ứng dụng viễn thám gis trong nghiên cứu thay đổi lớp phủ thực vật vùng đầu nguồn sông chu, huyện thường xuân, tỉnh thanh hóa

Danh sách chữ viết tắt Ký hiệu Tiếng Anh TiÕng ViƯt GIS Geographic information system HƯ thèng th«ng tin ®Þa lý GPS Global Information System HƯ thèng ®Þnh vÞ toàn cầu RS Remote sensing Viễn thám TM Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề ETM Enhance Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề tăng c ờng MSS Multispectral Scanner System Hệ thèng qt ®a phỉ HRV High Resolution Visible HƯ thèng ảnh nhìn thấy có độ Imaging System phân giải cao Normalized Diffirencial ChØ sè thùc vËt chuÈn ho¸ NDVI Vegetation Index SAVI Soil Ajusted Vegetation Index ChØ sè thùc vËt có tính ảnh h ởng đất GEMI Chỉ số giám sát môi tr ờng toàn Monotoring Index FAO Global Environmental cầu Food Agriculture Orgnization Tổ chức nông l ơng giới i Danh mục hình Minh hoạ Hình Hệ thông tin địa lý với đa dạng toán ứng dụng [9] 21 Hình Sơ đồ nguyên lý thu nhận viễn thám [24] 23 Hình : Phản xạ phỉ cđa ®Êt, n íc, thùc vËt[24] 27 Hình : Sơ đồ vị trÝ vïng nghiªn cøu 45 Hình 5: ảnh tổ hợp màu giả kênh5,4,3; a ảnh ch a tăng c ờng; b ảnh đà tăng c ờng; c Mô hình chiều phủ ảnh vệ tinh toàn huyện 55 Hình 6: Bản đồ số thực vật chuẩn hoá vùng nghiên cứu: a ảnh năm 1993; b ảnh năm 2002 64 Hình 7: Hiện trạng lớp phủ năm 1993 69 H×nh 8: Hiện trạng lớp phủ năm 2002 70 Hình 9: Bản đồ thay đổi thảm thực vật giai đoạn 1993-2002 72 Hình10: Sự phân bố thay đổi lớp phủ ë c¸c x· hun 75 Danh mơc Bảng biểu Bảng 1: Đặc điểm hệ thống vệ tinh SPOT 31 Bảng : Các thông số kỹ thuật cảm TM ETM+ [11, 22] 32 Bảng 3: Một số điểm so sánh kỹ thuật lập đồ 36 Bảng : Phân loại lớp phủ thực vật 52 B¶ng : Sai số nắn chỉnh hình học 54 B¶ng : Xư lý ảnh số giải đoán mắt th ờng 58 B¶ng 7: MÉu ¶nh vÖ tinh 60 Bảng 8: Kết phân loại độ lẫn tệp mẫu năm 1993 61 Bảng 9: Giá trị số thực vật chuẩn hoá ảnh 63 Bảng 10: Kết kiểm tra thực địa GPS đồ năm 2002 67 Bảng 11: Thống kê diện tích trạng lớp phủ huyện Th ờng Xuân 73 Danh mục Biểu đồ sơ đồ Biểu đồ 1: Diện tích lớp phủ thực vật năm 1993, 2002 73 Biểu đồ 2: Thay đổi diện tích đất rừng bụi đất trống 78 Biểu đồ 3: Thay đổi diện tích đất mía đất lúa màu 80 Sơ đồ : Sơ đồ b ớc thành lập đồ trạng lớp phủ 56 Sơ đồ 2: Quá trình hoàn thiện đồ thành 65 Sơ đồ 3: Ph ơng pháp phân tích sau phân loại 71 ii Mục lục Phần Thứ nhất: Đặt vÊn ®Ị 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Môc đích, đối t ợng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục đích nghiên cứu: 1.2.2 Đối t ợng phạm vi nghiên cứu nghiên cøu: 1.3 ý nghÜa khoa học thực tiễn đề tài 1.4 Những đóng góp đề tµi Phần thứ Hai: Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng viễn thám thay đổi lớp phủ sè n íc trªn thÕ giíi 10 2.3 T×nh h×nh nghiên cứu ứng dụng viễn thám thay đổi lớp phđ ë ViƯt Nam 14 2.4 Kh¸i quát hệ thống thông tin địa lý viễn thám 18 2.3.1 Hệ thống thông tin ®Þa lý 18 2.3.2 ViƠn th¸m 22 2.3.3 Mét sè hÖ thống vệ tinh viễn thám môi tr ờng phổ biến dùng ứng dụng Việt Nam 30 2.3.3.1 VÖ tinh SPOT ảnh SPOT 31 2.3.3.2 VÖ tinh Landsat 32 2.3.3.3 VÖ tinh IRS 33 2.4 Thành lập đồ trạng lớp phủ nghiên cứu theo dõi thay đổi lớp phủ từ ¶nh vÖ tinh 34 2.4.1 Thành lập đồ trạng líp phđ 34 2.4.2 Nghiªn cứu theo dõi biến động từ ảnh vệ tinh 36 PhÇn thø Ba: Néi dung ph ơng pháp nghiên cứu 41 3.1 Nội dung nghiªn cøu 41 3.2 Ph ơng pháp nghiên cứu 41 3.2.1 Ph ơng pháp thu thập số liệu 41 3.2.2 Ph ơng pháp sử lý số liệu đồ thành 42 3.2.2.1 Xác định tiêu chuẩn chung 42 3.2.2.2 Gi¶i đoán ảnh vệ tinh 42 3.2.2.3 TÝnh chØ sè thùc vËt (NDVI) 43 3.2.2.4 Kết hợp thông tin đánh giá độ xác đồ 43 3.2.2.5 Xử lý số liệu sau giải đoán 43 3.2.2.6 Bản đồ thành 43 iii PhÇn thø T : Kết nghiên cứu 44 4.1 Vị trí vùng nghiên cứu: 44 4.2 Khái quát biến động thảm thực vật điều kiện tù nhiªn kinh tÕ x· héi 44 4.2.1 Địa hình 46 4.2.2 Độ cao ®é dèc 46 4.2.3 Khí hậu thuỷ văn 47 4.2.4 Thæ nh ìng 48 4.2.4 L©m nghiƯp 48 4.2.5 Thuỷ văn nguồn n ớc 49 4.2.6 Tình hình dân c , dân trí lao động 49 4.2.7 Tình hình sở hạ tầng 49 4.3 Thµnh lập đồ trạng thảm thực vật 50 4.3.1 Xác định tiêu chuẩn chung 50 4.3.1.1 HƯ täa ®é chung 50 4.3.1.2 Hệ thống phân loại líp phđ cho vïng nghiªn cøu 50 4.3.2 Thành lập đồ trạng lớp phủ 52 4.3.2.1 Nắn chỉnh hình học 52 4.3.2.2 Tăng c ờng chất l ợng ảnh tổ hợp màu giả 54 4.3.2.3 Giải đoán 57 4.3.2.4 Xây dựng ma trận nhầm lẫn tệp mẫu 60 4.3.2.5 TÝnh chØ sè thùc vËt 62 4.3.2.6 Kết hợp thông tin 65 4.3.2.7 Đánh giá độ xác đồ sau phân loại 66 4.3.3 Thành lập đồ thay đổi lớp phñ thùc vËt 68 4.4 NhËn xÐt vỊ thay ®ỉi líp phđ hun Th êng Xuân 76 4.4.1 Thay đổi theo diện tÝch rõng 76 4.4.2 Thay đổi theo diện tích bụi đất trèng 79 4.4.3 Thay ®ỉi theo diện tích đất lúa màu mía 79 4.5 Mét sè nhËn xÐt vÒ ph ơng pháp ứng dụng ảnh vệ tinh GIS thành lập đồ thảm thực vật 82 Phần thứ Năm: Kết luận kiến nghị 84 5.1 KÕt luËn: 84 5.2 KiÕn nghÞ 85 Tài liệu tham khảo 86 A TiÕng ViÖt 86 B TiÕng Anh 88 iv PhÇn Thứ Đặt vấn đề 1.1 Tính cấp thiết đề tài Đất đai nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá xà hội loài ng ời nh sống Trái đất ngày ng ời đà khai thác nguồn lợi từ đất để phục vụ cho sống Trong khoảng thập niên gần đây, với phát triển xà hội loài ng ời, môi tr ờng trái đất nói chung hay việc sử dụng khai thác nguồn tài nguyên đất đai nói riêng đà có nhiều biến đổi theo chiều h ớng phát triển không bền vững Sản xuất, phát triển kinh tế xà hội phải bảo đảm đ ợc bền vững yêu cầu đòi hỏi công tác bảo vệ tài nguyên, môi tr ờng phạm vi toàn cầu nh quốc gia Tuyên bố Hội nghị Th ợng đỉnh Liên Hiệp Quốc Môi tr ờng Phát triển (3-14 tháng năm 1992) Rio de Janeiro đà định h ớng cho ch ơng trình hành động Bảo vệ môi tr ờng cho kỷ XXI yêu cầu thể rõ chiến l ợc phát triển kinh tế xà hội văn kiện Đại hội Đảng lần thứ VIII n ớc ta [3] Việt Nam đà trải qua hai chiến tranh dài, môi tr ờng sống bị nhiều tổn thất Để phát triển kinh tế xà hội nh bảo đảm đời sống hàng ngày cho ng ời dân, Việt Nam nh n ớc khác phát triển phải nhờ vào khai thác tài nguyên thiên nhiên Việc khai thác thiên nhiên Việt Nam thời gian qua nhiều bất hợp lý ch a có kế hoạch bảo vệ môi tr ờng nên số dạng tài nguyên đà trở nên khan hiếm, cạn kiệt Khi có dạng tài nguyên bị suy thoái kéo theo nhiều vấn đề môi tr ờng có liên quan, ví dụ rừng đà làm tăng xói mòn thoái hóa đất, kéo theo cạn kiệt nguồn n ớc, nguồn sinh thủy, đa dạng sinh học giảm, lũ lụt, hạn hán gia tăng [3] Đặc biệt, suy giảm rừng đà ảnh h ởng nghiêm trọng tới nguồn n ớc l u vực Tại Việt nam, có 60% đất tự nhiên đồi núi, thuộc đối t ợng sản xuất lâm nghiệp, phần lớn diện tích phân bố vùng cao thuộc vùng núi phía Bắc Tây nguyên [1] Địa bàn rừng núi nói chung hay vùng đầu nguồn nói riêng nơi c trú cộng đồng dân tộc Việt nam, nơi có địa hình chia cắt mạnh, giao thông lại khó khăn, kinh tế-xà hội chậm phát triển Đời sống phận không nhỏ nhứng ng ời dân sống vùng gặp nhiều khó khăn, trình độ dân trí thấp, ph ơng thức canh tác lạc hậu Đây nguyên nhân dẫn đến suy giảm tài nguyên rừng, ảnh h ởng sâu sắc đến tình hình kinh tế, trị, môi tr ờng sinh thái n ớc Đứng tr ớc thực tế ®ã, viƯc t×m sù thay ®ỉi sư dơng ®Êt nguyên nhân nhằm giúp nhà hoạch định sách đ a biện pháp bảo vệ sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất đai việc làm quan trọng cần thiết Nghiên cứu tài nguyên môi tr ờng đà đ ợc thực không dựa ph ơng tiện, công nghệ truyền thống mà đà bắt đầu thùc hiƯn b»ng c¸c hƯ thèng quan s¸t tõ xa đặt vệ tinh nhân tạo thiết bị bay có ng ời điều khiển Công nghệ vũ trụ với hệ thống thu thập thông tin đa phỉ, ®a thêi gian ®· cho phÐp chóng ta thùc công việc thu thập tổng hợp liệu cách nhanh chóng hơn, hiệu Việc ứng dụng công nghệ vũ trụ đà đem lại hiệu to lớn việc gìn giữ phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên Ngày nay, qua thực tế công trình nghiên cứu, ng ời đà nhận thấy tính không ổn định hệ thống Trái đất với t ợng nh lũ lụt, hạn hán, báo ®éng vỊ ngn n íc ngÇm,…, ®ã, ®Ĩ cã thể đ a định nh kế hoạch đắn việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai, nghiên cứu chuyên đề khác, phải đánh giá đ ợc trạng thái phát triển lớp phủ thực vật qua thời kỳ Vùng đầu nguồn l u vực hệ thống phức tạp có tác động qua lại với nhau, kết hợp chức khác kinh tế xà hội môi tr ờng Khi nói đến chức trên, cần có giải pháp tổng hợp nhằm thu hút tham gia đối tác có liên quan nh tổ chức thể chế khác[10] Cũng nh quốc gia khác khu vực giới, vùng miền núi Việt Nam chịu tác động nhiều nguyên nhân dẫn đến thay đổi sử dụng đất nh : gia tăng dân số; di c tù do; më réng diƯn tÝch c©y trång hàng hoá, ngắn ngày; số phong tục tập quán canh tác lạc hậu quyền sở hữu ch a đ ợc rõ ràng [2] điều đà ảnh h ởng theo chiều h ớng xấu bền vững việc sử dụng nguồn tài nguyên nhiều vùng đầu nguồn Việt Nam Đầu nguồn l u vực sông Chu tỉnh Thanh Hoá nơi có thay đổi t ơng đối mạnh lớp phủ thực vật năm gần tác động mạnh phát triển kinh tế xà hội địa ph ơng, đặc biệt khu vực đầu nguồn nên việc phát triển bền vững tài nguyên đất mối quan tâm hàng đầu ch ơng trình phủ đầu t địa bàn huyện [5, 19, 20] từ tr ớc đến địa bàn huyện ch a có nghiên cứu việc theo dâi sù thay ®ỉi cđa líp phđ thùc vËt HiƯn có nhiều ph ơng pháp nh cách tiếp cận khác để theo dõi, nghiên cứu thay đổi lớp phủ thực vật Trong đó, ph ơng pháp ứng dụng viễn thám GIS ph ơng pháp đại, công cụ mạnh có khả giúp giải vấn đề không gian tầm vĩ mô thời gian ngắn diện tích rộng Từ quan điểm nêu việc nghiên cứu phát triển rộng ph ơng pháp sử dụng liệu ảnh viễn thám liệu địa lý để tìm hiểu thay đổi trạng lớp phủ xem xét thay đổi nhằm đ a khuyến cáo phù hợp để tăng c ờng công tác quản lý đất đai đặc biệt việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng vùng đầu nguồn l u vực sông Chu cần thiết cấp bách Nghiên cứu, đánh giá thay đổi lớp phủ thực vật qua giai đoạn khác đà có nhiều tác giả đề cập nhiều công trình đề tài nghiên cứu[4] Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào hoàn cảnh cụ thể cần đ ợc nghiên cứu để tìm cách tiếp cận hợp lý nh đánh giá khả ứng dụng chúng cách đắn Từ lý nh đà nêu, đ ợc đồng ý khoa Quản lý ruộng đất khoa Sau đại học tiến hành nghiên cứu đề tài: ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu thay đổi lớp phủ thực vật vùng đầu nguồn sông Chu, huyện Th ờng Xuân, tỉnh Thanh Hoá 1.2 Mục đích, đối t ợng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục đích nghiên cứu: Thành lập đồ trạng lớp phủ năm 1993 năm 2002 ph ơng pháp xử lý ảnh số Thành lập đồ biến động lớp phủ thực vật Tìm hiểu biến động số lớp phủ 1.2.2 Đối t ợng phạm vi nghiên cứu nghiên cứu: Đối t ợng nghiên cứu: lớp phủ thực vật Phạm vi nghiên cứu không gian: vùng đầu nguồn sông Chu, huyện Th ờng Xuân, tỉnh Thanh Hoá Phạm vi nghiên cứu thời gian : tháng 12/1993 tháng 11/2002 T liệu phân tích: + ảnh vệ tinh: Loại ảnh LandSat TM LandSat ETM Hàng cột Năm chụp Độ phân giải không gian Kênh ảnh sử dông 124/27 124/27 12/1993 11/2002 30 m 30 m 3,4,5 3,4,5 + Bản đồ: Loại đồ Nền địa hình Hiện trạng sử dụng đất 1993 Hiện trạng tài nguyên rừng 2002 Một số đồ trạng sử dụng đất năm 2001 2002 xà thuộc dự án ADB 1515 Dạng liệu Bản đồ số (Digital) Bản ®å sè (Digital) B¶n ®å sè (Digital) Tû lƯ gèc 1: 50.000 1: 100.000 1: 100.000 Bản đồ số (Digital) 1: 25.000 1.3 ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn đề tài Trong năm qua, tình trạng sử dụng đất không theo quy hoạch xảy phổ biến nhiều nơi Việt Nam, điều đà gây nhiều khó khăn công tác quản lý đất đai từ Trung ơng tới sở Đặc biệt vùng núi hay vùng đầu nguồn l u vực tình trạng có tác động xấu tới bền vững nguồn tài nguyên đất đai nh giảm thiểu độ che phủ rừng, nguồn n ớc ngầm cung cấp cho sinh hoạt canh tác giảm mạnh, Cùng với giúp đỡ cđa khoa häc kü tht, viƯc sư dơng ¶nh vƯ tinh đa phổ có độ phân giải cao việc tìm hiểu biến động lớp phủ thực vật giúp tiến hành đánh giá đ ợc trình tác động ng ời tới thảm thực vật nhiều năm, để từ kết hợp với nghiên cứu đa ngành khác phục vụ trình sử dụng đất tốt Việc nghiên cứu đề tài nhằm xây dựng đ ợc đồ thảm thực vật năm 1993 2002, biến động lớp phủ thực vật đầu nguồn sông ChuHuyện Th ờng Xuân giai đoạn trên, đ a đ ợc số liệu tính toán số nhận xét số lớp phủ thực vật trình biến động Những kết nghiên cứu đề tài góp phần cho công tác điều tra tài nguyên vùng đầu nguồn sông Chu, tài liệu tham khảo để đánh giá tác động số dự án địa bàn huyện nh rút đ ợc kết luận khoa học khả ứng dụng viễn thám GIS hoạt ®éng ®¸nh gi¸ sù biÕn ®éng líp phđ qua nhiỊu giai đoạn để phục vụ tốt công tác quản lý đất đai 1.4 Những đóng góp đề tài Đà ứng dụng ph ơng pháp tiên tiến vào nghiên cứu thay đổi lớp phủ việc ứng dụng công nghệ viễn thám GIS Xây dựng đồ trạng thảm thực vật giai đoạn 1993, 2002 đồ thay đổi thảm thực vật giai đoạn Góp phần phục vụ cho công tác điều tra tài nguyên đánh giá tác động số dự án thuộc Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn địa bàn huyện (dự án Khu vực lâm nghiệp VIE 1515; dự án cải cách hành Lâm nghiệp_ REFAS,) Nhìn chung, kết nghiên cứu luận văn việc góp phần phục vụ cho số mục đích kể góp phần củng cố ph ơng pháp luận ứng dụng Viễn thám GIS việc theo dõi thay đổi trạng lớp phủ để từ làm tài liệu tham khảo việc đồ trạng sử dụng đất đ a kế hoạch sử dụng đất phù hợp bền vững vùng đầu nguồn huyện Th ờng Xuân Hình10: Sự phân bố thay đổi lớp phủ chÝnh ë c¸c x· hun 75 4.4 NhËn xÐt thay đổi lớp phủ huyện Th ờng Xuân 4.4.1 Thay đổi theo diện tích rừng Tính từ năm 1993 ®Õn 2002, diƯn tÝch rõng cđa hun Th êng Xu©n có thay đổi rõ rệt đặc biệt khu vùc rõng trång Tỉng diƯn tÝch rõng trång vïng từ năm 1993 đến năm 2002 14.749 ha, chiếm tỷ lệ phần trăm cao (13,31%) trình thay đổi Diện tích chuyển đổi sang trồng rừng giai đoạn chủ yếu chuyển từ bụi (6.735 ha), từ đất trồng mía (1288 ha), rừng hỗn giao (3523 ha)và đất trống (2.131 ha) Tuy nhiên từ năm 1993 ®Õn 2002 cịng cã mét sè nhá diƯn tÝch (42ha) tr ớc đất rừng trồng đ ợc chuyển sang rừng tre nứa đất mía Qua kết thấy việc tăng đáng kể diện tích trồng rừng giai đoạn thành nhiều dự án thuộc ch ơng trình đầu t Chính phủ, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn kéo dài từ năm 1990 đến nh dự án phòng hộ đầu nguồn l u vực sông Chu, ch ơng trình trồng rừng 661 phủ, Các dự án đầu t vào huyện Th ờng Xuân hầu hết nằm ch ơng trình xoá đói giảm nghèo cải thiện đời sống nhân dân việc khuyến khích, hỗ trợ nhân dân trồng rừng giúp đỡ sở hạ tầng, vốn kinh doanh hoạt động nông nghiệp (lấy ngắn ngày phục vụ dài ngày) điều giúp cho việc phát triển rừng đ ợc bền vững lâu dài Đối với rừng tre nứa loại có mật độ phân bố che phủ lớn vùng nghiên cứu (chiếm tới 30%), khoảng 10 năm nhìn chung diện tích rừng đà tăng khoảng gÇn 3000 chđ u diƯn tÝch chun sang tõ bụi (1.287 ha) rừng hỗn giao (2.147 ha) Tuy nhiên diện tích khoảng 900 từ đất rừng tre nứa giai đoạn nghiên cứu đà đ ợc chuyển 76 sang loại phủ thực vât khác nh bụi (95 ha), mía (751 ha), Do đặc thù loại thực vật hoa (từ địa ph ơng gọi khuy) phát tán mạnh hệ rừng xuất hiện, diện tích lân cận khu vực hoa tác động ng ời đ ợc chuyển đổi thành rừng tre phần diện tích chuyển đổi chủ yếu chuyển từ rừng hỗn giao bụi Qua thời gian nghiên cứu huyện Th ờng Xuân, thấy loại rừng tre nứa cho thu nhập th ờng xuyên ổn định cho ng ời dân địa ph ơng qua hình thức thu hái măng, chặt tỉa, điều đà góp phần không nhỏ cho thành công việc trồng rừng địa bàn huyện Đối với rừng gỗ tự nhiên, từ năm 1993-2002 có khoảng gần 700 đà bị chặt phá chuyển sang loại hình lớp phủ khác, diện tích chuyển đổi nhiều sang rừng trồng rừng tre nứa (khoảng 600 ha) lại số diện tích nhỏ chuyển sang bụi, rừng hỗn giao, đất trống trảng cỏ (khoảng 100 ha) Tuy nhiên giai đoạn có 100 rừng hỗn giao đ ợc chuyển sang rừng gỗ giai đoạn này, nguyên nhân số dự án huyện có hạng mục khoanh nuôi tái sinh có trồng bổ xung nên l ợng rừng hỗn giao cọ đà đ ợc chặt hạ trồng bổ xung thành rừng gỗ Nhìn chung l ợng rừng gỗ tự nhiên không nhiều địa bàn huyện mà hầu hết tập trung xà có địa hình cao nh Bát Mọt, Yên Nhân, thời gian qua quyền địa ph ơng đà có nhiều biện pháp bảo vệ quỹ rừng nh ng tình trạng vào rừng chặt hạ gỗ quý to xảy giai đoạn tới cần có kế hoạch bảo vệ diện tích rừng tránh tình trạng số rừng gỗ gỗ tạp với chức phòng hộ chủ yếu Với loại rừng hỗn giao, giai đoạn 1993-2002 đà bị giảm (5485 ha, t ơng đ ơng với khoảng 4,95% diện tích tự nhiên Qua bảng thay ®ỉi diƯn tÝch líp phđ 77 (phơ biĨu 2) chóng ta thấy diện tích rừng hỗn giao giai đoạn có nhiều thay đổi với 3500 đ ỵc chun sang trång rõng míi; 2147 ® ỵc chuyển sang rừng tre nứa; 1320 đ ợc chuyển sang trồng mía số diện tích nhỏ khác đ ợc chuyển từ rừng hỗn giao sang bụi, rừng gỗ đất trống trảng cỏ Nguyên nhân chuyển đổi tình trạng phá rừng làm n ơng rẫy, sau thời gian canh tác đ ợc vận động quyền ch ơng trình hỗ trợ ng ời dân đà trồng lại rừng (hầu hết phần diện tích đỉnh đồi) vào phần diện tích chân đồi hay vùng thuận lợi giao thông đà đ ợc ng ời dân trồng mía số diện tích cạnh khu vực rừng tre nứa hỗn giao nứa gỗ sau thời gian bị chặt phá bỏ hoang gặp thời điểm tre nứa hoa ch a kịp trồng rừng đà chuyển thành rừng tre nứa đất trống trảng cỏ Có thể nói đầu t hỗ trợ nhiều mặt Nhà n ớc lâm nghiệp đà có tác động rõ rệt tới việc bảo vệ phát triển rừng thời gian vừa qua tính thời kỳ từ 1993 đến 2002 diện tích đất lâm nghiệp tăng (Biểu đồ 2) 100000 Diện tích (ha) 80000 67536 79002 60000 40000 20000 20932 22359 Năm 1993 22688 9138 Năm 2002 Đất có rừng 67536 79002 Cây bụi, đất trống 22359 9138 Đất khác 20932 22688 Biểu đồ 2: Thay đổi diện tích đất rừng bụi đất trống 78 4.4.2 Thay đổi theo diện tích bụi đất trống Qua kết qủa chồng ghép hai đồ, nhận thấy diện tích đất bụi đất trống thay đổi nhiều giai đoạn từ 1993-2002 theo chiều h ớng giảm mạnh (hơn 12.000 ha) Diện tích bụi đất trống chủ yếu chuyển sang đất trồng rừng (kho¶ng 7.800 ha), rõng tre nøa (kho¶ng 3.300 ha), rõng hỗn giao (1.867 ha) đất trồng mía (1799 ha), nhiên giai đoạn diện tích khoảng 700 loại đất khác nh đất trống, đất rừng hỗn giao, đất rừng tre nứa đà đ ợc chuyển thành đất bụi (Biểu đồ 2) Qua tìm hiểu địa ph ơng thấy nguyên nhân thay đổi tác động mạnh ch ơng trình trồng rừng địa bàn huyện nh việc chuyển dịch cấu trồng (mía) 4.4.3 Thay đổi theo diện tích đất lúa màu mía Thay đổi đất lúa màu giai đoạn từ năm 1993 đến năm2002 xảy theo chiều h ớng đất lúa màu giảm (4.165 ha) đất trồng mía tăng (6.218 ha) Diện tích đất lúa màu chuyển đổi giai đoạn (4.342 ha) chủ yếu đất màu, đất trồng khoai sắn vùng đồi thấp số diện tích đất lúa n ớc vùng suất không đủ n ớc Chính lý mà hầu hết xà vùng đồi thấp có chuyển đổi từ đất lúa màu sang đất trồng mía, xảy mạnh xà Xuân Cao, Luận khê, Thọ Thanh, Luận Thành Nhìn chung từ có nhà máy mía đ ờng Lam Sơn nhiều khu vực trồng lúa n ớc vụ màu nh ng suất đ ợc ng ời dân chuyển sang trồng mía thực tế qua năm gần đà cho thấy việc chuyển đổi phù hợp với điều kiện mạng l ới kênh m ơng t ới tiêu thiếu không đồng hay nói cách khác qua 10 năm phát triển kinh tế địa ph ơng cho thấy thực mía xoá đói giảm nghèo thời gian qua 79 12000 10736 11186 DiÖn tÝch (Ha) 10000 8000 7021 6000 4000 4518 2000 Năm 1993 Năm 2002 Đất mía 4518 10736 Đất lúa màu 11186 7021 BiĨu ®å 3: Thay ®ỉi diƯn tÝch ®Êt mÝa đất lúa màu Cũng giai đoạn 1993-2002 diện tích đất trồng mía lại tăng đáng kể (6.218 ha) vùng nguyên liệu nhà máy mía đ ờng Lam Sơn nên tính từ khi nhà máy mía đ ờng Lam Sơn vào hoạt động (khoảng năm 1990) theo thống kê diện tích mía huyện Th ờng Xuân đà liên tục tăng cách đáng kể Trong giai đoạn nghiên cứu, diện tích mía tăng chủ yếu chuyển từ đất lúa màu (nêu trên), từ đất bụi (1.558 ha), rừng hỗn giao (1.320 ha), đất trống (241 ha) mía nguồn thu nhập bà nhân dân xà vùng thấp nh Xuân Cao, Luận Thành, Luận khê, Có thể nói nguyên nhân tăng đáng kể diện tích trồng mía đất nông nghiệp việc mở rộng công suất nhà máy mía đ ờng Lam Sơn nh việc vận dụng sách hỗ trợ linh hoạt quyền nhân dân Th ờng Xuân, đặc biệt từ hoàn thành cầu Bái Th ợng qua 80 sông Chu (2000) toàn việc vận chuyển giống, phân bón sản phẩm thu hoạch thuận tiện Theo tài liệu thu thập địa ph ơng nhà máy mía đ ờng đà khuyến khích mở rộng vùng nguyên liệu cách hỗ trợ làm đ ờng vào khu vực trồng mía tập trung cung cấp giống, phân bón theo hình thức trả sau Chính với sách mà diện tích mía đà tăng đáng kể giai đoạn vừa qua, nhiên có mặt nh ợc điểm ng ời dân nhiều xà đà lạm dụng việc khuyến khích trồng mía địa ph ơng để chuyển diện tích đất lâm nghiệp không nhỏ ( khoảng 2.000 ha) sang trồng mía, diều cho thấy cần phải có sách quản lý đất đai chặt chẽ thời gian tới Hiện toàn huyện đà đ ợc cấp sổ đỏ đất Lâm nghiệp từ năm 1993 nh ng cã rÊt nhiỊu bÊt hỵp lý nên huyện có chủ ch ơng rà soát cấp lại toàn quỹ đất Lâm nghiệp huyện Qua khảo sát vấn nh làm việc với nhiều ng ời dân vùng vấn ®Ị kh¸ nỉi cém ë c¸c diƯn tÝch trång mÝa lâu năm đồi nhiều diện tích trồng mía xà Xuân Cao, Tân Thành, Thọ Thanh đà cho xuất thu hoạch (tr ớc cho suất tốt) đà bón chăm sóc tốt Nguyên nhân khu vực đồi việc xói mòn diễn nghiêm trọng nh ng ng ời dân ch a có biện pháp bảo vệ đất phù hợp bền vững, đặc biệt vấn đề chống xói mòn, cã mét sè dù ¸n nh Dù ¸n khu vùc lâm nghiệp VIE 1515 khuyến khích ng ời dân lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất l u ý đến vấn đề khuyến cáo đồi dốc nên trồng rừng khoảng 1/3 đồi phía để giữ n ớc giảm thiểu xói mòn Nh ng nhìn chung cấu chuyển dịch kinh tế nông nghiệp mía nguồn thu nhiều hộ gia đình vùng đồi thấp, đ ờng xá lại thuận tiện Đối với xà nh Xuân liên, Bát mọt, có hệ thống 81 giao thông kém, lại khó khăn nguồn thu nhập sản phẩm rừng, canh tác nông nghiệp hạn chế không chủ động đ ợc nguồn n ớc Do có đặc thù nh nên việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên cần thiết quan trọng Qua trình nghiên cứu làm luận án đà cho thấy việc phát triển kinh tế địa ph ơng chủ yếu dựa vào việc khai thác nguồn tài nguyên đất đai Thực tế cho thấy huyện Th ờng Xuân huyện nghèo cđa tØnh Thanh Ho¸, tr íc cã c¸c ch ơng trình dự án phủ huyện nhiều khó khăn kể phát triển kinh tế giao thông lại nên nhân dân vùng việc canh tác nông nghiệp lại chủ yếu khai thác lâm sản từ rõng Cịng thêi gian tõ 1993-2002, chóng t«i nhËn thấy dự án, ch ơng trình phủ phát triển rừng hỗ trợ đồng bào dân tộc địa bàn huyện đà có thành công định đặc biệt công tác trồng rừng Qua 10 năm, diện tích rừng trồng tăng 13000 đà cho thấy nỗ lực lớn nhân dân huyện nh quan tổ chức liên quan Kết luận án phần đà nêu đ ợc tranh tổng quát trạng che phủ thảm thực vật huyện nh diễn biến trình thay đổi từ với nghiên cứu chuyên ngành khác góp phần giúp nhà quản lý hoạch định sách địa ph ơng đ a giải pháp đắn việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai địa ph ¬ng 4.5 Mét sè NhËn xÐt vỊ ph ¬ng ph¸p ứng dụng ảnh vệ tinh GIS thành lập đồ thảm thực vật Việc ứng dụng ảnh vệ tinh GIS để thành lập đồ thảm thực vật theo dõi diễn biến thảm thực vật đà đ ợc áp dụng nhiều nơi giới nh Việt nam chúng đà đạt đ ợc thành công nhiều nơi, khu vực với 82 dạng địa hình mức độ chi tiết khác Sau nghiên cứu nhà khoa học rút đ ợc kinh nghiệm nh đặc điểm ph ơng pháp đà tiến hành Qua tham khảo nghiên cứu tr ớc trình ứng dụng nghiên cứu phát triển ph ơng pháp huyện Th ờng Xuân đà cho thÊy mét sè u thÕ quan träng cña ph ơng pháp là: + Thời gian tiến hành nhanh (giảm chi phí thời gian điều tra ngoại nghiệp) + L ợng thông tin phong phú + Phản ánh trung thực hình dạng trạng thảm thực vật + Dữ liệu thành (bản đồ bảng biểu) dạng máy tính nên chuẩn hoá hoà nhập với nguồn liệu chuẩn khác nhà n ớc + áp dụng tốt với ứng dụng tầm vĩ mô + Xây dựng đ ợc đồ đa thời gian Tuy nhiên ph ơng pháp có số nh ợc điểm sau: + Khi áp dụng cấp vi mô (tỷ lệ đồ 1/25.000 hay lớn hơn) th ờng gặp khó khăn sử dụng ảnh có độ phân giải cao (30m) Trong tr ờng hợp sử dụng loại ảnh có độ phân giải thấp (từ 1m-10 m) nh ng giá thành cao (phụ lục 1) + Sẽ khó khăn gặp vùng có mây che phủ + Kinh phí mua ảnh đầu t trang thiết bị, phần mềm th ờng đắt tiền + Nhân lực đòi hỏi phải có tính chuyên môn hoá cao + Rất lÃng phí áp dụng cho nơi diện tích nhỏ vùng nghiên cứu phân tán không tập trung Thông th ờng nhà cung cấp ảnh giới bán ảnh với diện tích tối thiểu mua 64 km2 (ảnh Quickbird) 8556 km2 (ảnh LANDSAT),.(phụ lục 2) 83 Phần thứ Năm Kết luận kiến nghị 5.1 KÕt ln: KÕt ln 1: VỊ øng dơng ¶nh viễn thám GIS xử lý ảnh số để thành lập theo dõi đánh giá lớp phủ thực vËt: + ¶nh vƯ tinh cã thĨ cho phÐp chiÕt xuất thông tin mức độ khác qua thành lập đồ líp phđ theo tõng øng dơng thĨ + Khi thời gian điều tra nhân lực bị hạn chế, việc phân loại lớp phủ thực vật không chi tiết đến loài việc sử dụng ảnh vệ tinh Landsat TM và Landsat ETM kết hợp với GIS để xây dựng đồ trạng lớp phủ cấp huyện vùng đồi núi nói chung huyện Th ờng Xuân nói riêng phù hợp đà đem lại kết khả quan + Sử dụng ph ơng pháp phân loại độc lập để tiến hành thành lập đồ biến động (từ năm 1993 trở lại đây) điều kiện Th ờng Xuân phù hợp Kết luận 2: Về thực trạng biến đổi lớp phủ Th ờng Xuân + Từ năm 1993 trở lại đây, có rừng cho mục đích khác nh ng tổng thể diện tích rừng tăng 11.465 ha, cụ thể: rừng trồng tăng 14.749 ha, rừng tre nứa tăng 2.787 Trong nhiều diện tích rừng bị giảm nh rừng hỗn giao (giảm 5485 ha), rừng gỗ (giảm 586 ha) + Về mía đất lúa màu: Diện tích trồng mía tăng 6.218 ha, đất lúa màu giảm 4.165 viƯc thay ®ỉi sư dơng ®Êt chđ u chØ xảy vùng đồi thấp khu vực quanh khu dân c + Cây bụi ®Êt trèng tr¶ng cá gi¶m 13.221 ha, chđ u ® ợc chuyển sang đất rừng đất nông nghiệp 84 + Việc phát triển trồng rừng tre nứa hoàn toàn phù hợp với điều kiện huyện Th ờng Xuân vùng đầu nguồn sông Chu, việc chặt trắng khu vực rừng nguy hiểm cho nguồn n ớc ngầm trồng phát triển rừng tre nứa vừa đem lại thu nhập th ờng xuyên cho ng ời dân vừa tránh đ ợc việc chặt trắng (do việc khai thác rừng tre nứa khai thác tỉa) 5.2 Kiến nghị Kiến nghị 1: Công tác quy hoạch sử dụng đất nói riêng quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên nói chung vấn đề phức tạp mang tính đa ngành Do kết nghiên cứu đề tài cần đ ợc tiếp tục nghiên cứu phát triển với nghiên cứu khác (điều kiện thổ nh ỡng, cảnh quan sinh thái, kinh tÕ x· héi,… ) ®Ĩ cã thĨ øng dơng phục vụ cho việc phát triển đời sống dân sinh nh nghiên cứu nh phân tÝch thay ®ỉi líp phđ thùc vËt ®Ĩ xem xÐt ảnh h ởng tới trình xói mòn, Kiến nghị : Trong trình nghiên cứu huyện Th ờng Xuân cho thấy ng ời dân dành nhiều diện tích cho mía coi h ớng phát triển kinh tế Tuy nhiên huyện Th ờng Xuân nằm đầu nguồn l u vực sông Chu nên cần l u ý tới việc bảo vệ phát triển rừng để tránh việc phá rừng trồng mía gây xói mòn, cạn kiệt nguồn n ớc ngầm Kiến nghị : Cần l u ý tới trình lựa chọn tham số, chọn mẫu nhập liệu kỹ thuật xử lý nh giải đoán ảnh số liệu đầu vào nh việc xác định tham số để tính toán quan trọng liên quan chặt chẽ tới kết cuối 85 Tài liệu tham khảo A Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2001), Chiến l ợc phát triển Lâm nghiệp giai đoạn 2001-2010 Lê Quý An (2002), Hoạt động khoa học, số 3, tr.13+14+28 http://www.nea.gov.vn/thongtin_mt/noidung/hdk_so3_02.htm GS Mai Đình Yên (1998), Các vấn đề môi tr ờng Việt Nam hành động cần u tiên bảo vệ môi tr ờng http://www.vista.gov.vn/TestEnglish/learn/Env.%20Planning/PhanI/P1_01-01.html Các trình tự nhiên xẩy lớp vỏ trái đất vấn đề môi tr ờng liên quan http://www.ctu.edu.vn/coursewares/congnghe/diachatmoitruong/ch5.htm Dự án Khu vực Lâm nghiệp quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn VIE 1515 (1997), Biên quản trị dự án_PAM Phạm Trọng Thành (1996) Bài giảng sở viễn thám, Tr ờng Đại học mỏ địa chất, Hà Nội Trần Thị Băng Tâm, Nguyễn Trọng Bình (1996), Bài giảng hệ thống thông tin địa lý (GIS), Tr ờng Đại học Nông nghiệp I-Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Bình (2001), ứng dụng công nghệ ảnh số việc thành lập đồ trạng sử dụng đất, Hội thảo quốc tế, Hà nội Nguyễn Đình D ơng (1997), Kỹ thuật viễn thám hệ thông tin địa lý vấn đề đánh giá tác động môi tr ờng Việt Nam, Tuyển tập báo cáo hội thảo lần thứ đánh giá tác động môi tr ờng, Trung tâm Khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia, Hà Nội 86 10 Trần Đức Viên cộng (2001), Thành tựu thách thức quản lý tài nguyên cải thiện sống ng ời dân trung du miền núi Việt Nam, Nhà xuất trị quốc gia, Hà Nội 11 Nguyễn Trọng Tuyển (2001), Bài giảng Trắc địa ảnh viễn thám I, Đại học nông nghiệp I_Hà nội 12 Nguyễn Xuân Lâm (1999), Công nghệ viễn thám ứng dụng địa đồ, Trung tâm Viễn thám-Tổng cục địa 13 Mai Nam (2000), Công nghệ GIS ứng dụng điều tra quy hoạch rừng, Khoa học đời sống, số 141, tháng 3/2000, Tr73-75 14 Chu Thị Bình (2000), ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin t liệu viễn thám nhằm phục vụ nghiên cứu số đặc tr ng vỊ rõng ë ViƯt Nam, Ln ¸n tiÕn sü kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 15 Đức Minh (2004), ứng dụng công nghệ viễn thám phòng chống cháy rừng http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/nd_6_3_04.html 16 Vũ Anh Tuân (2001), Nghiên cøu ¶nh h ëng cđa líp phđ thùc vËt tíi trình xói mòn ph ơng pháp viễn thám, tr ờng hợp sông Trà Khúc, Tạp chí địa chất Loạt A số 267, Hà Nội 17 Uỷ ban nhân dân huyện Th ờng Xuân (2004), Báo cáo tóm tắt quy hoạch sử dụng đất huyện Th ờng Xuân thời kú 2003-2010 18 ban nh©n d©n hun Th êng Xuân (2004), Báo cáo tóm tắt quy hoạch phát triển L©m nghiƯp hun Th êng Xu©n thêi kú 2001-2010 19 Uỷ ban nhân dân huyện Th ờng Xuân (2004), Niên giám thống kê 2003 20 Uỷ ban nhân dân tỉnh Thanh Hoá (2004), Báo cáo tóm tắt quy hoạch phát triển Lâm nghiệp tỉnh Thanh Hoá thời kỳ 2001-2010 87 B TiÕng Anh 21 Burrough (1986), Principle of geographical information system for land resources assessment, Clarendon Press-Oxford 22 Yushang Zhou and David L.skole (2001), Cultivated land use change analysis and modeling, Center for Global Change and Earth Observations, Michigan State University 23 Ding Yuan et al (1998), “Survey of multispectral methods for land cover change analysis” Remote sensing change detection: environmental monitoring methods and applications, Ann arbor press 24 W.G.Rees (1993), Physical principle of remote sensing, Cambridge university press 25 Muh dimyati, Kei Mizuno Shintaro Kobayashi and Teitaro Kitamura (1996), An analyst of land use/land cover change using the combination of MSS Landsat and land use map_A case study in YogYakata - Indonesia, Kyoto University 26 Yushang Zhou and David L.Skoke (2001), Cultivated land use change analysis and modeling, A case study in the Earst region of China, Center for global change and earth observation, Michigan University 27 Charlie Navanugraha (1996), Land use/Land cover change, A case study in ThaiLand, Falculty of environmental and resource, Mahidol University, Thai land 28 Robin S.Reid, Russell Lkruska, Nyawira Muthui (2002), land use and land cover dynamics in response to changes in climate, biological and socio-political forces, the case of Southwestern Ethiopia 29 Shunji Murai (1991), Applications of Remote sensing in Asia and oceania, Asian Association on Remote sensing 30 Gautam A.P et al (2002), GIS assessment of land use/land cover changes associated with community forestry implimentation in the middle hills of Nepal, Mountain research and development 88 31 http www.agso.gov.au-acres-prod_ser-landdata.pdf 32 http://www.spatialmapping.com/PDF/2003RawImageryPriceListing.pdf 33 Luu Van Nang et al (1999) “ Potential of IRS –1 Panchromatic Sattelite image Data for village level Land use Planning: An Example from the Sector project in VietNam”, Application of Resource Information Technologies (GIS/GPS/RS) in Forest land &Resource Management, Tr124-134, Hanoi 89 ... tiến hành nghiên cứu đề tài: ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu thay đổi lớp phủ thực vật vùng đầu nguồn sông Chu, huyện Th ờng Xuân, tỉnh Thanh Hoá 1.2 Mục đích, đối t ợng phạm vi nghiên cứu... nghiên cứu nghiên cứu: Đối t ợng nghiên cứu: lớp phủ thực vật Phạm vi nghiên cứu không gian: vùng đầu nguồn sông Chu, huyện Th ờng Xuân, tỉnh Thanh Hoá Phạm vi nghiên cứu thời gian : tháng 12/1993... phủ thực vật có + Tại Indonesia: Trong nghiên cứu vùng Yogyakarta, nhà khoa học đà đánh giá, phân tích thay đổi sử dụng đất thảm thực vật Viễn thám GIS Trong nghiên cứu ng ời ta đà sử dụng ảnh