Nghiên cứu thực hiện ở lưu vực sông Lam, có diện tích 17.900 km2 (phần lãnh thổ Việt Nam), với mục đích xây dựng bản đồ hệ sinh thái phục vụ phân vùng môi trường. Các thông tin trên lưu vực gồm: địa hình, khí hậu, đất thể hiện sự phân hóa các nhân tố vô sinh; thảm thực vật là lớp dữ liệu thể hiện sự phân bố nhân tố hữu sinh, được xác định dựa trên phân tích ảnh Landsat 8 kết hợp thực địa.
HNUE JOURNAL OF SCIENCE Social Sciences, 2020, Volume 65, Issue 5, pp 84-92 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1067.2020-0031 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HỆ SINH THÁI LƯU VỰC SƠNG LAM Trần Thị Tuyến Viện Nơng nghiệp Tài nguyên, Trường Đại học Vinh Tóm tắt Nghiên cứu thực lưu vực sơng Lam, có diện tích 17.900 km2 (phần lãnh thổ Việt Nam), với mục đích xây dựng đồ hệ sinh thái phục vụ phân vùng môi trường Các thoog tin lưu vực gồm: địa hình, khí hậu, đất thể phân hóa nhân tố vô sinh; thảm thực vật lớp liệu thể phân bố nhân tố hữu sinh, xác định dựa phân tích ảnh Landsat kết hợp thực địa Các liệu sử dụng để xây dựng đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam phương pháp chồng xếp, chỉnh hợp đồ thành phần với hỗ trợ GIS Nghiên cứu xác định 13 hệ sinh sinh thái chính, thể đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam tir lệ 1:100.000 Trong đó, chiếm diện tích lớn hệ sinh thái rừng, phân bố chủ yếu khu vực thượng lưu trung lưu Các hệ sinh thái ao đầm, rừng ngập mặn chiếm diện tích bé nhất, phân bố hạ lưu Từ khóa: Lưu vực sơng Lam, Hệ sinh thái, Bản đồ hệ sinh thái Mở đầu Hệ sinh thái (HST) xác định kết hợp quần xã sinh vật với môi trường vật lí mà quần xã sinh sống (mơi trường sống), sinh vật tương tác với với mơi trường để tạo nên chu trình vật chất chuyển hóa lượng (Vũ Trung Tạng, 2005, 2009) [2] Các HST tự nhiên, nhân tạo có chức vai trị khác cung cấp dịch vụ hệ sinh thái định, thơng tin quan trọng để xác định chức môi trường lãnh thổ Bản đồ hệ sinh thái đồ chuyên đề biểu diễn đơn vị hệ sinh thái, nghĩa thể tổng hợp điều kiện mơi trường sống (địa hình, đất, khí hậu,…) sinh vật Bản đồ hệ sinh thái thường đồ sở cho ứng dụng nghiên cứu ứng dụng như: nuôi trồng thủy sản, xây dựng khu tồn, nhạy cảm vùng bờ, dịch vụ sinh thái,… Hiện nay, vấn đề phương pháp luận đồ hệ sinh thái quy chuẩn chưa thống Tuy nhiên, loại đồ nội dung hệ sinh thái đồ cảnh quan, đồ sinh thái cảnh quan trở thành cốt lõi Địa lí học để nghiên cứu phân hóa lãnh thổ với nguyên tắc, phương pháp thành lập, quy chuẩn hoàn chỉnh (A.G Ixtrenko, 1969, 1985; Nguyễn Thành Long, Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Cao Huần, Nguyễn Ngọc Khánh,…) [3, 4, 5] Gần đây, nguyên tắc, phương pháp Bùi Văn Vượng cộng áp dụng để thành lập đồ hệ sinh thái khu vực Bái Tử Long [6] Lưu vực sơng (LVS) Lam có diện tích 17.900 km2 (phần lãnh thổ Việt Nam), nằm vùng nhiệt đới gió mùa, đa dạng địa hình loại đất, khí hậu, hệ động thực vật phong phú Các hệ sinh thái cạn rừng, HST đất ngập nước sông suối kiểu HST tiêu biểu Trước tác động cấc yếu tố tự nhiên nhân sinh, hệ sinh thái bị biến đổi, loại tài nguyên thiên nhiên nhiều hệ sinh thái có nguy biến Để phục hồi, bảo tồn khai thác hệ sinh thái cho phát triển kinh tế xã hội, cần xác định Ngày nhận bài: 11/3/2020 Ngày sửa bài: 27/4/2020 Ngày nhận đăng: 10/5/2020 Tác giả liên hệ: Trần Thị Tuyến Địa e-mail: tuyentt@vinhuni.edu.vn 84 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam không gian phân bố, ranh giới hệ sinh thái làm sở cho quy hoạch phát triển Trong nghiên cứu này, đồ hệ sinh thái lưu vực sơng Lam thành lập với mục đích phân vùng chức môi trường định hướng hoạt động kinh tế ưu tiên, tỉ lệ đồ lựa chọn 1:100.000 Đây hướng tiến hành nhiều quốc gia châu Âu, Mỹ, Phân vùng chức mơi trường dựa nhiều tiếp cận khác nhau, đó, tiếp cận hệ sinh thái đạt thực Trung Quốc, Úc, Brazil, Peru, Ecuador, Venezuela Phân vùng môi trường hiểu “là việc phân chia lãnh thổ thành hệ thống vùng/tiểu vùng với đặc trưng riêng phản ánh thực tế khách quan môi trường, sinh thái, trạng tiềm sử dụng lãnh thổ, từ đưa định hướng sử dụng, phát triển bảo vệ tài nguyên môi trường phù hợp với vùng tiểu vùng, nhằm mục tiêu phát triển bền vững”[1] Trong phân vùng môi trường, hệ sinh thái tảng quan trọng đơn vị không gian chứa đựng tổng hợp nhân tố sinh vật vơ sinh (mơi trường sống) Hình Sơ đồ khu vực nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 2.1 Dữ liệu Dữ liệu đồ HST lưu vực sông Lam bao gồm liệu môi trường sống: địa hình, đất, nhiệt độ, lượng mưa liệu sinh vật (chủ yếu thảm thực vật) Các liệu sử dụng bao gồm: - Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:100.000, thành lập Bộ Tài nguyên Môi trường); - Dữ liệu lượng mưa, nhiệt độ, xạ năm 2017 (nguồn: trung tâm khí tượng Bắc Trung Bộ); - Bản đồ thổ nhưỡng tỉ lệ 1:100.000 (nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường); - Ảnh Landsat 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp GIS - Viễn thám Ảnh viễn thám (landsat 8) thành lập phương pháp phân loại giám sát, thành lập đồ trạng lớp phủ thực vật 85 Trần Thị Tuyến Bảng Một số mẫu khóa mẫu giải đốn Nhận diện đối tượng Mẫu khóa Ảnh kiểm chứng Tọa độ đo từ GPS 19°34'33.10" N105°3'26.26"E Rừng tự nhiên Rừng hỗn giao 19°27'23.15" N104°53'8.35"E Rừng trồng 19°33'15.91"N 105°12'40.20"E 19°34'43.59"N 105°2'10.01"E Cây lâu năm Dữ liệu xạ Dữ liệu lượng mưa Dữ liệu nhiệt độ Ảnh Landsat Nội suy, mô lên khơng gian Bản đồ địa hình Giải đốn ảnh Bản đồ khí hậu Bản đồ thổ nhưỡng Khảo sát thực địa Chồng xếp, chỉnh hợp đồ Bản đồ lớp phủ bề mặt Điều tra bổ sung ngoại nghiệp, điều chỉnh ranh giới Bản đồ Hệ sinh thái Hình Quy trình thành lập Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam tỉ lệ 1:100.000 86 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam Hệ thống thơng tin địa lí GIS Xây dựng, quản lí liệu biên tập liệu (địa hình, đất, nhiệt độ, lượng mưa thực vật) Mỗi kiểu HST thể phương pháp màu, nét trải, phối kết hợp Phần mềm ArcGIS 10.2 (định dạng *.shp) sử dụng để quản lí thành lập đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam Các cơng cụ phần mềm ArcGIS hỗ trợ q trình chồng xếp lớp đồ thành phần (intersect) xử lí khơng gian (chỉnh hợp ranh giới), cập nhật liệu thơng tin thuộc tính 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa Khảo sát thực địa tiến hành hệ sinh thái đặc trưng, mang tính đại diện lưu vực Các HST đặc trưng xác định theo đặc điểm quần xã sinh vật chiếm ưu xác định theo yếu tố địa hình - địa mạo như: HST rừng núi đất, HST rừng núi đá vôi, HST rừng ngập mặn theo yếu tố nhân tác HST đồng ruộng khu dân cư, HST đô thị Tại vị trí khảo sát, điểm đồ xác định GPS cầm tay thực địa - Tuyến khảo sát: tuyến khảo sát lập nguyên tắc đảm bảo qua nhiều hệ sinh thái điển hình lưu vực Cụ thể: tuyến khảo sát thượng lưu (Kì Sơn, Tương Dương, Quế Phong) đến trung lưu (Thanh Chương, Tân Kì) kết thúc hạ lưu (Hưng Hòa – TP.Vinh, Đức Thọ - Hà Tĩnh) - Điểm khảo sát: Các điểm khảo sát xác định dựa ảnh vệ tinh đồ sơ Các điểm khảo sát phân bổ tương đối hệ sinh thái khác 2.3 Kết nghiên cứu thảo luận 2.3.1 Nội dung đồ HST lưu vực sông Lam Các nhân tố hệ sinh thái gồm nhân tố hữu sinh nhân tố vơ sinh (địa hình, đất, yếu tố khí hậu) Vì vậy, để thành lập đồ hệ sinh thái, lớp liệu địa hình, đất, khí hậu xây dựng Địa hình lưu vực sơng Lam phân hóa phức tạp theo chiều Tây Bắc - Đông Nam: độ cao, dốc lớn, phân cắt mạnh mẽ khu vực thượng lưu, độ cao chủ yếu từ 1.500 – 2000m (Quế Phong, Tương Dương, Quỳ Châu, Hương Khê,…), khu vực núi cao lên đến 2700m (Kì Sơn); thấp vùng trung lưu với địa hình chủ yếu núi thấp đồi cao (Nghĩa Đàn, Thanh Chương, Hương Sơn,…), độ cao từ 500 – 1500m; hạ lưu chủ yếu đồng với địa hình phẳng (Nam Đàn, Đức Thọ, Thành phố Vinh, ) Với phân hóa đó, liệu độ cao địa hình (đường bình độ) phân cấp thành đai cao: < 500m, 500 – 1000m, 1000 – 1500m, 1500 – 2000m, 2000 – 2500m > 2500m Phân cấp lượng mưa Phân cấp địa hình Hình Mơ phân cấp liệu lượng mưa địa hình 87 Trần Thị Tuyến Khí hậu (lượng mưa, nhiệt độ xạ) có phân hóa rõ rệt vùng ảnh hưởng địa hình Những vùng có điều kiện địa hình thuận lợi cho việc đón gió (dạng phễu) tạo nên tâm mưa lớn lưu vực vùng sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu, sông Giăng với lượng mưa năm trung bình đạt 2.000 - 2.400mm; Ngược lại, khu vực thung lũng, bao quanh dãy núi, ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc gió mùa Tây Nam dần, lượng mưa năm nhỏ vùng Cửa Rào, Khe Bố có năm lượng mưa đạt từ 500 - 700mm Nhiệt độ phân hóa chủ yếu theo độ cao địa hình, trung bình 17 – 21 độ vùng núi, 23 – 35 độ đồng Bức xạ dao động từ 120 – 150 kcal/năm Với diện tích lớn, lại phân hóa phức tạp, lưu vực sông Lam gồm nhiều loại đất thuộc nhóm sau: đất mùn vàng núi, đất đỏ vàng loại mẫu chất khác (trên đá macma axit, đá biến chất, sa thạch cuội kết, đá vôi) phân bố chủ yếu núi thấp đồi, Đất nâu đỏ bazan vùng Phủ Quỳ; Nhóm đất phù sa đồng Thảm thực vật nhân tố hữu sinh hệ sinh thái, nhân tố trội việc phân định ranh giới hệ sinh thái đồ Trên sở kết giải đoán ảnh Landsat, hệ sinh thái điển hình xác định kiểm tra thực địa (Bảng 2) Bảng Phân bố điểm khảo sát thực địa theo hệ sinh thái Bản đồ khu vực khảo sát Địa điểm Hệ sinh thái Kì Sơn, HST rừng tự Quế Phong nhiên rộng TX giàu TN Tương Dương HST rừng tự nhiên rộng TX nghèo TN Tương HST rừng tự Dương, Kì nhiên Sơn rộng TX TN TB Con Cuông HST rừng tự nhiên rộng núi đá Quế Phong HST rừng tự nhiên rộng TX phục hồi Thanh Chương Hệ sinh thái rừng trồng Hưng Hòa HST rừng ngập mặn Hưng Hòa, Hệ sinh thái Ao Đức Thọ đầm 88 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam 2.3.2 Nội dung chuyên đề Với mục đích, phương pháp tỉ lệ nghiên cứu, nội dung đồ HST lưu vực sông Lam đề xuất xây dựng gồm 13 hệ sinh thái, cụ thể: - HST rừng tự nhiên rộng thường xanh giàu: tập trung nhiều khu vực Con Cuông, Tương Dương, Quế Phong, Kỳ Sơn, gồm nhiều loại quý hiếm, lâu năm, có nguồn gốc tự nhiên với diện tích 160,798 - HST rừng tự nhiên rộng thường xanh trung bình: phân bố nhiều khu vực Con Cuông, Tương Dương, Quế Phong, Quỳ Châu với diện tích 184,248 - HST rừng tự nhiên rộng thường xanh nghèo: phân bố chủ yếu khu vực Con Cuông, Tương Dương, Quế Phong, Quỳ Châu với diện tích 173,554 - HST rừng tự nhiên rộng thường xanh phục hồi: tập trung khu vực Con Cuông, Tương Dương, Quế Phong, Quỳ Châu với diện tích 140,798 - HST rừng tự nhiên rộng núi đá: HST tập trung nhiều khu vực Hương Khê, Hương Sơn, Anh Sơn, Con Cuống, Quỳ Châu, diện tích140,798 - HST rừng hỗn giao: HST tập trung nhiều khu vực Tương Dương, Nghĩa Đàn, Quỳ Châu, chủ yếu gỗ tre nứa, diện tích: 126,465ha - HST rừng ngập mặn: phân bố khu vực xã Hưng Hòa, Thành phố Vinh, huyện Nghi Xuân với diện tích khơng lớn (trên 74,394ha) - Hệ sinh thái thủy vực: Chủ yếu sông suối nhánh lưu vực sơng Lam có nước xuất lộ (mạch lộ) quanh năm, đầy nước vào mùa mưa, nước vào mùa khô gồm: sông Hiếu, Sông Giăng, sông Nậm Mô,… Các sông suối nguồn nước quan trọng cho sinh hoạt sản xuất nhân dân khu vực Thành phần thủy sinh vật đặc trưng cho HST suối như: thực vật thủy sinh, thành phần ấu trùng côn trùng nước phong phú, lồi ốc có kích thước nhỏ họ Thiaridae, Viviparidae, lồi cá có kích thước nhỏ Hai bên bờ sơng suỗi gỗ, bụi, nhiều đoạn ruộng tiếp xúc cạnh bờ suối - Hệ sinh thái rừng tre nứa: HST tập trung nhiều khu vực Con Cuông, Tương Dương, Anh Sơn, Quế Phong, Gồm nhiều tre, nứa, vầu, luồng - Hệ sinh thái nông nghiệp: Hệ sinh thái nông nghiệp bao gồm cánh đồng ngô, lúa, đậu, lúa, Ưu trồng lương thực (ngơ, lúa, sắn) cơng nghiệp (mía) coi vật cung cấp chủ yếu Ngồi cịn có quần hợp cỏ mọc đồng ruộng, cỏ dại ruộng khô thực vật phù du,… - Hệ sinh thái rừng trồng: phân bố hầu hết huyện trung du miền núi Cây trồng chủ yếu keo tràm, keo lai, bạch đàn,… - Hệ sinh thái ao đầm: gồm diện tích ao đầm ni tơm cá, phân bố rải rác huyện lưu vực, tập trung vùng hạ lưu, có diện tích 69.587ha - Hệ sinh thái khác: bao gồm không gian khác đất trống, khu dân cứ, thị,… có diện tích 125.588ha 2.3.3 Phương pháp thể giải đồ HST lưu vực sông Lam Phương pháp thể hệ sinh thái sử dụng phương pháp khoanh vùng (vùng phân bố) Theo đó, ranh giới hệ sinh thái xác định rõ ràng, HST phân biệt màu sắc, kẻ vạch kết hợp Đặc tính HST phân biệt kí hiệu Phương pháp đường đẳng trị sử dụng thể đường bình độ (đường nối liền điểm có số số lượng tượng đồ) Bên cạnh đó, phương pháp ký hiệu sử dụng để thể đối tượng xác định điểm đồ như: Trụ sở ủy ban nhân dân, trường học, điểm di tích lịch sử,…(hình 4) Tuy nhiên, để giảm bớt thơng tin làm rối đối tượng, đồ hệ hinh thái ưu tiên thể hệ sinh thái để làm bật hệ sinh thái, yếu tố khác ẩn đồ 89 Trần Thị Tuyến Hình Chú giải đồ hệ sinh thái lưu vực sơng Lam Hình Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam (thu nhỏ từ đồ tỉ lệ 1:100.000) 90 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sơng Lam Bảng Diện tích hệ sinh thái lưu vực Sông Lam STT Kiểu hệ sinh thái HST rừng tự nhiên rộng TX giàu TN HST rừng tự nhiên rộng TX nghèo TN HST rừng tự nhiên rộng TX TN TB HST rừng tự nhiên rộng TX phục hồi HST rừng tự nhiên rộng núi đá HST rừng hỗn giao HST rừng ngập mặn Hệ sinh thái thủy vực Hệ sinh thái rừng tre nứa 10 Hệ sinh thái nông nghiệp 11 Hệ sinh thái rừng trồng 12 Hệ sinh thái Ao đầm 13 Hệ sinh thái khác Diện tích (ha) 160.798 173.554 184.248 140.798 168.802 126.465 24.394 102.807 150.798 152.403 179.793 69.587 155.588 Kết luận Bản đồ hệ sinh thái có ý nghĩa tảng cho nghiên cứu ứng dụng đánh giá dịch vụ hệ sinh thái, phân vùng chức môi trường, quy hoạch phát triển,… Với cách tiếp cận cấu trúc hệ sinh thái (gồm nhân tố vô sinh hữu sinh), đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam xây dựng gồm lớp liệu: địa hình, khí hậu, đất thảm thực vật Bằng phương pháp chồng xếp, chỉnh hợp đồ thành phần với hỗ trợ GIS, đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam hồn thiện Theo đó, lưu vực xác định 13 hệ sinh thái với phân bố phức tạp, diện tích khơng đồng Nghiên cứu bổ sung kiến thức cách tiếp cận xây dựng đồ hệ sinh thái Tuy nhiên, với lãnh thổ rộng, tỉ lệ nghiên cứu không lớn nên kích thước hệ sinh thái xác định lớn, đặc biệt hệ sinh thái rừng Vì vậy, cần có nghiên cứu tỉ lệ lớn để lập đồ hệ sinh thái chi tiết Lời cảm ơn: Nghiên cứu hỗ trợ đề tài Nghiên cứu “Cơ sở khoa học, thực tiễn đề xuất xây dựng mơ hình kinh tế xanh cấp xã lưu vực sơng Lam” thuộc chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp Quốc gia giai đoạn 2016 – 2020: “Nghiên cứu khoa học công nghệ phục vụ bảo vệ mơi trường phịng tránh thiên tai”, Mã số: KC.08/16-20 Viện Chiến lược, Chính sách tài ngun mơi trường chủ trì 91 Trần Thị Tuyến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Tuyến cộng sự, 2018 Quy hoạch bảo vệ môi trường Nxb Đại học Vinh, tr.106 [2] Vũ Trung Tạng, 2009 Cơ sở sinh thái học Nxb Giáo dục, 295 trang [3] A.G Ixtrenko,1985 Cảnh quan học ứng dụng, Người dịch Đào Trọng Năng Nxb Khoa học Kĩ thuật Hà Nội [4] Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh 1997 Cơ sở cảnh quan học việc sử dụng hợp lí tài ngun thiên nhiên, bảo vệ mơi trường lãnh thổ Việt Nam 150 trang Nxb Giáo dục [5] Nguyễn Ngọc Khánh, Nguyễn Cao Huần, Phạm Hoàng Hải, 1996 Nghiên cứu đơn vị phân loại cảnh quan Việt Nam tỉ lệ 1:1000 000 (đất liền biển) Khoa học Tự nhiên (Chuyên san Địa lí), tr.15-22 [6] Bùi Văn Vượng, Trần Đức Thạnh, Đỗ Công Thung, Nguyễn Đắc Vệ, 2014 Nguyên tắc thành lập đồ hệ sinh thái ven biển, Tuyển tập Hội nghị Khoa học toàn quốc sinh học biển phát triển bền vững lần thứ II, P.884, DOI: 10.15625/MBSD2.2014-0103 ABSTRACT Developing ecosystem map for functional zoning environment of Lam river basin Tran Thi Tuyen School of Agriculture and Natural Resources, Vinh University The study was conducted in Lam river basin, covering an area of 17,900 km2 (Vietnamese territory), with the purpose of creating an ecological map to serve the environmental zoning Information on the basin includes: topography, climate, soil showing the differentiation of infertility factors The vegetation cover is a data layer showing the distribution of bio-factors, which is determined based on Landsat image analysis combined with field work The above data are used to create the map of ecosystem of Lam river basin by the method of overlaying and adjusting component maps with the support of GIS The study has identified 13 major ecosystems, which are shown on the Lam River basin ecosystem map at 1: 100,000 scale In particular, it supports the accounting for the largest area of forest ecosystems, mainly distributed in the upper and middle regions Ecosystems of ponds, swamps and mangroves occupy the smallest area, distributed downstream Keywords: Lam River basin, Ecological, Ecological map 92 ... tượng, đồ hệ hinh thái ưu tiên thể hệ sinh thái để làm bật hệ sinh thái, yếu tố khác ẩn đồ 89 Trần Thị Tuyến Hình Chú giải đồ hệ sinh thái lưu vực sơng Lam Hình Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam. .. Bản đồ Hệ sinh thái Hình Quy trình thành lập Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam tỉ lệ 1:100.000 86 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam Hệ thống thơng tin địa lí GIS Xây dựng, quản lí... thái lưu vực sông Lam (thu nhỏ từ đồ tỉ lệ 1:100.000) 90 Xây dựng Bản đồ hệ sinh thái lưu vực sông Lam Bảng Diện tích hệ sinh thái lưu vực Sơng Lam STT Kiểu hệ sinh thái HST rừng tự nhiên rộng TX