Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Phân tích thực trạng và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá được diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2000 – 2016 tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai; xác định đƣợc nguyên nhân dẫn đến biến động tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai; đề xuất một giải pháp quản lý tài nguyên rừng bền vững tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Phân tích thực trạng và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN ĐỨC LỢI PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN VĨNH CỬU, TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Đồng Nai, 2017
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN ĐỨC LỢI PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN VĨNH CỬU, TỈNH ĐỒNG NAI CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: - PGS.TS. TRẦN QUANG BẢO - TS. LÃ NGUYÊN KHANG Đồng Nai, 2017
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình do tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Đồng Nai, ngày tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Đức Lợi
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ “Phân tích thực trạng và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai” là công trình nghiên cứu về diễn biến rừng và nguyên nhân dẫn đến biến động tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai một cách có hệ thống nhằm đề xuất những giải pháp phù hợp để quản lý, bảo vệ rừng một cách hiệu quả và bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay. Trong quá trình thực hiện tác giả đã gặp không ít những khó khăn, nhƣng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô giáo cùng các đồng nghiệp và gia đình đến nay Luận văn đã hoàn thành nội dung nghiên cứu và đạt đƣợc mục tiêu đặt ra. Nhân dịp này, Tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai thầy là PGS.TS. Trần Quang Bảo và TS. Lã Nguyên Khang đã trực tiếp hƣớng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo ở Viện Sinh thái rừng và Môi trƣờng đã cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn để tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau Đại học, Ban Giám đốc Phân hiệu, Phòng Khoa học Công nghệ và HTQT của Phân hiệu Đại học lâm nghiệp tại Đồng Nai; Ban lãnh đạo và các đồng nghiệp ở Chi cục Kiểm Lâm tỉnh Đồng Nai đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện và dành thời gian cung cấp thông tin cho tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn tới toàn thể gia đình và những ngƣời thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong suốt thời gian qua. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Đồng Nai, ngày tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Đức Lợi
iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ...................................................................................................................... iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... vii DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... viii ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................. 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................................... 3 1.1. Trên thế giới ................................................................................................... 3 1.1.1. Một số khái niệm cơ bản có liên quan ........................................................ 3 1.1.2. Viễn thám và GIS ứng dụng trong nghiên cứu tài nguyên rừng ................. 4 1.2. Ở Việt Nam .................................................................................................... 7 1.2.1. Các khái niệm về rừng ................................................................................ 7 1.2.2. Sử dụng ảnh viễn thám trong điều tra rừng Việt Nam ................................ 8 1.2.3. Hiện trạng tài nguyên rừng ở Việt Nam.................................................... 10 1.2.4. Nguyên nhân dẫn đến biến động tài nguyên rừng ở Việt Nam ................ 11 1.2.4.1. Những tác động tích cực làm tăng diện tích và chất lƣợng rừng ........... 11 2.1.4.2. Nguyên nhân chủ yếu gây mất rừng và suy thoái rừng ở Việt Nam ..... 13 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................................. 18 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 18 2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 18 2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 18 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 18
iv 2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................ 18 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 18 2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 18 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 19 2.4.1. Phƣơng pháp luận ...................................................................................... 19 2.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................... 21 Chƣơng 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI ......................................... 33 CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................. 33 3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 33 3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 33 3.1.2. Địa hình ..................................................................................................... 33 3.1.3. Khí hậu, thủy văn ...................................................................................... 34 3.1.4. Địa chất, thổ nhƣỡng ................................................................................. 35 3.1.5. Đặc điểm tài nguyên rừng ......................................................................... 37 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 39 3.2.1. Khái quát về điều kiện kinh tế .................................................................. 39 3.2.2. Dân cƣ, lao động ....................................................................................... 40 3.2.3. Y tế - giáo dục ........................................................................................... 41 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................................... 42 4.1. Kết quả xây dựng bản đồ hiện trạng rừng năm 2016 huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai ...................................................................................................... 42 4.1.1. Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh .............................................................. 42 4.1.2. Kết quả giải đoán ảnh ................................................................................ 45 4.1.3. Hiệu chỉnh bản đồ hiện trạng rừng............................................................ 47 4.2. Biến động tài nguyên rừng huyện Vĩnh Cửu, giai đoạn 2000 - 2016 .......... 53 4.2.1. Đặc điểm biến động tài nguyên rừng ........................................................ 53
v 4.2.2. Mất rừng, suy thoái rừng và tăng cƣờng diện tích và chất lƣợng rừng trên địa bàn huyện Vĩnh Cửu giai đoạn 2000 – 2016 ......................................... 55 4.3. Nguyên nhân dẫn đến biến động tài nguyên rừng huyện Vĩnh Cửu giai đoạn 2000 - 2016 ................................................................................................. 58 4.3.1. Nguyên nhân tích cực làm tăng diện tích và chất lƣợng rừng .................. 58 4.3.2. Nguyên nhân làm mất rừng và suy thoái rừng .......................................... 62 4.4. Đề xuất giải pháp quản lý bền vững tài nguyên rừng trên địa bàn huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai .................................................................................... 65 4.4.1. Giải pháp bảo vệ và phát triển rừng .......................................................... 65 4.4.2. Giải pháp về cơ chế chính sách, tài chính và tín dụng .............................. 69 4.4.3. Giải pháp về khoa học công nghệ ............................................................. 70 4.4.4. Giải pháp đào tạo nguồn nhân lực ............................................................ 71 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ ................................................................... 72 1. Kết luận ........................................................................................................... 72 2. Tồn tại ............................................................................................................. 73 3. Khuyến nghị .................................................................................................... 73 PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 76
vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á AFOLU Nông nghiệp, lâm nghiệp và các ngành khác có sử dụng đất BĐKH Biến đổi khí hậu BV&PTR Bảo vệ và Phát triển rừng BVR Bảo vệ rừng CIFOR Trung tâm nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế DLST Du lịch sinh thái DVMTR Dịch vụ môi trƣờng rừng FAO Tổ chức lƣơng thực và nông nghiệp của Liên hợp quốc USD Đô la Mỹ UN Liên hợp quốc UBND Ủy ban nhân dân ICRAF Tổ chức nghiên cứu nông lâm thế giới REDD Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng ở các nƣớc đang phát triển REDD+ Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng; bảo tồn, nâng cao trữ lƣợng carbon rừng và quản lý rừng bền vững ở các nƣớc đang phát triển NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn VFU Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam
vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Hiện trạng diện tích rừng theo loại chủ quản lý năm 10 2015. 1.2 Bảng mã hóa hiện trạng rừng phục vụ phân tích biến 24 động sử dụng đất/độ che phủ rừng. 3.1 Giá trị GDP ngành kinh tế huyện Vĩnh Cửu giai 35 đoạn 2005 – 2015. 4.1 Bộ khóa giải đoán các loại hình sử dụng đất. 37 4.2 Diện tích các loại đất, loại rừng sau giải đoan ảnh 40 phục vụ kiểm kê rừng huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai. 4.3 Diện tích các loại đất, loại rừng sau khi hiệu chỉnh, 42 bổ sung thực địa huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai. 4.4 Kết quả đánh giá độ chính xác của bản đồ giải đoán. 44 4.5 Hiện trạng rừng năm 2016 huyện Vĩnh Cửu, tỉnh 45 Đồng Nai. 4.6 Biến động tài nguyên rừng huyện Vĩnh Cửu, giai 46 đoạn 2000 – 2016. 4.7 Diện tích mất rừng, suy thoái rừng, tăng cƣờng diện 48 tích và chất lƣợng rừng huyện Vĩnh Cửu giai đoạn 2000 – 2016
viii DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 2.1 Phƣơng pháp tiếp cận theo mục tiêu và nội dung 18 nghiên cứu. 2.2 Tƣ liệu ảnh vệ tinh phục vụ giải đoạn hiện trạng 19 rừng huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai. 2.3 Sơ đồ cây vấn đề phân tích nguyên nhân dẫn đến 26 biến động tài nguyên rừng với sự tham gia của các bên liên quan. 2.4 Sơ đồ xác định các giải pháp giảm mất rừng/suy 27 thoái rừng và tăng cƣờng diện tích, chất lƣợng rừng. 2.5 Sơ đồ xác định giải pháp quản lý bền vững tài 28 nguyên rừng. 4.1 Bản đồ hiện trạng rừng sau giải đoán phục vụ kiểm 40 kê rừng huyện Vĩnh Cửu, Đồng Nai. 4.2 Bản đồ hiện trạng rừng năm 2016 huyện Vĩnh Cửu, 42 Đồng Nai. 4.3 Bản đồ biến động tài nguyên rừng huyện Vĩnh Cửu, 49 Đồng Nai giai đoạn 2000 – 2016.
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là một hệ sinh thái mà quần xã cây rừng giữ vai trò chủ đạo trong mối quan hệ tƣơng tác giữa sinh vật với môi trƣờng. Rừng có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của con ngƣời cũng nhƣ môi trƣờng: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hòa, tạo ra oxy, điều hòa nƣớc, là nơi cƣ trú động thực vật và là nơi lƣu giữ nguồn gen quý hiếm, bảo vệ và ngăn chặn gió bão, chống xói mòn đất, đảm bảo cho sự sống, bảo vệ sức khỏe của con ngƣời…Vì vậy, tỷ lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia là một chỉ tiêu an ninh môi trƣờng quan trọng (diện tích đất có rừng đảm bảo an toàn môi trƣờng của một quốc gia tối ƣu là 45% tổng diện tích). Sự quan hệ của rừng và cuộc sống đã trở thành một mối quan hệ hữu cơ. Không có một dân tộc, một quốc gia nào không biết rõ vai trò quan trọng của rừng trong cuộc sống. Tuy nhiên, ngày nay nhiều nơi con ngƣời đã không bảo vệ đƣợc rừng, chặt phá bừa bãi làm cho tài nguyên rừng khó đƣợc phục hồi và ngày càng bị cạn kiệt, nhiều nơi rừng không còn có thể tái sinh, đất trở thành đồi trọc, sa mạc, nƣớc mƣa tạo thành những dòng lũ rửa trôi chất dinh dƣỡng, gây lũ lụt, sạt lở cho vùng đồng bằng gây thiệt hại nhiều về tài sản, tính mạng ngƣời dân. Vai trò của rừng trong việc bảo vệ môi trƣờng đang trở thành vấn đề thời sự và lôi cuốn sự quan tâm của toàn thế giới. Trƣớc thực trạng đó đòi hỏi nhà nƣớc phải có những biện pháp phù hợp để bảo vệ rừng, cần tăng cƣờng hơn nữa công tác quản lý Nhà nƣớc đối với tài nguyên rừng, trong đó đặc biệt nhấn mạnh vai trò của công tác theo dõi đánh giá và dự báo xu thế diễn biến rừng làm căn cứ khoa học cho việc xây dựng các chiến lƣợc hoặc kế hoạch phát triển tài nguyên rừng và nghề rừng trên phạm vi toàn quốc cũng nhƣ các địa phƣơng. Theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp hàng năm là một trong những hoạt động quan trọng của ngành lâm nghiệp. Kết quả kiểm kê, theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp có ý nghĩa quan trọng phục vụ việc hoạch định các chủ trƣơng, xây dựng kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội của địa phƣơng hoặc định hƣớng phát triển kinh doanh Lâm nghiệp đối với các đơn vị chủ rừng.
2 Đồng Nai là tỉnh thuộc miền Đông Nam Bộ, là cửa ngõ phía Đông của thành phố Hồ Chí Minh. Phía Bắc giáp tỉnh Lâm Đồng và Bình Phƣớc, phía Đông giáp tỉnh Bình Thuận, phía Tây giáp tỉnh Bình Dƣơng và TP Hồ Chí Minh, phía Nam giáp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Với đặc thù là một tỉnh công nghiệp đồng thời giáp ranh với các tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và tỉnh Bình Dƣơng cũng là các tỉnh có các khu công nghiệp phát triển mạnh, do đó vai trò phòng hộ của rừng của Đồng Nai càng trở nên quan trọng hơn. Theo kết quả theo dõi diễn biến tài nguyên rừng đến 30/7/2015, tỉnh Đồng Nai có tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp là: 199.680,4 ha. Trong đó tổng diện tích nằm trong quy hoạch ba loại rừng là 180.403,9 ha (rừng đặc dụng: 104.517,9 ha; rừng phòng hộ: 40.284,4 ha và rừng sản xuất: 35.601,6 ha); diện tích nằm ngoài quy hoạch ba loại rừng là 19.276,5 ha (rừng tự nhiên 465,5 ha, rừng trồng 18.811 ha). Độ che phủ rừng toàn tỉnh là 30,8%. Diện tích rừng tập trung ở khu vực phía Bắc của tỉnh thuộc các huyện: Tân Phú, Định Quán và Vĩnh Cửu (Chi cục Kiểm Lâm tỉnh Đồng Nai, 2015). Trên địa bàn huyện Vĩnh Cửu có 02 đơn vị chủ rừng lớn là Khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai và Xí nghiệp nguyên liệu giấy miền Đông Nam Bộ đƣợc Nhà nƣớc giao rừng và đất lâm nghiệp nhằm mục đích quản lý, bảo vệ rừng (BVR) đặc dụng, rừng phòng hộ và kinh doanh rừng trồng, ngoài ra còn có các diện tích rừng tự trồng của các hộ dân sống tại địa phƣơng. Trong những năm gần đây, rừng trên địa bàn huyện Vĩnh Cửu có nhiều diễn biến phức tạp dƣới tác động của các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội. Vì vậy, ảnh hƣởng nhiều đến kết theo dõi diễn biến rừng hàng năm của huyện. Trên cơ sở đó cần phải có đánh giá về thực trạng và diễn biến tài nguyên rừng của huyện làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ rừng một cách có hiệu quả. Trƣớc yêu cầu đó, tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Phân tích thực trạng và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai ”.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Một số khái niệm cơ bản có liên quan Bảo tồn trữ lượng các bon rừng: Bảo tồn rừng, các bể chứa các bon, các bể lƣu trữ các bon rừng và khả năng hấp thụ và lƣu trữ các bon của chúng. Bảo tồn thƣờng đƣợc xem là một hoạt động không tạo ra phát thải mà chỉ duy trì trữ lƣợng các bon (UN-REDD, 2016)[7]. Mất rừng: Theo thỏa thuận Marrakech (Marrakesh Accords), mất rừng là hoạt động trực tiếp chuyển đổi đất có rừng sang đất không có rừng do con ngƣời gây ra (với độ tàn che thấp hơn 10%) (UN-REDD, 2016)[7]. Suy thoái (hoặc suy thoái rừng): Mô tả thực trạng rừng bị suy giảm so với khả năng sinh trƣởng tự nhiên của rừng, nhƣng vẫn cao hơn ngƣỡng 10% độ tàn che. Nếu độ tàn che bị suy giảm thấp hơn 10% sẽ bị coi là mất rừng (UN-REDD, 2016) [7]. Dịch chuyển phát thải: Nỗ lực giảm mất rừng và suy thoái rừng ở một khu vực có thể gây ra áp lực làm mất rừng và suy thoái rừng ở các vùng khác và do đó việc giảm phát thải ở nơi này có thể sẽ là nguyên nhân gây phát thải ở nơi khác (UN-REDD, 2016)[7]. Cường độ suy thoái rừng: Suy thoái rừng đang diễn ra tại các nƣớc châu Á - Thái Bình Dƣơng, bất kể độ che phủ rừng có giảm đi, ổn định hay tăng lên. Tại một số nƣớc có độ che phủ rừng cao, suy thoái rừng có thể là xúc tác cho việc mất rừng và làm tăng phát thải. Đối với các quốc gia có độ che phủ rừng thấp hơn, rừng suy thoái không bị ảnh hƣởng nhiều từ việc chuyển đổi mục đích sử dụng rừng. Đối với các tình huống này, có khả năng sẽ khôi phục lại đƣợc lƣợng carbon (RECOFTC, 2009)[15].
4 Đánh giá suy thoái rừng: Suy thoái rừng ảnh hƣớng tới trạng thái chung của rừng một cách khó nhận thấy hơn so với việc mất rừng. Cần phải có các phƣơng pháp đo lƣờng và giám sát trực tiếp để hiểu đƣợc mức độ của những tác động này (RECOFTC, 2009)[15]. Giải quyết suy thoái rừng: Suy thoái rừng chỉ có thể đƣợc giải quyết nếu hệ thống quản trị rừng đƣợc cải thiện; và nếu quyền của tất cả các bên liên quan, đặc biệt là ngƣời sử dụng rừng địa phƣơng đƣợc chỉ ra rõ ràng. Tại mỗi quốc gia, nguyên nhân trực tiếp và gián tiếp của suy thoái rừng cần phải đƣợc xác định nhằm làm cơ sở cho việc xác định các giải pháp hiệu quả cho công tác quản lý rừng bền vững(RECOFTC, 2009)[15]. Nguyên nhân mất rừng và suy thoái rừng (UN-REDD, 2016)[7]: Bao gồm ngyên nhân trực tiếp và nguyên nhân gián tiếp gây ra mất rừng và suy thoái rừng. Trong bối cảnh REDD+, nguyên nhân là các hoạt động hoặc tiến trình gây ra mất rừng và suy thoái rừng, Cụ thể: Nguyên nhân trực tiếp là các hoạt động của con ngƣời trực tiếp làm giảm độ che phủ và trữ lƣợng các bon của rừng; Nguyên nhân gián tiếp là sự tƣơng tác tổng hợp của các quá trình phát triển kinh tế, chính trị, xã hội, văn hóa và khoa học công nghệ 1.1.2. Viễn thám và GIS ứng dụng trong nghiên cứu tài nguyên rừng Trong giai đoạn hiện nay, sự phát triển của công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) mở ra nhiều hƣớng ứng dụng trong nhiều ngành khoa học và công tác quản lý, đặc biệt đối với lĩnh vực tài nguyên rừng và môi trƣờng. Công nghệ này không chỉ là công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc quản lý cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu để lựa chọn các giải pháp quản lý, sử dụng bền vững và có hiệu quả nguồn tài nguyên mà còn đang phát triển theo hƣớng tích hợp những kiến thức và kinh nghiệm của con ngƣời trong quản lý bền vững tài nguyên, trong đó bao gồm cả tài nguyên rừng. Việc sử dụng công
5 nghệ tích hợp dữ liệu GIS và Viễn thám cho phép tạo nên một giải pháp cập nhật, xây dựng dữ liệu, phân tích biến động hiệu quả và hỗ trợ ra quyết định nhanh, trên phạm vi rộng với giá thành rẻ nhất so với biện pháp truyền thống (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009)[13]. Viễn thám thu nhận từ xa các thông tin về các đối tƣợng, hiện tƣợng trên trái đất bằng cách sử dụng thiết bị, công nghệ đo lƣờng từ xa, một cách gián tiếp để nhận biết các thông tin về các đối tƣợng trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc chúng. Phƣơng pháp này sử dụng năng lƣợng điện từ nhƣ ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn nhƣ một phƣơng tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tƣợng (Nguyễn Ngọc Thạch và cộng sự, 1997)[16]. Hiện nay có rất nhiều dữ liệu viễn thám đƣợc ứng dụng nhiều nhƣ: Ảnh quang học đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các bƣớc sóng ánh sáng nhìn thấy (bƣớc sóng 0,4 – 0,76 micromet); Ảnh hồng ngoại là loại ảnh đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các bƣớc sóng hồng ngoại phát ra từ vật thể (bƣớc sóng 8 – 14 micromet); Ảnh radar là loại ảnh đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các bƣớc sóng trong dải sóng cao tần (bƣớc sóng lớn hơn 2 cm); Ảnh viễn thám có thể đƣợc lƣu theo các kênh ảnh đơn (ảnh trắng đen) hoặc các kênh ảnh đƣợc tổ hợp (ảnh màu) ở dạng số trong máy tính hoặc có thể in ra giấy, tùy theo mục đích ngƣời sử dụng. Phƣơng pháp viễn thám đƣợc ứng dụng rất có hiệu quả cho việc nghiên cứu diễn biến và quản lý tài nguyên nói chung do: Ảnh vệ tinh có tầm bao quát rộng nên có khả năng thu nhận thông tin về tình hình sử dụng đất đai trên phạm vi các vùng rộng lớn; Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trƣờng trái đất trong đó có tài nguyên rừng do chu kỳ quan trắc lặp và liên tục cùng một đối tƣợng trên mặt đất; Ảnh vệ tinh phản ánh trung thành bề mặt đất với mối quan hệ và tác động qua lại giữa các hợp phần tự nhiên cũng nhƣ giữa con ngƣời với thiên nhiên (Nguyễn Ngọc Thạch và cộng sự, 1997)[16].
6 Từ năm 1972, với việc phóng vệ tinh Tài nguyên Trái đất thứ nhất (ERTS- 1) (sau đổi tên là Landsat 1), nƣớc Mỹ đã khởi đầu công nghệ giám sát môi trƣờng và nghiên cứu các hệ sinh thái từ vũ trụ. Từ khi vệ tinh Landsat đƣợc phóng lên quỹ đạo, ảnh số đƣợc thu theo quy trình tự động ổn định. Từ đó, viễn thám đã trở thành phƣơng tiện chủ đạo cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng ở nhiều cấp độ quốc gia, khu vực và toàn cầu. Kỹ thuật quan sát không gian đã đóng góp rất lớn cho công tác kiểm kê rừng, ứng dụng công nghệ viễn thám có thể sử dụng trong việc xác định và phân tích các khu rừng, nhƣ là xác định vị trí và hình dạng, kích thƣớc, tình trạng suy thoái rừng và mức độ tác động nghiêm trọng của con ngƣời thông qua việc phá rừng, cháy rừng và nông lâm kết hợp. Vệ tinh viễn thám cũng có thể hỗ trợ trong việc quản lý rừng bằng cách cung cấp thông tin về địa hình, đƣờng giao thông và cũng cho phép giám sát hàng năm hoặc thậm chí giám sát hàng tháng trên diện tích rất lớn nhƣ các tỉnh hoặc quốc gia (Malingreau, 1993)[22]. Hiện nay, phƣơng pháp giải đoán ảnh xây dựng bản đồ hiện trạng rừng theo phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng đang bƣớc đầu đƣợc ứng dụng trên những quy mô khác nhau với các loại ảnh khác nhau. Lewinski và cộng sự tiến hành thử nghiệm phân loại hƣớng đối tƣợng trên toàn cảnh (60 km x 60 km) cho ảnh SPOT-4 ở Ba Lan. Nghiên cứu đƣa ra đƣợc hệ thống phân loại hiện trạng phong phú lên đến 13 trạng thái. Trong số này có bảy trạng thái liên quan đến lâm nghiệp gồm: cây vùng đô thị, đất trồng màu, đất trống cỏ, vƣờn cây ăn quả, rừng lá kim, rừng rụng lá, rừng hỗn giao. Độ chính xác của kết quả phân loại đạt 89,1%. Wenjian và cộng sự [23] đã sử dụng ảnh SPOT-5 để giải đoán lớp phủ thực vật theo phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng cho vùng Fu Xin của Trung Quốc. Diện tích vùng nghiên cứu là 26,8 km2 với năm đối tƣợng đƣợc phân loại gồm rừng dày, rừng trung bình, rừng thƣa, đất trống và đƣờng giao thông. Địa hình khu nghiên cứu phức tạp với mƣời cấp khác nhau. Độ chính
7 xác của bản đồ hiện trạng rừng giải đoán theo phƣơng pháp phân loại hƣớng đối tƣợng đạt 86,53% trong khi áp dụng phƣơng pháp pixel riêng lẻ chỉ đạt 74,53%. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Các khái niệm về rừng Theo Luật Bảo vệ và phát triển rừng (BV&PTR) năm 2004 [14]: “Rừng là một hệ sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng và các yếu tố môi trƣờng khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặc trƣng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1 trở lên. Rừng gồm rừng trồng, rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, rừng phòng hộ, rừng đặc dụng”. Rừng của Việt Nam đƣợc phân thành 3 loại là rừng sản xuất, rừng phòng hộ và rừng đặc dụng. Mỗi loại rừng khác nhau có chức năng riêng, cụ thể nhƣ sau: - Rừng phòng hộ: là rừng đƣợc xây dựng và phát triển cho mục đích bảo vệ và điều tiết nguồn nƣớc, bảo vệ đất, chống xói mòn đất, hạn chế thiên tai, điều hoà khí hậu, đảm bảo cân bằng sinh thái và an ninh môi trƣờng. - Rừng đặc dụng: đƣợc xây dựng và phát triển cho mục đích đặc biệt nhƣ bảo tồn thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ sinh thái, bảo tồn nguồn gen động thực vật, phục vụ nghiên cứu khoa học, giải trí.... Bao gồm các vƣờn quốc gia, các khu bảo tồn thiên nhiên, các khu văn hóa lịch sử và môi trƣờng... - Rừng sản xuất: đƣợc xây dựng và phát triển cho mục đích sản xuất kinh doanh gỗ, đặc sản rừng, động vật rừng và kết hợp bảo vệ môi trƣờng sinh thái. Mặc dù chức năng của rừng khác nhau nhƣng chứa đựng trong nó nhiều giá trị khác nhau, ngoài việc cung cấp gỗ, củi và các lâm sản khác (Giá trị sử dụng trực tiếp), rừng có vai trò to lớn trong việc bảo tồn đa dạng sinh học, phòng hộ, duy trì môi trƣờng sống, tạo vẻ đẹp cảnh quan... các chức năng này
8 của rừng đƣợc hiểu là các giá trị môi trƣờng rừng (giá trị sử dụng gián tiếp và giá trị phi sử dụng). Nhiều công trình nghiên cứu đều khẳng định giá trị này đƣợc xác định tƣơng đối lớn và lớn hơn rất nhiều giá trị sử dụng trực tiếp nhƣng chƣa đƣợc khai thác và quản lý sử dụng có hiệu quả. 1.2.2. Sử dụng ảnh viễn thám trong điều tra rừng Việt Nam Ứng dụng viễn thám trong điều tra rừng Việt Nam đƣợc bắt đầu với ảnh hàng không. Năm 1958, ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 đƣợc sử dụng để phục vụ điều tra rừng gỗ trụ mỏ vùng Đông Bắc. Từ năm 1970 đến năm 1975, ảnh máy bay đƣợc dùng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lƣới vận xuất, vận chuyển cho nhiều tỉnh miền Bắc. Các chuyên gia viễn thám dựa vào kinh nghiệm để khoanh vẽ các lô rừng hoặc đám rừng lớn trên ảnh máy bay từ đó xây dựng bản đồ hiện trạng rừng. Giai đoạn 1975 đến 1990, Việt Nam tích cực ứng dụng những công nghệ viễn thám tiến tiến trên thế giới phục vụ điều tra rừng. Song song với sử dụng ảnh hàng không, ảnh vệ tinh Landsat MSS in màu trên giấy ảnh đã đƣợc sử dụng trong các chƣơng trình, dự án nhƣ điều tra rừng Việt Nam giai đoạn 1979-1982 do FAO tài trợ, chƣơng trình quy hoạch Tây Nguyên giai đoạn 1982-1983, điều tra vùng nguyên liệu giấy giai đoạn 1983-1985. Bản đồ hiện trạng rừng giải đoán từ ảnh vệ tinh Landsat MSS thƣờng có tỷ lệ nhỏ từ 1/100.000 đến 1/250.000. Từ năm 1991, Việt Nam bắt đầu ứng dụng công nghệ viễn thám điều tra rừng trên diện tích cả nƣớc. Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã thực hiện bốn chu kỳ điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc từ năm 1991 đến năm 2010. Ảnh viễn thám đã đƣợc ứng dụng trong xây dựng bản đồ hiện trạng rừng toàn quốc cả bốn chu kỳ với nhiều loại ảnh viễn thám khác nhau. Chu kỳ I (1991-1995), ảnh Landsat MSS đƣợc in màu trên giấy ảnh phục vụ khoanh vẽ xây dựng bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1/100.000 [16]. Chu kỳ II (1996-2000), Việt Nam sử dụng ảnh
9 SPOT-3 với công nghệ in trên giấy và khoanh vẽ nhƣ chu kỳ đầu tiên [16]. Chu kỳ III (2001-2005) thể hiện sự tiến bộ vƣợt bậc về mặt giải đoán ảnh [16]. Ảnh Landsat ETM+ trên cả nƣớc sử dụng là ảnh số trên máy tính và đƣợc các chuyên gia của Việt Nam chủ động hiệu chỉnh hình học, lấy mẫu khóa giải đoán ảnh và chạy phân loại xây dựng bản đồ dựa vào phần mềm ERDAS. Lần đầu tiên Việt Nam áp dụng thành công kỹ thuật giải đoán ảnh số cho toàn bộ diện tích rừng và đất lâm nghiệp trên cả nƣớc. Mặc dù vậy, chu kỳ IV (2006-2010) đã không áp dụng công nghệ giải đoán ảnh số xây dựng bản đồ hiện trạng rừng toàn quốc. Chu kỳ IV sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 với độ phân giải không gian cao lên đến 2,5 x 2,5 m [20]. Kỹ thuật phân loại số của chu kỳ III không đƣa ra kết quả phân loại tốt, các lô quá bé và rời rạc. Vì vậy chu kỳ IV này đã áp dụng lại phƣơng pháp giải đoán bằng mắt nhƣng đƣợc các chuyên gia khoanh vẽ và giải đoán trên màn hình máy tính. Bản đồ hiện trạng rừng chu kỳ IV đƣợc xây dựng với tỷ lệ cao 1/25.000 đối với xã có nhiều rừng và 1/50.000 với xã ít rừng. Dự án Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013-2016 sử dụng ảnh vệ tinh phân giải cao nhƣ SPOT-5, SPOT-6, VNREDSat-1 và ảnh có chất lƣợng tƣơng đƣơng cùng với phƣơng pháp phân loại tự động hƣớng đối tƣợng xây dựng bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1/10.000. Đến hết năm 2015, bản đồ hiện trạng rừng của 38 tỉnh đã hoàn thành. Trong chƣơng trình này, hệ thống phân loại với 93 trạng thái rừng và đất đòi hỏi khối lƣợng khổng lồ nhân lực khoanh vẽ bổ sung ngoài thực địa vì kết quả giải đoán ảnh rất hạn chế. Việt Nam đã có trên 50 năm nghiên cứu và ứng dụng viễn thám trong điều tra rừng. Những nghiên cứu, tiến bộ của công nghệ viễn thám đã đƣợc áp dụng vào sản xuất để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng không chỉ cho những vùng nhỏ lẻ mà trên phạm vi cả nƣớc với nhiều thời kỳ khác nhau. Kỹ thuật phân loại ảnh vệ tinh xây dựng bản đồ hiện trạng rừng cũng thay đổi dựa vào độ phân giải không gian cũng nhƣ tiến bộ khoa
10 học kỹ thuật tại thời điểm đó. Cùng với sự phát triển của ảnh vệ tinh độ phân giải cao, kỹ thuật phân loại số đã chuyển sang cách tiếp cận theo nhóm các điểm ảnh để tránh sự rời rạc của đối tƣợng rừng. Từ năm 2010 trở lại đây, kỹ thuật phân loại này đang đƣợc vừa nghiên cứu vừa ứng dụng trong điều tra rừng tại Việt Nam. 1.2.3. Hiện trạng tài nguyên rừng ở Việt Nam Số liệu công bố về diễn biến rừng cho thấy, diện tích rừng Việt Nam đã bị giảm mạnh trong giai đoạn 1943 – 1995. Trong giai đoạn này, Việt Nam mất khoảng 5 triệu ha rừng và độ che phủ của rừng đã giảm từ 43% xuống còn 28%. Tốc độ mất rừng bình quân cho giai đoạn này đƣợc ƣớc tính là khoảng 100.000 ha/năm. Tuy nhiên, trong thời gian từ năm 1995 đến năm 2008, diện tích rừng Việt Nam liên tục gia tăng. Kết quả kiểm kê rừng toàn quốc cho thấy năm 1999 Việt Nam có tổng diện tích rừng là khoảng 10,9 triệu ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 9,4 ha và diện tích rừng trồng là 1,5 triệu ha; tỷ lệ che phủ rừng khoảng 33%. Đến năm 2005, diện tích rừng Việt Nam là 12,6 triệu ha với độ che phủ là 37%. Năm 2015 diện tích rừng là 14,06 triệu ha, trong đó thì có khoảng gần 0,82 triệu ha rừng nằm ngoài quy hoạch 3 loại rừng (Quyết định 3158/QĐ-BNN-TCLN của Bộ NN&PTNT, 2016) [5] Theo số liệu công bố hiện trạng rừng toàn quốc của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2015, Việt Nam có khoảng trên 2,1 triệu ha rừng đặc dụng; 4,5 triệu ha rừng phòng hộ và trên 6,6 triệu ha rừng sản xuất (Quyết định 3158/QĐ-BNN-TCLN của Bộ NN&PTNT,2016) [5]. Từ năm 2005 đến nay diện tích rừng đặc dụng cơ bản đƣợc giữ ổn định, diện tích rừng phòng hộ giảm từ 6,1 triệu ha xuống còn 4,5 triệu ha; rừng sản xuất tăng từ 4,5 triệu ha lên trên 6,6 triệu ha. Việc quản lý rừng ở Việt Nam hiện nay dựa trên việc giao quản lý rừng cho 8 loại chủ rừng khác nhau. Số liệu của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2015)