TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tổng quan về rừng ngập mặn
1.1.1 Khái niệm rừng ngập mặn
Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc biệt gồm nhiều loại cây sống ở vùng nước mặn ven biển trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, nơi điều kiện sinh trưởng của các thực vật khác rất khắc nghiệt Khu vực này bị lộ ra khi thủy triều thấp và ngập trong nước mặn khi triều lên, tạo ra môi trường sinh thái đặc trưng Với đặc tính chịu đựng điều kiện khắt khe, cây ngập mặn vẫn sinh trưởng và phát triển tốt trong môi trường này, đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ bờ biển và duy trì đa dạng sinh học.
1.1.2 Vai trò rừng ngập mặn ven biển Việt Nam
Rừng ngập mặn nước ta đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển, ngăn chặn gió bão, hạn chế xói lở, mở rộng diện tích đất liền và điều hòa khí hậu Ngoài ra, RNM cung cấp các sản phẩm lâm sản có giá trị như gỗ, củi, than, tanin, đồng thời là nguồn thức ăn phong phú cho các loài thủy sản Rừng ngập mặn còn là nơi cư trú, làm tổ của nhiều loài chim, động vật thủy sinh và các loài động vật quý hiếm, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học của đất nước.
RNM là nơi lưu trữ, cung cấp tài nguyên động thực vật
Các sản phẩm lâm nghiệp đa dạng gồm các loài cây cung cấp gỗ, than, củi, làm thuốc, cây nuôi ong, và cây sản xuất mật, nhựa để chế biến nước giải khát Ngoài ra, một số loài cây còn được ứng dụng trong công nghiệp như sản xuất sợi, làm giấy, và ván ép, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.
- RNM là nơi cung cấp thức ăn cho các loài động vật, đặc biệt cho các loài thủy sản
- RNM là nơi cƣ trú, nuôi dƣỡng các loài động vật, các loài thủy sản
- RNM góp phần duy trì bền vững năng suất thủy sản ven bờ
RNM có vai trò sinh thái – môi trường vô cùng to lớn
- RNM là lá phổi xanh: RNM điều hòa khí hậu trong vùng, giữ ổn định độ mặn lớp đất mặn, hạn chế sự xâm nhập mặn vào đất liền
RNM đóng vai trò như một bức tường xanh vững chắc, giúp làm chậm tốc độ dòng chảy của sóng Nhờ đó, RNM giảm đáng kể độ cao của sóng, từ đó hạn chế thiệt hại do bão và sóng thần gây ra Công trình RNM là giải pháp hiệu quả trong việc bảo vệ bờ biển và giảm thiểu thiệt hại do thiên tai.
RNM giúp mở rộng diện tích đất bồi, hạn chế xói lở bờ biển hiệu quả Công dụng của RNM là thúc đẩy quá trình tích tụ trầm tích nhanh hơn, đồng thời ngăn chặn tác động của sóng biển và giảm tốc độ gió, tạo thành vật cản tự nhiên cho quá trình lắng đọng trầm tích Nhờ đó, RNM đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế xói lở và quá trình xâm thực bờ biển, bảo vệ bờ biển vững chắc và duy trì môi trường ven biển bền vững.
RNM có vai trò văn hóa
RNM không chỉ hấp dẫn các nhà nghiên cứu thực vật, động vật, thổ nhưỡng, sinh thái và môi trường mà còn trở thành điểm đến du lịch sinh thái và nghỉ dưỡng lý tưởng Nơi đây gần gũi thiên nhiên, thu hút đông đảo khách du lịch trong và ngoài nước, góp phần phát triển du lịch bền vững và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường.
1.1.3 Phân bố rừng ngập mặn trên Thế giới và Việt Nam
RNM phân bố chủ yếu ở vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới hai bán cầu, từ khoảng 30° Bắc đến 38° Nam Các vùng phân bố chính bao gồm bờ biển Châu Phi, Châu Đại Dương, Châu Á và Châu Mỹ Đây là khu vực có điều kiện khí hậu phù hợp để sinh sống và phát triển của RNM, góp phần quan trọng vào hệ sinh thái ven biển toàn cầu.
Năm 2010, các nhà khoa học dựa trên phân tích dữ liệu từ Hệ thống vệ tinh chụp ảnh Trái đất (Landsat) của NASA để ước tính diện tích Rừng thiên nhiên thứ sinh (RNM) còn tồn tại trên hành tinh, chiếm khoảng 12,3% diện tích bề mặt Trái đất, tương đương khoảng 137.760 km² RNM phân bố rộng khắp trên 123 quốc gia, trong đó châu Á chiếm tỷ lệ lớn nhất với khoảng 42%, tiếp theo là châu Phi với 21%, Bắc và Trung Mỹ với 15%, châu Đại Dương với 12%, và Nam Mỹ với 11%.
Diện tích RNM lớn nhất tại Indonesia chiếm tới 21%, Brasil chiếm khoảng 9% và Úc chiếm 7% tổng diện tích RNM trên thế giới
Trong nhiều thập niên gần đây, các khu vực ven biển đã chịu áp lực ngày càng tăng từ hoạt động phát triển đô thị và công nghiệp Hơn 50% diện tích rừng ngập mặn đã bị mất đi chủ yếu do tác động của con người Rừng ngập mặn bị khai thác quá mức hoặc chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất khác như nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, và phát triển đô thị, công nghiệp Tình trạng giảm sút này diễn ra rõ rệt khi diện tích rừng ngập mặn giảm từ 20 đến 75% ở nhiều nước châu Á đang phát triển và khu vực biển Caribbean, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đa dạng sinh học và các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng.
Nước ta có 29 tỉnh và thành phố có rừng và đất ngập mặn ven biển chạy suốt từ Móng Cái đến Tiên Yên Trong đó:
- Vùng ven biển Bắc Bộ có 5 tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình
- Vùng ven biển Trung Bộ có 14 tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận
Vùng ven biển Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ gồm 10 tỉnh thành phố quan trọng, bao gồm Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Nai, Thành phố Hồ Chí Minh, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang Các địa phương này đóng vai trò chiến lược trong phát triển kinh tế, du lịch và giao thương của khu vực phía Nam Việt Nam Vùng ven biển này nổi bật nhờ có bờ biển dài, nguồn tài nguyên phong phú, cũng như vị trí địa lý thuận lợi cho hoạt động xuất nhập khẩu và phát triển các ngành công nghiệp biển Sự kết hợp giữa các tỉnh thành trong vùng góp phần thúc đẩy tăng trưởng kinh tế toàn khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho đầu tư và phát triển bền vững.
Các vùng biển Việt Nam đều có khí hậu nhiệt đới ẩm, với nhiệt độ trung bình hàng năm từ 22,2°C (Tiên Yên – Quảng Ninh) đến 26,5°C (Cà Mau), cùng lượng mưa trung bình từ 1.500 đến 2.000mm/năm, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân bố và phát triển của rêu mảng biển (RNM) ở khu vực phía Nam, đặc biệt là vùng Cà Mau – đồng bằng sông Cửu Long Trong khi đó, RNM ở phía Bắc như Thái Bình, Nam Định rất ít và nhỏ hơn do quá trình dòng chảy lớn của sông Hồng tạo ra vùng nước lợ rộng, không phù hợp cho các loài sinh vật cần độ mặn cao Thêm vào đó, khu vực này chịu ảnh hưởng mạnh bởi sóng, gió, bão cùng với tác động của quy hoạch đê lấn biển và phá rừng, khiến sự phát triển của RNM gặp nhiều khó khăn.
Bảng 1.1 Phân vùng rừng ngập mặn và đất rừng ngập mặn ven biển
Miền Vùng Tiểu vùng Ghi chú
II Đồng bằng Bắc Bộ
4 Đồ Sơn – Văn Úc Hệ sông Thái Bình
Bộ 8 Hải Vân – Vũng Tàu
Bộ 9 Vũng Tàu – Soài Rạp
Ba Na 586 km Vũng Tàu – tp.Hồ Chí Minh
VI Đồng bằng Nam Bộ
Cửu Long, Tây Nam bán đảo, Cà Mau, Tây bán đảo Cà Mau
11 Mỹ Thạch – Bản Tháp (mũi Cà Mau)
12 Bản Tháp – Hà Tiên (Mũ Nai)
Nguồn: PGS.TS Ngô Đình Quế và cộng sự (2012)
Theo kết quả kiểm kê rừng toàn quốc được Bộ trưởng Bộ NN&PTNT công bố ngày 30/08/2012 (quyết định số 2089/QĐ – BNN – TCLN), diện tích rừng ngập mặn (RNM) tính đến ngày 31/12/2011 đạt 139.955 ha Trong đó, diện tích rừng ngập mặn tự nhiên là 60.023 ha, phản ánh hiện trạng rừng đa dạng và còn duy trì tự nhiên của đất nước.
Theo kết quả kiểm kê rừng toàn quốc được công bố ngày 06/08/2015 theo Quyết định số 3135/QĐ – BNN – TCLN của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT, diện tích rừng nguyên liệu tự nhiên tính đến ngày 31/12/2014 là 33.441 ha trong tổng diện tích rừng tự nhiên là 84.502 ha.
Hiện trạng sử dụng rừng ngập mặn ven biển:
Kể từ thế kỷ 20, rừng nhiên liệu, nguyên liệu sản xuất và rừng khai thác luân kỳ (25-30 năm) đã chủ yếu tại Cà Mau, tập trung vào các sản phẩm như gỗ xây dựng, than, đước vẹt, ta nanh và củi Ngành lâm nghiệp đã thành lập các lâm trường nhằm vừa khai thác vừa trồng rừng để đảm bảo sự phát triển bền vững của tài nguyên rừng Khi phong trào nuôi tôm xuất khẩu phát triển, diện tích nuôi tôm tại các lâm trường đã được mở rộng, khiến các lâm trường đổi tên thành lâm ngư trường, hoạt động kết hợp giữa khai thác, trồng rừng và quản lý các đầm tôm của hộ dân và cơ quan trong khu vực Rừng nhiên liệu miền Nam, phù hợp với các tiêu chí bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Bộ thủy sản chiếm 30% tôm và 70% rừng, nhưng thực tế do nguồn lợi từ tôm rất lớn nên ít nơi giữ được tỷ lệ này và diện tích nuôi tôm ngày càng mở rộng Hầu hết các hộ dân sống trong rừng nhiệt đới mềm (RNM) là hộ nghèo, đã phá rừng để khai thác lâm sản trái phép, đặc biệt là xây dựng hàng ngàn lò than gia đình Tình trạng này đã gây kiệt quệ rừng và làm giảm diện tích rừng nhanh chóng, đe dọa hệ sinh thái và đa dạng sinh học khu vực.
Những vấn đề chung về viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) là ngành khoa học và nghệ thuật thu thập thông tin về đối tượng, khu vực hoặc hiện tượng qua phân tích dữ liệu thu nhận được bằng các phương tiện không tiếp xúc trực tiếp Phương pháp này giúp nghiên cứu và giám sát các tài nguyên tự nhiên, môi trường, cũng như các hoạt động kinh tế mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng nghiên cứu Viễn thám đóng vai trò quan trọng trong cung cấp dữ liệu chính xác và kịp thời để hỗ trợ quyết định trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Dữ liệu viễn thám là nguồn cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho hệ thống GIS, dựa trên các lớp thông tin chuyên đề khác nhau giúp phân tích và xử lý dữ liệu hiệu quả hơn Việc tích hợp dữ liệu viễn thám với GIS cho phép sử dụng các chức năng chồng lớp và phân tích không gian để tạo ra kết quả phong phú, chính xác Do đó, phối hợp giữa viễn thám và GIS trở thành công nghệ tích hợp mạnh mẽ, giúp xây dựng và cập nhật dữ liệu không gian nhanh chóng, phục vụ đa dạng các lĩnh vực như quản lý môi trường, phát triển đô thị, nông nghiệp, và hệ thống dự báo tự nhiên.
Cơ sở của viễn thám:
Bức xạ điện từ là nguồn năng lượng dùng để chiếu vào đối tượng trong hệ thống viễn thám, gồm các thành phần như điện trường (E) và từ trường (M) vuông góc nhau, cùng di chuyển với tốc độ ánh sáng (c) Các đặc điểm quan trọng của bức xạ điện từ gồm bước sóng và tần số, đóng vai trò thiết yếu trong việc xác định các đặc điểm của tia bức xạ Tất cả bức xạ điện từ đều tuân theo lý thuyết sóng cơ bản, phản ánh thuộc tính sóng của chúng trong hệ thống viễn thám.
Bước sóng (λ) là quãng đường sóng truyền đi trong một chu kỳ, thường được đo bằng đơn vị mét (m) Trong nghiên cứu và ứng dụng, người ta đôi khi còn sử dụng các đơn vị khác như micromet để mô tả bước sóng một cách chính xác hơn Bước sóng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định đặc điểm của sóng, ảnh hưởng đến khả năng truyền tải và tương tác với môi trường.
Tần số (f) là số chu kỳ sóng đi qua một điểm cố định trong một đơn vị thời gian, thường được đo bằng đơn vị Hertz (Hz), tương đương với một chu kỳ trong một giây Ngoài ra, tần số còn có thể được biểu diễn bằng các đơn vị khác như MHz hoặc KHz để phù hợp với các dải tần số khác nhau trong các ứng dụng điện tử, truyền thông và vật lý.
Trong viễn thám, các sóng điện từ được sử dụng trong các dải bước sóng của quang phổ điện từ, là dải liên tục của các tia sáng phản ánh các bước sóng khác nhau Quang phổ điện từ phân chia thành các dải phổ dựa trên các tính chất bước xạ khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong phân tích và khảo sát các đối tượng trên trái đất.
1.2.2 Bản chất của công nghệ viễn thám
Nguyên lý cơ bản của viễn thám là dựa trên đặc trưng phản xạ hoặc bức xạ của các đối tượng tự nhiên ở các giải phổ khác nhau Việc giải đoán các lớp thông tin phụ thuộc vào hiểu biết về mối quan hệ giữa đặc trưng phản xạ phổ và bản chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên Thông tin về đặc trưng phản xạ phổ giúp các chuyên gia chọn lựa kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều dữ liệu nhất về đối tượng nghiên cứu Đây còn là cơ sở để phân tích đặc tính của đối tượng, hướng tới việc phân loại chính xác các đối tượng tự nhiên trong quá trình nghiên cứu viễn thám.
Dữ liệu ảnh viễn thám là dữ liệu thu từ các cảm biến đặt trên mặt đất, máy bay (ở khoảng cách vài trăm mét) hoặc vệ tinh, phục vụ trong nhiều lĩnh vực như quản lý tài nguyên, môi trường và nông nghiệp Dữ liệu này có thể ở dạng ảnh tương tự hoặc ảnh số, giúp phân tích rõ nét các hiện tượng trên bề mặt trái đất.
Dữ liệu ảnh viễn thám có thể đƣợc phân loại theo độ phân giải, bao gồm:
+ Độ phân giải cao (100m): MODIS (250m, 1km), MERIS (250m); NOAA – AVHHR (1,1km)…
1.2.3 Ứng dụng viễn thám nghiên cứu rừng ngập mặn trên thế giới và Việt Nam
Viễn thám là ngành khoa học phát triển mạnh mẽ trong ba thập kỷ gần đây nhờ sự tiến bộ của công nghệ vũ trụ, đặc biệt là khả năng thu nhận ảnh số từ các ảnh vệ tinh trên quỹ đạo trái đất từ năm 1960 Sự phát triển của kỹ thuật viễn thám gắn liền chặt chẽ với tiến bộ trong công nghệ chụp ảnh, góp phần nâng cao khả năng phân tích và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Năm 1859 GF.Tounmachon – người Pháp đã sử dụng khinh khí cầu bay ở độ cao 80 mét để chụp ảnh từ trên không, từ việc sử dụng này vào năm
Năm 1858 được coi là năm khai sinh ngành kỹ thuật viễn thám, đánh dấu bước đầu quan trọng trong phát triển lĩnh vực này Vì sự phát triển của ngành hàng không, hình ảnh chụp từ trên không trở thành công cụ hữu ích để lập bản đồ địa hình chính xác và hiệu quả Những bức ảnh đầu tiên được chụp từ máy bay do Xibur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Central của Italy, góp phần mở ra kỷ nguyên mới cho kỹ thuật viễn thám Sự tiến bộ trong công nghệ máy ảnh tự động có độ chính xác cao đã dần thay thế các máy ảnh bằng tay, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thu thập dữ liệu Đến năm 1929, Viện nghiên cứu ảnh hàng không Leningrad (Liên Xô cũ) đã được thành lập để sử dụng ảnh hàng không trong nghiên cứu địa mạo, thực vật và thổ nhưỡng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển ngành viễn thám.
Lâm nghiệp là lĩnh vực đầu tiên áp dụng công nghệ viễn thám để giám sát các biến động rừng ngập mặn hiệu quả Trong vòng ba thập kỷ qua, các nhà khoa học đã ứng dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá xu hướng thay đổi dài hạn và phát hiện các biến động đột xuất do thiên nhiên hoặc con người gây ra Việc sử dụng dữ liệu viễn thám trong lập bản đồ rừng, theo dõi biến động và chặt phá rừng đã trở thành công nghệ phổ biến toàn cầu Kết hợp dữ liệu viễn thám với hệ thống GIS giúp dự báo nguy cơ cháy rừng và suy giảm diện tích rừng, đặc biệt dưới tác động của biến đổi khí hậu và gia tăng dân số.
Trong nghiên cứu địa chất, tư liệu viễn thám kết hợp với GIS được sử dụng để thành lập bản đồ kiến tạo và các cấu trúc địa chất chính, hỗ trợ phân tích chính xác hơn về các đặc điểm địa phương Trong lĩnh vực môi trường và tài nguyên thiên nhiên, công nghệ viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi những biến động bất thường của tự nhiên gây thiệt hại lớn về người và của như sóng thần, lũ lụt hay hiệu ứng nhà kính Việc ứng dụng công nghệ này giúp xây dựng các bản đồ phân vùng ngập lụt, dự báo nguy cơ trượt lở đất và các thảm họa tự nhiên khác, góp phần nâng cao hiệu quả công tác phòng chống và giảm thiểu thiệt hại Do đó, công nghệ viễn thám và GIS ngày càng trở thành công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu môi trường toàn cầu hiện nay.
Tại Việt Nam, viễn thám bắt đầu thu hút sự quan tâm từ năm 1980 khi đất nước gia nhập tổ chức vũ trụ quốc tế Intercosmos Tuy nhiên, do hạn chế về kinh phí và kỹ thuật, việc ứng dụng ảnh vệ tinh còn rất hạn chế trước những năm 1990, chỉ một số cơ quan và viện nghiên cứu nhỏ lẻ sử dụng trong các chương trình dự án nghiên cứu Từ những năm 1990 trở đi, nhận thức về tầm quan trọng của ảnh vệ tinh ngày càng tăng, thúc đẩy nhiều bộ ngành, viện nghiên cứu và trường đại học quan tâm và phát triển ứng dụng viễn thám tại Việt Nam.
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng Tổng cục Khí tượng Thủy văn đã đầu tư trang thiết bị, nâng cao năng lực đào tạo nhân lực và liên tục áp dụng các công nghệ mới để phục vụ công tác nghiên cứu khí tượng thủy văn Các hoạt động này không chỉ hỗ trợ các mục đích khoa học mà còn góp phần cải thiện đời sống dân sinh và sự phát triển xã hội.
Việc ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám vào lĩnh vực điều tra quy hoạch rừng đã đạt được những thành tựu đáng kể như xây dựng bản đồ lập địa và xác định vùng thích nghi cây trồng cho quy hoạch vùng nguyên liệu nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai Công nghệ này cũng đã xác định cấp xung yếu phòng hộ đầu nguồn và xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ phục vụ công trình 327 cho các tỉnh Ninh Thuận, Bình Phước, Kiên Giang, Bà Rịa Vũng Tàu Ngoài ra, công nghệ GIS và viễn thám còn được sử dụng để theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng trong giai đoạn 1998 – 2002 và theo dõi diễn biến thảm thực vật tại nhiều vườn quốc gia như Tam Đảo và Côn Đảo, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và bảo tồn rừng.
MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Công nghệ Viễn thám đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học để cải thiện quản lý rừng ngập mặn ven biển tại Việt Nam Việc ứng dụng công nghệ này giúp đề xuất các giải pháp hiệu quả nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý và bảo vệ vùng sinh thái đặc biệt quý giá này Nhờ công nghệ Viễn thám, việc giám sát, đánh giá trạng thái rừng ngập mặn được thực hiện chính xác, nhanh chóng, góp phần đảm bảo phát triển bền vững vùng ven biển Việt Nam.
- Đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn ven biển tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
- Xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp quản lý rừng ngập mặn bền vững tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.
Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: địa bàn các xã có diện tích rừng ngập mặn lớn, cụ thể là hai xã Lê Lợi và Thống Nhất
- Phạm vi về thời gian: ảnh vệ tinh Landsat của khu vực nghiên cứu giai đoạn 2000 – 2016.
Nội dung nghiên cứu
2.3.1 Nghiên cứu hiện trạng và công tác quản lý rừng ngập mặn huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
- Xác định phân bố không gian và diện tích rừng ngập mặn ven biển tại khu vực nghiên cứu
- Thực trạng công tác quản lý rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu
- Tìm hiểu dự án, chính sách đƣợc ban hành có liên quan tại khu vực nghiên cứu
2.3.2 Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn qua các thời kỳ nghiên cứu
Thành lập bản đồ hiện trạng qua các thời kỳ nghiên cứu bằng phần mềm ArcMap 10.1 Cụ thể, đề tài xây dựng bản đồ hiện trạng năm: 2000,
2.3.3 Nghiên cứu biến động và nguyên nhân thay đổi diện tích rừng ngập mặn tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
- Xây dựng bản đồ chuyên đề đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2000 – 2016 Đề tài xây dựng bản đồ biến động giai đoạn:
- Xác định các nhân tố ảnh hưởng đến sự biến động diện tích rừng ngập mặn từng giai đoạn nghiên cứu
- Mối quan hệ giữa sự biến động rừng với các nhân tố liên quan đến cơ chế, chính sách; nhân tố kinh tế – xã hội
2.3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu
- Giải pháp về công nghệ, kỹ thuật
- Giải pháp về kinh tế – xã hội
- Giải pháp về chính sách.
Phương pháp nghiên cứu
Phát hiện biến động là quá trình nhận diện sự khác biệt về trạng thái của đối tượng hoặc hiện tượng qua các thời điểm khác nhau để xác định các thay đổi trên bề mặt đất Sử dụng dữ liệu viễn thám để phát hiện biến động dựa trên nguyên tắc rằng các thay đổi về lớp phủ mặt đất sẽ dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong giá trị bức xạ Những yếu tố khác như điều kiện khí quyển, góc mặt trời và độ ẩm đất có thể ảnh hưởng đến dữ liệu bức xạ, nhưng những tác động này có thể giảm thiểu bằng cách lựa chọn dữ liệu phù hợp nhằm đảm bảo kết quả chính xác hơn trong phát hiện biến động.
Nhiều phương pháp phát hiện biến động lớp phủ dựa trên dữ liệu số đã được đề xuất, bao gồm so sánh các phân loại lớp phủ, phân loại ảnh đa thời gian, ảnh hiệu hoặc ảnh chia, phân tích sự khác biệt về chỉ số thực phủ, và phân tích thành phần chính nhằm đem lại hiệu quả cao trong quản lý và nghiên cứu môi trường.
Phân tích kết quả từ các nghiên cứu đã công bố cho thấy các phương pháp phát hiện biến động khác nhau tạo ra các bản đồ biến động đa dạng Các nghiên cứu cũng chỉ rõ rằng phương pháp xác định biến động ảnh hưởng lớn đến độ chính xác và khả năng nhận diện các khu vực biến động, góp phần nâng cao hiệu quả giám sát đất đai và tài nguyên tự nhiên.
- Không có phương pháp nào thực sự vượt trội
Các phương pháp phát hiện biến động đều yêu cầu xác định ngưỡng phân chia bằng phương pháp thực nghiệm để phân biệt các pixel biến động và không biến động, ngoại trừ phương pháp so sánh sau phân loại và phương pháp phân loại đa thời gian trực tiếp Trong thực tế, việc xác định ngưỡng này thường đơn giản và không gặp nhiều khó khăn, giúp nâng cao hiệu quả trong quá trình phân tích biến động hình ảnh.
Phương pháp phân loại dựa trên tập các kênh đa phổ ở các thời điểm khác nhau giúp phát hiện biến động đất đai hiệu quả Để đạt được kết quả chính xác, cần xác định các vùng mẫu đặc trưng thể hiện rõ ràng các khu vực biến động và không biến động Việc lựa chọn các vùng mẫu phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của quá trình phân loại và phát hiện biến động đất đai.
Dựa trên các phân tích, phương pháp nghiên cứu được đề xuất là phân tích biến động sau phân loại dựa trên dữ liệu ảnh Landsat đa thời gian Phương pháp này thực hiện phân loại độc lập tập dữ liệu đa phổ tại từng thời điểm để tạo bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh Tiếp theo, quá trình đánh giá biến động diễn ra bằng cách so sánh hai bản đồ rừng ngập mặn được xây dựng tại hai thời điểm khác nhau trong hệ thống GIS, giúp đưa ra cái nhìn toàn diện về sự thay đổi của rừng ngập mặn qua thời gian.
2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1 Đánh giá hiện trạng và công tác quản lý rừng ngập mặn huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
Dưới đây là các câu chính phản ánh nội dung của bài viết, đảm bảo phù hợp với quy chuẩn SEO và giữ nguyên ý nghĩa của từng đoạn:Chúng tôi tiến hành thu thập thông tin để đánh giá hiệu quả công tác quản lý Rừng nhiên liệu nông thôn (RNM) tại khu vực nghiên cứu Phương pháp sử dụng gồm có PRA (Đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của cộng đồng) và RRA (Đánh giá nhanh nông thôn), nhằm đảm bảo góc nhìn toàn diện về hoạt động quản lý rừng Việc áp dụng các phương pháp này giúp xác định chính xác những điểm mạnh, tồn tại và đề xuất giải pháp cải thiện quản lý RNM hiệu quả hơn Các dữ liệu thu thập từ cộng đồng địa phương đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá tác động của hoạt động quản lý đến đời sống cộng đồng và môi trường Nhờ đó, nghiên cứu cung cấp những thông tin thực tiễn, khách quan, hỗ trợ lập kế hoạch phát triển bền vững cho khu vực nghiên cứu.
- Sử dụng các công cụ: phiếu phỏng vấn, sổ ghi chép…
Thông tin cần thu thập bao gồm phân bố không gian, thực trạng công tác quản lý, cũng như các dự án và chính sách đã được ban hành liên quan tại khu vực nghiên cứu, nhằm đảm bảo hiểu rõ hiện trạng và định hướng phát triển phù hợp.
Lựa chọn đối tƣợng phỏng vấn:
- Số lƣợng: lựa chọn ngẫu nhiên 60 hộ dân, mỗi xã 30 hộ
- Chất lượng: người được phỏng vấn phải có tính đại diện, cần cân bằng về tuổi tác, giới tính, cụ thể:
+ Người dân có thời gian định cư lâu, người có nhiều kinh nghiệm trong khai thác rừng ngập mặn
+ Người có hiểu biết rộng
+ Các cán bộ thuộc thôn xã Địa điểm: hộ dân sống gần/xung quanh khu vực nghiên cứu
2.4.2.2 Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn qua các thời kỳ nghiên cứu Để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn và đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu, đề tài sử dụng chuỗi ảnh viễn thám Landsat đa thời gian từ năm 2000 đến 2016
Bảng 2.1 Dữ liệu ảnh viễn thám Landsat đƣợc sử dụng trong đề tài
TT Mã ảnh Ngày chụp Độ phân giải (m) Path/Row
Việc thành lập bản đồ hiện trạng RNM từng năm đƣợc tiến hành theo các giai đoạn sau: a Bước 1: Xử lý ảnh viễn thám
Trong giai đoạn này, một số công việc đƣợc tiến hành nhƣ sau:
Gom nhóm kênh ảnh là bước đầu tiên trong quá trình xử lý ảnh viễn thám để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng Dữ liệu ảnh thu nhận bao gồm các kênh phổ riêng lẻ, cần phải tiến hành gom các kênh ảnh để dễ dàng phân tích và giải đoán chính xác hơn Việc tổ hợp màu cho ảnh viễn thám từ các vệ tinh trắng giúp thuận lợi hóa quá trình giải đoán ảnh và nâng cao độ chính xác trong phân tích dữ liệu.
Để nâng cao chất lượng ảnh viễn thám, việc tổ hợp ảnh có thể được cải thiện bằng cách thêm một b band màu nữa nhằm tăng cường độ phân giải cho ảnh, giúp hình ảnh rõ nét hơn và phù hợp hơn cho các phân tích chuyên sâu.
Quá trình nắn chỉnh mục đích là chuyển đổi các ảnh quét từ hệ tọa độ hàng cột của pixel sang hệ tọa độ trắc địa thực tế, đảm bảo độ chính xác cao hơn trong phân tích không gian Quá trình này giúp loại bỏ sai số vị trí do góc nghiêng của ảnh gây ra và giảm thiểu lỗi do chênh lệch độ cao địa hình, nâng cao độ chính xác của dữ liệu địa lý Công đoạn nắn chỉnh là bước quan trọng trong việc xử lý ảnh để phục vụ các ứng dụng GIS và bản đồ chính xác.
Trong quá trình xử lý ảnh viễn thám, việc cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu là rất cần thiết để loại bỏ các phần không liên quan, giúp xử lý nhanh và chính xác hơn Một lớp dữ liệu ranh giới khu vực nghiên cứu được sử dụng để tách biệt phần ảnh chứa đối tượng nghiên cứu khỏi toàn bộ cảnh ảnh rộng lớn Đối với phân loại ảnh, đề tài chọn phương pháp không kiểm định phù hợp với mục tiêu và điều kiện nghiên cứu, sau đó đánh giá mức độ chính xác của phương pháp để đảm bảo kết quả tin cậy Việc này giúp đề xuất phương pháp phân loại phù hợp và nâng cao hiệu quả sử dụng ảnh viễn thám Landsat trong nghiên cứu rừng ngập mặn.
Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt dựa trên kinh nghiệm của người phân tích và các tài liệu có sẵn nhằm nâng cao hiệu quả của phương pháp phân loại không kiểm định Phương pháp này sử dụng các công cụ hỗ trợ như Google Earth, Google Maps để giúp phân tích chính xác hơn Mặc dù là phương pháp hỗ trợ, nhưng giải đoán ảnh bằng mắt đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện kết quả của phương pháp phân loại không kiểm định.
* Phương pháp phân loại không kiểm định (Unsupervised Classification)
Trong chuyên đề này, phương pháp phân loại không kiểm định chính được sử dụng để phân tích ảnh vệ tinh, giúp chia các đối tượng thành nhiều nhóm dựa trên đặc tính quang phổ tương đồng Nhóm đối tượng rừng ngập mặn cùng các nhóm khác như dân cư, mặt nước, cây trồng nông nghiệp sẽ được tách riêng khỏi nhau, đảm bảo phân loại chính xác Ngoài ra, nghiên cứu còn kết hợp kiến thức chuyên gia, dữ liệu ảnh Google Earth cao cấp với các năm có sẵn (2000, 2006, 2010, 2016) và bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 để xác định các nhóm đối tượng ven biển dựa trên kết quả phân loại giai đoạn 1.
Thực hiện: Customise/Toolbars/Image Classification/Classification/Iso
Điều kiện tự nhiên
Hoành Bồ là huyện miền núi nằm ở phía bắc tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thành phố Hạ Long khoảng 10km về phía nam, thuận tiện cho việc di chuyển và phát triển kinh tế Vị trí địa lý của huyện nằm trong khoảng từ 20°54'47" đến 21°15' độ vĩ Bắc và từ 106°50' đến 107°15' độ kinh Đông, giúp kết nối các khu vực lân cận một cách dễ dàng Ranh giới của huyện Hoành Bồ được xác định rõ, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác quy hoạch và phát triển hạ tầng.
- Phía Đông Bắc giáp huyện Ba Chẽ tỉnh Quảng Ninh, phía Tây Bắc giáp huyện Sơn Động tỉnh Bắc Giang
- Phía Nam giáp vịnh Cửa Lục – thành phố Hạ Long
- Phía Đông giáp thành phố Cẩm Phả
- Phía Tây giáp thành phố Uông Bí và thị xã Quảng Yên
Hoành Bồ là địa phương có diện tích tự nhiên lớn nhất tỉnh Quảng Ninh, với tổng diện tích đạt 844,63 km², chiếm 13,8% diện tích tự nhiên của toàn tỉnh Huyện gồm 12 xã và 1 thị trấn, trong đó có 5 xã thuộc vùng cao, chiếm 58,8% tổng diện tích tự nhiên của huyện, với diện tích là 496,1 km².
Hoành Bồ nằm trong vùng ảnh hưởng của sự phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hạ Long, đóng vai trò là vùng ngoại ô và vệ tinh của thành phố Với lợi thế như phát triển công nghiệp sản xuất gạch, ngói, xi măng và dịch vụ cảng biển, Hoành Bồ có điều kiện thuận lợi để thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội Vị trí địa lý và các tiềm năng về công nghiệp và dịch vụ của huyện giúp nâng cao năng lực cạnh tranh và góp phần vào sự phát triển bền vững của khu vực.
Hình 3.1 Bản đồ hành chính khu vực nghiên cứu
Nguồn: Trang thông tin điện tử huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
Huyện Hoành Bồ có địa hình đa dạng với nhiều đồi núi trập trùng, phần lớn nằm trong hệ thống cánh cung bình phong Đông Triều – Móng Cái, tạo nên vẻ đẹp tự nhiên phong phú Địa hình huyện thấp dần từ phía Bắc xuống phía Nam, đặc biệt khi tiến gần biển, các đồi núi trở nên thấp hơn, xen kẽ là các vùng đất bằng phẳng, thúc đẩy sự phát triển cân đối giữa kinh tế miền núi và trung du ven biển Địa hình Hoành Bồ có thể chia thành hai vùng chính, phù hợp với các hoạt động kinh tế đa dạng và khai thác tài nguyên hiệu quả.
Vùng đồi núi cao bao gồm các xã Tân Dân, Đồng Sơn, Kỳ Thượng và một phần phía bắc của xã Vũ Oai, Hoà Bình thuộc vùng cánh cung bình phong Đông Triều – Móng Cái, với dãy núi cao nhất là dãy núi Am Vấp, đỉnh Thiên Sơn cao 1090m Các đỉnh núi như Đèo Mo, Đèo Sơn, Đèo Kênh, Đèo Bút đều có độ cao gần 700m, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các yếu tố tự nhiên và chia cắt các xã thành các vùng khác nhau Đất ở đây là loại đất phát triển trên các loại đá mẹ và trầm tích trộn lẫn với đá Mác ma axít, mang đặc trưng chung của vùng cao với các màu sắc đa dạng.
+ Vùng núi thấp, đồi cao: bao gồm các xã ở phía nam huyện Hoành
Bồ là vùng nằm về phía nam của cánh cung lớn Bình Phong Đông Triều – Móng Cái, có độ cao trung bình từ 200m đến 350m, trong đó điểm cao nhất đạt 580m và thấp nhất chỉ từ 1,5 đến 3m Khu vực này xen kẽ các đồi núi thấp tạo thành những thung lũng và cánh đồng ruộng bậc thang, mang đậm nét đặc trưng của vùng núi thấp Vùng Bồ có thể chia thành hai tiểu vùng riêng biệt, phù hợp với đặc điểm địa hình và khí hậu.
Vùng đồi núi thấp tập trung chủ yếu ở phía nam đường tỉnh lộ 326, thuộc xã Sơn Dương, Thống Nhất, Vũ Oai, Hòa Bình Vùng này thường bị chia cắt thành các khu vực nhỏ do sông suối chảy qua, tạo nên một địa hình phức tạp và chia cắt rời rạc Các sườn đồi ở đây có độ dốc thoải, với chân đồi là những ruộng bậc thang phù hợp với đặc điểm địa hình đồi núi thấp.
Vùng đồng bằng ven biển có địa hình phức tạp, chia cắt nhiều, khiến đất bằng không tập trung thành các khu vực lớn mà xen kẽ giữa các đồi núi thấp, thung lũng bãi bằng, đất lầy úng, bãi bồi ven sông, suối và ven biển cồn cát tạo thành các ruộng bậc thang diện tích lớn dọc theo tuyến quốc lộ 279 và tỉnh lộ 326 Với độ cao trung bình 20m, có nơi chênh lệch lớn dẫn đến hiện tượng rửa trôi, xói mòn và kết vón đất, tạo ra những thách thức trong nông nghiệp Tuy nhiên, đây là vùng có nhiều tiềm năng phát triển nông nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm, cùng với các vùng đất rộng lớn thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản và xây dựng các khu công nghiệp, dịch vụ kinh tế biển.
Hoành Bồ có khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng của các huyện thị trong tỉnh Quảng Ninh, nhưng còn mang đặc điểm khí hậu riêng biệt do địa hình miền núi phức tạp và vị trí gần vịnh Cửa Lục Vùng này chịu ảnh hưởng sâu sắc của khí hậu đông bắc, tạo nên một kiểu khí hậu độc đáo pha trộn giữa vùng miền núi và ven biển Theo số liệu của trạm dự báo khí tượng thủy văn Bãi Cháy, Hoành Bồ có những đặc điểm khí hậu nổi bật góp phần vào sự đa dạng sinh thái và phù hợp với các hoạt động kinh tế địa phương.
Hoành Bồ có nền nhiệt độ cao với nhiệt độ trung bình từ 22 đến 29°C, phù hợp cho các hoạt động quanh năm Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối đạt 36,6°C, còn nhiệt độ thấp nhất là 5,5°C, thường xảy ra từ tháng 12 đến tháng 2 hàng năm Nhiệt độ không khí tăng dần từ tháng 4 đến tháng 8, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động du lịch và nông nghiệp trong mùa hè.
Ở Hoành Bồ, hàng năm, số ngày nhiệt độ dưới 10°C thường chỉ khoảng 2-3 ngày, trong khi số ngày nhiệt độ trên 30°C khoảng 6-7 ngày, thể hiện khí hậu ôn hòa phù hợp Nhiệt độ trung bình trong năm dao động từ 15°C đến 25°C, với tổng tích lũy nhiệt độ trên 10°C khoảng 8.327°C, cao nhất vào tháng 7 (880°C) và thấp nhất vào tháng 2 (440°C), giúp dự đoán khí hậu rõ ràng và tiện lợi cho sinh hoạt và phát triển nông nghiệp.
Trong các xã vùng cao như Đồng Sơn và Kỳ Thượng, nhiệt độ mùa đông thay đổi mạnh, có năm nhiệt độ xuống tới 0°C, gây ra hiện tượng sương muối và ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp địa phương.
Nhìn chung nhiệt độ không khí ở huyện Hoành Bồ tương đối đồng đều giữa các tháng, mùa hè nhiệt độ dao động từ 26,7 – 28 0 C, mùa đông từ 15 –
Ở nhiệt độ 21°C, điều kiện thời tiết khá thuận lợi cho hoạt động sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp, đặc biệt phù hợp để trồng các loại cây lương thực, rau màu, cũng như nuôi trồng thủy sản một cách hiệu quả.
Độ ẩm không khí trung bình hàng năm tại Hoành Bồ khá cao, khoảng 82%, và thay đổi theo mùa nhưng không chênh lệch lớn giữa các tháng trong năm Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp tại khu vực Tuy nhiên, độ ẩm cao cũng có thể gây tác dụng không tốt đối với quá trình chế biến và bảo quản thức ăn gia súc, giống cây trồng.
Khu vực Hoành Bồ có lượng mưa trung bình hàng năm khá lớn, đạt khoảng 1.432,9mm, với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm tới 89% tổng lượng mưa trong năm Năm mưa cao nhất đạt 2852mm và thấp nhất là 870mm Trong khi đó, mùa khô diễn ra từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, với tháng ít mưa nhất là tháng 12, thể hiện sự phân bố mưa không đều giữa hai mùa rõ rệt.
- Chế độ gió: Hoành Bồ có 2 loại gió chính thổi theo hướng và theo mùa rõ rệt:
