Biến đổi khí hậu hiện nay đang là một vấn đề toàn cầu, những hệ quả từ biến đổi khí hậu đã và đang gây ra những xáo trộn không nhỏ như: hạn hán kéo dài, sự nóng lên của trái đất, băng tan ở 2 cực… gây nên thời tiết diễn biến thất thường không tuân theo các quy luật tự nhiên vốn có, đặc biệt là tình trạng hạn hán kéo dài đang gây ra những khó khăn rất lớn cho đời sống cũng như sản xuất nông nghiệp. Theo thống kê năm 2012, Đắk Lắk là tỉnh đứng đầu về chỉ số khô hạn ở nước ta, hạn hán kéo dài đã làm ảnh hưởng rất lớn đến năng suất các cây trồng như: cà phê, cao su, hồ tiêu,... Đặc biệt là đối với cây cà phê cây trồng chủ lực về kinh tế nông nghiệp của tỉnh. Chính vì vậy năng suất, sản lượng và chất lượng cà phê kém ổn định, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sản xuất. Hiện nay, viễn thám và GIS là một trong những công nghệ hiện đại được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là trong lĩnh vực sản xuất nông, lâm nghiệp và môi trường trong việc theo dõi, giám sát, hỗ trợ các giải pháp về quản lý sản xuất và đã đem lại hiệu quả rất lớn về kinh tế. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ hiện đại như viễn thám và GIS rất phù hợp để thành lập bản đồ chỉ số khô hạn tỉnh Đắk Lắk để ứng phó với biến đổi khí hậu trong sản xuất cà phê.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA ĐỊA LÍ - ĐỊA CHÍNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CHỈ SỐ KHÔ HẠN PHỤC VỤ SẢN XUẤT CÀ PHÊ TỈNH ĐẮK LẮK ỨNG PHĨ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU GVHD: Th.S Nguyễn Trọng Đợi Bình Định 04/2014 NỘI DUNG PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN II: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Biến đổi khí hậu vấn đề tồn cầu, hệ gây xáo trộn không nhỏ như: hạn hán kéo dài, nóng lên trái đất, băng tan cực… gây nên thời tiết diễn biến thất thường đặc biệt tình trạng hạn hán kéo dài gây khó khăn lớn cho đời sống sản xuất nông nghiệp Theo thống kê năm 2012, Đắk Lắk tỉnh đứng đầu số khô hạn nước ta, hạn hán kéo dài làm ảnh hưởng lớn đến suất trồng như: cà phê, cao su, hồ tiêu, Đặc biệt cà phê – trồng chủ lực kinh tế nông nghiệp tỉnh Hiện nay, viễn thám GIS công nghệ đại ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, lĩnh vực nông nghiệp môi trường việc theo dõi, giám sát, hỗ trợ giải pháp quản lý sản xuất đem lại hiệu lớn kinh tế 1 Lý chọn đề tài Xuất phát từ thực tiễn với mong muốn được tiếp cận, nghiên cứu khoa học, tích lũy kinh nghiệm cho thân nhóm chúng em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xây dựng đồ số khô hạn phục vụ sản xuất cà phê tỉnh Đắk Lắk ứng phó với biến đổi khí hậu” Mục đích nghiên cứu - Ứng dụng RS GIS nghiên cứu giám sát tình hình hạn hán tỉnh Đăk Lăk từ 2010-2013 - Thành lập đồ số khô hạn tỉnh Đắk Lắk - Đề xuất giải pháp hỗ trợ sản xuất quản lý sản xuất cà phê tỉnh Đắk Lắk Nội dung nghiên cứu - Điều kiện TN, KT –XH tình hình sx cà phê tỉnh Đắk Lắk - Nghiên cứu khả ứng dụng quy trình thành lập đồ số khơ hạn tư liệu viễn thám GIS - Thành lập đồ số khô hạn tỉnh Đắk Lắk - Khả ứng dụng đồ số khô hạn cho việc ứng phó với biến đổi khí hậu sx cà phê tỉnh Đắk Lắk Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tổng hợp phân tích tài liệu - Phương pháp thống kê, so sánh, đánh giá, tổng hợp - Phương pháp đồ hệ thông tin đại lý TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Một số khái niệm liên quan đến đề tài Hạn hán: Hạn hán thiếu hụt lượng mưa thời tiết khô bất thường thời gian dài (thường mùa lâu hơn) gây cân nghiêm trọng thủy văn ảnh hưởng đến khu vực Chỉ số khô hạn: Chỉ số hạn hán thường số đặc trưng cho trạng thái chung hạn hán thời điểm đo Một giá trị số khơ hạn thường số đơn, hữu ích nhiều so với liệu thô cho việc định Tuy nhiên khơng có số phù hợp trường hợp, số phù hợp điều kiện sử dụng định Một số số khô hạn dựa liệu viễn thám sử dụng như: TVDI, NDVI, SMI,KBDI,… 2.Tại lại NDDI? - Cách tiếp cận giám sát hạn hán thông qua số dựa liệu quan trắc khí hậu khí tượng bị hạn chế khơng đầy đủ số vùng - Để tăng hiệu cần kết hợp nhiều số để mô tả mở rộng hạn hán mức độ nghiêm trọng - Công nghệ viễn thám cung cấp số thực vật có nguồn gốc từ liệu vệ tinh để xác định khu vực bị ảnh hưởng hạn hán cách dễ dàng tin cậy - Chỉ số NDVI theo dõi hạn hán có hạn chế có khoảng thời gian lớn bắt đầu thâm hụt lượng mưa NDVI phản ứng với thiếu hụt Vì thực vật xanh bắt đầu thiếu nước - Chỉ số NDWI bị ảnh hưởng khô hạn héo tán cây, nhạy cảm NDVI để theo dõi hạn hán Tuy nhiên, việc sử dụng đơn độc số để theo dõi hạn hán không đầy đủ - Chỉ số NDDI kết hợp thông tin thực vật nước (NDVI + NDWI) NDDI để theo dõi hạn hán đáp ứng hiệu so với phân tích khác biệt đơn giản NDVI NDWI 2.Tại lại NDDI? Đề tài áp dụng số NDDI lí trên, dễ dàng tính tốn, phụ thuộc vào liệu chuỗi thời gian Công thức tính: Trong đó: + ρRED: phổ phản xạ kênh phổ nhìn thấy màu đỏ (kênh phổ 1, bước sóng 0.620 - 0.670µm, ảnh MOD09A1) + ρNIR: phổ phản xạ kênh hồng ngoại gần (kênh phổ 2, bước sóng 0.841 - 0.876µm, ảnh MOD09A1) + ρSWIR: phổ phản xạ kênh hồng ngoại (kênh phổ 7, bước sóng 2.105 - 2.155µm, ảnh MOD09A1) Đặc điểm liệu ảnh thu thập Đề tài sử dụng sản phẩm ảnh MODIS MOD09A1 - MODIS Terra/Aqua Surface Reflectance 8-Day L3 Global 500m: Loại ảnh MOD09A1 Tổng số ảnh thu thập 184 Thời gian thu thập 01/2010 – 12/2013 Độ phân giải không gian 500 m Độ phân giải thời gian ngày Diện tích ~ 10 ° x 10 ° lat/long Kích thước hình ảnh (2400 x 2400 hàng/cột) Phép chiếu Hình sin Định dạng liệu HDF-EOS Đặc điểm khu vực nghiên cứu KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Quy trình thành lập đồ số khơ hạn NDDI Thu thập tài liệu Ảnh RS, số liệu khí tượng quan trắc Bản đồ hành Xử lý ảnh Ranh giới tỉnh, huyện khu vực Modis NDVI, NDWI Ảnh Landsat Bản đồ lớp phủ cà phê NDDI Đánh giá số NDDI dựa số liệu khí tượng quan trắc nghiên cứu Đối chiếu, so sánh kết vùng phân bố cà phê Đánh giá mức độ thích nghi cà phê vùng tương lai Thu thập tài liệu Thu thập đề tài, báo, thơng tin có liên quan đến vấn đề nghiên cứu Số liệu diện tích, suất sản lượng cà phê tỉnh Đắk Lắk từ 2010 – 2014 số liệu quan trắc khí tượng Tư liệu ảnh Modis – MOD09A1 năm từ 01/2010 – 12/2013 Tư liệu ảnh Landsat lấy ngày 30 tháng năm 2014 Bản đồ ranh giới tỉnh Đăk Lăk năm 2010 Bản đồ ranh giới huyện Cư M’gar năm 2010 Xử lý ảnh Ảnh trước gán tọa độ Ảnh sau trước gán tọa độ Xử lý ảnh Ảnh trước lọc mây Ảnh sau lọc mây KẾT QUẢ BẢN ĐỒ CHỈ SỐ KHÔ HẠN TỈNH ĐẮK LẮK THÁNG 2/2014 KẾT QUẢ Bản đồ khoanh vùng lớp phủ huyện Cư M’gar KẾT QUẢ Bản đồ số NDDI huyện Cư M'gar KẾT QUẢ Từ số liệu tính tốn thống kê, nhóm nghiên cứu đưa ra: “Biểu đồ biến thiên giá trị số NDDI tỉnh Đắk Lắk giai đoạn 2010 – 2013” NDDI giai đoạn 2010 - 2013 NDDI 0.002 0.0015 0.001 0.0005 10 11 12 -0.0005 -0.001 -0.0015 2010 2011 2012 2013 Tháng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Viễn thám GIS công nghệ đại ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Thông qua việc thu thập xử lí chuỗi ảnh MOD09A1 nhóm nghiên cứu tiến hành tính NDVI, NDWI, NDDI để đưa đồ số khô hạn cho tháng mùa khô 2010-2013 Tạo biểu đồ biến thiên giá trị số NDDI tỉnh Đăk Lăk giai đoạn 2010-2013 Thành lập đồ số khô hạn tháng 2-2014 Đề tài chọn huyện Cư M'gar làm vùng mẫu lập đồ lớp phủ sử dụng đồ số NDDI để thành lập đồ phân vùng thích nghi cà phê cho huyện, phục vụ sản xuất cà phê ứng phó với biến đổi khí hậu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị 2.1 Giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu - Siết chặt công tác quản lý, bảo vệ rừng đẩy mạnh công tác trồng rừng; - Xây dựng cấu trồng phù hợp mùa vụ; - Thực tốt biện pháp canh tác, chuyển đổi cấu trồng theo hướng sử dụng nước hơn, chịu hạn tốt hơn; - Xen canh, luân canh với trồng có khả che phủ đất cải tạo đất; - Tuyên truyền nâng cao nhận thức cho cán người dân biến đổi khí hậu tác hại đời sống sản xuất; KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị 2.1 Giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu 2.2 Đề xuất cho đề tài - Về thành lập đồ số khô hạn cho địa bàn tỉnh Đắk Lắk, nhiên hạn chế kinh phí thời gian mà kết nghiên cứu khơng đối sốt thực địa, làm giảm mức độ tin cậy tính xác kết nghiên cứu Nếu có điều kiện tiếp tục phát triển đề tài cần tiến hành kiểm tra, khảo soát thực địa để đối chứng kết nghiên cứu, nâng cao mức độ tin độ xác kết - Quá trình nghiên cứu thực phạm vi rộng, nên sử dụng ảnh MOD09, nhiên nhược điểm liệu độ xác khơng cao khó khăn tiến hành thành lập đánh giá số khô hạn riêng cho khu vực cụ thể với quy mô nhỏ ... ứng dụng quy trình thành lập đồ số khô hạn tư liệu viễn thám GIS - Thành lập đồ số khô hạn tỉnh Đắk Lắk - Khả ứng dụng đồ số khơ hạn cho việc ứng phó với biến đổi khí hậu sx cà phê tỉnh Đắk Lắk. .. cứu đề tài: ? ?Xây dựng đồ số khô hạn phục vụ sản xuất cà phê tỉnh Đắk Lắk ứng phó với biến đổi khí hậu? ?? Mục đích nghiên cứu - Ứng dụng RS GIS nghiên cứu giám sát tình hình hạn hán tỉnh Đăk Lăk... để thành lập đồ phân vùng thích nghi cà phê cho huyện, phục vụ sản xuất cà phê ứng phó với biến đổi khí hậu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị 2.1 Giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu - Siết chặt