SỬ DỤNG ẢNH VIỄN THÁM LANDSAT VÀ GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG TẠI VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN

Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường SỬ DỤNG ẢNH VIỄN THÁM LANDSAT VÀ GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG TẠI VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN Nguyễn Hải Hòa1, Nguyễn Văn Quốc2 1,2 Trường Đại học Lâm nghiệp TÓM TẮT Sử dụng công nghệ viễn thám GIS xây dựng đồ trạng rừng đồ biến động diện tích rừng trở nên phổ biến Việt Nam Nghiên cứu xây dựng thành công đồ trạng rừng năm 2001, 2008 2015 hai xã vùng đệm thuộc Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ Dựa kết diện tích đất lâm nghiệp, nghiên cứu xây dựng đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008 2008 - 2015, kết cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng tăng lên đáng kể, đặc biệt sau VQG Xuân Sơn thành lập Cụ thể, diện tích đất lâm nghiệp có rừng khu vực nghiên cứu tăng từ 2710,8 lên 6219,4 giai đoạn 2001 - 2008 tăng từ 6219,4 đến 8623,0 giai đoạn 2008 2015 Kết xây dựng khóa phân loại ảnh cho năm ảnh liệu phân loại cho thấy độ xác 80%, đồ trạng đất lâm nghiệp biến động diện tích sử dụng để phục vụ hoạt động có liên quan đến quản lý tài nguyên rừng vùng đệm thuộc VQG Xuân Sơn Từ khóa: Biến động, đất lâm nghiệp, GIS, viễn thám, VQG Xuân Sơn, vùng đệm I ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, tài nguyên rừng phạm vi toàn giới bị suy giảm cách báo động diện tích chất lượng kéo theo nhiều hệ lụy khủng khoảng sinh thái Vì vậy, quản lý rừng bền vững đã, chủ đề nóng nhiều quốc gia, nhiều tổ chức toàn nhân loại quan tâm Ngày nay, phát triển khoa học công nghệ khoa học kỹ thuật không kể đến đời ảnh vệ tinh công nghệ viễn thám GIS hỗ trợ người nhiều việc nghiên cứu biến động diện tích tài nguyên rừng, đồng thời tìm hiểu đề xuất biện pháp quản lý môi trường tài nguyên thiên nhiên mà không cần tiếp xúc trực tiếp Dữ liệu viễn thám có tính chất đa thời gian, đa phổ, phủ chùm diện tích rộng cho phép cập nhật thông tin tiến hành nghiên cứu cách nhanh chóng, hiệu tiết kiệm thời gian công sức Trong nghiên cứu trạng biến động tài nguyên rừng sử dụng ảnh viễn thám ngày tỏ ưu khả cập nhật thông tin phân tích biên động cách nhanh chóng Việc kết hợp sử dụng ảnh viễn 46 thám có độ phân giải cao việc quản lý tài nguyên hướng phục vụ cho công tác quy hoạch tài nguyên thiên nhiên nói chung tài nguyên rừng nói riêng Phú Thọ tỉnh nằm vị trí trung tâm miền núi phía Bắc, có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, có VQG Xuân Sơn 13 Vườn Quốc gia Việt Nam có tính đa dạng sinh thái phong phú, đa dạng sinh học cao tạo nên tiềm to lớn du lịch sinh thái cho tỉnh Tuy nhiên, năm gần tình trạng thay đổi diện tích rừng vùng đệm gây ảnh hưởng không nhỏ đến tính đa dạng sinh học, hệ sinh thái rừng, gây nhiều khó khăn cho quan chức việc quản lý Do vậy, cần có giải pháp ngăn chặn xâm phạm VQG trở thành vấn đề cấp thiết Để góp phần làm sở khoa học xác định nguyên nhân thay đổi không gian diện tích rừng, nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám Landsat GIS xây dựng đồ biến động diện tích rừng vùng đệm VQG Xuân Sơn, nghiên cứu thực với ba điểm Một là, xây dựng đồ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường trạng đất lâm nghiệp hai xã vùng đệm VQG Xuân Sơn Hai là, xây dựng đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2015 Ba là, xác định nguyên nhân suy giảm diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn nghiên cứu góp phần làm sở khoa học đưa giải pháp quản lý rừng hiệu tương lai xã vùng đệm thuộc VQG Xuân Sơn II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu thay đổi diện tích đất lâm nghiệp hai xã vùng đệm Đồng Sơn Xuân Sơn thuộc VQG Xuân Sơn giai đoạn trước năm VQG thành lập (2003) giai đoạn sau VQG thành lập nay, xác định yếu tố ảnh hưởng đến thay đổi diện tích rừng giai đoạn nghiên cứu TT 2.2 Phương pháp nghiên cứu a) Phương pháp kế thừa số liệu Thu thập tài liệu liên quan đến đồ: đồ địa hình, đồ trạng sử dụng đất phòng Tài nguyên môi trường huyện cung cấp; đồ trạng sử dụng đất, đồ quy hoạch Thu thập tài liệu liên quan thực trạng công tác quản lý rừng, bao gồm số liệu báo cáo tổng kết công tác hàng năm UBND huyện Tân Sơn, VQG Xuân Sơn xã Đồng Sơn, Xuân Sơn; tài liệu niên gián thống kê tỉnh Phú Thọ, báo cáo tổng kết hàng năm chương trình dự án lớn thực địa phương văn bản, sách pháp luật Nhà nước, tỉnh huyện liên quan đến khu vực nghiên cứu Kế thừa tư liệu ảnh viễn thám Landsat năm 2001, 2008, 2015 liệu đồ trạng khu vực nghiên cứu Bảng 01 Dữ liệu ảnh Landsat thu thập nghiên cứu Mã ảnh Thời gian Độ phân giải (m) LE71270452001327SGS00 23/10/2001 30 LT51270452008355BJC00 20/12/2008 30 LC81270462015294LGN00 21/10/2015 30 1/50000 Bản đồ trạng sử dụng đất lâm nghiệp 2014 vùng đệm Bản đồ địa hình, DEM 2011 Nguồn USGS USGS USGS VQG Xuân Sơn 30 USGS Nguồn: http://earthexplorer.usgs.gov b) Phương pháp thu thập xử lý số liệu Điều tra sơ bộ, lựa chọn điểm kiểm tra thực địa để đánh giá độ xác phương pháp phân loại ảnh Công trình nghiên cứu dùng phương pháp lựa chọn điểm điều tra ngẫu nhiên để chọn điểm xác định đối tượng toàn khu vực nghiên cứu Vị trí điểm khảo sát xác định tọa độ thiết bị GPS Trên sở toạ độ xác định GPS ảnh viễn thám, nghiên cứu xây dựng đồ trạng tài nguyên rừng phần mềm ArcGIS 10.1 Phương pháp giải đoán phân loại ảnh Landsat thực theo hình 01 Bước 1: Tiền xử lý ảnh viễn thám Landsat - Chuyển giá trị số ảnh giá trị xạ vật lý sensor chuyển đổi từ giá trị phổ xạ sensor sang phổ phản xạ vật thể phía khí Để xác định công thức chuyển đổi: giá trị số (Digital number - DN) ảnh giá trị xạ vật lý sensor từ giá trị xạ vật lý sensor giá tị phản xạ tầng khí vật thể Theo kết nghiên cứu công bố cho ảnh Landsat nhà cung cấp ảnh, trình chuẩn hóa chuẩn hóa ảnh thực qua bước: + Chuyển giá trị số (DN) ảnh giá TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 47 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường trị xạ vật lý sensor công thức: = × + (1) Trong đó: - L : Giá trị xạ phổ ống kính sensor; - Qcal: Giá trị số ảnh (DN); - ML: Giá trị RADIANCE_MULT_BAND_x; - AL: Giá trị RADIANCE_ADD_BAND_x + Chuyển giá trị xạ vật lí sensor giá trị phản xạ tầng khí vật thể (đối tượng) công thức: ρλ= (MρQcal + Aρ)/sin( sz) (2) Trong đó: - ρλ: Phản xạ tầng khí (Planetary TOA reflectancre) (thứ nguyên, đơn vị); - Qcal: Giá trị số ảnh (DN); - Mρ: Giá trị REFLECTANCE_MULT_BAND_x; - Aρ: Giá trị REFLECTANCE_ADD_BAND_x; - θsz: Góc thiên đỉnh (góc cao) mặt trời (độ) - Hiệu chỉnh hình học: Trước công việc phân tích, giải đoán ảnh, ảnh vệ tinh cần nắn chỉnh hình học để hạn chế sai số vị trí chênh lệch địa hình, cho hình ảnh gần với đồ địa hình phép chiếu trực giao Kết giải đoán phụ thuộc vào độ xác ảnh Do vậy, công việc quan trọng cho bước phân tích - Nắn chỉnh: Mục đích trình nắn chỉnh chuyển đổi ảnh quét tọa độ hàng cột pixel tọa độ trắc địa (tọa độ thực, hệ tọa độ địa lý hay tọa độ phẳng) Công việc nhằm loại trừ sai số vị trí điểm ảnh góc nghiêng ảnh gây hạn chế sai số điểm ảnh chênh lệch cao địa hình - Gom nhóm kênh ảnh: Dữ liệu ảnh thu nhận bao gồm kênh phổ riêng lẻ, cần phải tiến hành gom kênh ảnh để phục vụ việc giải đoán ảnh Khi ảnh thu thập ảnh viễn thám từ vệ tinh ảnh thu nằm dạng kênh phổ khác có dạng màu đen trắng Do vậy, để thuận lợi cho việc giải đoán ảnh tăng độ xác người ta thường tiến hành tổ hợp màu cho ảnh viễn thám Việc tổ hợp màu, trộn ảnh màu với ảnh đen trắng để tăng độ phân giải ảnh chỉnh lý đồ trạng Dữ liệu ảnh Landsat Tiền xử lý ảnh Landsat Phân loại ảnh Đánh giá kết sau phân loại Bản đồ địa hình Phương pháp phân loại không kiểm định, (NDVI) Đánh giá độ xác Bản đồ trạng rừng năm Bản đồ biến động rừng giai đoạn Hình 01 Các bước xây dựng đồ trạng thay đổi diện tích rừng 48 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường - Tăng cường chất lượng ảnh: Ảnh viễn thám sau tổ hợp tăng cường cách cho thêm band màu (Band Landsat 8) nhằm tăng cường độ phân giải 15 x 15 m - Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu: Thông thường cảnh ảnh viễn thám thu thường có diện tích rộng thực địa, đối tượng nghiên cứu sử dụng phần diện tích nhỏ cảnh ảnh Để thuận tiện cho việc xử lý ảnh nhanh, tránh thời gian việc xử lý phân loại ảnh khu vực không cần thiết, cần cắt bỏ phần thừa cảnh ảnh Một lớp liệu ranh giới khu vực nghiên cứu sử dụng để cắt tách khu vực nghiên cứu đề tài khỏi tờ ảnh Bước 2: Phân loại ảnh * Giải đoán ảnh mắt (Visual Interpretation): Giải đoán mắt sử dụng mắt người với trí tuệ để tách chiết thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh Phương pháp sử dụng để hỗ trợ phương pháp phân loại ảnh khác nghiên cứu Ngoài ra, nghiên cứu sử dụng số công cụ hỗ trợ Google Earth, Google Map giải đoán mắt coi phương pháp phổ biến mà đáp ứng mức độ xác cần thiết * Chỉ số thực vật NDVI: Phương pháp dùng số thực vật NDVI sử dụng Chỉ số thực vật hay số thực vật chuẩn hóa khác biệt (NDVI Normalized Difference Vegetation Index) đại lượng thay số lượng thực vật điều kiện sống Chỉ số liên kết với đặc điểm độ che phủ thực vật sinh khối, số diện tích phần trăm thực phủ (Nguyễn Hải Hòa Nguyễn Hữu An, 2016) Chỉ số thực vật NDVI xác định dựa phản xạ khác thực vật thể kênh phổ khả kiến kênh phổ cận hồng ngoại, dùng đề biểu thị mức độ tập trung thực vật mặt đất Chỉ số thực vật tính toán theo công thức: ( NDVI = ( ) ) (3) Trong đó: NDVI số thực vật; BNIR kênh cận hồng ngoại; BR kênh màu đỏ Giá trị số thực vật dãy số từ -1 ÷ +1 Nếu giá trị NDVI cao khu vực có độ che phủ thực vật tốt Nếu giá trị NDVI thấp khu vực có độ thực phủ thấp Nếu giá trị NDVI âm cho thấy khu vực thực vật * Phân loại không kiểm định (Unsupervised classification): Trong nghiên cứu này, phương pháp phân loại không kiểm định sử dụng để hỗ trợ cho phương pháp số thực vật NDVI nhằm kiểm tra lại đối tượng nghi ngờ Đây phương pháp phân loại ảnh túy theo tính chất phổ mà rõ tên hay tính chất phổ lớp phổ đó, việc đặt tên mang tính tương đối Khác với phân loại có kiểm định, phân loại không kiểm định không tạo vùng mẫu (vùng thử nghiệm) mà việc phân lớp phổ trình phân lớp phổ đồng thời với trình phân loại ảnh Số lượng tên lớp xác định tương đối mặt đất theo phương pháp thống kê (Nguyễn Hải Hòa Nguyễn Hữu An, 2016) Bước 3: Đánh giá độ xác xử lý ảnh sau phân loại Đánh giá độ xác sau phân loại ảnh: Được sử dụng để đánh giá chất lượng ảnh vệ tinh giải đoán so sánh độ tin cậy kết phương pháp khác phân loại ảnh viễn thám Sau phân loại ảnh, cần thực qui trình xử lý hậu phân loại để tạo lớp có khả xuất đồ cách khái quát hóa thông tin Đối với năm ảnh 2001 2008 tư liệu để kiểm tra, đánh giá độ xác đồ, nghiên cứu xây dựng khóa phân loại NDVI năm 2015, sau dùng khóa phân loại TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 49 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường để xác định độ xác năm ảnh 2001 2008 Bước 4: Thành lập đồ trạng rừng trồng năm nghiên cứu Qui tắc tính toán mối liên hệ tỷ lệ đồ với độ phân giải chia mẫu tỷ lệ đồ cho 2*1000 để tìm kích thước với đơn vị m Công thức tính tỷ lệ đồ từ độ phân giải là: Tỷ lệ đồ = Độ phân giải (m) * * 1000 (4) Dữ liệu viễn thám sử dụng đề tài có độ phân giải không gian 30 m, theo công thức tỷ lệ đồ phù hợp cho khu vực nghiên cứu 1:60000 Ngoài ra, để thành lập đồ hoàn chỉnh, cần bổ sung thêm chi tiết hệ thống lưới chiếu, giải, thước tỷ lệ kim hướng Bước 5: Thành lập đồ biến động rừng trồng qua thời kỳ Xác định biến động từ ảnh gốc theo kênh phổ: Phương pháp so sánh giá trị DN kênh hai thời điểm chụp ảnh khác nhau, cách tạo ảnh hiệu số hai kênh đó: NDVIchange = NDVIYear 1- NDVIYear (5) III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Xây dựng đồ trạng đất lâm nghiệp xã Đồng Sơn Xuân Sơn Xây dựng khóa phân loại ảnh năm 2015: Hình 02 Giá trị NDVI khu vực nghiên cứu (dữ liệu Landsat 8: 21/10/2015) Qua hình 02 cho thấy số thực vật NDVI khu vực nghiên cứu dao động từ 0,075 ÷ 0,855, giá trị NDVI lớn mức độ đậm đặc thực vật cao Qua kết điều tra thực địa cho thấy số NDVI cao (> 0,644) đất có rừng, khu vực có số NDVI thấp (từ 0,561 đến nhỏ 0,644) khu vực đất lâm nghiệp chưa có rừng, che phủ tràng cỏ, bụi, khu vực có số NDVI thấp (< 0,561) đối tượng khác, bao 50 gồm đất nông nghiệp, đất thổ cư, đường giao thông, nước mặt Độ xác khóa phân loại bảng 03 cho thấy kết sử dụng với độ tin cậy 86,5% Dựa vào kết này, viết xây dựng khóa phân loại ảnh sở chia làm ba đối tượng đất lâm nghiệp có rừng, đất lâm nghiệp chưa có rừng đối tượng khác Khóa phân loại sử dụng để phân loại ảnh năm 2001 2008 Kết đánh giá độ xác đồ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Xây dựng đồ trạng đất lâm nghiệp: Để đánh giá cách khách quan diện tích rừng đánh giá ảnh hưởng sách lâm nghiệp đến hoạt động phát triển vùng đệm sau VQG Xuân Sơn thành lập, viết lựa chọn liệu ảnh Landsat (2001), Landsat (2008) Landsat (2015) Kết xây dựng đồ tính toán diện tích trình bày bảng 02 hình 03 04 Bảng 02 Diện tích đất lâm nghiệp xã Đồng Sơn Xuân Sơn năm nghiên cứu (ha) Năm 2001 2008 2015 Địa điểm ĐS XS ĐS XS ĐS XS Đất có rừng (ha) Đất chưa có rừng (ha) Đối tượng khác (ha) Tổng (ha) Ghi 765,7 1945,1 1613,4 2131,8 1955,7 2442,5 4334,9 6519,4 VQG chưa thành lập 2065,3 4154,0 1154,3 1138,8 1115,2 1226,6 4334,9 6519,4 Sau thành lập VQG 2914,7 5708,3 991,0 678,2 429,1 132,9 Hình 03 Hiện trạng phân bố không gian diện tích đất lâm nghiệp xã Đồng Sơn Xuân Sơn năm 2001 (Landsat năm 2001) Qua bảng 02 cho thấy tổng diện tích đất lâm nghiệp, đặc biệt đất lâm nghiệp rừng sau VQG Xuân Sơn thành lập tăng lên theo năm nghiên cứu Tổng diện tích đất lâm nghiệp xã Đồng Sơn vào năm 2001 2379,1 (765,7 đất có rừng) xã Xuân Sơn 4076,9 (1945,1 đất có rừng) Diện tích đất lâm nghiệp tiếp tục tăng vào năm 2008 2015 Cụ thể, vào năm 2008, tổng diện tích đất 4334,9 Sau thành lập VQG 6519,4 XS: xã Xuân Sơn, ĐS: xã Đồng Sơn Hình 04 Hiện trạng phân bố không gian diện tích đất lâm nghiệp xã Đồng Sơn Xuân Sơn năm 2015 (Landsat năm 2015) lâm nghiệp xã Đồng Sơn 3219,6 (2056,3 đất có rừng), Xuân Sơn 5292,8 (4151 đất có rừng), năm 2015 xã Đồng Sơn 3905,7 (2914,7 có rừng) xã Xuân Sơn 6386,5 (5708,3 đất có rừng) Điều cho thấy có chuyển biến tích cực liên quan đến phát triển rừng sau VQG thành lập, thể vai trò tích cực VQG Xuân Sơn xã vùng đệm TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 51 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Đánh giá độ xác đồ: Thu thập mẫu để đánh giá độ xác đồ thực thực địa thông qua sử dụng máy GPS Garmin 650 Kết điều tra thực địa lưu file số liệu Excel thống kê thông tin điểm thực địa đồ, bao gồm số hiệu điểm, tọa độ X, Y, trạng đất lâm nghiệp khu vực vị trí điểm File số liệu đưa vào phần mềm Năm 2015 2008 2001 ArcGIS kèm theo sơ đồ điểm thực địa Sau tiến hành so sánh giá trị thực địa với giá trị ảnh phân loại từ đề tài đánh giá độ xác năm ảnh (bảng 03) Độ xác phân loại kết cuối đánh giá dựa vào kết khảo sát thực địa, điểm lấy mẫu tập trung vào khu vực chưa khảo sát Bảng 03 Đánh giá độ xác đồ năm nghiên cứu Đất Đất Đối tượng Phân loại Tổng có rừng chưa có rừng khác Đất LN có rừng 30 32 Đất LN chưa có rừng 32 26 Đối tượng khác 32 27 Tổng 34 28 34 96 32 26 Đất LN có rừng 32 24 Đất LN chưa córừng 32 27 Đối tượng khác 34 28 34 96 Tổng Kết đánh giá độ xác ảnh phân loại năm 2001 2008 theo khóa phân loại cho thấy độ xác 80,2%, kết cao chấp nhận 3.2 Xây dựng đồ biến động đất lâm nghiệp Từ kết đồ trạng phân bố không gian diện tích đất lâm nghiệp năm 2001, 2008 Độ xác (%) 93,8 81,3 84,4 86,5 81,3 75,0 84,4 80,2 2008 2015, nghiên cứu tiến hành xây dựng đồ biến động đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008 2008 - 2015 Kết thể bảng 04, bảng 05, hình 05 hình 06 Biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008: Bảng 04 Biến động diện tích đất lâm nghiệp khu vực nghiên cứu giai đoạn 2001 – 2008 (ha) Đất LN có rừng hai xã Diện tích (ha) 2001 2008 2710,8 6219,4 Đất LN chưa có rừng hai xã 3745,3 Đối tượng 2293,1 Biến động Diện tích (ha) Tỷ lệ(%) +3508,6 +129,4 - 1452,2 -38,8 Đối tượng khác 4398,2 2341,8 - 2056,4 -46,8 Giá trị (-) diện tích đất lâm nghiệp suy giảm, giá trị (+) diện tích đất lâm nghiệp tăng lên Kết bảng 04 cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng hai xã nghiên cứu tăng lên 3508,6 (129,4%) giai đoạn 2001 - 2008, diện tích đất lâm nghiệp chưa có rừng đối tượng khác giảm hoạt động trồng rừng triển khai sau VQG thành lập VQG Cụ thể, diện tích đất lâm nghiệp chưa có rừng giảm 1452,2 đối 52 tượng khác giảm 2056,4 Biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2008 - 2015: Tương tự kết xây dựng đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 2008, diện tích đất lâm nghiệp biến động giai đoạn 2008 - 2015 tổng hợp bảng 05 hình 06 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Bảng 05 Biến động diện tích đất lâm nghiệp hai nghiên cứu giai đoạn 2008 – 2015 (ha) Diện tích (ha) Biến động Đối tượng 2008 2015 Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Đất LN có rừng hai xã 6219,4 8623,0 +2403,6 +38,6 Đất LN chưa có rừng hai xã 2293,1 1669,2 -623,9 -27,2 Đối tượng khác 2341,8 562,1 -1779,8 - 76,0 Giá trị (-) diện tích đất lâm nghiệp suy giảm, giá trị (+) diện tích đất lâm nghiệp tăng lên Kết bảng 05 cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng tiếp tục tăng lên thay phần diện tích đất lâm nghiệp chưa có rừng Hình 05 Bản đồ biến động diện rừng khu vực nghiên cứu giai đoạn 2001 – 2008 Nhìn chung: Từ kết biến động diện tích đất lâm nghiệp hai giai đoạn 2001 - 2008 giai đoạn 2008 - 2015 cho thấy so thời gian trước thành lập VQG (trước 2003) diện tích đất lâm nghiệp khu vực nghiên cứu chủ yếu đất bỏ hoang đất lâm nghiệp chưa có rừng Sau VQG thành lập với sách trồng rừng 661 327 cải thiện trạng rừng, diện tích đất lâm nghiệp chưa có rừng phủ xanh rừng 3.3 Nguyên nhân thay đổi diện tích rừng qua giai đoạn 3.3.1 Nguyên nhân gây suy giảm diện tích Kết nghiên cứu cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng liên tục tăng qua giai đối tượng khác Diện tích đất lâm nghiệp có rừng năm 2015 chiếm 8623,0 tăng thêm 2403,6 (38,6%) so với năm 2008 Hình 06 Bản đồ biến động diện rừng khu vực nghiên cứu giai đoạn 2008 – 2015 đoạn 2001 - 2008 2008 - 2015 Tuy nhiên, xem xét cục số nơi diện tích rừng bị giảm tác động tiêu cực cộng đồng địa phương tới tài nguyên rừng, hoạt động tự nhiên xuất phát từ nhu cầu sống Qua kết nghiên cứu cho thấy người dân vùng đệm sống phụ thuộc nhiều vào rừng, sử dụng tài nguyên rừng cách bất hợp pháp chương trình khuyến khích người dân vùng đệm chưa thực hiệu quả, chưa cải thiện đáng kể chất lượng sống người dân, vậy, mức độ hạn chế tác động người dân vào tài nguyên rừng chưa cao Nhìn chung nghiên cứu gắn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 53 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường bó chặt chẽ sống người dân địa phương với rừng, nguồn thu nhập từ khai thác lâm sản canh tác nương rẫy chiếm vị trí quan trọng tổng thu nhập nông hộ Hiện tại, nông hộ có chuyển đổi sinh kế, song số lượng ít, tập trung hộ có hiểu biết có vốn đầu tư (Nguyễn Trường Sơn, 2013) Một nghiên cứu khác Đỗ Anh Tuấn (2001) KBTTN Pù Mát cho thầy hầu hết người dân địa phương sử dụng tài nguyên rừng cách bất hợp pháp Tại Phù Mát, trung bình có 34% tổng thu nhập hàng năm hộ gia đình vùng đệm 62% tổng thu nhập hộ gia đình vùng bảo vệ nghiêm ngặt từ rừng Việc thành lập KBTTN (1997) làm giảm 30% - 71,4% diện tích đất khoảng 50% thu nhập từ rừng người dân địa phương Mặc dù có vài chương trình hỗ trợ thực KBTTN, chúng chưa bù lại mát thành lập KBTTN (Đỗ Anh Tuấn, 2001) Năm 2013, Nguyễn Đình Đại thực nghiên cứu số giải pháp quản lý bền vững tài nguyên rừng xã nằm Vườn Quốc Gia Hoàng Liên (Lào Cai) Kết cho thấy nguyên nhân gián tiếp tác động làm suy giảm nguồn tài nguyên thực vật VQG Hoàng Liên xuất phát chủ yếu từ điều kiện kinh tế xã hội cộng đồng dân cư khu vực (Nguyễn Đình Đại, 2013) Như vậy, qua kết nghiên cứu tương tự tác giả cho thấy nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng rừng suy giảm diện tích rừng xuất phát từ áp lực sinh kế người dân từ xã vùng đệm Để giải vấn đề Dân tộc Mường Dao Trung bình 54 cần có nghiên cứu giải pháp phát triển sinh kế bền vững đẩy mạnh hoạt động tuyên truyền nâng cao nhận thức người dân Để đánh giá mối quan hệ yếu tố địa hình với khu vực rung, đề tài xây dựng đồ phân cấp độ cao khu vực nghiên cứu, kết thể hình 07 Qua kết nghiên cứu xã Đồng Sơn Xuân Sơn, so sánh kết biến động rừng giai đoạn 20012008 (hình 05) kết biến động rừng giai đoạnh 2008 - 2015 (hình 06), thấy diện tích rừng bị khu vực có độ cao thấp, giao thông thuận tiện Hình 07 Mối quan hệ thay đổi diện tích rừng với độ cao khu vực nghiên cứu giai đoạn 2001 - 2008, 2008 - 2015 Từ kết phân tích kết hợp phương pháp điều tra xã hội học, nghiên cứu đưa số nguyên nhân gây suy giảm diện tích rừng * Hoạt động đốt nương làm rẫy: Bảng 06 Mức độ đốt nương làm rẫy hộ gia đình Số hộ Số hộ tham Tỉ trọng Tham gia đốt nương vấn gia (%) làm rẫy 30 20,0 30 20,7 23,3 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Kết bảng 06 cho thấy việc đốt nương làm rẫy hoạt động thường xuyên diễn năm (trung bình lần năm) người dân khu vực (trung bình 7/30 hộ nhiều tham gia đốt nương) Đây nguyên nhân làm cho diện tích rừng vài nơi khu vực nghiên cứu bị suy giảm * Hoạt động khai thác gỗ: Người dân sống phụ thuộc vào rừng tài nguyên để họ khai thác gỗ với mục đích khác nhau, có hai mục đích bao gồm khai thác dùng làm vật liệu xây dựng phục vụ đời sống họ khai thác để có nguồn thu nhập kinh tế Qua điều tra cho thấy mức độ khai thác gỗ thể thông qua bảng 07 Bảng 07 Mức độ khai thác tài nguyên gỗ hộ gia đình khu vực nghiên cứu Số hộ Số hộ tham Tỉ trọng Khối lượng khai thác Dân tộc vấn gia (%) trung bình (m3/năm) Mường 30 23,3 1,5 Dao 30 16,7 1,4 Trung bình 20,0 1,5 * Hoạt động khai thác củi: Củi loại lâm sản gỗ phục vụ cho nhu cầu thiết yếu người dân, đặc biệt cộng đồng dân tộc thiểu số vùng cao Họ sử dụng củi cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày để đun nấu, chăn nuôi Kết điều tra 60 HGĐ cho thấy 100% số hộ tham gia khai thác củi, khối lượng khai thác củi trung bình 60 HGĐ 16,5m3/năm Bảng 08 Mức độ khai thác củi hộ gia đình khu vực nghiên cứu Số hộ Số hộ tham Tỉ trọng Khối lượng khai thác Dân tộc vấn gia (%) trung bình (m3/năm) Mường 30 30 100 16,0 Dao 30 30 100 17,0 Trung bình 30 100 16,5 3.3.2 Nguyên nhân tăng diện tích rừng Diện tích đất lâm nghiệp có rừng khu vực nghiên cứu giai đoạn 2001 - 2015 tăng từ 2710,8 lên 8623,0 ha, tác động tích từ việc thực sách hiệu công tác quản lý bảo vệ rừng địa TT phương Nhận thức tầm quan trọng việc ổn định phát triển KBTTN VQG, nhằm hỗ trợ việc bảo tồn tài nguyên rừng, Nhà nước triển khai nhiều sách (bảng 09) Bảng 09 Các sách áp dụng khu vực nghiên cứu Nội dung sách Dự án 327: Trồng bảo vệ rừng, nâng cao ý thức bảo vệ rừng người dân Dự án sách 661: Trồng bảo vệ rừng, nâng cao ý thức bảo vệ rừng người dân Dự án: “Cải thiện đời sống người dân Vườn quốc gia Xuân Sơn góp phần quản lý rừng bền vững” Vương quốc Đan Mạch tài trợ Dự án bảo vệ phát triển rừng Dự án trồng rừng 661 Dự án trồng rừng 327 Dự án: Nâng cao lực bảo vệ đa dạng sinh học sử dụng tài nguyên thiên nhiên Vườn Quốc gia Xuân Sơn Năm áp dụng 1992 1999 2007 - 6/2010 2011 - 2012 1999 - 2010 1992 - 2004 2003 - 2015 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 55 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Đánh giá chung: Mặc dù nhiều tác động người dân sinh sống vùng đệm lên diện tích rừng dẫn đến diện tích rừng suy giảm cục số khu vực thuộc hai xã nghiên cứu, song nhìn chung diện tích đất lâm nghiệp có rừng từ năm 2001 đến năm 2015 tăng lên đáng kể, đặc biệt giai đoạn sau VQG Xuân Sơn thành lập IV KẾT LUẬN Sử dụng công nghệ viễn thám GIS xây dựng đồ trạng rừng đồ biến động diện tích rừng trở nên phổ biến Việt Nam Nghiên cứu xây dựng thành công sở liệu đồ trạng rừng năm 2001, 2008 2015 Trên sở đó, đề tài xây dựng đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 – 2008 2008 – 2015, kết cho thấy diện tích đất lâm nghiệp có rừng tăng lên cách đáng kể, đặc biệt sau VQG thành lập Kết xây dựng khóa phân loại ảnh cho năm ảnh liệu phân loại cho thấy độ xác 80%, đồ trạng đất lâm nghiệp biến động diện tích sử dụng để phục vụ hoạt động có liên quản lý tài nguyên rừng vùng đệm thuộc VQG Diện tích đất lâm nghiệp có rừng khu vực nghiên cứu tăng từ 2710,8 (2001) lên 6219,4 (2008) tronggiai đoạn 2001 - 2008 tăng từ 6219,4 (2008) đến 8623,0 (2015) giai đoạn 2008 - 2015 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Đại (2013) Nghiên cứu số giải pháp quản lý bền vững tài nguyên rừng xã nằm Vườn Quốc gia Hoàng Liên - tỉnh Lào Cai Nguyễn Hải Hòa, Nguyễn Hữu An (2016) Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat GIS xây dựng đồ sinh khối trữ lượng cácbon rừng trồng Keo Lai (Acacia hybrid) huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp 4:70-78 Nguyễn Trường Sơn (2008) Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh công nghệ GIS việc giám sát trạng tài nguyên rừng Báo cáo khoa học, Trung tâm viễn thám quốc gia, Hà Nội Đỗ Anh Tuấn (2001) Nghiên cứu số nguyên tắc giải pháp quản lý khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Mát Thủ tướng phủ (2006) Quyết định Thủ tướng phủ số việc phê duyệt Chương trình điều tra đánh giá theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc thời kỳ 2006 - 2010 Hà Nội APPLICATION OF LANDSAT DATA AND GIS TO QUANTIFY CHANGES IN FOREST LAND IN THE BUFFER ZONES OF XUAN SON NATIONAL PARK Nguyen Hai Hoa1, Nguyễn Văn Quốc2 1,2 Vietnam National University of Forestry SUMMARY Using remote sensing and GIS technologies in constructing the status of forest maps as well as changes in extents of forest has become commonly in Vietnam The study has successfully constructed forest status in 2001, 2008 and 2015 in two buffer zones of Xuan Son National Park, namely Xuan Son and Dong Son, Phu Tho Province Based on the extents of forest maps defined, study has quantified changes in forests during the periods of 2001 - 2008 and 2008 - 2015 As a result, findings show that the extents of forests have increased remarkably, in particular after the establishment of Xuan Son National Park The extents of forests have increased from 2710.8 (2001) to 6219.4 (2008) during the period of 2001 - 2008 and increased from 6219.4 (2008) to 8623.0 (2015) during the period of 2008 - 2015 Result of constructing a key for image classification shows that images without reference data for classification have over 80% of map accuracies Therefore, maps of forest status as well as changes in forests can be used for forest resource management activities under the National Park management Keywords: Buffer zone, changes, forest land, GIS, remote sensing, Xuan Son National Park Ngày nhận Ngày phản biện Ngày định đăng 56 : 13/4/2017 : 20/4/2017 : 25/4/2017 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3-2017 ... biến động diện tích rừng trở nên phổ biến Việt Nam Nghiên cứu xây dựng thành công sở liệu đồ trạng rừng năm 2001, 2008 2015 Trên sở đó, đề tài xây dựng đồ biến động diện tích đất lâm nghiệp giai... hành xây dựng đồ biến động đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008 2008 - 2015 Kết thể bảng 04, bảng 05, hình 05 hình 06 Biến động diện tích đất lâm nghiệp giai đoạn 2001 - 2008: Bảng 04 Biến động diện. .. nghiên cứu xã Đồng Sơn Xuân Sơn, so sánh kết biến động rừng giai đoạn 20012008 (hình 05) kết biến động rừng giai đoạnh 2008 - 2015 (hình 06), thấy diện tích rừng bị khu vực có độ cao thấp, giao thông