Đánh giá biến đổi độ mặn trên hệ thống thủy nông và biến động sử dụng đất tại huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN NHƢ THUẤN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN TRÊN HỆ THỐNG THỦY NÔNG VÀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TẠI HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN NHƢ THUẤN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN TRÊN HỆ THỐNG THỦY NÔNG VÀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TẠI HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Mã số : 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phạm Văn Cự Hà Nội – Năm 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH III DANH MỤC BẢNG BIỂU V DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VI MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ MẶN, XÂM NHẬP MẶN 1.1.1 Một số khái niệm 1.1.1.1 Khái niệm độ muối độ mặn 1.1.1.2 Khái niệm xâm nhập mặn 1.1.2 Tình hình xâm nhập mặn Việt nam giới 1.2 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT VÀ ĐÁNH GIÁ XÂM NHẬP MẶN 10 1.2.1 Một số khái niệm 10 1.2.2 Các ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất 10 1.2.3 Các ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu xâm nhập mặn 14 1.3 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .18 1.3.1 Điều kiện tự nhiên huyện Giao thủy, tỉnh Nam Định 18 1.3.1.1 Vị trí địa lý 18 1.3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo .18 1.3.1.3 Đặc điểm khí hậu .19 1.3.1.4 Đặc điểm thủy, hải văn 20 1.3.1.5 Đặc điểm thổ nhƣỡng 20 1.3.1.6 Các nguồn tài nguyên .22 1.3.1.7 Cảnh quan môi trƣờng .22 1.3.1.8 Đánh giá chung điều kiện tự nhiên, tài nguyên môi trƣờng cảnh quan môi trƣờng 23 i 1.3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 24 1.3.2.1 Thực trạng phát triển kinh tế 24 1.3.2.2 Thực trạng phát triển Cơ sở hạ tầng – Hệ thống cơng trình Thủy lợi 26 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 32 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất 32 2.2.1.1 Phƣơng pháp phân loại ảnh viễn thám .32 2.2.1.2 Phƣơng pháp đánh giá biến động .55 2.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu biến đổi độ mặn 60 2.2.2.1 Phƣơng pháp đo mặn, chế độ đo mặn 60 2.2.2.2 Phƣơng pháp thu thập xử lý số liệu .62 2.2.2.3 Thành lập đồ hệ thống kênh tƣới tiêu cống tƣới 66 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 68 3.1 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐỘ MẶN 68 3.1.1 Kết đánh giá biến đổi độ mặn sông 68 3.1.2 Kết đánh giá biến đổi độ mặn hệ thống kênh nội đồng 77 3.1.3 Kết thành lập đồ hệ thống cơng trình thủy lợi huyện Giao Thủy 82 3.2 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT 84 3.2.1 Kết phân loại ảnh viễn thám thành lập đồ trạng sử dụng đất 84 3.2.2 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy 94 3.2.2.1 Thành lập đồ biến động sử dụng đất 94 3.2.2.2 Đánh giá biến động 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 A Kết luận .107 B Kiến nghị 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ xâm nhập mặn C Ophardt c 1997 .6 Hình 1.2 Bản đồ hành huyện Giao Thủy 18 Hình 1.3 Mùa muối Bạch Long 26 Hình 2.1 Sơ đồ phản xạ phổ đối tƣợng tự nhiên .32 Hình 2.2 Sơ đồ phân cấp bậc đối tƣợng ảnh .36 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình phân loại ảnh 39 Hình 2.4 Các ảnh vệ tinh sử dụng luận văn 41 Hình 2.5 Quá trình phân loại ảnh Landsat năm 1989 42 Hình 2.6 Quá trình phân loại ảnh Landsat năm 1995 45 Hình 2.7 Quá trình phân loại ảnh SPOT năm 2003 47 Hình 2.8 Quá trình phân loại ảnh SPOT năm 2007 49 Hình 2.9 Quá trình phân loại ảnh ALOS năm 2010 .51 Hình 2.10 Xây dựng đồ trạng từ ảnh phân loại 55 Hình 2.11 Các phƣơng pháp đánh giá biến động .57 Hình 2.12 Quy trình đánh giá biến động huyện Giao Thủy .58 Hình 2.13 Xây dựng đồ biến động sử dụng đất 59 Hình 2.14 Máy đo mặn 61 Hình 2.15 Bản đồ trạng hệ thống CTTL công ty khai thác CTTL Xuân Thủy – tỉnh Nam Định quản lý 63 Hình 2.16 Quá trình chọn lọc số liệu xử lý 63 Hình 2.17 Sơ đồ thành lập đồ hệ thơng CTTL huyện Giao Thủy .67 Hình 3.1 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 1989 70 Hình 3.2 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 1995 70 Hình 3.3 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 2003 71 Hình 3.4 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 2007 71 iii Hình 3.5 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 2010 72 Hình 3.6 Biểu đồ giá trị độ mặn trung bình giá trị độ mặn lớn cống năm 2012 72 Hình 3.7 Xu biến đổi độ mặn trung bình cống .75 Hình 3.8 Độ mặn trung bình năm thời điểm đóng mở cống .81 Hình 3.9 Bản đồ hệ thống cơng trình thủy lợi huyện Giao Thủy 83 Hình 3.10 Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm 1989 85 Hình 3.11 Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm 1995 86 Hình 3.12 Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định năm 2003 87 Hình 3.13 Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định năm 2007 88 Hình 3.14 Bản đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy – tỉnh Nam Định năm 2010 89 Hình 3.15 Xu biến động diện tích loại hình sử dụng đất qua năm 91 Hình 3.16 Cơ cấu diện tích loại hình lớp phủ qua năm .92 Hình 3.17 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định giai đoạn 1989-1995 95 Hình 3.18 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định giai đoạn 1995-2003 96 Hình 3.19 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định giai đoạn 2003-2007 97 Hình 3.20 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định giai đoạn 2007-2010 98 Hình 3.21 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định giai đoạn 1989-2010 99 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tốc độ truyền đỉnh triều đỉnh mặn vùng cửa sông .9 Bảng 1.2 Hiện trạng cấu sử dụng đất năm 2010 20 Bảng 1.3 Quy hoạch phân vùng tƣới tiêu hệ thống thủy nông Xuân Thủy .28 Bảng 2.1 Thông tin ảnh viễn thám sử dụng đề tài 33 Bảng 2.2 Một số đối tƣợng giải 38 Bảng 2.3 Bảng ma trận sai số năm 2010 54 Bảng 2.4 Số liệu đo thuỷ nông cống Cồn Nhất tháng 12 - 2007 .65 Bảng 2.5 Số liệu độ mặn cống Cồn Nhất năm 2007 66 Bảng 3.1 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 1989 68 Bảng 3.2 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 1995 68 Bảng 3.3 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 2003 68 Bảng 3.4 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 2007 69 Bảng 3.5 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 2010 69 Bảng 3.6 Độ mặn trung bình tháng có mặn cống năm 2012 69 Bảng 3.7 Độ mặn trung bình năm cống từ năm 1989 đến 2012 74 Bảng 3.8 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 1989 77 Bảng 3.9 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 1995 78 Bảng 3.10 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 2003 78 Bảng 3.11 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 2007 79 Bảng 3.12 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 2010 79 Bảng 3.13 Độ mặn trung bình thời điểm lấy nƣớc tháng năm 2012 80 Bảng 3.14 Thống kê phân loại lớp phủ mặt đất năm từ 1989 đến 2010 90 Bảng 3.15 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 1989-1995 100 Bảng 3.16 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 1995-2003 101 Bảng 3.17 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2003-2007 102 Bảng 3.18 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2007-2010 104 Bảng 3.19 Giá trị tăng thêm loại hình sử dụng đất qua giai đoạn 105 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CN-TTCN Công nghiệp, tiểu thủ cơng nghiệp CTTL Cơng trình thủy lợi ĐHĐT Định hƣớng đối tƣợng ĐX Đông Xuân GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) HTX Hợp tác xã LSWI Chỉ số nƣớc (Land Surface Water Index) MTNN Môi trƣờng nông nghiệp NDVI Chỉ số thực vật (Normalized Difference Vegetation Index) NTTS Nuôi trồng thủy sản TNHH Trách nhiệm hữu hạn vi MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Xâm nhập mặn giới đƣợc xem tai biến mơi trƣờng, ảnh hƣởng đến khả sinh trƣởng phát triển trồng, làm giảm tính đa dạng sinh học gây cân sinh thái Mỗi năm giới có thêm khoảng triệu đất bị nhiễm mặn [20] Việc nghiên cứu xâm nhập mặn có từ sớm, với phát triển công nghệ, ngƣời có bƣớc tiến to lớn lĩnh vực với việc đo đạc diện tích đất bị nhiễm mặn, loại đất nhiễm mặn, tình hình nhiễm mặn Việt Nam nƣớc có đƣờng bờ biển dài, trải dài từ Bắc tới Nam, diễn biến xâm nhập mặn vấn đề quan trọng cần đƣợc quan tâm sâu sắc Xâm nhập mặn ảnh hƣởng trực tiếp tới sản xuất nông nghiệp, tới đời sống nhân dân vùng ven biển Đặc điểm xâm nhập mặn vào vùng cửa sông hệ thống sông Hồng, Việt Nam đƣợc nghiên cứu dựa số liệu đo nhiều năm tập trung độ mặn trạm dọc theo cửa sơng mơ hình số Theo kết nghiên cứu Vũ Thanh Ca (1996), đồng sông Hồng, xâm nhập mặn vào mùa khơ sơng khoảng 20 km lớn 20 km số nhánh sông Giá trị độ mặn lớn đo đƣợc nhánh sơng có lƣu lƣợng nƣớc cao thƣờng rơi vào tháng một, sông nhánh lƣu lƣợng nƣớc thấp, giá trị độ mặn lớn đo đƣợc thƣờng rơi vào tháng ba [43] Hiện nay, tình hình xâm nhập mặn diễn phức tạp ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sản xuất nhƣ đời sống sinh hoạt ngƣời dân tỉnh đồng Bắc Bộ Nam Định tỉnh nằm phía Đơng Nam đồng Bắc Bộ có cửa sơng Hồng, Ninh Cơ Đáy đổ Vịnh Bắc Bộ Ngoài thuận lợi tài nguyên nƣớc nguồn sông này, vùng hạ lƣu thuộc tỉnh gồm huyện Xuân Trƣờng, Giao Thuỷ, Nghĩa Hƣng Trực Ninh đối mặt với tƣợng xâm nhập mặn vào tháng mùa cạn hàng năm Mặn xâm nhập sâu vào vùng cửa sơng làm ảnh hƣởng đến q trình lấy nƣớc phục vụ ngành kinh tế, trƣớc mắt cho sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy sản (NTTS) Sản xuất nông nghiệp NTTS phụ thuộc nhiều vào nguồn nƣớc, đặc biệt vụ sản xuất Đông Xuân (ĐX) Tất khu vực cửa sông huyện Xuân Trƣờng, Giao Thuỷ, Hải Hậu, Nghĩa Hƣng, Trực Ninh thƣờng xuyên gặp khó khăn cần lấy nƣớc vào đồng, vùng đƣợc bao bọc chia cắt sông lớn đổ biển quanh năm bị nhiễm mặn thuỷ triều vịnh Bắc Bộ truyền vào Việc mở cống lấy nƣớc từ đập, cống ngăn triều cho nông nghiệp thuỷ sản có độ mặn vƣợt (với trồng) thấp (thuỷ sản) nồng độ cho phép gây thiệt hại không nhỏ đến suất Một vấn đề khác đƣợc quan tâm địa phƣơng chuyển dịch cấu trồng, thay đổi mục đích sử dụng đất địa bàn huyện diễn mạnh mẽ Trƣớc thực trạng vấn đề nêu địi hỏi địa phƣơng cần có biện pháp để theo dõi diễn biến xâm nhập mặn, diễn biến biến động sử dụng đất địa bàn huyện, từ đƣa định hƣớng, sách đắn cho quy hoạch sử dụng đất điều kiện biến đổi khí hậu Việc thành lập đồ biến động sử dụng đất, đồ tƣới tiêu xem nhƣ phƣơng pháp hiệu tạo tiền đề cho việc theo dõi trình diễn biến, giúp nhà quản lý theo dõi, đánh giá mức độ gia tăng xâm nhập mặn biến động sử dụng đất, để từ có biện pháp ứng phó kịp thời Với mạnh viễn thám khả phân tích khơng gian GIS (Geographic Information System), nhiều năm trở lại giới sử dụng nhiều hiệu nghiên cứu đánh giá biến đổi độ mặn biến động sử dụng đất, ví dụ nhƣ: Graciela Metternicht J.Alfred Zinck, 2008, Remote Sensing of Soil Salinization: Impact on Land Management; Ahmed Eldiery, Luis A Garcia, Robin M.Reich, 2005, Estimating Soil Salinity from Remote Sensing Data in Corn Fields Bảng 3.16 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 1995-2003 Đất 2003 trống dân cư 380,27 1,29 227,99 20,22 17,21 2,15 164,32 4,30 0 2551,75 5,02 13,34 0,86 0,86 30,54 3,87 136,36 483,51 9,305,80 336,82 26,24 3,44 49,04 103,24 43,02 677,08 18,93 68,83 11106,48 424,14 6,02 22,80 479,21 25,81 0,86 8,60 1,72 18,50 1100,80 14,63 67,11 5,16 27,53 1,72 5,59 6,02 26,24 2,15 3,87 lúa NTTS phi lao muối ngập mặn Trồng Đất Khu nước Ruộng Rừng Đất trồng Mặt Rừng 1995- màu trồng cói Đất trống Khu dân cư Đất trồng lúa Mặt nước NTTS Rừng phi lao 101 Ruộng muối 5,16 5,59 10,75 72,70 0,43 698,59 8,17 113,13 0 21,94 660,74 7,31 575,56 0 8,17 557,07 187,55 17,21 2,58 73,13 356,61 19,36 14,20 9,46 9,03 27,96 0,43 25,81 18,50 Rừng ngập mặn Trồng màu Đất trồng cói Bảng 3.17 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2003-2007 Rừng Khu Đất Mặt 2007 trống dân cư trồng lúa nước 694,8 1,35 6,03 540,9 49,32 7,38 6,3 60,93 9,09 1,53 2954,52 195,57 2,7 2,34 3,24 472,23 Đất trống phi lao muối ngập mặn Trồng Đất Đất NTTS Ruộng Rừng 2003- màu trồng cói Khu dân cư 102 Đất trồng 43,92 653,49 9078,12 119,7 46,08 7,02 2,16 145,17 251,91 26,82 220,41 10974,33 218,79 0,72 32,76 97,92 27,18 91,17 0,9 7,38 9,99 2005,11 0 120,51 0,09 38,79 0,72 4,5 16,38 0 0,18 14,04 6,3 5,22 10,98 119,43 711,09 19,89 82,17 0 88,65 91,17 0,63 1023,3 0 30,42 51,3 101,97 9,99 25,47 5,4 18 358,11 0,27 0,27 0,63 15,75 0 1,44 1,98 lúa Mặt nước NTTS Rừng phi lao Ruộng muối Rừng ngập mặn Trồng màu Đất trồng cói 103 Bảng 3.18 Ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2007-2010 Đất 2010 trống dân cư 429,84 14,76 20,7 579,15 42,21 40,59 0,54 58,95 62,1 0 3696,75 0 0 0 0 7,74 488,88 8717,49 105,39 91,17 0 0,54 206,73 237,6 11,34 65,88 11242,44 52,56 1,62 7,47 130,41 19,08 14,76 9,54 33,93 44,73 2239,02 3,42 8,55 192,15 27,36 2,79 0,18 0,27 0,81 0,81 16,11 4,14 0 1,8 12,33 21,15 19,62 42,75 659,52 8,64 9,18 0,18 0,27 46,17 100,8 0,9 1165,05 0,36 1,35 540,09 53,82 6,57 27,27 1,98 0,99 402,12 0 0,81 0,9 0 0,54 Đất trống lúa NTTS phi lao muối ngập mặn Trồng Đất Khu nước Ruộng Rừng Đất trồng Mặt Rừng 2007- màu trồng cói Khu dân cư Đất trồng lúa Mặt nước NTTS Rừng phi lao Ruộng muối Rừng ngập mặn Trồng màu Đất trồng cói 104 Quan sát đồ biến động kết hợp phân tích ma trận biến động sử dụng đất ta thấy chuyển đổi loại hình sử dụng đất: 10 loại hình sử dụng đất huyện Giao Thủy, diện tích đất ở, diện tích NTTS diện tích rừng ngập mặn có xu hƣớng tăng dần qua năm; loại hình sử dụng đất khác có xu hƣớng giảm dần Cụ thể biến động nhƣ sau: Bảng 3.19 Giá trị tăng thêm loại hình sử dụng đất qua giai đoạn 1989-1995 1995-2003 2003-2007 2007-2010 % % % % Đất trồng cói -257,1 -11,7 -34,2 -3,9 -72,6 -24,2 -2,4 -33,3 Đất trống -714,4 -7,8 561,7 8,6 -126,4 -2,3 -545,6 -14,6 Khu dân cƣ 272,3 1,6 548,9 2,2 65,9 0,5 1114,6 10,0 -193,3 -0,3 -416,8 -0,5 -477,1 -1,2 -612,7 -2,1 Mặt nƣớc -752,6 -0,9 -976,1 -1,0 -94,8 -0,2 294,9 0,8 NTTS 535,9 13,0 1015,9 10,4 336,5 3,8 92,6 1,2 Rừng phi lao 70,5 -10,2 -1,8 -34,9 -14,5 37,2 48,7 Ruộng muối 89,9 2,1 84,5 1,3 -121,4 -3,4 -80,3 -3,5 Rừng ngập mặn 669,1 15,8 -86,8 -0,8 36,3 0,7 232,9 5,9 Trồng màu 273,6 4,8 -673,5 -6,9 484,0 22,1 -281,1 -9,1 Loại hình sử dụng đất Đất trồng lúa (nơng nghiệp) 105 Trong đó: + Giá trị tăng đối tƣợng - Giá trị giảm đối tƣợng % đƣợc tính trung bình năm Qua bảng số liệu nhận thấy diện tích đất tăng đáng kể qua năm, đặc biệt năm gần Giai đoạn 2007-2010 ghi nhận diện tích đất tăng thêm 1114,6 ha, tốc độ gia tăng đạt 10%/năm Nguyên nhân đƣợc học viên nhận định gia tăng dân số nhanh dẫn đến nhu cầu nhà đất tăng (tỉ lệ gia tăng dân số tự nhiên huyện năm 2007-2010 >10%) Quá trình thị hóa với việc xây dựng khu cơng nghiệp: đóng tàu; củng cố phát triển sở hạ tầng… gây áp lực đến việc sử dụng tài ngun đất địa phƣơng Diện tích đất nơng nghiệp giảm việc xây dựng nhà ở, chuyển đất nông nghiệp thành đất ở, đất xây dựng, đất giao thông, đất thủy lợi, Đất ngày tăng nhanh việc mở rộng diện tích đất xây nhà ở, nhà nƣớc lấy đất nông nghiệp cấp cho đơn vị xây dựng sở hạ tầng Diện tích rừng ngập mặn NTTS tăng dần qua năm Đây xem kết sách yêu cầu phát triển đôi với bảo tồn Rừng Quốc Gia Xuân Thủy Việt Nam triển khai dự án bảo vệ vùng đất ngập nƣớc khuôn khổ công ƣớc RAMSAR Các dự án trồng rừng ngập mặn, dự án cải tạo môi trƣờng NTTS cho khu vực vƣờn quốc gia Xuân Thủy đƣợc triển khai địa bàn huyện Giao Thủy làm gia tăng diện tích rừng ngập mặn NTTS Diện tích đất nơng nghiệp mà chủ yếu đất trồng lúa giảm dần qua năm Nguyên nhân dẫn đến giảm diện tích trồng lúa có nhiều: ngun nhân chủ quan nhƣ: chuyển dịch cấu kinh tế, quy hoạch phát triển huyện, ; nguyên nhân khách quan: điều kiện canh tác khơng cịn phù hợp với lúa (đất bị nhiễm mặn, thiếu nƣớc tƣới,… ) Nhìn chung, tình hình biến động sử dụng đất địa bàn huyện số năm gần phức tạp, việc sử dụng đất chủ yếu cải tạo diện tích đất chƣa sử dụng, chuyển mục đích sử dụng sang đất phi nơng nghiệp phục vụ cho trình phát triển kinh tế, xã hội… 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Căn vào số liệu thủy nông thu thập đƣợc công ty khai thác CTTL Xuân Thủy cho thấy trình biến đổi độ mặn sơng q trình biến đổi độ mặn hệ thống thủy nông huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định có tính tƣơng đồng mang đặc trƣng sau: - Mặn xuất mùa kiệt, dao động từ tháng 10 năm trƣớc tháng 5, tháng năm sau Độ mặn thay đổi theo xu tăng dần từ đầu mùa đến mùa lại giảm dần tới cuối mùa (tháng tháng 6); - Độ mặn lớn hàng năm đo đƣợc cống thƣờng xuất vào tháng 1, 2, 3; - Xu hƣớng biến đổi độ mặn nƣớc sông nhƣ nƣớc tƣới hệ thống thủy nông liên tục tăng giá trị độ mặn đo đƣợc cống năm từ 1989 – 2012 Năm 2010 năm có độ mặn trung bình cao kể từ năm 1989 đến năm 2012; - Độ mặn nƣớc sơng trung bình hàng năm cống giảm dần theo thứ tự: cống Cồn Năm > Cống Ngô Đồng > Cống Cồn Nhất Độ mặn nƣớc tƣới hệ thống thủy nơng trung bình hàng năm cống giảm dần theo thứ tự: cống Cồn Năm > Cống Cồn Nhất > Cống Ngô Đồng; - Diễn biến mặn có xu hƣớng kéo dài Ứng dụng GIS sử dụng tƣ liệu đồ hệ thống kênh mƣơng tƣới tiêu huyện Xuân Trƣờng Giao Thủy, kết thu đƣợc: Luận văn hoàn thành việc số hóa đồ hệ thống cống, kênh tƣới tiêu cho khu vực huyện Giao Thủy tỉnh Nam Định tạo tiền đề cho nghiên cứu sâu sau này; Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp với GIS để thành lập đồ trạng sử dụng đất huyện Giao Thủy năm 1989, 1995, 2003, 2007, 2010 đƣa đƣợc đồ biến động, ma trận biến động sử dụng đất huyện 107 Giao Thủy qua giai đoạn từ năm 1989 đến 2010, giúp nhà quản lý đánh giá xác trạng khu vực Nghiên cứu trình biến đổi lớp phủ mặt đất huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định giai đoạn 1989-2010 có đặc trƣng: diện tích đất tăng đáng kể qua năm; diện tích đất nơng nghiệp có xu hƣớng giảm dần qua năm; diện tích NTTS rừng ngập mặn có xu hƣớng tăng mạnh; Trong trình phân loại ảnh vệ tinh, việc áp dụng phƣơng pháp phân loại định hƣớng đối tƣợng, đƣợc thực phần mềm eCognition 8.64 cho độ xác phân loại ảnh cao Kết kiểm chứng: độ xác tổng quát = 0.82, hệ số Kappa = 0,84 Độ xác tổng thể hệ số Kappa cao, chứng tỏ kết phân loại ảnh đủ độ tin cậy Quá trình biến động sử dụng đất chịu tác động nhiều yếu tố (nhu cầu kinh tế thị trƣờng, chế sách địa phƣơng, phát triển dân số, …), có ảnh hƣởng q trình gia tăng xâm nhập mặn điều kiện biến đổi khí hậu Tuy nhiên khơng đủ thời gian cịn thiếu luận khoa học khác (lịch nơng vụ, cấu giống lúa hàng năm, …) làm để tách riêng phần ảnh hƣởng xâm nhập mặn đến biến động SDĐ nên luận văn chƣa đánh giá đƣợc mức độ tác động xâm nhập mặn biến động SDĐ B Kiến nghị Kết đề tài xây dựng đƣợc sở khoa học phƣơng pháp nghiên cứu ứng dụng viễn thám GIS để nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất thay đổi giá trị độ mặn khu vực nghiên cứu Tuy vậy, tƣ liệu viễn thám đa thời gian ứng dụng đề tài có độ phân giải khơng đồng làm ảnh hƣởng khơng nhỏ đến độ xác kết phân loại Trong tƣơng lai, học viên có kiến nghị sử dụng tƣ liệu viễn thám có chất lƣợng tốt (đồng độ phân giải) để có kết xác Tình hình xâm nhập mặn huyện Giao Thủy có chiều hƣớng thay đổi lớn giá trị độ mặn chiều sâu xâm nhập mặn, vậy, cần có nghiên cứu sâu sắc để mơ đƣợc lan truyền mặn hệ thống kênh 108 nội đồng; cần thu thập thêm số liệu, luận khoa học để đánh giá định lƣợng tác động xâm nhập mặn trình biến động SDĐ; Địa phƣơng cần có biện pháp phù hợp để ứng phó với tình hình xâm nhập mặn: - Có định hƣớng chuyển dịch cấu trồng thích hợp: vùng đất bị ngập úng nƣớc biển dâng chuyển sang NTTS; diện tích đất bị xâm nhập mặn chuyển dịch cấu trồng sang loại có khả chịu mặn, chuyển sang mơ hình du lịch sinh thái, VAC, NTTS để thích ứng với biến đổi khí hậu - Nâng cấp, cải tạo hệ thống kênh mƣơng nội đồng, cống tƣới, cống tiêu hệ thống thủy nông Xuân Thủy nhằm nâng cao hiệu ngăn mặn, tiêu úng cho địa bàn huyện Số liệu xâm nhập mặn số liệu thủy nơng cịn lƣu trữ đơn giản: sổ chép tay Trong thời gian tới, địa phƣơng cần quan tâm tới vấn đề đo mặn, tin học hóa, số hóa q trình lƣu trữ số liệu đo mặn cống, nghiên cứu thiết lập mạng lƣới quan trắc mặn tự động cho cống dọc theo sông Hồng đoạn từ cửa biển đến hết địa bàn huyện Xuân Trƣờng nhằm theo dõi độ mặn liên tục chặt chẽ để có ứng phó kịp thời việc lấy nƣớc tƣới tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp NTTS địa bàn huyện Việc theo dõi, đánh giá biến đổi đất đai phải đƣợc tiến hành thƣờng xuyên nhằm cung cấp tƣ liệu đất đai cho nhà quản lý kịp thời điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đai nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội huyện 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Huy Anh, Đinh Thanh Kiên (2010), “Ứng dụng viễn thám GIS thành lập đồ lớp phủ mặt đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế”, Kỷ yếu hội thảo ứng dụng GIS tồn quốc, NXB Nơng nghiệp, Trang 45-51 Phạm Văn Cự (2005), Cơ sở khoa học phương pháp viễn thám với kỹ thuật xử lý số, Tài liệu giảng dạy: Trung tâm viễn thám Geomatric VTGEO Phạm Văn Cự (2009), Nghiên cứu biến động sử dụng đất ảnh hưởng đến rác thải nơng thơn huyện Duy Tiên, Hà Nam sở ứng dụng viễn thám GIS, đề tài trọng điểm Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Quốc Đạt, Nguyễn Hiếu Trung, Kanchit Likitdecharote (2012), “Mô xâm nhập mặn đồng sông Cửu Long dƣới tác động nƣớc biển dâng suy giảm lƣu lƣợng nƣớc từ thƣợng nguồn”, Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Trang 141-150 Đinh Thị Bảo Hoa (2004), Công nghệ viễn thám nghiên cứu biến động sử dụng đất đô thị, Chuyên đề: Ứng dụng viễn thám nghiên cứu chuyên đề khu vực Đại học Khoa học Tự nhiên Vũ Hoàng Hoa, Lƣơng Hữu Dũng (2009), “Nghiên cứu, dự báo xu diễn biến xâm nhập mặn nƣớc biển dâng cho vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi, số 27 Phạm Hoàng Hải (2007), Nghiên cứu đánh giá thực trạng xâm nhập mặn vào khu vực nội đồng ảnh hưởng phát triển nuôi trồng thủy hải sản đê tỉnh Thái Bình đề xuất biện pháp khắc phục, Đề tài sở Viện địa lý, Viện hàn lâm khoa học công nghệ Việt nam Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng (2011), “Sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ trồng, lập đồ trạng biến động lớp phủ vùng đồng sông Hồng giai đoạn 2008 – 2010”, Kỷ yếu Hội thảo GIS toàn quốc năm 2011 110 Nguyễn Thị Ngọc Nga (2007), Ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu hình thái khơng gian phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 - 2005, Luận văn Thạc sĩ Khoa họcTrƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên – ĐHQGHN 10 Nguyễn Ngọc Phi (2009), “Ứng dụng viễn thám theo dõi biến động đất đô thị thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An”, Tạp chí khoa học Viện địa chất, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 11 Nguyễn Thanh Sơn, Đặng Quý Phƣợng (2003), Đo đạc chỉnh lý số liệu thủy văn, trang 98 – 105, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Giáo trình Cơ sở Viễn thám Đại học Quốc Gia Hà Nội, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 13 Hoàng Xuân Thành (2006), “Thành lập đồ thảm thực vật sở phân tích, xử lý ảnh viễn thám khu vực Tủa Chùa – Lai Châu”, Tạp chí Khoa học Đại học Thủy Lợi, số 29 năm 2006 14 Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Hữu Thành (2011), “Thực trạng sử dụng đất cửa Ba Lạt, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định”, Tạp chí Khoa học Phát triển 2011, Tập 9, số 6: 994 – 1003, Trƣờng Đại học nông nghiệp Hà Nội 15 Phạm Gia Tùng, Huỳnh Văn Chƣơng, Phạm Hữu Tỵ (2011), “Ứng dụng GIS viễn thám xây dựng đồ biến động quỹ đất lúa tác động biến đổi khí hậu giai đoạn 2000 – 2010: trƣờng hợp nghiên cứu xã thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế”, Kỷ yếu Hội thảo GIS toàn quốc, (à Nẵng 12/2011, Trang: 1129-137 16 Viện khoa học khí tƣợng thủy văn mơi trƣờng (2010), Áp dụng mơ hình thủy lực MIKE 11 để tính tốn thủy lực hệ thống sông Hồng phục vụ xây dựng đồ xâm nhập mặn tỉnh Nam Định, Báo cáo chuyên đề nghiên cứu khoa học Tiếng Anh 17 Aaron K S., Curt H D., (2003), 'A combined Fuzzy Pixel- based and Objectbased approach for classification of High-resolution multispectral data over 111 urban areas', IEEE transactions on geroscience and remote sensing, 41, pp 2354-63 18 Abdul Rahim S and Abdul Ghani R, Biên dịch: Nguyễn Hồng Bàng, Phương pháp tổng hợp quản lý xâm nhập mặn khu vực ven bờ biển, trung tâm Thông tin lƣu trữ ứng dụng công nghệ 19 Aguilera F., Valenzuela L M., Laitao A B., (2011), 'Landscape metrics in the analysis of urban land use patterns: A case study in a Spanish metropolitan area', Landscape and Urban Planning, 99, pp 226-38 20 Ahmed Eldiery, Luis A Garcia, Robin M.Reich (2005), Estimating Soil Salinity from Remote Sensing Data in Corn Fields 21 Austin D, (2006), Object-oriented processing and high spatial resolution imagery: A comparison of pixel and object based image classification of an IKONOS-2 image centered around barrbier lake Alberta Master of Geographic information systems Department of Geography: University of Calgary, Alberta 22 Benz U C., Hofmann P., Willhauck G., Lingenfelder I., Heynen M., (2004), 'Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data for GIS-ready information', Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 58, pp 239 – 58 23 Bjorn Prenzel (2003), Remote sensing-based quantification of land-cover and land-use change for planning 24 Blaschke T., Lang S., Lorup E., Strobl J., Zeil P., (2000), 'Object-Oriented Image Processing in an Integrated GIS/Remote Sensing Environment and Perspectives for Environmental Applications', Environment Information for Planning, Politics and the Public, 2, pp 555-70 25 Bochenek Z., Polawski Z., (1992), Use of remote sensing based GIS for urban studies Proc of 12th EARSel symposium: EGER/HUNGARY/8-11, pp 195-197 112 26 Chen M., Sua W., Li L., Zhang C., Yuea A., Lia H., (2009), 'Comparison of Pixel-based and Object-oriented Knowledge-based Classification Methods Using SPOT5 Imagery ', Wseas transactions on information science and applications, 27 De Kok R., Schneider T., Ammer U., (1999), Object-based classification and applications in the Alpine forest environment, 32, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing Valldolid Spain 28 Dehvari A., Heck R J., ( 2009 ), 'Comparison of object-based and pixel based infrared airborne image classification methods using DEM thematic layer ', Journal of Geography and Regional Planning 2, pp 086-96 29 Fensholt R., Sandholt I., (2003), 'Derivation of a shortwave infrared water stress index from MODIS near- and shortwave infrared data in a semiarid enviroment', Remote Sensing of Environment, 87, pp 111-21 30 Flanders D., Beyer M H., Pereverzoff J., (2003), 'Preliminary evaluation of eCognition object-based software for cut block delineation and feature extraction', Can J Remote Sensing, 29, pp 441–52 31 Gaurav K P., Prasun K G., (2010), 'Comparison of Advanced Pixel Based (ANN and SVM) and Object-Oriented Classification Approaches Using Landsat-7 Etm+ Data', International Journal of Engineering and Technology, 2, pp 245-51 32 Geneletti D., Gorte B G H., (2003), 'A method for object-oriented land cover classification combining Landsat TM data and aerial photographs', Int.J.Remote Sensing, 24, pp 1273–86 33 Ivits E., Koch B., Blaschke T., Jochum M., Adler P., (2005), 'Landscape structure assessment with image grey-values and object-based classification at three spatial resolutions', International Journal of Remote Sensing, 26, pp 2975–93 34 M Harika, et al., (2012), Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban Sprawl Analysis 113 35 Matinfar H.R., Sarmadian F., Alavi Panah S.K., Heck R.J., (2007), 'Comparisons of Object-Oriented and Pixel-Based Classification of Land Use/Land Cover Types Based on Lansadsat7, Etm+ Spectral Bands (Case Study: Arid Region of Iran) ', American-Eurasian J Agriculture & Environment, Science, 2, pp 448-56 36 Mahmoud A Abdelfattah, Shabbir A Shahid & Yasser R Othman (2009), “Soil Salinity Mapping Model Developed Using RS and GIS – A Case Study from Abu Dhabi, United Arab Emirates” 26: 342-351 37 Raines J., Hung I K., Kroll J., (2008), A comarison of Pixel-based and Objectoriented image classification techniques for Forest cover type determination in East Texas, Master of Science in Spatial Science Faculty of the Graduate School: Stephen A Austin State University 38 Ryherd S., Woodcock C, (1996), 'Combining Spectral and Texture Data in the Segmentation of Remotely Sensed Images ', Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 62, pp 181-94 39 Selcuk Reis (2008), Analyzing Land Use/ Land Cover Chang Using Remote Sensing and GIS in Rize, North-East Turkey 40 Tayyebi nnk., (2008), Monitoring Land Use Change By Multi-temporal Landsat Remote Sensing Imagery 41 Tucker C.J, (1979), 'Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation', Remote Sensing of the Environment, 8, pp 127-50 42 Vincenzo B., Giuliana B., (2008), 'Object-oriented analysis applied to high resolution satellite data', Wseas transactions on signal processing, 43 Vu Thanh Ca (1996), Sanility Intrusion in the Red River Delta,Semina on Environment end Development in Viet Nam 44 Weiqi Z., Austin T., Morgan G., (2008), 'Object-based Land Cover Classification and Change Analysis in the Baltimore Metropolitan Area Using Multitemporal High Resolution Remote Sensing Data', Sensors, 8, pp 1613-36 114 45 West,Ch.15, Salt Water Intrusion, Geology 229 Engineering Geology lecture 25 46 Whiteside T., Ahmad W., (2005), A comparison of object-oriented and pixelbased classification methods for mapping land cover in northern Australia, ISBN 0-9581366-2-9 Proceedings of SSC2005 Spatial intelligence, innovation and praxis: The national biennial: Conference of the Spatial Sciences Institute 47 Whiteside G., (2000), 'Comparison of object oriented classification techniques and standard image analysis for the use of change detection between SPOT multispectral satellite images and aerial photos', International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 33, pp 214-21 48 Yan G., Mas J F., Maathuis B H P., Xiangmin Z., Dijk P M V., (2006), 'Comparison of pixel-based and object-oriented image classification approaches a case study in a coal fire area, Wuda, Inner Mongolia,China', International Journal of Remote Sensing, 27, pp 4039–55 115