưa phân loại phân tích nguyên nhân gây tác nhân gây MT, STR TR; Xác định vấn đề nghiên cứu cho đề tài luận án Sản phẩm nghiên cứu là: nhằm xác định ranh giới, phân, cắm mốc phân khu chức vùng đệm vườn quốc gia; phân định rõ ràng diện tích đất quy hoạch cho mục đích khác với diện tích quy hoạch cho VQGNKĐ nhằm phát triển hài hồ cơng tác bảo vệ rừng, bảo vệ môi trường, bảo tồn thiên nhiên bảo tồn loài sinh vật hoang dã nguy cấp, quý, Đề xuất quy trình hướng dẫn theo dõi, kiểm tra, giám sát tài nguyên rừng đa dạng sinh học VQGNKĐ nhằm bảo tồn ngăn chặn có hiệu tình trạng phá rừng, lấn chiếm, chuyển đổi mục đích sử VQGNKĐ trái phép Tuy nhiên, với nội dung đề tài luận án, hướng tiếp cận đề tài là: Ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng VQGNKĐ để cung cấp thông tin định kỳ, thường xuyên về: (i) Mất rừng suy thoái tài nguyên rừng; (ii) Khu vực thêm rừng Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa khoa học thực tiễn sâu sắc nhằm khắc phục tồn nghiên cứu trước đây, góp phần cung cấp quy trình cơng nghệ đảm bảo quản lý giám sát tài nguyên rừng đạt hiệu cao Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Nghiên cứu đặc điểm trạng tài nguyên rừng yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ a Đặc điểm trạng tài nguyên rừng: b Các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý tài nguyên rừng: c Hạ tầng ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ 2.1.2 Nghiên cứu ứng dụng ngưỡng số viễn thám phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực VQGNKĐ a Xây dựng mẫu liệu rừng suy thoái rừng: b Xác đinh ngưỡng số viễn thám c Kiểm chứng kết 2.1.3 Nghiên cứu ứng dụng ngưỡng số viễn thám phát khu vực có thêm rừng khu vực VQGNKĐ a Xây dựng mẫu liệu khu vực có thêm rừng mới: b Xác đinh ngưỡng số viễn thám c Kiểm chứng kết 2.1.4 Nghiên cứu đề xuất số giải pháp đẩy mạnh ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng VQGNKĐ a Đề xuất quy trình ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực thêm rừng khu vực VQGNKĐ b Đề xuất số biện pháp hỗ trợ nâng cao hiệu sử dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng VQGNKĐ c Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu công tác quản lý bảo vệ rừng khu vực nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp luận - Cơ sở khoa học: Cơ sở khoa học liệu ảnh viễn thám quang học phản xạ phổ đối tượng tự nhiên, phân tích thể hiện, đặc biệt phát hiện, chia tách khu vực rừng với diện tích vùng riêng biệt Dựa đặc trưng phản xạ phổ đối tượng, mơ hình, phần mềm chun dụng, liệu ảnh viễn thám xử lý để xác định chia tách với đối tượng Dữ liệu ảnh viễn thám đa thời gian cho phép xác định nhanh chóng biến động lớp phủ rừng nói chung rừng nói riêng khoảng thời gian thời điểm thu ảnh Các thông tin đối tượng rừng sau chiết tách, tạo đồ trạng tính tốn cụ thể diện tích thời điểm tổng hợp phân tích kết phân bố biến động Chỉ số thực vật kháng khí (ARVI) thể chất lượng thảm thực vật màu xanh mặt đất, giá trị số nằm khoảng -1 đến +1, giá trị cao thực vật dày Đối với đối tượng rừng số cao (khoảng 0,6 đến 1), giá trị bị sụt giảm tức thực vật bị đi, hay nói khác rừng bị Tương tự số thực vật khác, giá trị số biểu diễn chất lượng thảm thực vật cách hay cách khác - Lựa chọn liệu nghiên cứu + Sử dụng ảnh Sentinel nghiên cứu: Ảnh vệ tinh Sentinel (độ phân giải không gian 10, 20, 60 m) lựa chọn để nghiên cứu số loại ảnh quang học có độ phân giải trung bình thấp khai thác sử dụng miễn phí từ nhà cung cấp ảnh Ảnh vệ tinh Sentinel luận án tải từ chương trình Google Earth Engine + Sử dụng số ARVI nghiên cứu: Kinh nghiệm giới, Việt Nam Lào cho thấy số viễn thám (NDVI; NBR; SAVI; ARVI; IRSI; NDSI; EVI) có ưu điểm vượt trội so với số khác điều kiện Do đó, việc áp dụng số viễn thám phụ thuộc vào điều kiện cụ thể vùng hệ thống sở liệu đo đếm có vùng Vận dụng luận điểm luận án, sơ đồ tiến trình tiếp cận nghiên cứu luận án thể (Hình 2.1) Hình 2.1 Khung logic tiến trình nghiên cứu 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.2.1 Phương pháp điều tra, đánh giá thực trạng nguồn tài nguyên, đặc trưng cớ số kiểu rừng (i) Xác định kiểu rừng/trạng thái rừng phân bố khu vực VQGNKĐ: Phân loại loại rừng/trạng thái xác định theo hệ thống phân loại quy định Luật Lâm nghiệp Lào 2019 (Quốc hội Lào, 2019) (ii) Phương pháp xác định đặc điểm trạng thái rừng Để thu thập đầy đủ đặc điểm cấu trúc, trạng thái rừng, luận án tiến hành lập tuyến điều tra Tuyến điều tra tuyến điển hình (điển hình theo kiểu rừng), đại diện kiểu rừng, chiều dài tuyến không xác định (theo chiều dài kiểu rừng) Trên tuyến, có lập số ô tiêu chuẩn (OTC) làm điểm mẫu điều tra Trình tự bước thiết lập tuyến, điểm mẫu thực điều tra trường, đo đếm tiêu nghiên cứu thực theo phương pháp lâm sinh truyền thống 2.2.2.2 Phương pháp xác định ngưỡng rừng, suy thoái rừng khu vực VQGNKĐ (1) Thu thập liệu thứ cấp Thu thập liệu gồm: - Bản đồ địa hình đồ quy hoạch khu vực VQGNKĐ, tài liệu liên quan thực trạng công tác quản lý rừng, bao gồm: số liệu báo cáo tổng kết công tác hàng năm VQGNKĐ, huyện thuộc khu vực nghiên cứu - Tải ảnh vệ tinh theo thời gian khu vực quan tâm Dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel-2 GEE lấy với từ kho ee.ImageCollection("COPERNICUS/S2_SR") (2) Dữ liệu điều tra Đối với vị trí xác định rừng hoàn toàn, 212 điểm mẫu xác định vị trí định GPS MAP64s Đối với vị trí xác định suy thối rừng, luận án tiến hành lập 75 điểm Các điểm mẫu (OTC) thống kê bảng 2.2 Bảng 2.2 Số lượng điểm mẫu MR, STR để định ngưỡng kiểm chứng Đối tượng TT Mất rừng Mã mẫu Điểm mẫu điều tra Điểm mẫu định ngưỡng Điểm mẫu kiểm chứng 212 162 50 MR Suy thoái rừng STR 75 56 19 (3) Phương pháp xác định ngưỡng số viễn thám phát sớm rừng, suy thoái rừng có thêm rừng Các ảnh số ARVI khu vực nghiên cứu thu thập trực tiếp GEE để tiết kiệm thời gian xử lý dung lượng lưu trữ liệu, tính tốn dựa vào cơng thức: ARVI = [NIR - (2 × RED) + BLUE] / [NIR + (2 × RED) + BLUE] (2.4) KB (ARVI) = (ARVIT2 - ARVIT1) × 100 / ARVIT1 (2.5) Trong đó, ARVIT1 ARVIT2 giá trị ARVI thời điểm trước sau xảy biến động 2.2.2.3 Phương pháp xác định ngưỡng có thêm rừng khu vực VQGNKĐ Các điểm mẫu thống kê bảng 2.3 Bảng Cơ cấu ô mẫu thêm rừng điều tra Nguyên nhân biến đổi TT Số lượng Rừng phục hồi sau cháy rừng 18 Rừng phục hồi sau phá rừng 10 Rừng phục hồi sau khai thác rừng trồng 20 Rừng phục hồi sau nương rẫy 16 Rừng trồng từ đất nương rẫy, trảng cỏ 16 Tổng 80 (3) Xác định ngưỡng số viễn thám phát có thêm rừng KB (ARVI) = (ARVIT2 - ARVIT1) × 100 / ARVIT1 (2.5) Trong đó, ARVIT1 ARVIT2 giá trị ARVI thời điểm trước sau xảy biến động (4) Phương pháp kiểm chứng kết định ngưỡng Các vùng mẫu thu thập năm 2019, tổng số 20/80 mẫu thêm rừng mới, tương ứng 25% Các mẫu dùng để kiểm chứng kết 2.2.2.4 Đánh giá độ xác sử dụng mẫu kiểm chứng để đánh giá độ xác phát (%) tỷ lệ sai lệch diện tích (%) diện tích kiểm chứng diện tích phát ảnh vệ tinh Tỷ lệ phần trăm (%) phát = tổng số mẫu phát tổng số mẫu kiểm chứng 𝑥100 (2.6) Trong đó: M tỷ lệ sai lệch diện tích (%); n tổng số mẫu kiểm chứng; At diện tích kiểm chứng(ha); Ft diện tích phát ảnh (ha) 2.2.2.5 Phương pháp đề xuất số giải pháp đẩy mạnh ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ Kết thiết lập xác định ngưỡng số tương đối KB để phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực thêm rừng sử dụng làm sở cho đề xuất giải pháp đẩy mạnh ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ 2.3 Đặc điểm khu vực VQGNKĐ 2.3.1 Điều kiện tự nhiên Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh nằm phía Tây Bắc tỉnh Bolikhamsay với diện tích 168.550 ha, địa hình phần lớn đồi núi thấp đến cao, gồm thung lũng, vùng đất bằng, thấp dọc theo vùng bờ Sơng Nam Ka Đinh.VQGNKĐ có tọa độ địa lý: (18015’–18055’N; 103049’–104031’E), cách 173 km phía Đơng Thủ Viêng Chăn (hình 2.6) Hình 2.6 Sơ đồ khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh Khí hậu, thủy văn Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh có khí hậu nhiệt đới gió mùa mang sắc thái khí hậu lục địa rõ rệt Hàng năm có mùa rõ rệt: mùa mưa tháng kéo dài đến hết tháng 11, mưa thường tập trung vào tháng tháng Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng năm sau Chế độ nhiệt: khu vực năm hình thành mùa rõ rệt: mùa nóng kéo dài tháng từ tháng đến tháng 10, nhiệt độ trung bình tháng 26,1- 33,2⁰C, với tháng nóng tháng Mùa lạnh kéo dài tháng (từ tháng 11 năm trước đến tháng năm sau) nhiệt độ trung bình tháng 15,6-29⁰C, với tháng tháng lạnh Chế độ mưa; lượng mưa trung bình hàng năm khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh 1.450 mm Lượng mưa tập trung chủ yếu vào mùa mưa, chiếm khoảng 80-90% tổng lượng năm Tài nguyên sinh vật Theo sở Nông Lâm nghiệp tỉnh Bolykhasay Ban quản lý Vườn quốc gia NKD (DAF, 2020), hệ thực vật đa dạng phong phú Do có vai trị quan trọng phịng hộ, bảo vệ mơi trường đa dạng sinh học nên rừng khu vực VQGNKĐ xác lập thành VQGNKĐ Lào Hiện khu vực có số kết đánh giá chung trạng rừng, ngồi chưa có nghiên cứu chuyên sâu MR STR Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm trạng tài nguyên rừng, thực trạng hạ tầng ứng dụng công nghệ địa không gian, yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ 3.1.1 Đặc điểm trạng tài nguyên rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh Nguồn tài nguyên VQGNKĐ gồm có nguồn tài nguyên đất đai tự nhiên, sông suối số kiểu rừng chính, trạng thái (kiểu rừng phân loại theo thành phần loài phân bố) thể hình 3.1 ĐNR, 4.67 ĐMN, 3.26 ĐTC,GT, 1.02 RT, 1.5 RTSPHSNR,TC, 5.35 RTNLRTX Giàu, 16.73 RTNLRTX Nghèo, 23.6 RTNLRTX Trung bình, 43.87 RTNLRTX Trung bình RTNLRTX Nghèo RTNLRTX Giàu RT RTSPHSNR,T C ĐNR ĐMN (Nguồn: kết điều tra tính tốn tác giả, năm 2019) Hình 3.1 Tỷ lệ nguồn tài nguyên Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh (RTNLRTXN: Rừng tự nhiên rộng thường xanh; RT: Rừng trồng; RTSPHSNR,TC: Rừng thứ sinh chưa có trữ lượng phục hồi sau nương rẫy, sau cháy, 11 cấu hình máy tính để bàn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật tối thiểu cho việc ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng VQGNKĐ 3.1.3.2 Hiện trạng phần mềm ứng dụng Hiện trạng phần mềm ứng dụng tình trạng sử dụng thống kê bảng 3.3 Bảng 3.3 Phần mềm hỗ trợ cơng tác quản lý VQGNKĐ Tình trạng Đối tượng người Đánh giá khả TT Tên phần mềm sử dụng dùng ứng dụng Word 2019 Chuyên viên Tốt Tốt Professional Plus Excel 2019 Professional Chuyên viên Tốt Tốt Plus MicroStation Không Không Không MapInfo Không Không Không ArcGIS Không Không Không ENVI Không Không Không (nguồn: kết điều tra tính tốn NCS: Bakham, 2020) Các phần mềm chuyên dụng, phục vụ cho công nghệ địa không gian ArcGis; EVNI; Mapinfo; Qgis, v.v, chưa ứng dụng quản lý tài nguyên rừng VQGNKĐ Đây số hạn chế thiếu tảng cho việc triển khai ứng dụng công nghệ địa không gian quản lý tài nguyên rừng ban quản lý VQGNKĐ 3.1.3.3 Hiện trạng nhân cho phát triển ứng dụng công nghệ địa không gian Ban quản lý giao biên chế ổn định gồm 16 biên chế Tổng số 16 biên chế tuyển dụng làm việc Ban lý gồm cấp bậc, trình độ chun mơn đào tạo thống kê bảng 3.4 Bảng 3.4 Trình độ chuyên môn đào tạo cán bộ, nhân viên Ban quản lý VQGNKĐ Trình độ đào tạo Số TT Bộ phận Chuyên môn lượng Bằng Chứng Ban giám đốc Ths, KS Tin học văn phòng B Lâm nghiệp Phịng Kế tốn Hành Trung cấp - Cử Tin học văn phòng B Kinh tế Quản trị nhân kinh doanh Phòng Kỹ thuật lâm sinh KS Trung cấp; KS Tin học văn phòng B Nơng, Lâm nghiệp Phịng Bảo vệ rừng Tổng Tin học văn phòng B Lâm nghiệp 16 (nguồn: kết điều tra tính tốn NCS: Bakham, 2020) Đa phần cán bộ, nhân viên có chun mơn lâm nghiệp, trừ Phịng Kế tốnHành Trong ban quản lý, khơng có cán bộ, nhân viên đào tạo cơng nghệ thơng tin hay có chứng đào tạo nghiệp vụ công nghệ thông tin 12 3.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơng tác quản lý tài nguyên rừng khu vực VQGNKĐ 3.1.4.1 Các nguyên nhân nội khu vực VQGNKĐ (i) Hạn chế công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng liên quan tới điều kiện tự nhiên, KT-XH - Công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng gặp nhiều khó khăn địa hình hiểm trở, giao thơng lại khó khăn, sở vật chất, trang thiết bị thiếu thốn Hơn nữa, khu vực VQGNKĐ cịn số đơng dân cư sống phu thuộc vào rừng - Công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức người dân cấp quyền sở cịn hạn chế cịn mang tính hình thức - Lực lượng quản lý bảo vệ tài nguyên rừng địa bàn tổ chức có hệ thống hiệu chưa cao, chưa xây dựng tổ đội chuyên nghiệp (ii) Hạn chế công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng liên quan tới khoa họccơng nghệ - Năng lực trình độ nghiệp vụ kỹ thuật lực lượng bảo vệ rừng quản lý bảo vệ tài nguyên rừng địa bàn VQGNKĐ chưa thật cao, chưa đào tạo - Lực lượng Kiểm lâm giao nhiệm vụ nòng cốt công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng, lại mỏng phân tán; trình độ chuyên môn, nghiệp vụ quản lý bảo vệ tài ngun rừng cịn hạn chế - Diện tích rừng Vườn rộng lớn cơng trình phục vụ quản lý bảo vệ tài ngun rừng cịn (iii) Khai thác gỗ, lồi có giá trị cao, gây nên suy thoái rừng - Khai thác loại lâm sản phi gỗ: Hoạt động khai thác lâm sản gỗ diễn quanh năm với mức độ khai thác phụ thuộc vào mức độ sẵn có vùng giáp ranh với VQGNKĐ - Khai thác củi, đốt than, chăn thả gia súc, đánh bắt cá thiết bị hủy diệt, xâm lấn đất rừng làm nương rẫy, v.v mối đe dọa trực tiếp ảnh hưởng đến môi trường, làm suy giảm đáng kể chất lượng rừng Ngay thời điểm điều tra, tác giả luận án gặp trực tiếp vụ khai thác trái phép xẻ hộp kiểu rừng hỗn giao rộng thường xanh nửa rụng lá, hình ảnh lâm tặc khai thác ghi trường, hình 3.2 Hình 3.2 Hình ảnh lâm tặc khai thác xẻ hộp gỗ Sao đen 13 (iv) Chuyển đổi đất lấn chiếm đất rừng gây rừng Nguyên nhân thứ chuyển đổi đất rừng sang đất làm nương rẫy, chí chuyển sang đất trồng công nghiệp (trồng Cao su) (v) Phong trào trồng cây, gây rừng địa phương VQGNKĐ Nhằm hỗ trợ cho bảo vệ phát triển rừng, giải nguyên nhân rừng khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh địa phương khu vực, qua giảm phát thải rừng, suy thoái rừng tăng hấp thụ phục hồi, tái tạo rừng, Bộ Nông Lâm Lào, sở Nông Lâm Bolikhamsay thực Chương trình Giảm phát thải vùng Bắc Trung Lào (vi) Thực tốt đề án khoanh nuôi, xúc tiến tai sinh tự nhiên bảo vệ rừng tự nhiên Nhờ thực tốt đề án mà VQGNKĐ bảo vệ, phát triển sử dụng hiệu quả, bền vững diện tích rừng có, góp phần đáp ứng yêu cầu giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ mơi trường sinh thái, ứng phó với biến đổi khí hậu 3.1.4.2 Các yếu tố bên ngồi - Nhu cầu củi, gỗ: Nguyên nhân chính, bắt nguồn từ nhu cầu thực tiễn, hàng ngày hộ, người dân cần nguồn củ đốt để đun nấu chín thực phẩm phục vụ cho bữa ăn hàng ngày - Thiếu việc làm: Thiếu thốn việc làm nguyên nhân gây ảnh hưởng thứ đến nguồn tài nguyên rừng nơi - Thiếu đất canh tác hay đất canh tác hộ gia đình bạc mầu, cho xuất thấp, mắc nguồn sâu bệnh gia súc chăn thả phá hoại nguyên nhân thứ 3, chiếm 60% số hộ - Thiếu lương thực, thực phẩm - Chính sách vĩ mơ Đảng, Nhà nước Lào quyền nhân dân tỉnh Bolikhamsay - Thu nhập thấp Phần lớn hộ gia đình cho rằng, mức thu nhập hộ thấp so với mặt chung khu vực so với nước Lào 3.2 Ứng dụng ngưỡng số viễn thám phát sớm rừng, suy thoái rừng khu vực VQGNKĐ 3.2.1 Khoanh vẽ vùng mẫu ảnh Các vị trí mẫu ngồi thực địa sử dụng cho việc giải đoán mắt dựa vào tư liệu viễn thám có độ phân giải cao, khoanh vẽ vùng mẫu phục vụ nghiên cứu, số vùng mẫu khoanh vẽ thể hình 3.4 hình 3.5 Hình 3.4 Các vùng mẫu rừng vị trí: 14 (1) XY = (353204; 2061092); (2) XY = (351389; 2058540) Ảnh tổ hợp màu Sentinel (RGB: 12-8A-4) GEE thời điểm trước (A-Sentinel 2B ngày 24/02/2017) sau (B-Sentinel 2B ngày 14/04/2017) rừng Hình 3.5 Các vùng mẫu suy thối rừng vị trí: XY = (491062; 1988120) Ảnh tổ hợp màu Sentinel (RGB: 12-8A-4) GEE thời điểm trước (A-Sentinel 2A ngày 09/04/2016) sau (B-Sentinel 2A ngày 04/04/2017) suy thoái rừng 3.2.2 Xác định ngưỡng số viễn thám kiểm chứng kết Các lớp liệu số ARVI tính tốn cho thời điểm cụ thể, thể rõ biến động số vùng mẫu bị rừng suy thoái rừng Biến độc số ARVI thể hình Hình 3.6 Ảnh số ARVI ví dụ vùng mẫu trước (A) sau (B) rừng, ảnh số KB(ARVI) tương ứng (C) Kết thể rõ thay đổi số ARVI khu vực rừng, mặt giá trị số mặt hiển thị (hình 3.5A, B) Qua đó, số KB(ARVI) có khác biệt rõ rệt khu vực rừng khu vực lân cận (hình 3.5C) Ở mẫu suy thoái rừng, việc thay đổi màu sắc hiển thị ảnh ARVI không thực rõ nét, điểm ảnh có thay đổi rõ ràng khơng tập trung dẫn đến vùng mẫu hiển thị chưa tương phản bật, kết thể hình 3.7 15 Hình 3.7 Ảnh số ARVI ví dụ vùng mẫu trước (A) sau (B) suy thoái rừng, ảnh số KB(ARVI) tương ứng (C) Thơng qua tính tốn số KB (ARVI) vùng mẫu rừng suy thoái rừng, kết xác định ngưỡng số tương đối vùng mẫu rừng tổng hợp bảng 3.5: Bảng 3.5 Đặc điểm thống kê vùng mẫu định ngưỡng nghiên cứu Số lượng Độ lệch chuẩn Giá trị thấp Trung bình Giá trị cao Mẫu rừng 162 4,661 - 88,764 - 75,603 - 65,770 Mẫu rừng 56 5,416 - 29,831 - 18,569 - 5,441 Mẫu suy Tổng mẫu: thoái 218 Số liệu tổng hợp Bảng 3.5 cho thấy: (1) Trong tổng số 162 mẫu nghiên cứu rừng, số KB(ARVI) có giá trị nhỏ -88,76 có giá trị lớn -65,77 giá trị trung bình -75,60 (2) Trong tổng số 56 mẫu nghiên cứu suy thối rừng, số KB(ARVI) có giá trị nhỏ -29,83 có giá trị lớn -5,44 giá trị trung bình -18,56 Từ đó, nghiên cứu xác định ngưỡng để phát rừng khu vực nghiên cứu cho trường hợp sử dụng số ARVI ảnh Sentinel có KB(ARVI) từ -88,76 đến 65,77 Và ngưỡng để phát suy thối rừng khu vực nghiên cứu có KB(ARVI) từ 29,83 đến 5,44 3.2.3 Đánh giá độ xác Kết cho thấy: phương pháp sử dụng số tương đối KB với việc sử dụng ảnh Sentinel để phát rừng có độ xác sau: độ xác phát rừng 98,0% độ xác suy thối rừng 84,2% Kết kiểm chứng cho thấy ngưỡng xác định rừng có tỷ lệ xác cao, có triển vọng áp dụng vào thực tiễn Đối với ngưỡng xác định suy thối rừng, tỷ lệ xác tương đối cao, nhiên cần có nghiên cứu bổ sung số lượng mẫu để đưa kết định ngưỡng kiểm chứng thuyết phục 3.2.4 Xây dựng đồ phân bố khu rừng suy thoái rừng Bản đồ phân bố khu vực rừng suy thối rừng thể hình 3.8 16 Hình 3.8 Bản đồ phân bố khu vực rừng suy thoái rừng VQGNKĐ năm 2019 Từ đồ trạng rừng suy thoái rừng thành lập trên, sử dụng công cụ phần mềm GIS tiến hành tín tốn thống kê diện tích kiểu rừng đồ trạng tài nguyên rừng thành lập từ phương pháp sử dụng ngưỡng số viễn thám, tiến hành tín tốn thống kê diện tích trại thái rừng VQGNKĐ 3.2.5 Thảo luận 3.2.5.1 Về ngưỡng số tương đối phát rừng, suy thoái rừng Nghiên cứu xác định ngưỡng số tương đối KB xác định suy thoái rừng, rừng với giá trị lần lượt: nghiên cứu xác định ngưỡng để phát rừng khu vực nghiên cứu cho trường hợp sử dụng số ARVI ảnh Sentinel có KB(ARVI) từ -88,76 đến -65,77 Và ngưỡng để phát suy thoái rừng khu vực nghiên cứu có KB(ARVI) từ -29,83 đến 5,44 Đất khơng có thực vật thường có giá trị ARVI