Chuyển đổi sử dụng đất lưu vực suối muội thuận châu sơn la

CHUYỂN ĐỔI SỬ DỤNG ĐẤT LƯU VỰC SUỐI MUỘI, THUẬN CHÂU, SƠN LA TS Vũ Kim Chi Viện Việt Nam học Khoa học Phát triển, ĐHQGHN KS Nguyễn Văn Lợi Trường Đại học Mỏ địa chất Giới thiệu chung Trong năm gần đây, vấn đề phát triển bền vững khu vực nông thôn miền núi quan tâm nhiều cấp, từ Trung ương đến địa phương nhằm đảm bảo phát triển kinh tế, kèm với bảo vệ sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên Đặc biệt, bối cảnh biến đổi khí hậu tồn cầu, việc nghiên cứu lịch sử sử dụng đất để tìm hiểu rõ mức độ bền vững việc sử dụng đất khứ nhằm định hướng sử dụng đất hợp lý tương lai đặt thách thức cho nhà quản lý Cuộc sống người dân khu vực miền núi nói chung, người dân khu vực huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La nói riêng đa phần hồn tồn phụ thuộc vào hoạt động canh tác nơng nghiệp, lâm nghiệp Do vậy, tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt tài ngun đất đóng vai trị quan trọng đời sống kinh tế hộ gia đình nơi Những thay đổi phương thức canh tác, thay đổi trồng hay xa thay đổi cách tiếp cận thích ứng với kinh tế thị trường cộng đồng dân cư dân tộc liên quan trực tiếp đến biến động lớp phủ bề mặt dẫn đến thay đổi đời sống kinh tế người dân Viễn thám GIS công nghệ hữu dụng sử dụng phổ biến Cơng nghệ GIS nhờ có khả phân tích khơng gian, thời gian, mơ hình hóa trợ giúp cho người nghiên cứu khoa học nhiều | 539 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH lĩnh vực khác Đây công cụ sử dụng báo để tìm hiểu lịch sử sử dụng đất lưu vực Suối Muội, huyện Thuận Châu, Sơn La Tổng quan vấn đề nghiên cứu Kỷ nguyên sử dụng viễn thám nghiên cứu quan sát Trái đất từ khoảng không coi năm 1972 với việc phóng thành cơng vệ tinh Landsat vào quỹ đạo Tới nay, với 40 năm phát triển, viễn thám trở thành công cụ đại, vừa mang tính phụ trợ vừa mang tính cạnh tranh công nghệ quan sát Trái đất [5] Khả viễn thám thành lập đồ sử dụng đất, đồ rừng hoạt động quan trắc ngày cải thiện Nhiều dự án, chương trình lớn nghiên cứu vấn đề liên quan đến Biến động sử dụng đất lớp phủ triển khai Mỹ, Châu Âu, Châu Á Việt Nam, mảng ứng dụng viễn thám đóng vai trị quan trọng Ở Việt Nam, từ năm 70 kỷ trước, sử dụng ảnh máy bay để thành lập đồ địa hình đồ chuyên đề lĩnh vực địa chất Nhưng phải tới năm 80, ảnh vệ tinh Soyuz (Liên Xô), Landsat-MSS (Mỹ), Spot (Pháp) xuất cơng nghệ thành lập đồ chuyên đề từ tư liệu viễn thám bắt đầu hình thành Tuy nhiên, thời kỳ chủ yếu sử dụng phương pháp giải đoán ảnh mắt Chỉ từ công nghệ thông tin bùng nổ (đầu năm 1990) phương pháp xử lý ảnh số tư liệu viễn thám thực phát triển Cùng với đời phát triển hệ thông tin địa lý, tạo kết hợp vô hiệu nhiều lĩnh vực ngành kinh tế quốc dân Hiện nay, Việt Nam có nhiều quan, tổ chức thuộc nhiều bộ, ngành trường Đại học (Bộ Tài nguyên Môi trường, Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, Bộ Thuỷ sản, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, trường Đại học Khoa học Tự nhiên…) sử dụng cách có hiệu tư liệu viễn thám hệ thơng tin địa lý chương trình, dự án thuộc lĩnh vực Luận án tiến sĩ Vũ Kim Chi nghiên cứu biến đổi trạng sử dụng đất lớp phủ rừng khu vực Suối Muội – Thuận Châu – Sơn La, tác giả thực sở ứng dụng công nghệ viễn thám GIS Dữ liệu viễn thám sử dụng bao gồm ảnh vệ tinh ảnh hàng khơng Các yếu tố văn hố xã hội dân cư địa tác động đến trình biến động 540 | 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH lớp phủ rừng khu vực nghiên cứu trọng phân tích, đánh giá Kết nghiên cứu cho thấy mức độ tiếp cận thị trường theo nhu cầu mở rộng đất canh tác cộng đồng dân cư, dân tộc khác dẫn đến xu hướng biến động sử dụng đất khác Mặt khác, mối liên hệ biến động sử dụng đất đặc điểm xói mịn đất thể rõ thơng qua phân tích lớp trầm tích đáy thung lũng suối Muội Bài báo kế thừa kết nghiên cứu Vũ Kim Chi (2007) [4], để nghiên cứu sâu lịch sử 60 năm sử dụng đất khu vực nghiên cứu Dữ liệu phương pháp nghiên cứu 3.1 Dữ liệu Dữ liệu sử dụng nghiên cứu đồ ảnh vệ tinh Các đồ liệu đồ trạng sử dụng đất năm 1954, 1999 thành lập từ ảnh hàng không, đồ địa hình huyện Thuận Châu, Sơn La tỷ lệ 1/50 000 Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT5 lưu vực Suối Muội chụp năm 2010 với đặc điểm bảng 3.1 Bảng 3.1 Đặc điểm ảnh vệ tinh SPOT5 năm 2010 lưu vực Suối Muội, Thuận Châu, Sơn La Bước sóng (μm) Độ rộng cảnh Độ phân giải khơng gian Thời gian thu ảnh Ngày chụp Kênh 0.50 – 0.59 Kênh 0.61 – 0.68 Kênh 0.78 – 0.89 Kênh 1.58 – 1.75 Kênh Pan 0.48 – 0.71 60 km 10 m * 10 m (kênh pan 2.5 *2.5 m) 11 h 22/08/2010 3.2 Xây dựng bảng giải Quá trình đánh giá biến động sử dụng đất lưu vực Suối Muội giai đoạn 1954 – 2010 đòi hỏi phải xây dựng hệ thống phân loại sử dụng đất phù hợp với mục đích nghiên cứu có nhiều cách chia hệ thống phân loại sử dụng đất Đa phần tác giả phân chia theo hệ thống lớp phủ Tuy | 541 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH lớp phủ sử dụng đất có khái niệm khác nhau, lớp phủ hoạt động sử dụng đất nằm địa bàn diễn thời điểm Lớp phủ đứng mình, cịn sử dụng đất khơng thể sử dụng đất phải suy từ lớp phủ, quy tắc hình thái, nhân tố kinh tế, hành chính, pháp luật Theo Louisa J.M Jansen cộng chìa khóa nội suy để xác định chức sử dụng đất đối tượng lớp phủ xác định theo hai bước: Một là, nhận hoạt động người liên quan đến sử dụng loại lớp phủ chức cụ thể; Hai là, chia nhỏ nhóm chức theo tiêu chuẩn hoạt động kinh tế văn hóa – xã hội Kết việc áp dụng khung lý thuyết xây dựng giải đồ trạng sử dụng đất cho lưu vực Suối Muội, Thuận Châu, Sơn La thể cụ thể theo Hình 3.2 Hình 3.1 Phân chia loại hình sử dụng đất lưu vực Suối Muội NHĨM LỚP PHỦ Đất CHỨC NĂNG SỬ DỤNG ĐẤT LOẠI HÌNH THEO HƯỚNG KINH TẾ SỬ DỤNG ĐẤT Đất nông Lúa nước nghiệp Nương rẫy Rừng kín Rừng thưa Nước Đất phi nông Dân cư nghiệp Sông suối, ao hồ Thực vật Đất đồi núi Cây bụi chưa sử dụng Trảng cỏ 542 | 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH Để thống với quy phạm đồ trạng sử dụng đất Bộ tài nguyên môi trường giải đồ sử dụng đất lưu vực suối Muội trình bày theo (Bảng 3.1) Bảng 3.1 Bảng giải đồ sử dụng đất lưu vực Suối Muội STT LỚP PHỦ NHÓM CÁC LOẠI ĐẤT Đất Đất sản xuất nông nghiệp LOẠI ĐẤT (CHỨC NĂNG KINH TẾ) Đất nông nghiệp Thực vật Đất lâm nghiệp Đất phi nông nghiệp Đất LOẠI HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT MÃ Đất trồng lúa nước Đất nương rẫy Đất rừng kín Đất rừng thưa Dân cư Đất sông suối, ao hồ Đất Nước Đất sông suối mặt nước chuyên dùng Thực vật Đất chưa sử dụng Đất đồi núi chưa sử dụng Cây bụi Trảng cỏ 3.3 Phương pháp phân loại tiếp cận hướng đối tượng Với liệu ảnh vệ tinh năm 2010, tác giả sử dụng phương pháp tiếp cận hướng đối tượng để phân loại ảnh vệ tinh SPOT5 năm 2010 kết hợp với điều tra thực địa Tiếp cận hướng đối tượng phương pháp phân loại ảnh không dựa vào giá trị phổ phản xạ đối tượng để chiết xuất thông tin ảnh viễn thám (giống phương pháp phân loại pixel – based), mà cịn dựa vào cấu trúc hình dạng, kích thước, màu sắc, số khác area, density, NDVI,… mối quan hệ địa lý đối tượng để chiết tách thơng tin Q trình phân loại ảnh theo phương pháp tiếp cận hướng đối tượng gồm giai đoạn phân mảnh ảnh (segmentation) phân loại ảnh (Classification) [3] Cụ thể, ảnh SPOT5 năm 2010 lưu vực Suối Muội phân loại theo sơ đồ (hình 3.2) 3.4 Phương pháp đánh giá biến động Theo dõi biến động lớp phủ thực vật trở thành ứng dụng quan trọng nghiên cứu nhiều kỹ thuật viễn thám Với việc sử dụng ảnh vệ tinh quang học, tóm tắt lại thành bốn phương pháp đánh giá biến động gồm phân tích sau phân loại, phân loại ảnh đa thời gian, nhận biết thay đổi phổ, kết hợp [2] Trong nghiên cứu | 543 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH này, tác giả lựa chọn phương pháp phân tích sau phân loại Đây phương pháp sử dụng phổ biến nay, kết ảnh phân loại thời điểm đưa vào hệ thống GIS để phân tích, đánh giá biến động Hình 3.2 Sơ đồ chiết tách đối tượng ảnh SPOT5 năm 2010 lưu vực Suối Muội Ảnh SPOT5 Suối Muội multiresolution segmentation, Layer 3: [1-36] NDVI [0.18-0.78] Thực vật spectral difference segmentation, spectral difference (5) shape (0.5), compactness (0.5) Ảnh SPOT5 Suối Muội Layer [ 33-34] phân mảnh Layer [33-68] Area [1-60 pxl] Đất Nước Layer [50-68], Area [10- Ao, hồ 80 pxl], density [4.3 -5] Dân cư Layer [38-50], Đất lúa nước Layer [33-39], Nương rẫy NDVI [0.43 – 0.0.78] Rӯng kín NDVI [0.38 – 0.45] Rừng thưa NDVI [0.22 – 0.39] Cây bụi NDVI [0.18 – 0.23] Trảng cỏ 544 | 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH Kết Kết nghiên cứu trình biến động sử dụng đất lưu vực Suối Muội thể bảng, sơ đồ đồ biến động 4.1 Giai đoạn 1954 – 1999 [4] Bảng 4.1 Tình hình biến động sử dụng đất từ năm 1954 đến 1999 Diện tích (ha) Loại hình Biến động (%) Lớp phủ/sử dụng đất 1954 1999 Sự khác biệt 1954 - 1999 Rừng kín 1146 455 -691 -60 Rừng thưa 3581 1174 -2407 -67 Cây bụi 13616 11610 -2006 -15 Trảng cỏ 1874 1499 -374 -20 Nương rẫy 6825 10932 4106 60 Đất trồng lúa nước 1210 1456 246 20 Đất khu dân cư 123 1246 1123 911 3 Mặt nước Hình 4.1 Sơ đồ biến động sử dụng đất Suối Muội, giai đoạn 1954 – 1999 RŹngcanopy kín Closed Closed canopy forest 35 % forest 35 % 35 35 % % 34 % Open canopy RŹng thĭa Open canopy  22 % 30 % Nĭīng UplandrĹy field Upland field 57 57 % % 57 % forest forest 10% 10% 42 % 33 % Trıng cŝ Grass land Grass land 52 52 % % 52 % 50 % Cây bųi Shrub Shrub 48 % 48 % 48 % 38 % | 545 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH 4.2 Giai đoạn 1999 – 2010 Bảng 4.2 Tình hình biến động sử dụng đất từ năm 1999 đến 2010 Diện tích (ha) Loại hình Biến động (%) Lớp phủ/sử dụng đất 1999 2010 Sự khác biệt 1999 – 2010 Rừng kín 455 545.5 90.5 20 Rừng thưa 1174 1683.7 509.7 43 Cây bụi 11610 13002 1392 12 Trảng cỏ 1499 1398 -101 -7 Nương rẫy 10932 9074.5 -1857.5 -17 Đất trồng lúa nước 1456 1297.3 -158.7 -11 Đất khu dân cư 1246 1468 222 18 8.8 5.8 193 Mặt nước Hình 4.2 Sơ đồ biến động sử dụng đất Suối Muội, giai đoạn 1999 – 2010 RŹng thĭa 11% (67%) 7% 7% RŹng kín 10% 10% Cây bųi (68%) 13% 11% Áijt lúa nĭũc (75%) 546 | 5% 41% 36% 20% (100%) (56%) 5% (85%) Dân cĭ Trıng cŝ Nĭīng rĹy (58%) 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH Hình 4.3 Bản đồ biến động sử dụng đất Suối Muội: (a) a) Giai đoạn 1954 – 1999 b) Giai đoạn 1999 – 2010 | 547 25 NĂM VIỆT NAM HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG LIÊN NGÀNH Kết luận Quá trình nghiên cứu biến động sử dụng đất lưu vực Suối Muội khoảng thời gian 60 năm, từ 1954 đến 2010 thực phương pháp viễn thám Việc thành lập đồ trạng sử dụng đất từ ảnh hàng không chụp năm 1954, 1999 kết hợp phân loại ảnh vệ tinh độ phân giải cao năm 2010 nhằm làm tương đồng độ phân giải không gian để thực chồng xếp đồ đánh giá biến động Nghiên cứu nhằm bổ sung hoàn thiện hệ thống theo dõi, đánh giá trình biến đổi sử dụng đất lưu vực Suối Muội, Thuận Châu, Sơn La từ khứ tới Kết nghiên cứu phục vụ cho việc tìm mối quan hệ biến đổi sử dụng đất với yếu tố địa lý, nhằm đưa nhận định xác lịch sử sử dụng đất địa phương hoạch định sách sử dụng phát triển bền vững nguồn tài nguyên đất Nghiên cứu tài trợ Quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 105.06-2012.20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Vũ Kim Chi (2009), “Đánh giá tác động yếu tố tự nhiên kinh tế - xã hội đến biến động sử dụng đất lưu vực Suối Muội,Thuận Châu, Sơn La”, Báo cáo khoa học mã số QT - 08 - 37, Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội Vũ Anh Tuân (2004), Nghiên cứu biến động trạng lớp phủ thực vật ảnh hưởng tới q trình xói mịn lưu vực sơng Trà Khúc phương pháp viễn thám hệ thống thông tin địa lý, Luận án tiến sĩ, Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQG Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Dehvari A, Heck R.J (2009), “Comparison of object - based and pixel based infrared airborne planning, 2, pp 96-86 Chi, Vu Kim (2007), Land use change in the Suoi Muoi catchment, Viet Nam Wyatt B.K (2000), Vegetation mapping from Ground, Air and Space-Competitive or Complementary Techniques, Vegetation mapping, John Wiley and sons Parmenter, A P., Hansen, A., Kennedy, R., Cohen, W., Langner, U., Lawrence, R (2003), Land use and land cover change in the Greater Yellowstone Ecosystem 548 | ... việc áp dụng khung lý thuyết xây dựng giải đồ trạng sử dụng đất cho lưu vực Suối Muội, Thuận Châu, Sơn La thể cụ thể theo Hình 3.2 Hình 3.1 Phân chia loại hình sử dụng đất lưu vực Suối Muội NHÓM... biến đổi sử dụng đất lưu vực Suối Muội, Thuận Châu, Sơn La từ khứ tới Kết nghiên cứu phục vụ cho việc tìm mối quan hệ biến đổi sử dụng đất với yếu tố địa lý, nhằm đưa nhận định xác lịch sử sử dụng. .. vực khác Đây công cụ sử dụng báo để tìm hiểu lịch sử sử dụng đất lưu vực Suối Muội, huyện Thuận Châu, Sơn La Tổng quan vấn đề nghiên cứu Kỷ nguyên sử dụng viễn thám nghiên cứu quan sát Trái đất