7. Bố cục của luận văn
2.8 Quy trình công nghệ
Cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng đƣợc xây dựng từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. Trên thực tế có những nguồn tƣ liệu cơ bản đảm bảo chất lƣợng để xây dựng cơ sở dữ liệu nhƣ: bản đồ chuyên đề lớp phủ rừng, bản đồ biến động rừng, các số liệu của các cơ quan có liên quan, ....
Sơ đồ quy trình công nghệ để xây dựng cơ sở dữ liệu lớp phủ rừng:
Hình 2.19 Quy trình công nghệ thiết kế cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý
a) Công tác chuẩn bị: Trong công tác chuẩn bị ở đây bao gồm việc thu thập các
58
lớp phủ, bản đồ biến động, ...) và các số liệu thống kê về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội cũng nhƣ các số liệu liên quan khác.
Tùy thuộc vào mục đích xây dựng cơ sở dữ liệu nào ta sẽ tập trung khai thác, tìm tòi các loại dữ liệu sao cho phù nhất.
b) Công tác làm sạch và chuẩn hóa cơ sở dữ liệu:
- Làm sạch dữ liệu: Trƣớc khi đƣa dữ liệu vào Hệ thông tin địa lý cần phải đƣợc làm sạch tất cả các yếu tố nhƣ: đƣờng cắt chƣa tới, đoạn đƣờng quá nhiều đỉnh, trùng lặp nhiều đƣờng trên một vị trí, không đóng vùng đối tƣợng ....
- Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu:
+ Xác định hệ tọa độ: đây đƣợc coi nhƣ là xƣơng sống của cơ sở dữ liệu, do vậy các lớp thông tin đƣợc tạo lập hay thu thập, cập nhật phải đƣợc xác định ở một hệ tọa độ duy nhất. Tránh trƣờng hợp cùng một mảnh bản đồ nhƣng các lớp thông tin ở hệ tọa độ khác nhau dẫn đến sai sót khi chồng khớp lớp thông tin.
+ Chuẩn hóa các lớp thông tin: việc chuẩn hóa ở đây có thể theo các phƣơng thức: chuẩn mô hình dữ liệu, chuẩn nội dung dữ liệu, chuẩn về khuôn dạng dữ liệu cho lƣu trữ và trao đổi thông tin giữa các hệ thống, chuẩn về siêu dữ liệu.
c) Xây dựng và hoàn thiện khung cơ sở dữ liệu: Trong bƣớc này cần tập trung
vào mục đích của việc xây dựng và hoàn thiện khung cơ sở dữ liệu, về mặt GIS phục vụ quản lý lớp phủ rừng có thể chia thành hai nhóm cơ sở dữ liệu nhƣ sau:
- Thiết kế cơ sở dữ liệu không gian: cơ sở dữ liệu không gian chính là đƣờng biên khoanh định ranh giới các thửa đất, ranh giới hành chính, hệ thống thủy văn, hệ thống đƣờng giao thông, phân bố rừng, ...
59
- Thiết kế cơ sở dữ liệu thuộc tính: cơ sở dữ liệu thuộc tính mô tả các đặc điểm của cơ sở dữ liệu nền địa lý và lớp phủ rừng ... bằng một nhãn nhằm liên kết tất cả thông tin của lớp chuyên đề, đƣợc thể hiện trong các bảng thuộc tính.
Sau khi phân chia ra hai nhóm cơ sở dữ liệu chính nhƣ ở trên chúng ta sẽ tiến hành hoàn thiện dữ liệu cả về mặt không gian cũng nhƣ thuộc tính của đối tƣợng để từ đó thiết lập mối quan hệ giữa các nhóm cơ sở dữ liệu này để chúng trở thành một nhóm cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý rừng hoàn chỉnh.
d) Xây dựng và giải các bài toán cụ thể
Trên cơ sở cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh đó, ngƣời thiết kế có thể tham mƣu lập các bài toán trong thực tế hay gặp để từ đó tìm các biện pháp, phƣơng hƣớng để giải quyết vấn đề. Các bƣớc giải có thể thao tác trực tiếp hay cũng có thể in ấn, tạo báo cáo khi cần thiết. Một vấn đề cũng rất quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu đó là tính sáng tạo, cập nhật thƣờng xuyên của dữ liệu có nhƣ vậy mới phù hợp và có sức sống, tồn tại lâu dài, tiết kiệm thời gian và công sức.
60
CHƢƠNG 3
CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA RỪNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ LỚP PHỦ RỪNG 3.1 Đặc trƣng lớp phủ rừng ở Việt Nam
Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu. Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi trƣờng, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác.
Lớp phủ rừng là đối tƣợng thiên nhiên có sự phân bố rộng rãi trên mặt đất và cũng biến động cả về số lƣợng và chất lƣợng. Vì vậy, thông tin đầy đủ chính xác, kịp thời về đặc điểm nhiều mặt của lớp phủ rừng là vô cùng quý báu và cần thiết cho công tác điều tra giám sát hiện trạng tài nguyên rừng.
3.1.1 Các đặc điểm của rừng
- Rừng là một thể tổng hợp phức tạp có mối quan hệ qua lại giữa các cá thể trong quẩn thể, giữa các cá thể trong quần xã và có sự thống nhất giữa chúng với hoàn cảnh trong tổng hợp đó.
- Rừng luôn luôn có sự cân bằng động, có tính ổn định, tự điều hòa và tự phục hồi để chống lại những biến đổi của hoàn cảnh và những biến đổi về số lƣợng sinh vật, những khả năng này đƣợc hình thành do kết quả của sự tiến hóa lâu dài và kết quả của sự chọn lọc tự nhiên của tất cả các thành phần rừng.
- Rừng có khả năng tự phục hồi và trao đổi cao
- Rừng có sự cân bằng đặc biệt về trao đổi năng lƣợng và vật chất, luôn luôn tồn tại quá trình tuần hoàn sinh vật, trao đổi vật chất năng lƣợng, đồng thời nó thải ra khỏi hệ sinh thái các chất và bổ sung thêm vào đó một số chất khác từ hệ sinh thái khác
61
- Sự vận động của các quá trình nằm trong các tác động tƣơng hỗ phức tạp dẫn tới sự ổn định bền vững của hệ sinh thái rừng
- Rừng có phân bố địa lý.
3.1.2.Cấu trúc của rừng
Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian.
- Cấu trúc tổ thành: Tổ thành cho biết sự tổ hợp và mức độ tham gia của các loài cây khác nhau trên cùng một đơn vị thể tích. Nếu một khu rừng một loài cây nào đó chiếm trên 95% thì rừng đó đƣợc gọi là rừng thuần loài, còn rừng có hai loài cây trở lên với tỷ lệ xấp xỉ nhau thì đƣợc gọi là rừng hỗn loài.
Hình 3.1 Rừng bạch đàn (thuần loài)
- Cấu trúc tầng thứ: Sự phân bố theo không gian của tầng cây gỗ theo chiều thẳng đứng, phụ thuộc vào đặc tính sinh thái học, nhu cầu ánh sáng của các loại tham gia tổ thành. Cấu trúc tầng thứ của hệ sinh thái rừng nhiệt đới nhiều tầng thứ hơn các hệ sinh thái rừng ôn đới. Một số cách phân chia tầng thứ: Tầng vƣợt tán (các loài cây vƣợt trội hẳn lên, không có tính liên tục); Tầng tán chính (tầng ƣu thế sinh thái: cấu tạo nên tầng rừng chính, có tính liên tục); Tầng dƣới tán (gồm những cây tái sinh và những cây gỗ ƣa bóng); Tầng thảm tƣơi; Thực vật ngoại tầng (các loài thân dây leo).
- Cấu trúc tuổi: Cấu trúc về mặt thời gian, trạng thái tuổi tác của các loài cây tham gia hệ sinh thái rừng, sự phân bố này có mối liên quan chặt chẽ với cấu trúc về mặt không gian.
62
- Cấu trúc mật độ: Phản ánh số cây trên một đơn vị diện tích. Phản ảnh mức độ tác động giữa các cá thể trong lâm phần. Mật độ ảnh hƣởng đến tiểu hoàn cảnh rừng, khả năng sản xuất của rừng. Theo thời gian, cấp tuổi của rừng thì mật độ luôn thay đổi.
3.1.3 Các đặc trƣng của rừng
- Nguồn gốc của rừng chính là nguồn gốc phát sinh ra rừng: rừng tự nhiên và rừng trồng. Để xác định nguồn gốc của rừng phải dựa vào đặc trƣng hình thái bên ngoài để nhận biết. Rừng trồng là thuần loài không phân chia tầng thứ, nếu là rừng hỗn hợp thì cũng rất ít loài và thứ tự cây trồng cũng rất ổn định.
Hình 3.2 Rừng tự nhiên
Hình 3.3 Rừng trồng
- Tổ thành thực vật rừng là thành phần và tỷ lệ các loài thực vật rừng tham
gia cấu tạo rừng. Do đối tƣợng kinh doanh chủ yếu của lâm nghiệp là cây gỗ nên khi nghiên cứu tổ thành thực vật rừng, ngƣời ta thƣờng chú trọng tới tổ thành của những loài cây cao. Ở vùng ôn đới, tổ thành thực vật rừng đơn giản, chủ yếu là rừng thuần loài (có một loài cây), rừng hỗn loài ôn đới cũng chỉ có 2 - 3 loài cây. Trái lại, ở vùng nhiệt đới, tổ thành thực vật rừng phức tạp hơn nhiều, chủ yếu là rừng hỗn loài với hàng chục loài cây gỗ trên một ha. Rừng thuần loài nhiệt đới chỉ xuất hiện trong những trƣờng hợp đặc biệt. Tổ thành loài cây cao đƣợc biểu hiện thông qua khái niệm công thức tổ thành. Đối với những rừng tổ thành đơn giản, công thức tổ thành biểu thị bằng số loài cây cao và tỉ lệ phần mƣời của chúng tham gia vào thành phần của rừng; ví dụ 4 lim xanh, 6 táu. Đối với rừng tổ thành phức tạp, ngƣời ta có
63
thể biểu thị công thức tổ thành bằng nhóm loài cây (nhóm gỗ) và tỉ lệ phần mƣời của chúng tham gia vào thành phần của rừng.
- Tuổi rừng là thời gian sinh trƣởng của rừng ở một thời kỳ nhất định, thể hiện ở tuổi của loài cây cấu tạo rừng (đối với rừng thuần loài) hoặc ở tuổi trung bình của một số loài cây chính chiếm tầng trên (đối với rừng hỗn loài). Do cây rừng có đời sống dài nên thƣờng dùng khái niệm cấp tuổi để biểu thị trạng thái tuổi của rừng. Những loài cây ôn đới sinh trƣởng chậm, đời sống dài nên cấp tuổi dài hơn so với những loài cây nhiệt đới mọc nhanh, đời sống ngắn. Cấp tuổi của cây rừng ôn đới có thể là 20 - 30 năm một cấp tuổi, cấp tuổi của cây rừng nhiệt đới thƣờng là 5 - 10 năm một cấp tuổi. Đối với những loài cây nhiệt đới gỗ quý mọc chậm, cấp tuổi có thể kéo dài hơn. Đặc biệt, đối với những loài tre, nứa có tuổi khai thác sớm, có thể dùng đơn vị năm để biểu thị cấp tuổi. Căn cứ vào tuổi rừng và cấp tuổi, phân biệt: rừng đều tuổi tuyệt đối, rừng đều tuổi tƣơng đối và rừng khác tuổi. Rừng đều tuổi tuyệt đối: tất cả các cá thể cây rừng đều cùng một tuổi. Rừng đều tuổi tƣơng đối: tuổi của tất cả các cá thể cây rừng chênh lệch nhau trong phạm vi một cấp tuổi. Rừng khác tuổi: các cá thể cây rừng phân bố ở nhiều cấp tuổi khác nhau.
- Mật độ rừng là tổng số cây trên một đơn vị diện tích rừng, mật độ rừng phụ thuộc vào đặc tính sinh học của loài cây. Cây rừng nhiệt đới thƣờng có tán rộng, nên mật độ rừng thấp hơn ở ôn đới. Trong cùng một loài cây, mật độ rừng tuỳ thuộc giai đoạn sinh trƣởng và phát triển: tuổi rừng càng lớn, mật độ rừng càng giảm. Công thức thƣờng dùng để xác định mật độ rừng là: 2 10000 T D N (c/ha) Trong đó:
N là mật độ cây trên một hecta (c/ha)
DT là đường kính tán cây
- Tầng thứ của rừng hay còn gọi là tầng thứ của lâm phần chỉ mức độ cao thấp của các tập hợp cây tạo nên lâm phần đó.
64
- Độ tàn che là tỷ số diện tích tán rừng chiếu xuống đất rừng và đƣợc tính theo phần trăm (%).
- Độ che phủ là tỷ số giữa diện tích đất có rừng trên diện tích đất tự nhiên và
đƣợc tính theo phần trăm (%).
- Chiều cao bình quân là chỉ tiêu biểu thị kích thƣớc chiều cao cây tạo nên
lâm phần. Đặc trƣng này chủ yếu xác định bằng việc đo đạc chiều cao cây trực tiếp. - Đường kính bình quân là chỉ tiêu biểu thị mức độ to nhỏ kích thƣớc của cây tạo nên lâm phần.
- Tổng tiết diện ngang là tổng diện tích các tiết diện ngang ở vị trí độ cao
1,3m của tất cả các cây rừng có đƣờng kính 6cm trở lên trên một đơn vị diện tích (m2/ha).
- Độ dày của rừng là tỷ số giữa tổng tiết diện ngang của 1ha trên tổng tiết diện ngang của 1ha lâm phần chuẩn. Nó có ý nghĩa nhƣ một tiêu chí để đánh giá tài nguyên rừng.
- Tăng trưởng là số lƣợng mà nhân tố điều tra biến đổi đƣợc trong một đơn vị thời gian nhƣ: chiều cao cây, đƣờng kính, trữ lƣợng. Ý nghĩa của việc xác định tăng trƣởng là để xác định số lƣợng và chất lƣợng của rừng. Từ đó, ngƣời ta dự đoán diễn biến của nó.
- Cấp đất là chỉ tiêu đánh giá điều kiện lập địa và sức sản xuất của lâm phần
thuộc 1 loại cây nào đó. Đây là căn cứ để xác định mật độ trồng và chu kỳ kinh doanh hợp lý.
- Diện tích rừng là cơ sở để xác định trữ lƣợng của rừng.
- Biến động rừng là mức độ biến động tài nguyên rừng trong đó có biến động cả về số lƣợng lẫn chất lƣợng. Sự biến động của rừng luôn luôn diễn ra dƣới tác động của tự nhiên và con ngƣời theo thời gian. Sự biến động diễn biến theo hai chiều hƣớng tích cực và tiêu cực. Nếu xét ở trạng thái động thì biến động tài nguyên rừng là một đặc trƣng rất cơ bản.
65
3.2 Phân loại rừng theo chức năng
Trong ngành lâm nghiệp, có rất nhiều cách phân loại rừng nhƣ: - Phân loại trên quan điểm sinh thái học
- Phân loại theo mục đích sử dụng
+ Rừng đầu nguồn + Rừng phòng hộ + Rừng đặc dụng + Rừng sản xuất + Rừng trồng
- Phân loại theo trữ lƣợng gỗ (m3/ha)
+ Rừng giàu + Rừng trung bình + Rừng nghèo - Phân loại theo mức độ tác động của con ngƣời
+ Rừng tự nhiên + Rừng nhân tạo - Phân loại theo cấu trúc hình thái
+ Rừng lá rộng thƣờng xanh + Rừng gỗ lá rộng rụng lá
+ Rừng gỗ lá kim + Rừng hỗn giao cây lá rộng và cây lá kim + Rừng lá kim + Rừng tre nứa
+ Rừng hỗn giao cây lá rộng và tre nứa - Phân loại theo độ che phủ tán
Rừng rậm (có độ che phủ tán > 70%)
Rừng rậm trung bình (có độ che phủ tán từ 50 – 70%) Rừng thƣa (có độ che phủ tán từ 20 – 50%)
3.3 Công tác tổ chức quản lý lớp phủ rừng
Bức tranh cảnh quan rừng ở Việt Nam đã biến đổi rất nhiều theo thời gian: tình trạng khai thác tài nguyên quá mức và chuyển đổi đất rừng sang các mục đích sử dụng khác khiến cho tài nguyên rừng bị suy giảm và đa dạng sinh học rừng trở
66
nên cạn kiệt. Sau gần hai thập kỷ thực hiện các chƣơng trình trồng rừng, tình trạng suy giảm độ che phủ rừng đã giảm, nhƣng các cánh rừng tự nhiên vẫn không ngừng suy thoái.
Hình 3.4 Diện tích rừng, theo phân loại rừng năm 2005
Việt Nam có tổng diện tích tự nhiên 33,12 triệu ha, trong đó diện tích có rừng 12,61 triệu ha và 6,16 triệu ha đất trống đồi núi trọc là đối tƣợng của sản xuất nông lâm nghiệp. Nhƣ vậy, ngành Lâm nghiệp đã và đang thực hiện hoạt động quản lý và sản xuất trên diện tích đất lớn nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Diện tích đất lâm nghiệp phân bố chủ yếu ở các vùng đồi núi của cả nƣớc, có trình độ dân trí thấp, phƣơng thức canh tác lạc hậu, kinh tế chậm phát triển và đời sống còn nhiều khó khăn. Tính đến 31 tháng 12 năm 2005, diện tích đất có rừng toàn quốc là 12,61 triệu ha, trong đó 10,28 triệu ha rừng tự nhiên và 2,33 triệu ha rừng trồng, độ che phủ rừng đạt 37% đƣợc quản lý theo ba nhóm rừng nhƣ sau:
- Rừng đặc dụng (SUF – Special Using Forest): 1,93 triệu ha, chiếm 15,2% - Rừng phòng hộ: 6,20 triệu ha chiếm 49%
- Rừng sản xuất: 4,48 triệu ha chiếm 35,8%
Tuy diện tích rừng có tăng nhƣng chất lƣợng rừng tự nhiên cũng nhƣ rừng trồng còn thấp. Hiện trạng diện tích đất chƣa sử dụng toàn quốc còn 6,76 triệu ha,