Nghiên cứu phương pháp đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng tại vườn quốc gia xuân sơn, tỉnh phú thọ

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC DƯƠNG ANH TUẤN NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG SINH KHỐI VÀ CACBON TÍCH TRỮ BỞI RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN, TỈNH PHÚ THỌ Ngành: Quản lý Tài

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

DƯƠNG ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG SINH KHỐI

VÀ CACBON TÍCH TRỮ BỞI RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN, TỈNH PHÚ THỌ

Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Mã số : 8850101

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Viết Lương

Thái Nguyên - 2023

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu nghiên cứu sử dụng trong luận văn “Nghiên

cứu phương pháp đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ” này của tôi là trung thực, không

có sự sao chép hay sử dụng để bảo vệ một học vị nào khác

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính trung thực của các nội dung khác trong đề tài của bản thân

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023

Học viên

Dương Anh Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Viết Lương - Viện Công

nghệ vũ trụ, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam gợi mở những ý tưởng, đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu luận văn Cảm ơn các anh chị tại Viện Công nghệ vũ trụ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình hướng dẫn Cảm ơn đề tài Mã đề tài VT-UD.05/17-20 đã cung cấp tài liệu và dữ liệu cho nghiên cứu này

Tôi cũng xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm khoa cùng tất cả các thầy cô giáo trong Khoa Tài nguyên và Môi trường đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thiện luận văn này một cách thuận lợi

Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em đồng nghiệp cũng như bạn bè, gia đình đã động viên, cổ vũ, tạo điều kiện để tôi sớm hoàn thành luận văn này

Do giới hạn về thời gian, chắc chắn luận văn của tôi còn những hạn chế

và thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự đóng góp và chỉ bảo tận tình của quý thầy cô để luận văn được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4 Ý nghĩa của đề tài 3

5 Những đóng góp mới của đề tài 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học về vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Khái quát về ảnh vệ tinh 4

1.1.2 Khái quát về rừng 7

1.2 Tổng quan về ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng trên thế giới và tại Việt Nam 10

1.2.1 Trên thế giới 10

1.2.2 Tại Việt Nam 11

1.3 Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 15

1.3.1 Vị trí địa lý 15

1.3.2 Địa hình 17

1.3.3 Khí hậu 17

1.3.4 Đa dạng sinh học 18

1.4 Hiện trạng công tác quản lý rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 19

1.4.1 Thực trạng quản lý rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 19

1.4.2 Các chính sách liên quan đến hoạt động quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 22

1.4.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 24

1.4.4 Thuận lợi, khó khăn trong công tác quản lý tài nguyên rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 26

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 28

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Nội dung nghiên cứu 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu 28

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 28

2.3.2 Phương pháp thực địa 29

2.3.3 Phương pháp viễn thám và GIS 32

2.3.4 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu điều tra 39

2.3.5 Phương pháp xây dựng các lớp bản đồ sinh khối rừng 39

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Kết quả điều tra, khảo sát thực địa 41

3.2 Kết quả xử lý ảnh vệ tinh 45

3.3 Xây dựng các mô hình ước tính sinh khối và trữ lượng cacbon bởi rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 49

3.3.1 Các mô hình đơn biến 49

3.3.2 Các mô hình đa biến và kết hợp 53

3.3.3 Kiểm định và lựa chọn mô hình 65

3.3.4 Xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lượng cacbon rừng 68

3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả việc sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh trong quản lý rừng tại Vườn Quốc Xuân Sơn 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

PHỤ LỤC 80

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ABG : Sinh khối trên mặt đất

ALOS : Advanced Land Observing Satellite

HH : Horizontal Horizontal Polarization

HV : Horizontal Vertical Polarization

Landsat : Land Remote Sensing Satellite

NDVI_LS8 : Chỉ số thực vật từ ảnh vệ tinh Landsat 8 NDVI_S2 : Chỉ số thực vật từ ảnh Sentinel 2

QLBVR : Quản lý bảo vệ rừng

UBND : Ủy ban nhân dân

VQG : Vườn Quốc gia

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Vị trí các ô tiêu chuẩn 30

Bảng 2.2 Thông tin của dữ liệu ảnh ALOS-2 sử dụng trong khu vực 32

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật cơ bản của dữ liệu ảnh Landsat 8 OLI được sử dụng trong nghiên cứu 33

Bảng 2.4 Thông tin cảnh ảnh Landsat 8 OLI sử dụng để nghiên cứu 33

Bảng 2.5 Thông tin ảnh vệ tinh Sentinel-2 sử dụng trong nghiên cứu 33

Bảng 2.6 Thông số các kênh ảnh Landsat 8 35

Bảng 2.7 Công thức tính giá trị texture được sử dụng trong nghiên cứu này 38

Bảng 2.8 Tiêu chí phân loại bản đồ sinh khối rừng 40

Bảng 3.1 Kết quả điều tra thực địa tại Vườn quốc gia Xuân Sơn 41

Bảng 3.2 Phân loại các ô tiêu chuẩn để điều tra tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn 44

Bảng 3.3 Tổng hợp số liệu điều tra tại các ô tiêu chuẩn 44

Bảng 3.4 Kết quả chiết xuất các thông số tán xạ ngược từ ảnh vệ tinh ALOS-2 45

Bảng 3.5 Kết quả chiết xuất các thông số NDVI từ ảnh vệ tinh Landsat 8 và ảnh Sentinel 2 47

Bảng 3.6 Kết quả của mô hình đơn biến tính toán sinh khối rừng của 49

Bảng 3.7 Tóm tắt kết quả xây dựng mô hình đa biến và kết hợp tính sinh khối tại khu vực nghiên cứu 53

Bảng 3.8 Kết quả kiểm định mô hình 4 và mô hình 24 66

Bảng 3.9 Kết quả thống kê trữ lượng sinh khối phân bố theo diện tích 70

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí địa lý Vườn quốc gia Xuân Sơn 16

Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý Vườn quốc gia Xuân Sơn 20

Hình 2.1 Kích thước của ô tiêu chuẩn sử dụng ngoài thực địa 29

Hình 2.2 Phân loại cảnh (Scene Classification) cho dữ liệu Level-1C 36

Hình 3.1 Vị trí các ô tiêu chuẩn khảo sát đã được khảo sát tại VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ 43

Hình 3.2 Quan hệ giữa sinh khối và tán xạ ngược của các mô hình đơn biến 52

Hình 3.3 Quan hệ giữa sinh khối và tán xạ ngược từ phân cực của các 64

Hình 3.4 Kết quả kiểm định mô hình 4 và mô hình 24 67

Hình 3.5 Các bước xây dựng bản đồ sinh khối rừng 69

Hình 3.6 Bản đồ sinh khối rừng Vườn Quốc gia Xuân Sơn 71

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu

Rừng đóng vai trò quan trọng trong việc thích nghi với biến đổi khí hậu thông qua những chức năng môi trường như chống xói mòn và đảm bảo tuần hoàn nước Mối quan hệ của rừng và cuộc sống đã trở thành mối quan hệ hữu

cơ Vì vậy, tỷ lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia là một chỉ tiêu an ninh môi trường quan trọng (diện tích đất có rừng đảm bảo an toàn môi trường của một quốc gia tối ưu là 45% tổng diện tích)

Ở nước ta, trong những năm gần đây, độ che phủ rừng đã bắt đầu vượt ngưỡng khuyến cáo về mặt sinh thái của thế giới [14] Tuy nhiên, rừng vẫn phân

bố không đồng đều, tập trung chủ yếu ở khu vực Tây Nguyên, Trung du phía Bắc Trong đó, rừng tự nhiên chủ yếu là rừng nghèo, rừng giàu và rừng trung bình chỉ chiếm 4,6% tổng diện tích rừng cả nước Việc phát triển kinh tế và nhu cầu ngày càng tăng về lương thực, năng lượng và các nguồn cung cấp gỗ đã và đang gia tăng áp lực tới rừng và cảnh quan của Việt Nam

Mặc dù điều kiện còn nhiều khó khăn, song công tác quản lý bảo vệ rừng tại nước ta đã có nhiều chuyển biến tích cực, được cộng đồng xã hội quan tâm sâu sắc Chủ trương xã hội hóa nghề rừng được hiện thực, góp phần tạo việc làm, nâng cao thu nhập, cải thiện sinh kế cho người làm nghề rừng Cơ chế, chính sách từng bước được sửa đổi, bổ sung, xây dựng mới, thu hút các thành phần kinh tế tham gia bảo vệ và phát triển rừng

Hiện nay Việt Nam đã bước qua giai đoạn bảo tồn rừng và đã chuyển sang giai đoạn bảo vệ, sử dụng bền vững Rừng được xem là cốt lõi trong các cam kết với quốc tế về biến đổi khí hậu, trong đó năng lực hấp thụ CO2 bởi thực vật rừng thông qua quá trình quang hợp và được tích trữ dưới dạng sinh khối rừng là giá trị ít được quan tâm nghiên cứu tính toán một cách cụ thể Việc nghiên cứu hàm lượng cacbon tích lũy trong các hệ sinh thái rừng là yếu tố quan trọng trong việc quản lý chu trình cacbon, quản lý dinh dưỡng và năng suất rừng Khí hậu biến đổi khiến cho vấn đề nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp phụ cacbon của rừng trở lên cần thiết hơn bao giờ hết

Tại Việt Nam, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu việc đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng nhưng hầu hết đều thực hiện theo phương pháp truyền thống

Sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh thành lập bản đồ hiện trạng, bản đồ sinh khối

và bản đồ hấp phụ cacbon rừng là một giải pháp không thể thiếu hiện nay giúp các nhà quản lý bảo vệ và phát triển rừng bền vững Tuy nhiên, việc thành lập bản đồ theo phương pháp truyền thống bộc lộ nhiều hạn chế về độ chính xác, khó khăn trong việc lưu trữ, tốn kém Cùng với sự phát triển của công nghệ, công nghệ viễn thám đã có những bước phát triển mạnh mẽ, mang lại hiệu quả cao về chất lượng, thời gian hiệu chỉnh, cập nhật và thành lập các loại bản đồ khác nhau Tư liệu viễn thám có độ phân giải cao nên có thể sử dụng để thành lập bản đồ từ tỷ lệ lớn đến tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ Với những ưu điểm và

ưu thế này, hiện nay, hầu hết các nước phát triển trên thế giới cũng như các nước trong khu vực đều áp dụng công nghệ tư liệu viễn thám để thành lập các loại bản

Từ thực tế đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu phương pháp

đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ” giúp các nhà quản lý có được những giải pháp nhằm

quản lý và bảo vệ nguồn tài nguyên quý báu này một cách hiệu quả

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu xây dựng các mô hình đánh giá trữ lượng sinh khối và

cacbon tích trữ bởi rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Xây dựng bản đồ trữ lượng sinh khối và carbon tích trữ cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Đề xuất được các giải pháp nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý và phát triển bền vững cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để thực hiện luận văn, tác giả tập trung thực hiện những nhiệm vụ nghiên cứu như sau:

- Thu thập các dữ liệu đánh giá liên quan đến Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Xây dựng bản đồ trữ lượng sinh khối và carbon tích trữ cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Đề xuất quản lý và phát triển bền vững cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

4 Ý nghĩa của đề tài

- Về mặt khoa học: Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ vai trò và khả năng sản xuất sinh khối cũng như hấp phụ cacbon của rừng, từ đó cung cấp

cơ sở khoa học cho việc định giá giá trị dịch vụ môi trường rừng Đồng thời, nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu về sinh khối và tích lũy cacbon rừng trên cơ

sở sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh

- Về mặt thực tiễn: Kết quả nghiên cứu là cơ sở hỗ trợ cho các nhà quản lý trong việc điều tra, quy hoạch, sử dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh, lập kế hoạch bảo vệ và phát triển rừng bền vững

5 Những đóng góp mới của đề tài

Sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích

trữ bởi rừng cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn là công nghệ tiên tiến trong đánh giá

tài nguyên tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn nói riêng và các vườn quốc gia/vườn quốc gia khác trên toàn lãnh thổ Việt Nam nói chung Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp các dữ liệu một cách trung thực để từ đó có thể hỗ trợ cho công tác quản lý, phát triển rừng bền vững và cho công tác nghiên cứu khoa học

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học về vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Khái quát về ảnh vệ tinh

Viễn thám được hiểu là một khoa học công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể được xác định, phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng [12] Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó [20] Công nghệ viễn thám thu thập dữ liệu dưới dạng ảnh chụp (ảnh hàng không) hoặc dưới dạng ảnh quét (ảnh vệ tinh) dựa trên việc ghi nhận năng lượng bức xạ (đối với ảnh hàng không và ảnh vệ tinh) hoặc ghi nhận sóng phản hồi phát ra từ vật thể khi khảo sát (đối với ảnh radar) Vệ tinh có mang bộ cảm viễn thám gọi là vệ tinh viễn thám hay vệ tinh quan sát mặt đất Các loại vệ tinh viễn thám gồm có: Vệ tinh khí tượng, vệ tinh viễn thám biển, vệ tinh địa tĩnh, vệ tinh tài nguyên, các tàu

vũ trụ có người điều khiển và các trạm vũ trụ Các vệ tinh trên các quỹ đạo khác nhau để đảm bảo các tư liệu viễn thám thu nhận được các thông số kỹ thuật phù hợp với nhiệm vụ của vệ tinh và mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất [12]

Ảnh là sự thể hiện hai chiều của các vật thể trong một vùng đã được xác định [24] Ảnh vệ tính (ảnh viễn thám) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt trái đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh [33] Ảnh vệ tinh (ảnh viễn thám) cho phép xác định cường độ phản xạ sóng điện từ của các vật thể theo từng bước sóng xác định

Khái niệm ảnh viễn thám bao gồm cả ảnh hàng không và ảnh vệ tinh, trong đó, ảnh hàng không được xếp vào viễn thám quang học [10]

Quá trình tách thông tin từ ảnh vệ tinh có thể được thực hiện bằng máy tính hoặc giải đoán bằng mắt [24]

học, cảm biến hồng ngoại gần, hoặc cảm biến hồng ngoại sóng ngắn để tạo thành hình ảnh của bề mặt trái đất bằng việc phát hiện phản xạ hoặc tán xạ từ các mục tiêu trên mặt đất Bước sóng được sử dụng thường kéo dài từ 400nm (vùng ánh sáng nhìn thấy, tím) đến 2500nm (sóng ngắn hồng ngoại) nên vật liệu khác nhau phản xạ và hấp thụ ở các bước sóng khác nhau

Hệ thống viễn thám quang học được phân chia thành các loại khác nhau tùy thuộc vào số lượng dải quang phổ sử dụng trong quá trình chụp ảnh, cụ thể:

+ Ảnh toàn sắc: Chỉ chứa đựng một kênh phổ Bộ cảm biến được sử dụng như là máy dò kênh nhạy cảm với bức xạ trong phạm vi bước sóng rộng, chủ yếu là vùng ánh sáng nhìn thấy (từ đỏ đến tím) Kết quả thu được là hình ảnh toàn sắc tương tự như một bức ảnh đen trắng chụp từ không gian Độ sáng hiển thị của một điểm ảnh (pixel) tỷ lệ thuận với số lượng điểm ảnh có liên quan đến cường độ bức xạ mặt trời được phản xạ từ các mục tiêu Khi đó, thông tin phản

xạ của các đối tượng là thông tin chính được sử dụng trong phân tích ảnh

+ Ảnh đa phổ: Có thể có vài kênh phổ Mỗi kênh phổ nhạy cảm với bức

xạ trong một dải bước sóng hẹp Ảnh thu được là một hình ảnh đa lớp, mỗi kênh phổ tương đương với một hình ảnh màu xám, trong đó có chứa độ sáng và cả thông tin quang phổ (màu) của các đối tượng được quan sát

+ Ảnh siêu phổ: Ảnh có nhiều kênh phổ hơn (hơn 100 kênh phổ liên tiếp nhau) nên thu được nhiều hình ảnh hơn và các thông tin quang phổ chính xác hơn

- Viễn thám radar hay SAR: Hình ảnh được thu một cách chủ động bằng cách sử dụng các thiết bị cung cấp năng lượng chiếu sáng hiện trường và thu thập các bức xạ tán xạ ngược từ các đối tượng nghiên cứu Phổ biến nhất là bộ cảm biến radar khẩu độ tổng hợp (SAR), sử dụng bước sóng của lò vi sóng, từ 1mm đến 1m, lớn gấp 2.000 – 2.000.000 lần bước sóng của ánh sáng màu xanh

lá cây (500nm) Bộ cảm biến này có thể hoạt động mà không cần tới sự chiếu sáng của mặt trời và có thể bay được vào ban đêm Với những ưu điểm này, viễn thám radar gần như không bị ảnh hưởng bởi tầng khí quyển nên cho phép SAR được sử dụng rộng rãi trong mọi điều kiện thời tiết

Nhưng giá thành của ảnh radar tương đối cao Do hình ảnh có những đặc thù riêng nên cần có phần mềm xử lý hình ảnh riêng biệt và giá thành khá cao mới có thể sử dụng được ảnh radar

- Ảnh viễn thám Lidar: Lidar là hệ thống được dùng để đo vẽ bản đồ địa hình trên không bằng tia laser Hai loại phương tiện có thể dùng để quét một diện tích rộng là máy bay và trực thăng Có 2 loại Lidar là Lidar đo địa hình và Lidar đo độ sâu

Lidar là phương pháp viễn thám chủ động: khi một chùm laser được chiếu xuống mặt đất, chùm sáng này sẽ bị phản xạ lại Một cảm biến sẽ thu nhận thông tin của chùm sáng phản xạ này để đo khoảng cách dựa theo thời gian di chuyển của xung laser Kết hợp với dữ liệu về vị trí và phương pháp hướng từ hệ thống GPS cũng như bộ đo quán tính, bộ quét góc, dữ liệu sẽ được đưa ra thành một tập hợp các điểm (dữ liệu đám mây) Mỗi dữ liệu đám mây này có tọa độ xác định trong không gian ba chiều (kinh độ, vĩ độ và cao độ) tương ứng với vị trí của nó trên bề mặt trái đất Sau khi xử lý, tập hợp các điểm này được dựng thành

mô hình 3D Nhược điểm của viễn thám Lidar là chi phí đầu tư lớn, người dùng cần thiết phải lập một số thuật toán học để lọc ra các tập hợp điểm mà họ quan tâm [10]

* Phân loại ảnh

Phân loại ảnh được thực hiện nhằm tạo sự phù hợp thông tin phổ của các loại đối tượng cung cấp bởi dữ liệu ảnh với thông tin về các loại đối tượng được quan tâm và yêu cầu bởi người giải đoán Phương pháp phân loại thường được thực hiện theo 2 cách cơ bản sau:

- Phương pháp phân loại không giám định: Tại những khu vực không có thông tin về đối tượng cần phân loại thì kỹ thuật phân loại không giám định sẽ được sử dụng Phương pháp phân loại này chỉ sử dụng thông tin ảnh một cách đơn thuần và đòi hỏi người phân tích phải có kinh nghiệm về việc chỉ định số cụm phổ ban đầu Trình tự thực hiện như sau:

+ Các pixel trên ảnh đầu tiên được gộp thành các nhóm có đặc trưng phổ tương đối đồng nhất bằng kỹ thuật ghép lớp

+ Các nhóm lớp như vậy được sử dụng để tính các tham số thống kê cho quá trình phân loại tiếp theo

Việc xác định các tham số thống kê tệp mẫu phụ thuộc cụ thể vào các phương pháp phân loại sẽ được sử dụng Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp phân loại đều sử dụng các tham số như giá trị trung bình tệp mẫu, ma trận, phương sai

- Phương pháp phân loại có giám định: Là hình thức phân loại mà các chỉ tiêu xác định đối tượng của bề mặt đất được xác lập dựa trên các vùng mẫu Các vùng mẫu là những khu vực trên ảnh tương ứng với từng loại mà người giải đoán biết được đặc trưng phổ Dựa trên dữ liệu thu được trên các vùng mẫu, các tham số thống kê sẽ được xác định Từ đó, các chỉ tiêu phân loại được sử dụng trong quá trình chỉ định pixels thuộc vào từng đối tượng cụ thể

Phân loại giám định đòi hỏi quá trình chọn mẫu đặc trưng cho các đối tượng trên ảnh dựa trên các kết quả đi khảo sát thực địa hoặc từ các thông tin liên quan khác nếu không đi khảo sát Như vậy, ta phải biết trước đặc điểm một

số vùng ngoài thực tế tương ứng với một vùng trong ảnh đó là loại nào cần xác định Trình tự thực hiện như sau:

+ Xác định vùng mẫu

+ Khoanh các vùng mẫu trên ảnh

+ Phân loại dựa trên các vùng mẫu đó [21]

1.1.2 Khái quát về rừng

1.1.2.1 Một số nội dung liên quan

Rừng là bộ phận cấu thành quan trọng nhất của sinh quyển và có ý nghĩa lớn trong sự phát triển kinh tế xã hội, sinh thái và môi trường Theo quan điểm học thuyết về hệ sinh thái rừng được xem như là hệ sinh thái điển hình trong sinh quyển, là một sinh địa quần lạc [6]

Rừng là một hệ sinh thái bao gồm các loài thực vật rừng, động vật rừng, nấm, vi sinh vật, đất rừng và các yếu tố môi trường khác, trong đó thành phần chính là một hoặc một số loài cây thân gỗ, tre, nứa, cây họ cau có chiều cao được xác định theo hệ thực vật trên núi đất, núi đá, đất ngập nước, đất cát hoặc

hệ thực vật đặc trưng khác; diện tích liên vùng từ 0,3 ha trở lên; độ tàn che từ 0,1 trở lên

- Rừng tự nhiên là rừng có sẵn trong tự nhiên hoặc phục hồi bằng tái sinh

tự nhiên hoặc tái sinh có trồng bổ sung

- Rừng trồng là rừng được hình thành do con người trồng mới trên đất chưa có rừng; cải tạo rừng tự nhiên; trồng lại hoặc tái sinh sau khai thác rừng trồng [18]

Sinh khối là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm được tính bằng tấn/ha theo khối lượng khô Sinh khối bao gồm tổng khối lượng thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất, dưới mặt đất Nghiên cứu sinh khối cây rừng là cơ sở đánh giá lượng carbon tích lũy của cây rừng phục vụ cho quản lý và sử dụng tài nguyên rừng [23]

Vườn quốc gia là một khu vực tự nhiên trên đất liền hoặc có hợp phần đất ngập nước/biển, có diện tích đủ lớn để thực hiện mục đích bảo tồn một hay nhiều hệ sinh thái đặc trưng hoặc đại diện khỏi bị tác động hay chỉ bị tác động rất ít; bảo tồn các loài sinh vật đặc hữu hoặc bị đe dọa cho các thế hệ hôm nay

và mai sau Vườn quốc gia là nền tảng cho các hoạt động tinh thần, khoa học, giáo dục, giải trí và các hoạt động du lịch sinh thái được kiểm soát và ít có tác động tiêu cực [2]

Vườn quốc gia là loại rừng đặc dụng có vị trí và tầm quan trọng đặc biệt đối với quốc gia Vườn quốc gia có chức năng chung của rừng đặc dụng đồng thời có thể có một trong các chức năng chủ yếu là bảo tồn và dự trữ thiên nhiên; khu bảo tồn loài - sinh cảnh; bảo vệ cảnh quan [5]

Điều 22 Thông tư số 33/2018/TT-BNNPTNT [4] quy định về điều tra sinh khối và trữ lượng cacbon rừng như sau:

- Nội dung điều tra sinh khối và trữ lượng cacbon rừng gồm:

+ Điều tra sinh khối thực vật sống, bao gồm các bộ phận của cây trên mặt đất và dưới đất;

+ Điều tra trữ lượng cacbon rừng, bao gồm cacbon trong sinh khối sống theo quy định tại điểm a khoản này; cacbon trong gỗ chết, cacbon trong thảm mục; cacbon trong đất

- Phương pháp điều tra sinh khối và trữ lượng cacbon:

+ Thiết lập hệ thống ô tiêu chuẩn theo quy định tại các điểm a và b khoản

2 Điều 11 của Thông tư này để thu thập số liệu tính toán sinh khối và quy đổi trữ lượng cacbon;

+ Thu thập mẫu điều tra, bao gồm cây gỗ, cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi, dây leo, thảm mục, các bộ phận cây dưới mặt đất để tính toán trực tiếp trữ lượng cacbon;

+ Lấy mẫu đất và phân tích trữ lượng cacbon trong đất;

+ Tính toán trữ lượng cacbon bằng phương pháp trực tiếp từ mẫu điều tra được quy định tại điểm b khoản này hoặc quy đổi gián tiếp khác từ sinh khối theo quy định tại điểm a khoản này

- Thành quả điều tra sinh khối và trữ lượng cacbon: báo cáo kết quả điều tra, đánh giá sinh khối và trữ lượng cacbon rừng

1.1.2.2 Vai trò của rừng

Rừng là một hệ sinh thái mà quần xã cây rừng giữ vai trò chủ đạo trong mối quan hệ tương tác giữa sinh vật với môi trường Tỷ lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia là một chỉ tiêu an ninh môi trường quan trọng (diện tích đất có rừng đảm bảo an toàn môi trường của một quốc gia tối ưu là 45% tổng diện tích) [31]

Rừng có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên Trái đất Đây chính là nơi sống của nhiều loài động thực vật hoang dã với nhiều loài quý hiếm Rừng chính là nguồn thực phẩm, nguồn nguyên liệu quý giá cho các ngành công nghiệp và dược phẩm; là nguồn gen hoang dã có giá trị trong lai tạo giống mới trong nông nghiệp

Rừng có tác dụng làm sạch môi trường không khí, đồng thời giúp bảo vệ

và cải tạo đất Do chức năng quang hợp của cây xanh nên rừng có vai trò thu nhận khí CO2 và cung cấp khí O2 cho cuộc sống của con người Cành lá rơi rụng

từ cây tự phân hủy tạo thành các chất dinh dưỡng sẽ làm tăng độ màu mỡ cho đất rừng Đất rừng tơi xốp, phì nhiêu sẽ có khả năng thấm tốt, giữ nước tốt và hạn chế xói mòn

Bên cạnh đó, rừng có tác dụng điều hòa dòng chảy sông ngòi và dưới đất

Những vùng có nhiều rừng che phủ sẽ giảm bớt được thiên tai hạn hán và lũ lụt Rừng càng gần đầu nguồn con sông thì tác dụng điều hòa dòng chảy càng lớn [30]

1.2 Tổng quan về ứng dụng dữ liệu ảnh vệ tinh đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng trên thế giới và tại Việt Nam

1.2.1 Trên thế giới

Việc sử dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ viễn thám giám sát tài nguyên môi trường được các nước trên thế giới hết sức quan tâm

Năm 1972, việc phóng vệ tinh Tài nguyên Trái đất thứ nhất (ERTS-1) (sau đổi tên là Landsat 1) khiến nước Mỹ trở thành nước khởi đầu công nghệ giám sát môi trường và nghiên cứu các hệ sinh thái từ vũ trụ Và viễn thám đã trở thành phương tiện chủ đạo cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường [9] Tại Mỹ, trong 6 điều luật về công nghệ không gian có một điều luật về viễn thám mặt đất Tư liệu viễn thám có vai trò quan trọng trong giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường, biến đổi khí hậu, thiên tai Các điều luật được đưa ra nhằm đảm bảo sự phát triển của công nghệ viễn thám trong toàn bộ các hệ thống, khả năng nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tân tiến trong tương lai Các nước khác như Nga, Anh, Pháp, cũng đều xây dựng các chính sách định hướng đối với các hoạt động ứng dụng công nghệ viễn thám một cách độc lập

Ngày nay, dữ liệu viễn thám ngày càng trở nên phổ biến và được khai thác, sử dụng rộng rãi Hơn 1.000 vệ tinh viễn thám được phóng lên quỹ đạo và

dữ liệu thu được tại trạm thu ảnh vệ tinh có tốc độ Terabyte mỗi ngày Khi độ chính xác và mật độ dữ liệu tăng theo thời gian, khối lượng dữ liệu tăng theo cấp

số nhân thì nguồn dữ liệu trở thành vô cùng khổng lồ [15]

Nhiều nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu tính toán trữ lượng sinh khối của thảm thực vật dựa trên ảnh viễn thám như Landsat, SPOT, AVHRR NOAA, ALOS,… Ứng dụng ảnh viễn thám trong việc ước tính sinh khối sẽ hỗ trợ việc tính toán sinh khối rừng một cách nhanh chóng và kịp thời Ước tính sinh khối từ các ảnh vệ tinh được thực hiện thông qua các giá trị như hệ số bức

xạ, hệ số phản xạ, chỉ số chuẩn hóa các thực vật khác nhau (The Normalized Difference Vegetation Index – NDVI), chỉ số diện tích bề mặt lá (Leaf Area Index – LAI), hệ bức xạ của hoạt động quang hợp (The Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation – fAPAR) [8]

Phần lớn những nghiên cứu trước đây về dự báo sinh khối trên mặt đất chủ yếu được thực hiện đối với rừng lá kim vì cấu trúc lâm phần và thành phần các loài cây tương đối đơn giản Còn đối với những khu rừng nhiệt đới ẩm ướt, những nghiên cứu về ước lượng sinh khối trên mặt đất trở thành vấn đề vì có cấu trúc đứng phức tạp và phong phú đa dạng về thành phần loài [9]

Như vậy, dữ liệu viễn thám được áp dụng phổ biến trong đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng

1.2.2 Tại Việt Nam

Những năm qua, những phương pháp nghiên cứu định lượng và ước lượng sinh khối cây rừng được áp dụng thông qua việc chặt hạ cây để tiến hành

đo đếm trực tiếp sinh khối và mối liên quan giữa sinh khối với các yếu tố điều tra dễ đo đếm như chiều cao của cây, độ rộng của tán, đường kính ngang ngực, giúp dự đoán nhanh sinh khối, đánh giá trữ lượng cacbon tích lũy trong sinh khối rừng Những phương pháp dựa trên việc đo sinh khối có thể chia thành 02 nhóm (trực tiếp và gián tiếp) Việc thực hiện phương pháp đo đếm trực tiếp mất nhiều thời gian cũng như công sức, chi phí để thực hiện khá lớn và không có tính khả thi cho khu vực có quy mô rộng lớn, không áp dụng cho các loài có đang bị đe dọa Phương pháp gián tiếp được thực hiện nhằm xây dựng một mối tương quan giữa sinh khối với các chỉ tiêu

Phương pháp phổ biến được áp dụng để đánh giá sinh khối rừng là thông qua phương trình tương quan Phương pháp này cho phép sử dụng các biến đo đếm dễ dàng như đường kính của cây, chiều cao cây và thể tích của cây Các phương trình tương quan được phát triển và áp dụng để tiến hành kiểm kê rừng, đánh giá sinh khối và trữ lượng cacbon của rừng Hiện nay, phương pháp mô hình thống kê toán học đã được áp dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới

Tại Việt Nam, công nghệ viễn thám được sử dụng trong ngành lâm nghiệp

bắt đầu từ những năm 1970 tại Viện Điều tra Quy hoạch rừng [7] Trong công tác quản lý tài nguyên rừng, công nghệ viễn thám được ứng dụng trong việc điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc các giai đoạn 1991 – 1995, 1996 – 2000, 2001 – 2005, 2006 – 2010; xây dựng các loại bản đồ hiện trạng rừng; theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng và nghiên cứu sự thay đổi lớp thảm thực vật [26]

Nhưng việc ứng dụng công nghệ viễn thám tiên tiến với ảnh vệ tinh và hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng và đất nông nghiệp mới được áp dụng trong khoảng những năm 2000 Một số nghiên cứu trong thời gian này có thể kể đến như nghiên cứu của nhóm tác giả Lại Huy Phương (2005) ứng dụng GIS trong thiết kế hệ thống cơ sở dữ liệu theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và đất nông nghiệp cho một số tỉnh; nghiên cứu của nhóm tác giả Chu Thị Bình (2005) sử dụng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM nhằm đánh giá lớp phủ thực vật tại Lương Sơn – Hòa Bình trong giai đoạn 1984 – 1992 – 2001 [7]

Viễn thám là một ngành công nghệ cao được nhà nước công nhận tại Mục

17 của Danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển tại Quyết định số 38/2020/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ Đến năm 2021, công nghệ viễn thám đã đóng góp cả về phương diện khoa học và quản lý tài nguyên môi trường Tuy nhiên, vấn đề làm chủ công nghệ, ứng dụng công nghệ cao về viễn thám trong ngành tài nguyên môi trường còn bộc lộ nhiều hạn chế [15]

Một số nghiên cứu liên quan đến sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh đánh giá trữ lượng sinh khối và cacbon tích trữ bởi rừng có thể kể đến như:

Nhóm tác giả Trần Quang Bảo và Lê Thái Sơn (2012) – Trường Đại học Lâm nghiệp [1] nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao để xác định phân bố và khả năng hấp thụ cacbon của rừng Nghiên cứu đã sử dụng ảnh

vệ tinh SPOT5, kết hợp với số liệu điều tra trên 30 ô tiêu chuẩn điển hình ở các trạng thái rừng ở xã Cẩm Mỹ, huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh nhằm thành lập bản đồ tài nguyên rừng, tính toán sinh khối và lượng cacbon hấp thụ cho các trạng thái rừng Độ chính xác của bản đồ phân loại là trên 85%, bao gồm 10

trạng thái lớp phủ khác nhau Tổng sinh khối và trữ lượng carbon của các trạng thái rừng có sự biến động mạnh, cao nhất ở trạng thái rừng giàu (24,6 tấn/ha), thấp nhất ở trạng thái trảng cỏ, cây bụi (2,3 tấn/ha) Từ kết quả nghiên cứu, tác giả đã đề xuất được quy trình thành lập bản đồ tài nguyên rừng từ ảnh vệ tinh có

độ phần giải cao

Nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh radar alos palsar để xác định trữ lượng gỗ rừng khộp ở xã Krông Na – huyện Buôn Đôn – tỉnh Đắk Lắk của nhóm tác giả Nguyễn Văn Thi (2015) [19] cho thấy kết quả nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh radar ALOS PALSAR mức 1.5 độ phân giải 10x10m, chụp năm 2009 ở khu vực Tây Nguyên để xác định trữ lượng rừng khộp Nghiên cứu được thực hiện ở xã Krông Na, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk từ tháng 10/2013 - 6/2014 Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa các kênh của ảnh radar có mối liên hệ mật thiết với trữ lượng rừng Trữ lượng gỗ cũng được xác định trên cơ sở của mối liên hệ theo công thức với RMSE = 25,6 m3/ha Giá trị của RMSE cũng thay đổi theo cấp trữ lượng rừng, ở những vùng có trữ lượng rừng từ 150 m3/ha trở lên thì RMSE có giá trị lớn hơn 30 m3/ha Áp dụng công thức này, nhóm nghiên cứu đã xác định diện tích các cấp trữ lượng cho khu vực nghiên cứu: 1.876 ha có trữ lượng dưới

10 m3/ha; 25.231 ha có trữ lượng từ 10 - 50 m3/ha; 46.905 ha có trữ lượng từ 50

- 100 m3/ha; 32.073 ha có trữ lượng từ 100 - 200 m3/ha; và 5.296 ha có trữ lượng trên 200 m3/ha

Nhóm tác giả Nguyễn Hải Hòa và Nguyễn Hữu An (2016) [11] đã tiến

hành điều tra rừng trồng Keo lai (Acacia hybrid) với chỉ tiêu đường kính ngang

ngực nhằm xác định sinh khối và trữ lượng cacbon tại 17 xã thuộc địa bàn huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ Kết quả nghiên cứu tạo huyện Yên Lập cho thấy keo lai

5 tuổi có mật độ trung bình đạt 32,88 cây/100m2, đường kính ngang ngực là 11,16cm, phân bố chủ yếu ở độ cao và độ dốc trung bình lần lượt là 110,7m và

200 Giá trị sinh khối khô trên mặt đất của rừng keo lai đạt ở mức 147 – 192 tấn/ha, trữ lượng cacbon ước đạt 69 – 92 tấn/ha Trung bình lượng CO2 cây hấp thụ đạt 296,64 tấn/ha, tương đương 59,32 tấn/ha/năm, ước tính giá trị thương mại CO2 mỗi năm trên một ha đạt 593,0 USD/ha/năm bằng 13.299.544

VND/ha/năm – tương đương 66.497.720 tấn/ha

Nhóm tác giả Võ Minh Hoàn (2017) [13] nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 trong thành lập bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố

Hồ Chí Minh Bài báo trình bày kết quả sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 để thiết lập bản đồ hiện trạng rừng và trữ lượng rừng ngập mặn thuộc Ban Quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 được chụp ngày 15/06/2017, kết hợp với tra cứu 179 ô mẫu thuộc 12 trạng thái rừng Áp dụng phương pháp phân loại tự động với phần mềm hỗ trợ là eCognition Developer để phân tách ảnh vệ tinh khu vực nghiên cứu thành 35.200 đối tượng Nghiên cứu đã được thiết lập thành bản đồ rừng với độ chính xác 83% Tổng diện tích rừng của khu vực nghiên cứu là 34,672 ha, trong đó rừng trồng ngập mặn có diện tích lớn nhất 18,283 ha chiếm 28,4% Kết quả của bài báo là tài liệu tham khảo tốt cho những người nghiên cứu về ứng dụng ảnh vệ tinh trong các loại rừng

Nghiên cứu của Nguyễn Viết Lương (2017) [17] về khả năng sử dụng ảnh

vệ tinh quang học kết hợp với ảnh vệ tinh ra-đa đánh giá sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 bởi thảm thực vật rừng khu vực Vườn Quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk đã xác lập cơ sở khoa học cho phương pháp kết hợp ảnh vệ tinh quang học và ảnh vệ tinh ra-đa trong tính toán sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 bởi kiểu thảm thực vật rừng khu vực nghiên cứu; Xây dựng phương pháp, quy trình công nghệ thành lập bản đồ sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 sử dụng công nghệ viễn thám và GIS; Tính toán tổng lượng sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 bởi kiểu thảm thực vật rừng khu vực nghiên cứu Nghiên cứu đã xây dựng bản đồ thảm thực vật rừng chi tiết, bản đồ sinh khối rừng khu vực nghiên cứu (tỷ lệ 1:25.000), nơi có mùa mưa và mùa khô rõ rết với

2 loại rừng thường xanh và rừng rụng lá Tác giả cũng đã đã xây dựng mô hình ước lượng sinh khối rừng bằng việc kết hợp hai loại vệ tinh quang học (Landsat

8 OLI) và ảnh vệ tinh radar (ALOS 2 PALSAR 2)

Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám theo dõi trữ lượng rừng ngập mặn tại Mũi Cà Mau của nhóm tác giả Nguyễn Tấn Lợi (2020) [16] là sử dụng ảnh vệ

tinh Sentinel-2 để ước tính trữ lượng rừng tại Vườn Quốc gia Mũi Cà Mau từ năm 2016 đến 2019 Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân loại dựa trên đối tượng (Object-based approach), thông qua chỉ số khác biệt thực vật (NDVI), kết hợp với số liệu khảo sát thực địa về hiện trạng và trữ lượng rừng tại khu vực nghiên cứu, đã phân loại được 2 nhóm đối tượng rừng: rừng dày (NDVI ≥ 0,7; với trữ lượng > 100 m3); rừng trung bình (0,35 ≤ NDVI < 0,7; với trữ lượng 50 -

100 m3) Kết quả nghiên cứu cho thấy, năm 2019, rừng dày có diện tích là 7.217,7 ha, với trữ lượng là 1.105.029,9 m3, còn đối với rừng trung bình có diện tích là 1.955,94 ha, với trữ lượng là 164.103,4 m3 Trong giai đoạn 2016 - 2019, trữ lượng rừng dày có xu hướng tăng 151.806,3 m3, rừng trung bình có xu hướng giảm -35.738,9 m3 Độ chính xác toàn cục của kết quả phân loại đạt hơn 90% Dựa trên kết quả nghiên cứu này, dữ liệu ảnh Sentinel-2 được đánh giá là hiệu quả trong ước tính trữ lượng rừng ở Vườn Quốc gia Mũi Cà Mau

Việc ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao nhằm xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng, xác định sinh khối và trữ lượng carbon của rừng là cần thiết trong đó việc áp dụng công nghệ viễn thám trong lâm nghiệp là một hướng tiếp cận mới và đúng đắn

1.3 Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý

Vườn quốc gia Xuân Sơn (VQG Xuân Sơn) nằm trong danh sách khu rừng cấm tại Quyết định 194/CT ngày 09/8/1986 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng với diện tích 5.487 ha Ngày 28/11/1992, Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Sơn được thành lập Ngày 17/4/2002, Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Sơn được chuyển hạng thành Vườn Quốc gia Xuân Sơn tại Quyết định số 49/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ

Vườn quốc gia Xuân Sơn thuộc địa phận huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ;

có vị trí giáp ranh giữa 3 tỉnh (Phú Thọ, Hòa Bình và Sơn La) Vườn nằm ở đúng điểm cuối dãy Hoàng Liên Sơn; cửa ngõ của vùng Tây Bắc Bộ; cách thành phố Việt Trì khoảng 80 km và cách Hà Nội 140 km Vườn quốc gia có tọa độ địa lý từ 21003' đến 21012' vĩ bắc và từ 104051' đến 105001' kinh đông

Hình 1.1 Vị trí địa lý Vườn quốc gia Xuân Sơn

Vườn có phạm vi ranh giới được xác định như sau:

- Phía Đông: Giáp xã Tân Phú, Minh Đài và Long Cốc, huyện Tân Sơn

- Phía Tây: Giáp huyện Phù Yên (Sơn La), huyện Đà Bắc (Hoà Bình)

- Phía Nam: Giáp huyện Đà Bắc (Hoà Bình)

- Phía Bắc: Giáp xã Thu Cúc, huyện Tân Sơn

Vườn Quốc gia Xuân Sơn có diện tích vùng lõi của Vườn là 15.048 ha và được phân chia thành 03 phân khu Cụ thể như sau:

- Phân khu bảo vệ nghiêm ngặt: 9.099 ha;

- Phân khu phục hồi sinh thái: 5.737 ha;

- Phân khu dịch vụ hành chính: 212 ha

Vùng đệm của Vườn quốc gia được quy hoạch có tổng diện tích là 6.208

ha và nằm trên địa bàn của 29 thôn, 6 xã của huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ (9 thôn thuộc vùng đệm trong, 20 thôn thuộc vùng đệm ngoài) [32]

1.3.2 Địa hình

Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm trên hệ thống núi đá vôi có độ cao 700 - 1.300 m Đây là vườn quốc gia duy nhất có rừng nguyên sinh trên núi đá vôi (2.432 ha) Và Vườn quốc gia Xuân Sơn được đánh giá là rừng có đa dạng sinh học cao, đa dạng địa hình kiến tạo, đa dạng cảnh quan

Nằm trong quần thể Vườn Quốc gia có 3 đỉnh núi cao > 1.000m là núi Voi, núi Ten và núi Cẩn với nhiều hang động; sông suối như suối Lấp, suối Thang; nhiều thác nước có độ cao > 50m, che phủ hang, hốc đá [32]

1.3.3 Khí hậu

Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm hoàn toàn trong vành đai nhiệt đới nhưng

xa đường xích đạo nên có khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh

- Nhiệt độ trung bình năm biến động từ 22 – 230C, tương đương với tổng nhiệt năng từ 8.300 – 8.5000C (nằm trong vành đai nhiệt đới)

+ Mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Nhiệt độ trong các tháng này xuống dưới 200C Tháng có nhiệt

độ trung bình thấp nhất là tháng 1

+ Mùa nóng luôn nóng ẩm, mưa nhiều do ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam Nhiệt độ trung bình trên 250C Tháng nóng nhất là tháng 6 và 7 Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối lên tới 40,70C vào tháng 6

- Lượng mưa đạt mức trung bình từ 1.660mm (Thanh Sơn) đến 1.826mm (Minh Đài) Lượng mưa tập trung gần 90% vào mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng

10 hàng năm) Tháng 8 và 9 có lượng mưa cao nhất trong năm

Mùa khô hạn kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa mùa này chiếm dưới 10% tổng lượng mưa trong năm Hạn hán ít xảy ra vì có mưa phùn (trên 20 ngày/năm) đã làm giảm sự khô hạn trong mùa khô Tháng 1 và 12

là những tháng hanh khô nhất, lượng bốc hơi thường lớn hơn lượng nước rơi

Độ ẩm không khí trong vùng bình quân đạt 86% Tháng có mưa phùn thì

độ ẩm không khí đạt chỉ số cao nhất Lượng bốc hơi không cao (653 mm/n) đã chứng tỏ khả năng che phủ đất của lớp thảm thực bì cao, hạn chế lượng nước bốc hơi, tăng lượng nước thấm, duy trì được nguồn nước ngầm trong khu vực [32]

1.3.4 Đa dạng sinh học

Vườn quốc gia Xuân Sơn có hệ sinh thái rừng nguyên sinh trên núi đá vôi điển hình của miền Bắc Việt Nam với kiểu rừng nhiệt đới và á nhiệt đới Nơi đây tồn tại nhiều loài động, thực vật quý hiếm đặc trưng cho vùng núi Bắc Bộ,

có giá trị nghiên cứu khoa học, bảo tồn nguồn gen và giáo dục môi trường Vườn có vai trò trong việc điều hòa khí hậu, hấp thụ khí CO2 trong không khí

Và đây còn là nơi phòng hộ đầu nguồn sông Bứa, là nơi cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân sinh sống quanh khu vực

Theo thống kê bước đầu, Vườn quốc gia Xuân Sơn có 1.179 loài thực vật

có mạch thuộc 650 chi và 175 họ trong đó có 52 loài thuộc ngành Quyết và ngành Hạt trần Nằm trong khu vực giao tiếp của hai luồng thực vật Mã Lai và Hoa Nam, hệ thực vật ở Xuân Sơn có các loài re, dẻ, sồi và mộc lan chiếm ưu thế Ngoài ra, ở Xuân Sơn còn có các loài tiêu biểu cho khu vực Tây Bắc như táu muối, táu lá duối, sao mặt quỷ và chò chỉ, chò vảy, nghiến, dồi, vầu đắng, kim giao (rừng chò chỉ ở Xuân Sơn là một trong những rừng chò chỉ đẹp và giàu nhất miền Bắc) Xuân Sơn còn là kho giống bản địa, kho cây thuốc khổng lồ, đặc biệt là cây rau sắng mọc tự nhiên có mật độ cao nhất miền Bắc Vườn có 47 loài thuộc Danh lục đỏ quốc tế IUCN, Sách đỏ Việt Nam năm 2007 và Nghị

định số 06/2019/NĐ-CP như Trai lý (Cyrtophyllum fragrans), Gù hương (Cinnamomum balansae), Chò nâu (Dipterocarpus retusus), Chò chỉ (Parashorea chinensis),

Vườn có 91 loài cá, 75 loài bò sát và lưỡng cư, 241 loài chim, 76 loài thú Trong đó, 51 loài được ghi trong Danh lục đỏ quốc tế IUCN, Sách đỏ Việt Nam

2007 và Nghị định số 06/2019/NĐ-CP như Gấu ngựa (Ursus thibetanus), Gấu chó (Helarctos malayanus), Sơn dương (Naemorhedus sumatraensis), Sóc bay lông tai (Belomys pearsoni), Trăn đất (Python molurus), Vườn quốc gia Xuân

Sơn còn có một số loài động vật mang yếu tố Ấn Độ - Mã Lai và yếu tố Hoa Nam Đây là vùng phân bố Hổ trong bản đồ Việt Nam Đây là yếu tố tạo nên sự khác biệt giữa Vườn quốc gia Xuân Sơn và các vườn quốc gia và khu bảo tồn khác ở miền Bắc [32]

Năm 2015, tổng diện tích rừng của VQG Xuân Sơn là 15.048 ha với độ che phủ đạt 87% Diện tích rừng tự nhiên là 11.069,79 ha, chiếm khoảng 74% tổng diện tích Các loại rừng chủ yếu tại khu vực là các kiểu rừng trên núi đất, trên núi đá, rừng trồng Diện tích rừng tự nhiên chủ yếu phân bố tại xã Xuân Sơn và xã Kim Thượng Diện tích rừng trồng thì phân bố chủ yếu tại xã Xuân Đài Phần diện tích rừng còn lại được phân bố tại các xã như Đồng Sơn, Lai Đồng và Tân Sơn Năm 2020, tổng diện tích rừng không thay đổi nhưng diện tích rừng trồng tăng lên 3.171,76 ha do một phần diện tích đã phát triển thành tiêu chí rừng trồng VQG có nhiệm vụ quản lý và bảo vệ nghiêm ngặt diện tích rừng tự nhiên; phần diện tích rừng trồng (2.584,8 ha) được giao cho các hộ gia đình quản lý; VQG chỉ quản lý một phần nhỏ và một số chủ quản lý khác như Công ty Lâm nghiệp Xuân Đài và UBND các xã trong ranh giới của vườn quốc gia [22]

1.4 Hiện trạng công tác quản lý rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

1.4.1 Thực trạng quản lý rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

Năm 1986, Thủ tướng chính phủ ký Quyết định số 194/CT đưa Xuân Sơn vào Rừng cấm quốc gia với diện tích bảo vệ là 5.487 ha, nằm trọn vẹn trên địa bàn xã Xuân Sơn

Năm 1992, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Sơn được thành lập với diện tích bảo vệ 5.487 ha Bộ máy của Ban quản lý khu bảo tồn có 9 người

Ngày 17 tháng 4 năm 2002, Thủ tướng chính phủ ký Quyết định số 49/QĐ-TTg chuyển hạng Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Sơn thành Vườn quốc gia Xuân Sơn tại với tổng diện tích tự nhiên là 15.048 ha nằm trên địa bàn 6 xã thuộc huyện Tân Sơn

Vườn là đơn vị sự nghiệp có thu trực thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn có chức năng quản lý bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học; bảo tồn, phát huy các giá trị đặc biệt về thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ sinh thái, nguồn gen sinh vật; các giá trị văn hóa, lịch sử, cảnh quan; nghiên cứu khoa học và hợp tác quốc tế; bảo vệ môi trường sinh thái; cung ứng dịch vụ môi trường rừng; tổ chức các hoạt động dịch vụ, du lịch sinh thái

Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý Vườn quốc gia Xuân Sơn

Vườn Quốc gia chịu sự lãnh đạo, quản lý trực tiếp của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Phú Thọ; có tư cách pháp nhân, có trụ sở, con dấu, kinh phí hoạt động từ ngân sách nhà nước và các khoản thu hợp pháp khác, hoạt động theo cơ chế tự chủ, tự chịu trách nhiệm theo quy định của pháp luật đối với đơn vị sự nghiệp

Vườn Quốc gia quản lý diện tích 15.048 ha nhưng trong ranh giới của Vườn có một phần diện tích đất lâm nghiệp đã giao cho hộ gia đình, cá nhân giai đoạn 1996 – 1999 theo Nghị định số 02/NĐ-CP ngày 15/01/1994 và Nghị định

số 163/1999/NĐ-CP ngày 16/11/1999 về giao đất, cho thuê đất lâm nghiệp cho

tổ chức, hộ gia đình và cá nhân sử dụng ổn định, lâu dài vào mục đích lâm

và Hợp tác quốc

tế

Phòng Quản lý rừng và Bảo tồn thiên nhiên

Trung tâm Giáo dục Môi trường

và Dịch vụ

du lịch sinh thái

Đội chuyên trách bảo

vệ rừng

Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Phú Thọ

Ban Quản lý VQG Xuân Sơn

Trạm

QLBVR

Xóm Cỏi

Trạm QLBVR Kim Thượng

Trạm QLBVR Xuân Đài

Trạm QLBVR Xuân Sơn

Trạm QLBVR Tân Sơn

Trạm QLBVR Đông Sơn

nghiệp (tại các xã Kim Thượng, Xuân Đài, Đồng Sơn) Ngoài ra, còn một số diện tích thuộc quyền sử dụng của các cơ quan đóng trên địa bàn như trụ sở, đường giao thông, nhà ở, nên đã gây ra một số khó khăn cho công tác quản lý đất lâm nghiệp trên địa bàn

Vườn Quốc gia Xuân Sơn thực hiện những nhiệm vụ và quyền hạn cụ thể như sau:

- Tổ chức quản lý, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, khôi phục và bảo tồn nguyên vẹn các hệ sinh thái, bảo tồn tính đa dạng sinh học của Vườn

+ Bảo vệ, bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên

+ Khôi phục hệ sinh thái tự nhiên để duy trì diễn thế tự nhiên trong các phân khu theo quy định; nâng cao chất lượng, giá trị thẩm mỹ của rừng; bảo tồn các loài động, thực vật đặc hữu có nguy cơ bị tuyệt chủng

+ Khôi phục, bảo tồn các giá trị bản sắc văn hóa dân tộc, giá trị cảnh quan thiên nhiên phục vụ nghiên cứu khoa học, du lịch sinh thái và dịch vụ môi trường rừng

+ Tham gia lập dự án và là chủ đầu tư các dự án phát triển vùng đệm để ổn định cuộc sống của người dân; thiết lập quy chế trách nhiệm của cộng đồng dân

cư, hộ gia đình trong công tác quản lý bảo vệ rừng, bảo tồn đa dạng sinh học

- Nghiên cứu khoa học và hợp tác quốc tế

+ Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, dịch vụ nghiên cứu khoa học theo chương trình, đề tài, dự án được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt về bảo vệ, bảo tồn đa dạng sinh học, phát triển động vật, thực vật rừng, đặc biệt đối với các loài động, thực vật quý hiếm, đặc hữu, nguy cấp tại Vườn

+ Tổ chức các hoạt động dịch vụ trong nghiên cứu khoa học, tham quan học tập, chuyển giao khoa học kỹ thuật cho các tổ chức, cá nhân trong nước và nước ngoài (khi được cấp có thẩm quyền phê duyệt đối với tổ chức, cá nhân người nước ngoài)

+ Xây dựng các chương trình, kế hoạch, các đề tài nghiên cứu khoa học

và tổ chức triển khai thực hiện sau khi được cấp có thẩm quyền phê duyệt

+ Sưu tầm, nuôi trồng thực nghiệm, bảo tồn nguồn gen các loài động, thực vật rừng quý hiếm

+ Xây dựng các chương trình, dự án hợp tác với các tổ chức quốc tế về quản lý, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học; tổ chức các hoạt động hợp tác quốc tế sau khi được cấp có thẩm quyền phê duyệt

+ Xây dựng các mô hình trình diễn, các mô hình nghiên cứu sản xuất kết hợp cho việc tham quan, học tập và nghiên cứu khoa học; ứng dụng và chuyển giao khoa học kỹ thuật trong sản xuất lâm nghiệp cho người dân trong vùng

+ Tiếp nhận, cứu hộ các loài động vật bản địa; các loài phù hợp với sinh cảnh tự nhiên của khu rừng đặc dụng hoặc các loài được phép nghiên cứu khoa học; Nuôi cứu hộ, nuôi bán hoang dã các loài động vật nhằm mục đích tái thả về môi trường tự nhiên và phục vụ nghiên cứu khoa học

- Sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên thông qua tổ chức hoạt động kinh doanh du lịch sinh thái, dịch vụ môi trường rừng và chia sẻ lợi ích cho cộng đồng thông qua việc tạo sinh kế cho cộng đồng phát triển

- Lập các dự án đầu tư xây dựng và phát triển Vườn quốc gia và là chủ đầu

tư các dự án theo quy định hiện hành của Nhà nước và được UBND tỉnh giao

- Thực hiện các quyền, nghĩa vụ của chủ rừng, là Ban quản lý rừng đặc dụng theo quy định tại điều 61 Luật Bảo vệ và Phát triển rừng

- Quản lý tài chính, tài sản được giao; thực hiện các quy định về chế độ tự chủ, tự chịu trách nhiệm về tài chính; thực hành tiết kiệm chống lãng phí, phòng chống tham nhũng, cải cách hành chính theo quy định của Nhà nước

- Quản lý bộ máy tổ chức; cán bộ, viên chức và người lao động; thực hiện chế độ tiền, khen thưởng, kỷ luật theo quy định về phân cấp quản lý tổ chức bộ máy, cán bộ của UBND tỉnh, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và các quy định của Pháp luật

- Thực hiện các nhiệm vụ khác theo quy định pháp luật và Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao [32]

1.4.2 Các chính sách liên quan đến hoạt động quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

Trong thời gian qua, UBND huyện Tân Sơn cũng như UBND tỉnh Phú Thọ luôn quan tâm chỉ đạo, ban hành nhiều văn bản chỉ đạo trồng rừng theo vụ

sản xuất; kịp thời phát hiện, ngăn chặn, xử lý nghiêm các trường hợp lấn chiếm đất lâm nghiệp, chặt phá, khai thác rừng trái pháp luật; không để xảy ra điểm nóng về lấn chiếm đất lâm nghiệp và tình trạng chặt, phá rừng trái phép Cụ thể một số văn bản liên quan đến hoạt động quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn trong thời gian qua có thể kể đến như:

- Quyết định số 1786/QĐ-UBND ngày 16/3/2020 của UBND huyện về thành lập Đoàn kiểm tra về tình hình quản lý và bảo vệ rừng năm 2020;

- Quyết định số 1787/QĐ-UBND ngày 16/3/2020 của UBND huyện về thành lập Đoàn kiểm tra về tình hình quản lý và bảo vệ rừng tại xã Kim Thượng;

- Nghị quyết số 05/2019/NQ-HĐND ngày 16/7/2019 của HĐND tỉnh trong đó về lâm nghiệp thực hiện chính sách hỗ trợ phát triển rừng sản xuất;

- Chỉ thị số 07/CT-UBND ngày 27/12/2019 của UBND huyện về tăng cường các biện pháp bảo vệ rừng, phòng cháy, chữa cháy rừng mùa khô giai đoạn 2019 – 2020;

- Văn bản số 560/UBND-NN ngày 28/6/2019 của UBND huyện về tăng cường kiểm tra và phòng trừ bệnh hại trên cây lâm nghiệp;

- Văn bản số 704/UBND-NN ngày 14/7/2020 của UBND huyện về tăng cường kiểm tra và phòng trừ bệnh hại trên cây lâm nghiệp;

- Văn bản số 977/UBND-NN ngày 23/9/2020 của UBND huyện về tăng cường quản lý giống cây lâm nghiệp;

- Văn bản số 144/UBND-NN ngày 04/02/2021 của UBND huyện về rà soát, thống kê diện tích trồng xâm lấn đất rừng phòng hộ trên địa bàn huyện;

- Kế hoạch số 106/KH-UBND ngày 12/02/2020 của UBND huyện về thực hiện chính sách hỗ trợ, khuyến khích phát triển nông nghiệp, nông thôn trên địa bàn huyện Tân Sơn giai đoạn 2019 – 2025 theo Nghị quyết số 05/2019/NQ-HĐND ngày 16/7/2019 của HĐND tỉnh trong đó về lâm nghiệp thực hiện chính sách hỗ trợ phát triển rừng sản xuất;

Ngoài ra, còn có các văn bản đăng ký trồng rừng hàng năm triển khai tới

UBND các xã; các Kế hoạch trồng cây, trồng rừng; và tổ chức Lễ phát động Tết trồng cây hàng năm

Các chính sách hỗ trợ đã tạo động lực cho phát triển rừng trên địa bàn huyện Tân Sơn nói riêng và tỉnh Phú Thọ nói chung; giúp một số người dân ổn định công ăn việc làm, tăng thu nhập bình quân đầu người, đảm bảo an ninh trật

tự quanh khu vực Rừng được bảo vệ nghiêm ngặt, các hộ gia đình nhận khoán thực hiện bảo vệ rừng một cách chủ động; tích cực tuần tra, phát hiện kịp thời các hành vi xâm hại rừng; báo cho cơ quan chức năng để có các biện pháp ngăn chặn xử lý [32]

1.4.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

Năm 2021, tình hình kinh tế của huyện Tân Sơn tiếp tục duy trì ổn định Hoạt động của các doanh nghiệp tại cụm công nghiệp tiếp tục duy trì ổn định sản xuất, tổng doanh thu ước đạt 110 tỷ đồng

- Tổng vốn đầu tư toàn xã hội ước đạt 450 tỷ đồng

- Tổng thu ngân sách nhà nước ước đạt 27,75 tỷ đồng, đạt 79% dự toán giao

- Tổng vốn đầu tư phát triển toàn xã hội đạt 960 tỷ đồng

- Thu ngân sách nhà nước đạt 51,13 tỷ đồng, vượt 46% dự toán giao

- Gieo cấy được > 2.000 ha lúa; năng suất ước đạt 57,94 tạ/ha; sản lượng ước đạt > 12.000 tấn

- Giá trị sản phẩm bình quân/ha đất canh tác và nuôi trồng thủy sản ước đạt 105 triệu đồng, đạt kế hoạch

- Trồng và chuyển hóa rừng gỗ lớn ước đạt 1.062 ha vượt kế hoạch, trong

đó chuyển hóa rừng gỗ lớn ước đạt 142 ha

- Trồng mới ước đạt > 2.330 ha rừng tập trung; sản lượng gỗ khai thác ước đạt > 69.000 m3

- Tỷ trọng lao động nông nghiệp trong tổng lao động xã hội ước giảm xuống còn 64,2%, vượt kế hoạch

- Tỷ lệ lao động qua đào tạo, dạy nghề ước đạt 53,5%; tỷ lệ lao động có bằng cấp, chứng chỉ, chứng nhận ước đạt 26,5%, đạt kế hoạch Giải quyết việc làm cho 650 người, xuất khẩu lao động 80 người

- Mức giảm tỷ lệ hộ nghèo 2,01%; tỷ lệ hộ cận nghèo 2%, đạt kế hoạch

- Số bác sĩ trên vạn dân đạt 7,8 người; số giường bệnh trên vạn dân là 31,8 giường; cơ bản đạt kế hoạch Chất lượng khám, chữa bệnh tại Trung tâm Y

tế huyện được nâng lên Bệnh viện đã áp dụng mô hình bệnh viện vệ tinh, khám chẩn đoán trực tuyến, mời chuyên gia, bác sĩ tuyến trên về khám chữa, phẫu thuật các ca bệnh nặng, vượt khả năng của Trung tâm Y tế huyện

- Tỷ lệ dân số tham gia BHYT đạt mục tiêu Các xã khu vực III đạt 100%; các xã khu vực II đạt từ 98,9% trở lên và các xã khu vực I đạt từ 90% trở lên, bằng bình quân chung của tỉnh Tỷ lệ dân số tham gia bảo hiểm y tế đạt 97,23%

- Giữ vững các tiêu chí đạt chuẩn Nông thôn mới của xã Minh Đài Xã Văn Luông, xã Long Cốc đạt thêm 1 tiêu chí Nông thôn mới Các xã còn lại đạt thêm ít nhất 1 chỉ tiêu hoặc tiêu chí Nông thôn mới Trong đó, 6 xã đạt thêm 1 tiêu chí (Xuân Đài, Thạch Kiệt, Xuân Sơn, Đồng Sơn, Tam Thanh, Thu Cúc); số khu dân cư đạt chuẩn Nông thôn mới ước đạt 24 khu, tăng thêm 05 khu

Thực hiện phân bổ, giải ngân nguồn vốn sự nghiệp Chương trình Môi trường Quốc gia xây dựng Nông thôn mới năm 2021 theo chỉ đạo, hướng dẫn của tỉnh với số tiền 1,59 tỷ đồng Các tiêu chí, chỉ tiêu về xây dựng nông thôn mới của các xã, các khu trong huyện hàng năm đều được nâng cao cả về số lượng và chất lượng, diện mạo nông thôn có nhiều khởi sắc; kết cấu hạ tầng thiết yếu về giao thông, thủy lợi, văn hóa, y tế, giáo dục liên tục được đầu tư, xây dựng và nâng cấp; các mô hình sản xuất, liên kết, ứng dụng tiến bộ khoa học được nhân rộng; đời sống vật chất và tinh thần của người dân không ngừng được cải thiện

- Chú trọng phát triển công nghiệp theo hướng chuyển dịch cơ cấu phù hợp với thế mạnh và nội lực của địa phương

+ Tại cụm Công nghiệp Tân Phú, tổng doanh thu năm 2021 của các doanh nghiệp ước đạt hơn 200 tỷ đồng, giảm 18% so với năm 2020; giải quyết việc

làm thường xuyên cho khoảng 950 lao động tại địa phương, thu nhập bình quân

từ 5 đến 7 triệu đồng/người/tháng

+ Công nghiệp khai khoáng, sản xuất chế biến chè, gỗ gặp nhiều khó khăn

do ảnh hưởng của dịch bệnh Covid-19, thị trường tiêu thụ bị thu hẹp, dịch vụ vận tải, lưu thông hàng hóa khó khăn nhưng ngành vẫn nỗ lực vượt qua

- Huyện cũng chú trọng làm tốt công tác thẩm định dự toán đầu tư xây dựng công trình, trong thẩm định ước > 50 công trình dự án, số tiền cắt giảm so với giá trị đề nghị thẩm định ước đạt 2,3 tỷ đồng; chú trọng kiểm tra đánh giá chất lượng các công trình xây dựng; kịp thời quán triệt, triển khai các quy định, hướng dẫn mới của trung ương, địa phương liên quan tới xây dựng, quy hoạch, trật tự đô thị [25]

- Theo số liệu thống kê năm 2020, dân số vùng là 12.525 người với 2.908

hộ gia đình Số dân sinh sống trong vùng lõi Vườn Quốc gia là 2.984 người với

794 hộ gia đình Hầu hết người dân sinh sống ở đây là đồng bào dân tộc thiểu số (Dao, Mường, ) có cuộc sống khá khó khăn [22]

1.4.4 Thuận lợi, khó khăn trong công tác quản lý tài nguyên rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn

* Thuận lợi:

Vườn Quốc gia Xuân Sơn có hệ động thực vật rất phong phú và đa dạng Trong đó, nhiều loài động vật được ghi trong Sách đỏ Việt Nam và Sách đỏ Thế giới Xuân Sơn là vườn quốc gia duy nhất có rừng nguyên sinh trên núi đá vôi Ngoài ra, Xuân Sơn còn có nhiều cảnh quan thiên nhiên kỳ thú, địa hình kiến tạo

đa dạng, cộng đồng dân tộc vẫn giữ được bản sắc văn hóa dân tộc Đây chính là những lợi thế giúp cho nơi đây phát triển và khai thác nhiều loại hình du lịch kết hợp với công tác bảo tồn

Vườn Quốc gia nàm trên địa bàn huyện Tân Sơn Nơi đây có vị trí giao thông tương đối thuận lợi sẽ là cơ hội cho huyện phát triển công tác nghiên cứu cũng như bảo tồn rừng Đời sống của người dân được cải thiện Nhiều dự án được triển khai đến với Vườn Quốc gia

* Khó khăn:

Hiện nay, vẫn còn khoảng 3000 người dân sinh sống trong vùng lõi của Vườn Quốc gia Xuân Sơn Phần lớn người dân là đồng bào dân tộc thiểu số có đời sống kinh tế khó khăn, thu nhập thấp khiến cho đời sống vật chất của người dân phụ thuộc vào rừng Do đó, tình trạng người dân vào rừng khai thác lâm sản trái phép và tự phát vẫn còn diễn ra

Hầu hết đồng bào dân tộc thiểu số có trình độ nhận thức không cao, phong tục tập quán canh tác lạc hậu nên nguy cơ cháy rừng là rất lớn

Vườn Quốc gia Xuân Sơn có diện tích khá rộng, địa hình tương đối phức tạp, lực lượng làm công tác quản lý rừng còn mỏng nên rất khó khăn cho công tác bảo vệ và phát triển rừng một cách bền vững

Hoạt động du lịch cũng đang tạo ra những tác động tiêu cực đến công tác bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường, cảnh quan sinh thái cũng như giá trị văn hóa bản địa tại nơi đây

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Thực vật rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Về không gian: Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Về thời gian: Năm 2019

- Về nội dung: Đề tài tập trung nghiên cứu về sinh khối trên mặt đất và khả năng tích lũy cacbon của rừng tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

2.2 Nội dung nghiên cứu

Luận văn tập trung nghiên cứu những nội dung sau:

- Kết quả điều tra, khảo sát thực địa

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

Đề tài thu thập và kế thừa các tài liệu liên quan bao gồm:

- Đặc điểm thực vật rừng; điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

- Tài liệu liên quan đến hồ sơ, lý lịch rừng, kết quả kiểm kê rừng, hiện trạng rừng

- Các số liệu khảo sát thực địa, các ô tiêu chuẩn

- Các loại bản đồ, dữ liệu ảnh vệ tinh

- Kết quả các công trình nghiên cứu có liên quan về hiện trạng, sinh khối, thể tích, sinh trưởng, của rừng trong và ngoài nước

2.3.2 Phương pháp thực địa

2.3.2.1 Chuẩn bị trang thiết bị

- Các công cụ và vật liệu yêu cầu cho điều tra thực địa tại các ô tiêu chuẩn như sau: Thiết bị định vị và la bàn cầm tay; thước dây; dụng cụ đo đường kính; dụng cụ đo chiều cao; gậy 1,3m; phấn/sơn đánh dấu; máy ảnh; phiếu điều tra

thực địa, bút ghi chép

- Các loại bản đồ sử dụng trong quá trình điều tra thực địa như bản đồ địa hình, bản đồ phân loại sơ bộ thảm thực vật khu vực nghiên cứu từ ảnh vệ tinh Landsat 8 và Sentinel-2 Một kế hoạch thực địa (điểm, tuyến điều tra) được thảo luận và vạch sẵn trên các bản đồ nêu trên trước khi tiến hành thực địa

2.3.2.2 Thiết kế ô tiêu chuẩn phục vụ thực địa

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các loại ô tiêu chuẩn với kích thước 20x25m (500m2) Kích thước này phù hợp với hình dạng kích thước của Viện Điều tra quy hoạch rừng đã sử dụng tại Việt Nam hiện nay Hình dạng ô tiêu chuẩn được mô tả như dưới đây

Hình 2.1 Kích thước của ô tiêu chuẩn sử dụng ngoài thực địa

Tổng số OTC là 58 ô Vị trí các OTC như sau:

Bảng 2.1 Vị trí các ô tiêu chuẩn

XS1 21°11'06.3'' 104°52'30.8'' XS30 21°07'57.7'' 104°55'42.5'' XS2 21°11'06.5'' 104°52'36.'' XS31 20°08'02.'' 104°55'51.2'' XS3 21°11'27.7'' 104°52'38.'' XS32 21°08'08.9'' 104°56'01.2'' XS4 21°12'03.7'' 104°52'48.4'' XS33 21°08'12.2'' 104°56'10.9'' XS5 21°10'23.8'' 104°56'53.3'' XS34 21°08'15.9'' 104°56'11.6'' XS6 21°08'22.5'' 104°56'30.2'' XS35 21°06'58.4'' 104°57'36.9'' XS7 21°08'23.1'' 104°56'20.9'' XS36 21°06'43.5'' 104°57'46.1'' XS8 21°08'04.5'' 104°57'01.4'' XS37 21°06'31.1'' 104°57'49.2'' XS9 21°04'23.3'' 104°57'21.5'' XS38 21°04'23.3'' 104°57'21.5'' XS10 21°04'14.9'' 104°57'10.7'' XS39 21°04'14.9'' 104°57'10.7'' XS11 21°04'11.8'' 104°57'01.6'' XS40 21°04'11.8'' 104°57'01.6'' XS12 21°04'12.6'' 104°56'47.9'' XS41 21°04'12.6'' 104°56'47.9'' XS13 21°04'12.6'' 104°57'06.9'' XS42 21°04'12.6'' 104°57'06.9'' XS14 21°04'58.2'' 104°57'25.2'' XS43 21°04'58.2'' 104°57'25.2'' XS15 21°05'02.5'' 104°58'37.7'' XS44 21°05'02.5'' 104°58'37.7'' XS16 21°04'48.6'' 104°58'59.8'' XS45 21°04'48.6'' 104°58'59.8'' XS17 21°04'49.6'' 104°59'00.9'' XS46 21°04'49.6'' 104°59'00.9'' XS18 21°05'00.4'' 104°58'54.4'' XS47 21°05'00.4'' 104°58'54.4'' XS19 21°04'59.7'' 104°58'53.8'' XS48 21°04'59.7'' 104°58'53.8'' XS20 21°05'32.5'' 104°58'54.1'' XS49 21°05'32.5'' 104°58'54.1'' XS21 21°07'08.7'' 104°59'12.4'' XS50 21°07'08.7'' 104°59'12.4'' XS22 21°07'30.'' 104°57'59.3'' XS51 21°07'30.'' 104°57'59.3'' XS23 21°07'31.6'' 104°57'58.2'' XS52 21°07'31.6'' 104°57'58.2'' XS24 21°07'32.9'' 104°57'55.6'' XS53 21°04'23.3'' 104°57'21.5'' XS25 21°07'25.'' 104°57'38.6'' XS54 21°04'14.9'' 104°57'10.7'' XS26 21°07'29.3'' 104°57'29.8'' XS55 21°04'11.8'' 104°57'01.6'' XS27 21°07'27.9'' 104°58'17.2'' XS56 21°04'12.6'' 104°56'47.9'' XS28 21°07'41.8'' 104°57'14.9'' XS57 21°04'12.6'' 104°57'06.9'' XS29 21°08'26.2'' 104°56'35.4'' XS58 21°04'58.2'' 104°57'25.2''

Thiết lập một ô tiêu chuẩn để đo đếm ngoài thực địa phải đáp ứng các tiêu chí sau đây:

- Phân bố đều trong khu vực nghiên cứu;

- Có tính đại diện của các loại rừng trong khu vực nghiên cứu;

- Có tính đại diện cho điều kiện địa hình;

- Gồm có các số lượng cây với kích thước khác nhau;

- Cách ít nhất 100 m từ đường mòn, đường, sông, suối và hiện trạng khác

2.3.2.3 Đo đếm và tính toán các thông số cấu trúc rừng

Tất cả các cây sống có đường kính lớn hơn 5cm tại vị trí 1,3m trong ô tiêu chuẩn sẽ được đo đếm Các thông tin thu thập bao gồm:

- Xác định tên loài cây, bao gồm cả tên khoa học và tên Việt Nam;

- Đo đếm đường kính thân cây tại vị trí 1,3m Sử dụng gậy với kích thước 1,3m và dụng cụ đo đường kính thân cây laser, trong nghiên cứu này sử dụng thiết bị Criterion RD1000 Laser;

- Đo đếm chiều cao cây (tính từ gốc lên đến đỉnh tán cây) trong nghiên cứu này sử dụng thiết bị đo cao lasez Trupulse 360B Laser

Chúng tôi sử dụng phương pháp trung bình cộng cho các thông số được

đo trong từng ô tiêu chuẩn, các thông số về cấu trúc rừng bao gồm:

- Đường kính ngang ngực tại vị trí 1.3 m của cây (D1.3m) – đo trực tiếp;

- Chiều cao vút ngọn của cây (Hvn)- đo trực tiếp

- Mật độ cây (N/ha) được sử dụng theo công thức (3.1)

Bên cạnh đó, chúng tôi cũng tra cứu, ghi nhận danh pháp của các loài cây (khoa học và Việt Nam) theo các tài liệu “Hệ thực vật rừng Việt Nam” của Phạm Hoàng Hộ (1999 - 2000)

Phương trình tính toán sinh khối cây rừng cá thể đã sử dụng được trình bày chi tiết dưới đây

SK (tấn/ha) = 0,1142xD2.4451 (R2=0.92) (3.2)

Trong đó:

- SK là sinh khối trên mặt đất của cây (đơn vị là kg);

- D là đường kính ngang ngực tại vị trí 1.3-m (đơn vị là mét);

Trữ lượng sinh khối rừng tính theo ha theo công thức 3.3 sau

SK (tấn/ha) = SKotc*10.000/Sotc (3.3) Trong đó:

- SK : Trữ lượng 01 hecta rừng (tính bằng tấn/ha)

- Sotc : Diện tích OTC đo đếm (tính bằng m2)

Lượng carbon tích trữ bởi thực vật được chuyển đổi từ sinh khối theo Phương trình (3.4) và Phương trình (6) được đưa ra bởi IPCC (2006) sau đây;

CBS = a * Sinh khối (3.4) Trong đó: CBS: Lượng cacbon tích trữ (tấn/ha) a: là hệ số chuyển đổi được lấy chung là 0,5 (theo IPCC, 2006)

2.3.3 Phương pháp viễn thám và GIS

2.3.3.1 Ảnh vệ tinh radar (ALOS-2 PALSAR-2) được sử dụng

Dữ liệu ảnh Radar Vườn quốc gia Xuân Sơn được thu từ vệ tinh ALOS-2 của Nhật Bản, cung cấp dữ liệu SAR với băng L

Diện tích Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm trong 1 cảnh ảnh Alos 2 Ảnh được cung cấp ở mức xử lý 2.1, hệ tọa độ WGS-84 độ phân giải 6.25m

Bảng 2.2 Thông tin của dữ liệu ảnh ALOS-2 sử dụng trong khu vực

nghiên cứu

TT Thời gian

chụp Số hiệu cảnh ảnh

Phân cực

Góc chụp

Độ phân giải / Mức xử lý

1 2019-07-27

ALOS2225570410-190727

HH,

HV 36.6° 6.5m / L 2.1

2.3.3.2 Ảnh vệ tinh quang học (Landsat 8) được sử dụng

Sử dụng ảnh vệ tinh quang học Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) được chụp vào ngày 26/6/2019 Ảnh Landsat 8 (OLI) gồm có 11 kênh Các kênh

từ 1-7 có độ phân giải 30m, kênh 8 Panchromatic có độ phân giải 15m

Cảnh ảnh Landsat 8 được sử dụng trong khu vực nghiên cứu này ít bị bao