ứng dụng gis trong quản lý tài nguyên rừng vườn quốc gia u minh thượng, tỉnh kiên giang

Tỉnh Kiên Giang là một trong những địa phương có diện tích rừng tràm tập trung khá lớn, phân bố chủ yếu ở huyện U Minh Thượng trên hai nhóm đất phèn điển hình là đất phèn than bùn và đất

BỘ MÔN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

VƯỜN QUỐC GIA U MINH THƯỢNG,

TỈNH KIÊN GIANG

Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ PHƯỢNG 3103849

Cán bộ hướng dẫn ThS TRẦN THỊ KIM HỒNG

Cần Thơ, 11/2013

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

VƯỜN QUỐC GIA U MINH THƯỢNG,

TỈNH KIÊN GIANG

Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ PHƯỢNG 3103849

Cán bộ hướng dẫn ThS TRẦN THỊ KIM HỒNG

Cần Thơ, 11/2013

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến cô Trần Thị Kim Hồng

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ đặc biệt là quý thầy cô Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, bộ môn Quản lí môi trường và tài nguyên thiên nhiên đã truyền đạt nhiều kiến thức và điều kiện giúp tôi học tập và tìm hiểu những điều bổ ích

Xin cảm ơn sự hỗ trợ của các cô, các chú ở vườn quốc gia U Minh Thượng, thuộc 2 xã An Minh Bắc và Minh Thuận, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang

đã tận tình giúp đỡ và trao đổi những kinh nghiệm bổ ích cho tôi học tập

Xin cảm ơn toàn thể các bạn lớp Quản lí môi trường K36, các bạn Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, các anh, các chị cao học đã hỗ trợ, động viên và giúp đỡ trong suốt thời gian học tập

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân luôn bên cạnh, quan tâm, chăm sóc em trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn Nguyễn Thị Phượng

MỤC LỤC ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát: 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể: 2

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về hệ thống thông tin địa lý GIS 3

2.1.1 Khái niệm về GIS 3

2.1.2 Các thành phần của GIS 4

2.2.1 ng dụng của GIS 6

2.2 Sơ lược về Vườn Quốc Gia U Minh Thượng 8

2.2.1 Lịch sử hình thành VQG 8

2.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 8

2.2.3 Các trạng thái rừng tràm ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng: 10

2.3 Tìm hiểu về rừng tràm 12

2.3.1 Đặc điểm hình thái 12

2.3.2 Đặc điểm sinh thái học 12

2.3.3 Sự phân bố 12

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN C U 14

3.1 Địa điểm nghiên cứu: 14

3.2 Thời gian nghiên cứu: 14

3.3 Nội dung nghiên cứu: 14

3.4 Phương pháp nghiên cứu: 15

3.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực địa 15

3.4.2 Phương pháp xử lí số liệu: 15

3.5 Phương tiện nghiên cứu: 17

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18

4.1 Kết quả đo đếm một số chỉ tiêu của cây tràm trong các ô mẫu 18

4.1.1 Kết quả đo đếm một số chỉ tiêu của các ô mẫu 18

4.1.2 Mật độ tràm ở các độ dày than bùn khác nhau 20

4.1.3 Đường kính trung bình 21

4.1.4 Chu vi trung bình 22

MỤC LỤC iii

Chiều cao trung bình 23

4.1.6 Tiết diện ngang trung bình 24

4.1.7 Nhận xét sự phát triển của lô tràm ở khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 25

4.2 ng dụng GIS trong quản lý rừng ở VQG 27

4.2.1 Thu thập bản đồ từ Google Earth và VQG 27

4.2.2 Bản đồ tải xuống từ Google Earth 30

4.2.3 Vẽ bản đồ bằng phần mềm MapInfo 10.5 31

4.2.3.1 Số hóa ranh giới vùng lõi VQG 32

4.2.3.2 Số hóa bản đồ tầng than bùn ở VQG U Minh Thượng 34

4.2.3.3 Chọn Hệ tọa độ cho bản đồ 37

4.2.4 Thiết kế cơ sở dữ liệu bằng phần mềm MapInfo 38

4.2.4.1 Đưa số liệu và vị trí thu mẫu vào MapInfo 39

4.2.4.2 Thống kê và tìm kiếm dữ liệu bằng phần mềm MapInfo 47

4.2.5 Thiết kế bản đồ chuyên đề bằng phần mềm MapInfo 46

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

5.1 Kết luận 51

5.2 Kiến nghị 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

PHỤ LỤC 53

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC HÌNH Hình 2 1 Các yếu tố cấu thành GIS 5

Hình 2 2 Rừng tràm trên đất than bùn 10

Hình 2 3 Rừng tràm trên đất sét 11

Hình 2 4 Phân bố cây Tràm ở Việt Nam 13

Hình 3 1 Vị trí Vườn Quốc gia U Minh Thượng 14

Hình 4.1: Cơ sở dữ liệu thuộc tính các chỉ tiêu của ô tràm mẫu 18

Hình 4.2: Cơ sở dữ liệu thuộc tính về các chỉ tiêu ở 3 độ dày tầng than bùn 19

Hình 4.3: So sánh mật độ tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 20

Hình 4.4: Thống kê số liệu trên GIS về mật độ của tràm 3 độ dày tầng than bùn 20

Hình 4.5: So sánh đường kính trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 21

Hình 4.6: Thống kê số liệu trên GIS về đường kính trung của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 21

Hình 4.7: So sánh chu vi trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 22

Hình 4.8: Thống kê số liêu trên GIS về chu vi trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 22

Hình 4.9: So sánh chiều cao trung bình của tràm ở 3 độ dày tâng than bùn 23

Hình 4.10: Thống kê trên GIS về chiều cao trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 23

Hình 4.11: So sánh tiết diện ngang trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn 24

Hình 4.12: Thống kê số liệu trên GIS về tiết diện ngang trung bình của tràm ở 3 độ dày tâng than bùn 24

Hình 4.13: Cơ sở dữ liệu thuộc tính về các chỉ tiêu của khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 25

Hình 4.14: So sánh mật độ tràm tại khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 25

Hình 4.15: So sánh đường kính trung bình của tràm tại khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 26

Hình 4.16: So sánh chiều cao trung bình của tràm tại khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 26

Hình 4.17: Bản đồ quy hoạch VQG U Minh Thượng thời điểm tháng 07/2002 28

Hình 4.18 Bản đồ độ dày tầng than bùn trong khu vực bị cháy ở 29

Hình 4.19: VQG U Minh Thượng trước khi cháy 30

Hình 4.20: Bản đồ VQG U Minh Thượng tải lên từ Google Earth 31

Hình 4.21: Cơ sở dữ liệu của các ô mẫu được nhập sẵn trên file Excel 39

Hình 4.22: Mối liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian của các ô mẫu 43

Hình 4.23: V ị trí điểm thu mẫu trên bản đồ VQG 45

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các thông số về khí hậu của Vườn Quốc gia U Minh Thượng 9 Bảng 4.1: Một số chỉ tiêu đo đếm các ô tràm mẫu 18 Bảng 4.2: So sánh một số chỉ tiêu đo đếm có giá trị trung bình tại 3 độ dày tầng than bùn 19 Bảng 4.3: So sánh một số chỉ tiêu đo đếm có giá trị trung bình tại khu vực có than bùn và khu vực không có than bùn 25

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Tràm (Melaleuca cajuputi) là loài cây gỗ nhỏ, thường xanh, có phạm vi phân

bố rộng trên vùng nhiệt đới và á nhiệt đới Thường được tìm thấy ở những vùng đất nghèo dinh dưỡng và ẩm ướt Ở Đồng bằng sông Cửu Long, rừng tràm phát triển mạnh ở các vùng đất phèn ngập nước không hoặc ít bị nhiễm mặn, và kiểu hệ sinh thái này phân bố chủ yếu ở hai vườn quốc gia: U Minh Hạ (tỉnh Cà Mau) và U Minh Thượng (tỉnh Kiên Giang) Tỉnh Kiên Giang là một trong những địa phương

có diện tích rừng tràm tập trung khá lớn, phân bố chủ yếu ở huyện U Minh Thượng trên hai nhóm đất phèn điển hình là đất phèn than bùn và đất phèn không có lớp than bùn

Rừng tràm ở vườn quốc gia U Minh Thượng là một tài nguyên quý giá có ý nghĩa to lớn về môi trường, kinh tế và quốc phòng Rừng tràm đã được biết đến trong việc phòng hộ chắn gió bão, là nơi cư trú của rất nhiều loài động vật hoang dã nhất là các loài chim, cá Những sản phẩm kinh tế từ rừng tràm cũng rất đa dạng: tinh dầu tràm, mật ong, được sử dụng trong chế biến dược phẩm; gỗ tràm được sử dụng phổ biến trong việc gia cố nền móng các công trình xây dựng, làm chất đốt…Rừng tham gia vào quá trình điều hoà khí hậu, duy trì tính ổn định và độ màu

mỡ của đất, hạn chế lũ lụt, hạn hán, ngăn chặn xói mòn đất, bảo tồn nguồn nước và làm giảm mức ô nhiễm không khí Để bảo vệ rừng, Nhà nước ta đã có các công cụ pháp lý như luật, chính sách, thông tư, nghị định Để các công cụ pháp lý này thực

sự hiệu quả đòi hỏi phải có sự hỗ trợ về công nghệ và kĩ thuật Một trong những công cụ quản lý môi trường khá phổ biến hiện nay đó chính là GIS- hệ thống thông tin địa lý Tuy nhiên ở Việt Nam trong những năm gần đây GIS mới thực sự được quan tâm và phát triển

Hệ Thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ

sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) Vì vậy, đề tài luận văn

“Ứng dụng GIS trong quản lí tài nguyên rừng Vườn quốc gia U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang” được thực hiện Đề tài này nhằm giới thiệu và phổ biến rộng rãi

hơn nữa công nghệ GIS cho các lĩnh vực của ngành môi trường

- Xây dựng bản đồ về chiều cao và đường kính của tràm tại các vị trí lấy mẫu

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về hệ thống thông tin địa lý GIS

2.1.1 Khái niệm về GIS

Từ các tiếp cận khác nhau, những định nghĩa GIS khác nhau ra đời

Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin chuyên biệt được sử dụng

để thao tác, tổng kết, truy vấn, hiệu chỉnh và hiển thị các thông tin về các đối tượng không gian được lưu trữ trên máy tính Hệ thống thông tin địa lý sử dụng các thông tin đặc trưng về “cái gì đang ở đâu (what is where?)” trên bề mặt Trái Đất

 Xuất phát từ những lĩnh vực khác GIS, những nhà khoa học trong các lĩnh vực địa chất, môi trường, tài nguyên, sử dụng GIS như là những công

cụ phục vụ cho những công trình nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS:

 GIS là một hộp công cụ mạnh được dùng để lưu trữ và truy vấn tùy

ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt (Burrough, 1986)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc qui hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định (Pavlidis, 1982)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý (Goodchild, 1985; Peuquet, 1985)

 Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà khoa học đã định nghĩa:

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (Clarke, 1995)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không gian (NCGIA = National Center for Geographic Information and Analysis, 1988)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử

lý dữ liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 4

lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu (Stan Aronoff, 1993)

 Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa:

 GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu

có tham chiếu tọa độ địa lý Nói cách khác,GIS là hệ thống gồm hệ

cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có tham chiếu không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó (Star and Estes, 1990)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số phụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích (Calkins và Tomlinson, 1977; Marble, 1984)

 GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt (Dueker, 1979)

 GIS được viết tắt từ:

 G: Geographic – Dữ liệu không gian thể hiện vị trí, hình dạng (điểm, tuyến, vùng);

 I: Information – Thuộc tính, không thể hiện vị trí (như mô tả bằng văn bản, số, tên,…)

 S: System – Sự liên kết bên trong giữa các thành phần khác nhau (phần cứng, phần mềm)

Những định nghĩa trên cho thấy rằng hệ thống thông tin địa lý có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm và các thiết bị ngoại vi) dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu Trong

đó, cơ sở dữ liệu của hệ thống là những dữ liệu về các đối tượng, các hoạt động kinh tế, xã hội, nhân văn phân bố trong không gian tại những thời điểm nhất định

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 5

cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng

 Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:

 Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý

 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)

 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý

 Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng

 Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người

sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại

Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu

 Con người: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế

và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc

 Phương pháp: Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức

Hình 2.1: Các yếu tố cấu thành GIS

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 6

2.2.1 Ứng dụng của GIS

2.2.1.1 Một số lĩnh v c ng d ng c a GIS

 Môi trường: Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất

nhiều ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhất thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính của cây rừng ng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình

dữ liệu dạng ảnh (raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế

 Khí tượng thuỷ văn: Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh, phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ

đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế

 Nông nghiệp: Những ứng dụng đặc trưng: Giám sát thu hoạch, quản lý

sử dụng đất, dự báo về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồn nước

 Y tế: Ngoại trừ những ứng dụng đánh giá, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng

 Chính quyền địa phương: Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thông GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 7

 Bán lẻ và phân phối: Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự trợ giúp của GIS GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của khách hàng trong một vùng nào đó Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính toán bởi thời gian đi đến siêu thị,

và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh tranh GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối hàng ngắn nhất

 Giao thông: GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải Việc lập kế hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng hải, và hải đồ điện tử Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS

 Các ngành điện, nước, gas, điện thoại : Những công ty trong lĩnh vực này là những người dùng GIS linh hoạt nhất, GIS được dùng để xây dựng những cơ sở dữ liệu là cái thường là nhân tố của chiến lược công nghệ thông tin của các công ty trong lĩnh vực này Dữ liệu vector thường được dùng trong các lĩnh vực này Những ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực này là Automated Mapping và Facility Management (AM-FM) AM-FM được dùng để quản lý các đặc điểm và vị trí của các cáp, valve Những ứng dụng này đòi hỏi những bản đồ số với độ chính xác cao

2.2.1.2 ng d ng GIS trong uản l tài ngu ên r ng

Viện điều tra quy hoạch rừng: Là một trong những nơi điều tra, thu thập dữ liệu về Lâm nghiệp trên quy mô lớn và sớm sử dụng công nghệ GIS để phân tích và khai thác dữ liệu Viện đã ứng dụng phần mềm ILWIS, Mapinfo và tự phát triển hệ thống phần mềm Frw GIS, hệ thống xử lý ảnh phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên rừng

Viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp (Bộ Nông Nghiệp & Phát Triển Nông Thôn) từ những năm 1993 viện đã sử dụng kỹ thuật GIS để thu thập, phân tích, xử lý dữ liệu và phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch định hướng phát triển Nông nghiệp

Trần Huy Mạnh, ng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phân cấp mức độ xung yếu rừng phòng hộ làm cơ sở đề xuất sử dụng đất Lâm Nghiệp trên địa bàn

huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 8

2.2 Sơ lược về Vườn Quốc Gia U Minh Thượng

2.2.1 Lịch sử hình thành VQG

Theo báo cáo kỹ thuật cho dự án GTZ – Kết hợp Bảo tồn và Phát triển khu

dự trữ sinh quyển Kiên Giang thì tỉnh Kiên Giang là một trong 05 tỉnh có khu dự trữ sinh quyển của Việt Nam, được UNESCO công nhận năm 2007 với diện tích 1.118.105 ha và là khu dự trữ sinh quyển có diện tích lớn nhất khu vực Đông Nam

Á Bao gồm 03 khu vực:

 Khu vực Phú Quốc với diện tích 304.933 ha

 Kiên Lương – Kiên Hải với diện tích 734.415 ha

 U Minh Thượng – An Biên – An Minh với diện tích 148.758 ha bao gồm Vườn Quốc gia U Minh Thượng và vùng đệm, rừng phòng hộ An Biên –

An Minh

Khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang được đánh giá là nơi có sự đa dạng sinh học cao với nhiều hệ sinh thái và sinh cảnh độc đáo Theo báo cáo kết quả khảo sát, đánh giá nhanh thực vật và động vật có xương sống ở cạn của khu vực dự trữ sinh quyển Kiên Giang của Nguyễn Xuân Đặng và cộng sự (2009) thì chỉ tính riêng ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng thực vật có: 226 loài, trong đó có 70 loài là hiếm, 8

loài rất hiếm là mốp (Alstonia spathulata), nắp bình (Nepenthes mirabilis), lá U Minh (Aslenium confusum), mật cật (Licuala spinosa), bèo tản nhọn (Lemna tenera); động vật có 24 loại thú lớn, 185 loài chim, 34 loài cá, ngoài ra còn có 208

loài côn trùng, 16 loài bò sát và 8 loài dơi

2.2.2 Điều kiện khí hậu thủy văn

2.2.2.1 Khí hậu

Vườn Quốc gia U Minh Thượng chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa; có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 (mưa nhiều nhất vào tháng 7,8,9) và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau (Niên giám thống kê năm 2010 của tỉnh Kiên Giang)

− Nhiệt độ: Nhiệt độ bình quân/năm là 27,30C; nhiệt độ trung bình tối cao

là 370C; nhiệt độ trung bình tối thấp là 140C (Số liệu đo đạc của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng)

− Ẩm độ: Ẩm độ không khí trung bình năm là 82,3%; ẩm độ trung bình lớn

nhất là 86%; ẩm độ trung bình nhỏ nhất là 75% (Số liệu đo đạc của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng)

− Lượng mưa: Lượng mưa bình quân/năm là 2.015mm; lượng mưa bình

quân lớn nhất là 2.747mm; lượng mưa bình quân thấp nhất là 1.013mm (Số liệu đo đạc của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng)

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 9

− Lượng bốc hơi nước: Lượng bốc hơi nước bình quân/năm là 1.241mm;

lượng bốc hơi nước cao nhất là 140mm; lượng bốc hơi nước thấp nhất là 7mm (Số liệu đo đạc của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng)

− Chế độ gió: Vườn Quốc gia U Minh Thượng chịu tác động bởi gió mùa

tây nam từ tháng 5 đến tháng 10 và gió mùa đông bắc từ tháng 01 đến tháng 04, với tốc độ gió trung bình từ 3-4m/s (Số liệu đo đạc của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng)

Theo kết quả đo đạc hằng năm của trạm thủy văn Vườn Quốc gia U Minh Thượng tình hình khí hậu trong năm 2011 được thể hiện bảng 2.1

Bảng 2.1: Các thông số về khí hậu của Vườn Quốc gia U Minh Thượng

2008 2009 2010 2011 2012 Nhiệt độ (0

Độ ẩm (%) 81,7 83,2 81 82,3 80,4 Lượng mưa (mm) 2.061 2.105 2.057 2.015 2.031 Lượng bốc hơi (mm) 1.197 1.341 1.266 1.241 1.287

(Nguồn: Trạm th văn VQG U Minh Thượng t năm 2008 - 2012)

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 10

2.2.3 Các trạng thái rừng tràm ở Vườn Quốc gia U Minh Thượng

2.2.3.1 R ng tràm trên đất than bùn

Rừng tràm trên đất than bùn (Hình 2.2) là loại thảm thực vật đặc thù của

vùng ngập nước than bùn U Minh Tràm Melaleuca cajuputi là cây chiếm ưu thế

Một vài loại cây khác cũng xuất hiện nhưng kém phong phú hơn, như: Mốp

Alstonia spthulata, Bùi llexcymosa, Dấu dầu ba lá Euodia lepta và Trâm Syzgium cumini Loại rừng này được đặc trưng bởi sự phong phú của các loài dương sỉ, có hai loài phổ biến nhất: Choại (dây leo) Stenochlaena palustris và Dớn Nephrolepis falcata Vài khu vực rừng tràm trên than bùn vùng lõi U Minh là rừng già; đa phần

các khu rừng quan sát được thuộc loại rừng nhỏ tuổi, cây nhỏ, mật độ dày (Nguyễn Xuân Đặng và các cộng sự, 1998-2003)

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 11

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 12

2.3 Tìm hiểu về rừng tràm

2.3.1 Đặc điểm hình thái

Theo Phạm Hoàng Hộ (1992), Lâm Bỉnh Lợi và Nguyễn Văn Thôn (1972)

Tràm (Melaleuca cajuputi) là loài cây gỗ lớn, vỏ xốp gồm nhiều lớp mỏng xếp

chồng lên nhau, cành nhỏ, lá có tinh dầu thơm, phiến thon, không lông, có từ 3 – 7 gân phụ Hoa hình gié ở đầu cành, màu trắng, dài từ 3 – 7 cm trên chót gié có chùm

lá nhỏ; lá hoa hình giáo dài 5– 20 mm Hoa không cuống tụ thành 2 – 3 hoa chụm trong rõ rệt Đài hoa hình trụ, có lông mềm, có 5 thùy, dài 0,6 mm Năm cánh hoa tròn lõm vào trong dài 2 – 2,5 mm, tiểu nhụy nhiều, trắng, dài 10 – 12 mm, quả nang gần tròn, đường kính khoảng 4 mm, khai thành 3 lỗ trên 3 buồng, có nhiều hạt tròn hay nhọn dài 1 mm, tử diệp dày

2.3.2 Đặc điểm sinh thái học

Theo Lâm Bỉnh Lợi và Nguyễn Văn Thôn (1972) cây Tràm sinh trưởng mạnh thành quần thụ đơn thuần, tái sinh tự nhiên mạnh và lan tràn nhanh chóng trên đất phèn có độ PH dưới 4 Là loài cây ưa sáng, tán tương đối thưa, tăng trưởng nhanh trong 10 năm đầu và kết trái vào khoảng 5 – 7 tuổi Về mặt thủy chế, theo Phùng Trung Ngân (1986) trong Thái Văn Trừng (1999) thì trong hệ sinh thái rừng úng phèn, Tràm là loài cây thích nghi nhất, từ lúc hạt nẩy mầm thành cây mạ đã có thể sinh trưởng trong nước ngập phèn

2.3.3 Sự phân bố

Theo Hoàng Chương (2004) Melaleuca cajuputi là loài tràm bản địa duy

nhất của nước ta và là loài có vùng phân bố tự nhiên rộng nhất của chi tràm Theo các loài tài liệu khoa học mới được công bố gần đây thì loài tràm có thể gặp trên nhiều loại đất khác nhau ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan, miền Nam Trung Quốc, Malaysia, miền duyên hải Bắc nước

Úc, Ghine và Nigieria ở châu Phi và Brasil ở Nam Mỹ

Về mặt phân loại học loài tràm (Melaleuca cajuputi) có 3 loài phụ là:

− Melaleuca cajuputi subsp Cajuputi Powell, phân bố ở Indonesia,

Australia;

− Melaleuca cajuputi subsp Cumingiana Barlow, phân bố ở Myanmar,

Thái Lan, Malaysia, Indonesia và Việt Nam;

− Melaleuca cajuputi subsp Platyphylla Barlow, phân bố ở Papua New

Ghine, Australia và là giống tràm bản địa chính mọc ở Indonesia

Ở nước ta vùng phân bố tự nhiên của tràm xa nhất về phía Bắc là phía Nam tỉnh Thái Nguyên và tỉnh Vĩnh Phúc Tại đây tràm mọc rải rác hoặc tập trung thành

Chương 2 : LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 13

những đám nhỏ trên bãi đất trũng quanh các hồ nước nằm xen giữa những quả đồi đất thấp

Cách vùng phân bố cực Bắc về phía Nam mãi tận Nghệ An mới lại gặp tràm mọc tự nhiên và từ đây suốt dọc miền duyên hải Trung Trung Bộ kéo dài tới tận Cà Mau qua Đồng Tháp, Kiên Giang và An Giang đều gặp cây tràm hoặc mọc rải rác thành những quần thụ nhỏ hoặc trung bình trên nhiều loại đất khác nhau

Hình 2.4: Phân bố cây Tràm ở Việt Nam

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN C U 14

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm nghiên cứu:

Đề tài được thực hiện ở Vườn quốc gia U Minh Thượng (Hình 3.1) nằm trong địa phận tỉnh Kiên Giang thuộc 2 xã An Minh Bắc và Minh Thuận, huyện U Minh Thượng có tọa độ địa lý:

 Từ 9031’16’’ đến 9039’45’’ Vĩ độ Bắc

 Từ 1050

03’06’’ đến 105007’59’’ Kinh độ Đông.

Hình 3.1: Vị trí Vườn Quốc gia U Minh Thượng

3.2 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 8/2013 đến tháng 11/2013

3.3 Nội dung nghiên cứu

− Thu thập bản đồ các khu vực trồng tràm Vườn quốc gia U Minh Thượng từ

cơ quan và Google Earth;

− Định vị các ô mẫu bằng GPS và đo đếm các chỉ tiêu đường kính, mật độ, chiều cao các lô tràm mẫu;

− Thu thập thông tin, số liệu về các lô rừng tràm: Mật độ, diện tích, tuổi rừng;

− Thiết kế cơ sở dữ liệu GIS bằng phần mềm Mapinfo;

− Vẽ bản đồ bằng phần mềm Mapinfo

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN C U 15

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực địa

− Định vị các ô mẫu trong rừng tràm bằng GPS;

− Thiết kế 12 ô tiêu chuẩn theo 3 độ dày than bùn khác nhau, mỗi ô có diện tích 100m2 (10m x 10m), để làm mẫu đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng cây tràm Độ dày than bùn phân thành 3 cấp:

 Độ dày than bùn dày

 Độ dày than bùn mỏng

 Không có độ dày than bùn

− Đếm tổng số cây trong mỗi ô tiêu chuẩn;

− Đo đường kính thân cây ở độ cao 1,3 mét cách mặt đất (ký hiệu = DBH (cm)) được dùng bằng thước kẹp đo đường kính;

Trong đó:

 n: Tổng số cây

 S: Diện tích ô (m2

)

Chiều cao trung bình:

Chiều cao trung bình ha =

n

h i



Trong đó:

 ha: chiều cao trung bình (m)

 h i : tổng chiều cao của các cây (m)

 n: tổng số cây

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN C U 16

Đường kính

Đường kính của cây có thể được xác định bằng 2 cách: Dùng cây thước kẹp

để đo trực tiếp hoặc dùng thước dây để đo chu vi thân cây và dùng công thức:

Tiết diện ngang

Tiết diện ngang thân của một cây là diện tích mặt cắt tại vị trí tầm cao ngang ngực (1,3m) của một cây Tiết diện ngang của lâm phần bằng tổng tiết diện ngang của các cây trong lâm phần và được đo bằng (m2/ha)

G =  

4

14

Trong đó :

 D: đường kính cây

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN C U 17

3.5 Phương tiện nghiên cứu

− Máy GPS;

− Máy ảnh;

− Thước dây, thước đo chuyên dụng ( đo chiều cao vút ngọn), thước cuộn, dây nilon;

− Dụng cụ đo độ sâu của lớp than bùn;

− Bút lông, con dao

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả đo đếm một số chỉ tiêu của cây tràm trong các ô mẫu

4.1.1 Kết quả đo đếm một số chỉ tiêu của các ô mẫu

Vùng lõi VQG gồm rừng tràm mọc trên đất than bùn, các trảng trống đầy sậy

và năng; những vùng đất sét với tràm tái sinh (một số khu vực được trồng lại), nơi

mà lớp trầm tích than bùn trước kia đã biến mất do cháy hoặc do oxy hóa Tiến hành khảo sát thực địa trên 12 ô mẫu, trong đó gồm 6 ô mẫu trên đất than bùn và 6 ô trên đất không có than bùn và đo đếm đường kính, chiều cao và mật độ tất cả các cây trong ô mẫu, kết quả như sau:

Bảng 4 1 Một số chỉ tiêu đo đếm các ô tràm mẫu:

Chỉ

tiêu Đường kính trung bình (cm)

Chiều cao trung bình (m)

Chu vi trung bình (cm) Tầng than bùn Tuổi cây

Các số liệu từ bảng trên được đưa vào Mapinfo cho kết quả bảng dữ liệu

thuộc tính như sau:

Hình 4.1: Cơ sở dữ liệu thuộc tính các chỉ tiêu của ô tràm mẫu

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

Bảng 4 2 So sánh một số chỉ tiêu đo đếm có giá trị trung bình tại 3 độ dày tầng than bùn

Chỉ tiêu Tầng than bùn dày

(60 – 90)

Tầng than bùn mỏng (0 – 30) Không có than bùn Đường kính trung bình

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20

4.1.2 Mật độ tràm ở các độ dày than bùn khác nhau

Hình 4.3: So sánh mật độ tràm ở 3 độ dày tầng than bùn

Từ hình 4.3 và kết quả khảo sát cho thấy mật độ tràm cao nhất là 615 cây/ha

ở tầng than bùn mỏng và thấp nhất 408 cây/ha ở khu vực không có than bùn Tuy ở mật độ tràm ở tầng than bùn dày thấp hơn so với mỏng nhưng sự chênh lệch không lớn Điều này có thể do mật độ rừng tự nhiên, tràm tái sinh phát triển và do tràm ở đây là thuộc Vườn quốc gia nên không được tác động

Từ bảng cơ sở dữ liệu thuộc tính (Hình 4.2), sử dụng chức năng thống kê và tìm kiếm dữ liệu trên Mapinfo có được bảng như hình 4.4:

Hình 4.4: Thống kê số liệu trên GIS về mật độ tràm ở 3 độ dày tầng than bùn

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

Hình 4.5: So sánh đường kính trung bình của tràm tại 3 độ dày tầng than bùn

Từ hình 4.5 và hình 4.6 cho thấy đường kính trung bình cao nhất ở nơi không

có than bùn và thấp ở tầng than bùn cao và mỏng Điều này do mật độ tràm ở khu vực không có than bùn thấp hơn so với 2 khu vực còn lại nên tràm có điều kiện phát triển nhanh hơn về đường kính

Tương tự, thống kê và tìm kiếm dữ liệu trên MapInfo có được bảng như hình bên dưới:

Hình 4.6: Thống kê số liệu trên GIS về đường kính trung bình của tràm ở 3 độ dày

tầng than bùn

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

4.1.4 Chu vi trung bình

Hình 4.7: So sánh chu vi trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn

Tương tự, sử dụng chức năng thống kê và tìm kiếm dữ liệu trên MapInfo có được bảng như hình 4.8:

Hình 4.8: Thống kê số liêu trên GIS về chu vi trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng

than bùn

Kết quả hình 4.7 và 4.8 cho thấy chu vi trung bình cao nhất ở nơi không có than bùn và thấp ở tầng than bùn cao và mỏng Điều này do chu vi trung bình (C) C=*d (với d là đường kính) phụ thuộc vào đường kính, mà như hình 4.5 thì đường kính của tràm ở khu vực không có than bùn cao hơn khu vực còn lại

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

4.1.5 Chiều cao trung bình

Hình 4.9: So sánh chiều cao trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn

Hình 4.10: Thống kê trên GIS về chiều cao trung bình của tràm ở 3 độ dày tầng than

bùn

Xét về chiều cao thì chiều cao trung bình cao ở tầng than bùn dày và mỏng, còn thấp ở không có than bùn (như hình 4.9 và 4.10) Điều này chứng tỏ chất dinh dưỡng đất than bùn cao hơn nên cây phát triển về chiều cao nhanh hơn và do tràm ở đây tiếp nhận ánh sáng, hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn Với hình 4.10 là kết quả khi sử dụng chức năng thống kê và tìm kiếm dữ liệu trên MapInfo để có được bảng truy xuất dữ liệu

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1.6 Tiết diện ngang trung bình

Hình 4.11: So sánh tiết diện ngang của tràm ở 3 độ dày tầng than bùn

Hình 4.12: Thống kê số liệu trên GIS về tiết diện ngang trung bình của 3 khu vực

tràm

Từ hình 4.11 và 4.12 cho thấy tiết diện ngang của tràm ở khu vực không có than bùn cao hơn so với 2 khu vực còn lại do đường kính trung bình của khu vực này cao hơn (tiết diện ngang phụ thuộc vào đường kính)

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

4.1.7 Nhận xét sự phát triển của lô tràm ở khu vực có than bùn và khu vực

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

cao hơn khu vực không có than bùn, do bị tác động bởi quá trình tái sinh tự nhiên, không có yếu tố con người tác động do đây là tràm thuộc VQG, hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất có lớp than bùn cao hơn

Chiều cao trung bình

Hình 4.16: So sánh chiều cao trung bình của tràm tại khu vực có than bùn và khu vực

không có than bùn

Xét về chiều cao (Hình 4.16) thì chiều cao trung bình của khu vực có than bùn cao hơn so với khu vực không có than bùn Có thể do cây có khả năng tiếp nhận ánh sáng, ít cạnh tranh hơn về chất dinh dưỡng và chất dinh dưỡng trên đất than bùn có hàm lượng cao hơn

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

4.2.1 Thu thập bản đồ từ Google Earth và VQG

 Các bản đồ có liên quan được thu thập từ Google Earth và VQG bao gồm:

- Bản đồ VQG U Minh Thượng tải lên từ Google Earth (Hình 4.20)

- Bản đồ Bản đồ quy hoạch VQG U Minh Thượng - tỉnh Kiên Giang(Hình 4.17)

- Bản đồ độ dày tầng than bùn trong khu vực bị cháy ở VQG U Minh Thượng (Hình 4.18)

- Bản đồ VQG U Minh Thượng trước khi cháy (Hình 4.19)

 Do các bản đồ này ở dạng file ảnh nên một số bản đồ được số hóa lại:

- Bản đồ độ dày tầng than bùn hiện nay trong khu vực bị cháy ở VQG U Minh Thượng (Hình 4.18)

- Bản đồ VQG U Minh Thượng tải lên từ Google Earth (Hình 4.20)

- Bản đồ Bản đồ quy hoạch VQG U Minh Thượng - tỉnh Kiên Giang (Hình 4.17)

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

Hình 4.17: Bản đồ quy hoạch VQG U Minh Thượng - tỉnh Kiên Giang

(Nguồn: VQG U Minh Thượng )

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

Hình 4.18: Bản đồ độ dày tầng than bùn trong khu vực bị cháy ở VQG U Minh

Thượng

(Nguồn: VQG U Minh Thượng )

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

Hình 4.19: VQG U Minh Thượng trước khi cháy

(Nguồn: VQG U Minh Thượng )

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

- Mở Google Earth: Chọn Start/Google Earth.

- Ở mục Search bấm “U Minh Thượng, Kiên Giang, Viet Nam” Xuất hiện