Nghiên cứu phương pháp đánh giá khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn bằng tư liệu viễn thám

Những vấn đề được hàng trăm tác giả quan tâm đến là điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn, đặc điểm tổ thành, quá trình tái sinh, diễn thế, sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VƯƠNG VĂN QUỲNH

ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là quốc gia có tới ba phần tư diện tích là đồi núi, với hơn 3000 km

bờ biển, nằm hoàn toàn trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và trải dài trên đường

di chuyển của phần lớn các trận bão được hình thành từ vùng Biển Philippin và Biển Đông Dưới ảnh hưởng của giải hội tụ nhiệt đới và hàng chục trận bão mỗi năm, ở Việt Nam thường xuyên xuất hiện thời tiết mưa to và gió mạnh dữ dội Đây

là nguyên nhân chủ yếu gây nên sóng mạnh ảnh hưởng lớn đến sản xuất và đời sống

ở các vùng ven biển Việt Nam

Do sự nóng lên của khí quyển và những biến đổi bất thường của khí hậu toàn cầu mà tần suất và cường độ các trận bão ở Việt Nam dường như đang được tăng lên Hậu quả của sóng biển và những hiện tượng thiên tai liên quan khác cũng ngày càng nghiêm trọng hơn

Để chắn sóng, giảm nhẹ tác hại của sóng biển do bão gây nên người ta có thể

sử dụng nhiều giải pháp khác nhau, tuy nhiên, sử dụng rừng để chắn sóng ven biển được xem là một trong những giải pháp có hiệu quả nhất So với những giải pháp khác nó thường đòi hỏi đầu tư thấp, ít rủi ro môi trường, hài hoà với thiên nhiên, bảo tồn được những nghề nghiệp truyền thống, lồng ghép được với nhiều hoạt động sản xuất và đời sống khác Tuy nhiên, trong thực tế ở nhiều nơi thì rừng ngập mặn ven biển lại không ngừng bị suy giảm cả về diện tích và trữ lượng, còn thiệt hại do sóng biển thì dường như mỗi ngày một lớn hơn

Khi thảo luận về tình trạng trên người ta cho rằng nguyên nhân chủ yếu là chúng ta chưa đánh giá được đầy đủ khả năng chắn sóng ven biển của rừng, chưa xây dựng được những tiêu chuẩn cho rừng chắn sóng ven biển, chưa quy hoạch được những diện tích cụ thể cần thiết cho việc bảo vệ và phát triển rừng chắn sóng ven biển và chưa xây dựng được những giải pháp tổng thể cho quản lý sử dụng hiệu quả loại rừng phòng hộ này

Để góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho những phương pháp đánh giá hiệu quả chắn sóng của rừng ngập mặn, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu phương pháp đánh giá khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn bằng tư liệu viễn thám” Nó hướng vào xây dựng phương pháp đánh giá nhanh

trên quy mô rộng khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở Việt Nam

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Những nghiên cứu về rừng ngập mặn và khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

1.1.1 Trên thế giới

Nghiên cứu về các dải rừng ngập mặn:

Rừng ngập mặn (RNM) là tên chung của những dải rừng ven biển bị ngập thường xuyên hoặc định kỳ bởi thuỷ triều Với diện tích rộng, sinh khối lớn, tổ thành đa dạng và đặc biệt là phân bố ở nơi “đầu sóng ngọn gió” rừng ngập mặn được xem là đối tượng có giá trị kinh tế và sinh thái to lớn Nó có khả năng cung cấp gỗ củi và nhiều loại hải sản giá trị, có khả năng cố định bùn cát, chắn gió, chắn sóng bảo vệ các nhà cửa, đồng ruộng và những công trình kinh tế văn hoá ven bờ, góp phần quan trọng vào bảo vệ môi trường sống của con người và thiên nhiên nói chung ở nhiều vùng duyên hải Với ý nghĩa kinh tế và sinh thái to lớn, rừng ngập mặn đã trở thành đối tượng nghiên cứu của nhiều tác giả Đến cuối thế kỷ XX các nghiên cứu đã được thực hiện ở hầu hết các quốc gia có RNM Chúng tập trung vào

ba lĩnh vực chính: (1) - Sự hình thành, đặc điểm cấu trúc và sinh thái RNM, (2)- Giá trị kinh tế và sử dụng RNM, và (3)- Vấn đề kinh tế xã hội và chính sách cho quản lý RNM

Các nghiên cứu về RNM thường dành một phần hoặc toàn bộ vào sự hình thành, cấu trúc và sinh thái rừng Những vấn đề được hàng trăm tác giả quan tâm đến là điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn, đặc điểm tổ thành, quá trình tái sinh, diễn thế, sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học v.v… Phân tích kết quả nghiên cứu của các tác giả cho phép đi đến một số kết luận sau:

- Rừng ngập mặn trên thế giới có khoảng 18.107.700 ha, phân bố trong phạm

vi rộng ở các vùng biển ấm Vị trí xa nhất của RNM ở Bắc bán cầu là vịnh Agaba thuộc Hồng Hải và Nam Nhật Bản; ở Nam bán cầu là Nam Australia, đảo Chatham

và phía Tây New Zealand

- Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu ở vùng có khí hậu ấm và mưa nhiều Mặc

dù có thể tồn tại ở những vùng nhiệt độ tháng lạnh nhất xuống đến 10oC, song thuận lợi nhất cho phát triển rừng ngập mặn vẫn là những vùng nhiệt độ trung bình từ

20oC trở lên và lượng mưa trên 1000 mm/năm

- Đất RNM có nguồn gốc là phù sa lắng đọng ở nơi dòng nước yếu Lớp trên cùng của trầm tích là bùn và sét, phần dưới đã bắt đầu cứng chặt Đất RNM thường chứa nhiều chất dinh dưỡng do nước triều mang đến nhưng rất thiếu oxy Dưới rừng ngập mặn có quá trình tích lũy liên tục thực vật gẫy đổ do già cỗi của nhiều thế hệ Chúng lẫn trong đất tạo nên những tầng sinh phèn dưới mặt đất làm cho lượng phèn tiềm tàng luôn ở mức cao Hoạt động thủy triều hàng ngày làm cho đất có độ mặn trung bình khoảng 15/oo - 25/oo Tính chất lý, hóa học của đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc của phù sa và trầm tích (Sammut J R.B., Callinan và G.C Fraser, 1996b; Hutchings P và Saenger P., 1987; Lugo A.E và Snedaker S.C., 1974)[48]

- Nước triều là nhân tố tác động lớn nhất đến sự phân bố của cây RNM Ở đâu

có nước triều vào sâu trong các cửa sông thì RNM cũng phân bố sâu trong nội địa Dòng nước ngọt do các sông, rạch đổ ra làm loãng độ mặn của nước biển, phù hợp với sự phát triển của nhiều loài trong từng giai đoạn sống nhất định của RNM

- Danh lục thực vật của RNM thế giới với số loài dao động từ 50 đến 75 loài (Lugo và Snedaker, 1974; Saenger và các cộng sự, 1983; Blasco, 1984)[47] Các chi thực vật phổ biến nhất ở RNM thuộc các chi mắm, đước, vẹt, dà, giá và bần RNM

là nơi cư trú của hàng chục loài thú, hơn 200 loài chim, nhiều loài cá tôm và động vật nhuyễn thể Tuy nhiên, do điều kiện ngập nước và độ mặn cao nên tổ thành RNM thường đơn giản, hiện tượng ưu thế loài thường rất rõ với cấu trúc phổ biến là một tầng cây gỗ Có rất ít các loài cây bụi và cây thân cỏ dưới rừng ngập mặn

- Quá trình tái sinh dưới RNM là tái sinh lỗ trống hoặc tái sinh vệt Phần lớn cây RNM là loài ưa sáng mạnh, nên chúng chỉ thực sự tái sinh được ở những ô trống do cây rừng gãy đổ tạo ra hoặc nơi bãi bồi bên ngoài (Phan Nguyên Hồng, 1995; Turner, R.E và R.R Lewis III., 1997)[10]

- Phù hợp với quá trình biến đổi của bãi bồi là một chuỗi gần như có thứ tự của các quần xã RNM thay thế nhau, bắt đầu từ các quần xã tiên phong như mắm thuần loại, mắm và đước, đước chiếm ưu thế đến các quần xã ổn định hơn như đước thuần loài, đước hỗn giao với đưng hoặc vẹt, đước hỗn giao với vẹt, vẹt thuần loại, hỗn giao giá, bần, cóc, chà là, hỗn giao cây RNM và cây xâm nhập v.v

- Ở vùng nhiệt đới nóng ẩm và trên phù sa màu mỡ cây RNM thường lớn nhanh và đạt kích thước to lớn tới vài chục mét, trữ lượng rừng lên tới hàng trăm m3/ha Ngược lại ở những vùng Á nhiệt đới, trên đất xấu RNM thường có dạng trảng cây bụi với chiều cao cây rừng giới hạn ở mức một vài mét và tổng sinh khối không vượt quá 50 tấn/ha Tốc độ sinh trưởng cây rừng ngập mặn trong những năm đầu thường tăng lên, đến khoảng năm thứ 10 - 15 tăng trưởng ổn định và lại bắt đầu giảm dần Vào khoảng 35 - 40 tuổi cây rừng chuyển sang tuổi thành thục tự nhiên, kích thước cây rừng không tăng nữa và nó bắt đầu già cỗi, gẫy đổ (Phan Nguyên Hồng, 1987; Lee,S.Y., 1999; Đỗ Đình Sâm, 2005)[25]

Nghiên cứu về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn:

Trong hầu hết các công trình nghiên cứu về RNM đều đề cập tới vai trò phòng

hộ bảo vệ môi trường, trong đó có vai trò chắn sóng biển của RNM

Gayathri Sriskanthan (1994) đã khẳng định giống như các bãi trầm tích, RNM

có vai trò như đê chắn sóng của rạn san hô và làm phân tán năng lượng và độ lớn sóng biển Chúng góp phần quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của dải ven biển (Phan Nguyên Hồng, 2004)[9]

Bretchneider và Reid đã nghiên cứu sự giảm sóng do ma sát nền đáy ở vùng không có thảm thực vật ngập mặn và nhận thấy rằng tại vùng nước sâu không có thảm thực vật rừng ma sát nền không làm giảm chiều cao sóng (Herbich, 2000)[44] Trước đây các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào khả năng của rừng ngập mặn chắn sóng tạo bởi gió và thủy triều Còn khả năng chắn sóng thần chủ yếu được tiến hành trong những năm gần đây sau trận sóng thần gây thiệt hại kinh hoàng ở Ấn Độ

và nhiều nước Đông nam Á năm 2003 (Latief H & Hadi S 2007)[46]

Yoshihiro Mazda và cộng sự (1997)[49] đã nghiên cứu tác dụng làm giảm chiều cao của sóng biển khi đi sâu vào các đai rừng Tác giả chỉ ra với RNM 6 năm tuổi với chiều rộng đai rừng 1,5 km có thể làm giảm chiều cao sóng từ 1m ở ngoài biển còn 0,05m khi vào đến bờ Còn khi nghiên cứu tác dụng của rừng ngập mặn trong việc chống lại sóng thần, tác giả đã đưa ra kết luận là tác động của thủy lực của sóng thần lên những khu rừng ngập mặn không thể tính toán bằng các phương pháp nội suy từ thủy triều và sóng biển (Yoshihiro Mazda và cộng sự, 2005)[50] Các tác giả đã đưa ra những yêu cầu về đường kính bình quân cây rừng ở vị trí ngang ngực (D1.3) và chiều rộng đai rừng W đối với những sóng thần có độ cao H khác nhau

Việc nghiên cứu các mô hình lý thuyết đã cho thấy tham số độ nhám bề mặt của rừng được dùng để tạo mô hình hoá tác dụng của rừng có thể được ước lượng từ các cuộc khảo sát hoặc các hình ảnh số về lớp thảm thực vật Thông tin này sau đó

có thể được sử dụng để tạo mô hình và dự báo những tác động của các đợt sóng thần tương lai Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy sóng thần cũng như sự ngập úng giảm đi mỗi khi mật độ của rừng tăng lên

Kandasamy Kathiresan, Narayanasamy Rajendran (2005) khi nghiên cứu "Vai trò của rừng ngập mặn ven biển trong việc giảm tác hại của sóng thần" tại dọc bờ biển Parangippettai, bang Tamil Nadu, Ấn Độ đã khẳng định sóng thần ít gây tổn hại về tài sản và sinh mạng cho những vùng có RNM

Harada và cộng sự (2000) đã làm thí nghiệm thủy lực nghiên cứu khả năng làm giảm tác động của sóng thần bởi nhiều mô hình khác nhau: rừng ngập mặn, rừng ven biển, các khối chắn sóng, đá, nhà chắn sóng và kết luận rằng rừng ngập mặn có tác dụng như những bức tường bê tông trong việc làm giảm tác động của sóng thần, ngăn chặn sự phá hủy nhà cửa ở phía sau rừng

Latief H & Hadi S (2007)[46], cho thấy có 4 cách thức mà rừng ngập mặn làm giảm thiệt hại của sóng thần (1)- Ngăn giữ sự trôi dạt của các loại gỗ củi, thuyền bè và các vật nổi, những thứ có thể gây tổn hại tới các công trình trong quá trình trôi dạt (2)- Giảm vận tốc dòng chảy và, vì vậy, giảm độ sâu mực nước ngập

do sóng gây lên (3)- Cung cấp một mạng lưới che đỡ cho những người bị sóng thần cuốn trôi (4)- Tích luỹ cát và tạo các đụn cát có tác dụng như những vật cản trở sóng thần Tuy nhiên, khả năng bảo vệ của rừng ngập mặn có thể biến đổi nhiều phụ thuộc vào kích thước của cây, mật độ và chiều sâu của rừng, một số mảnh rừng nhỏ

sẽ có thể có tác dụng rất thấp hoặc không có tác dụng phòng hộ gì Trong trường hợp sóng thần quá lớn thì rừng có thể không có tác dụng gì, thậm chí nó còn tăng sự tổn hại do các cây rừng bị đổ và bật rễ lên, sau đó bị cuốn trôi vào phía lục địa Fritz H.M & Blount C Thematic paper (2007)[44], đã tổng kết những nghiên cứu về khả năng của rừng ngập mặn chắn sóng biển do bão Các tác giả nhận thấy

để có tác dụng phòng hộ chắn sóng do bão thì rừng phải có bề dày hàng km Rừng ngập mặn có khả năng giảm sóng là do lực ma sát và sự cản trở ở vùng đáy, thân và

cả rễ cây rừng Khả năng chắn sóng giảm khi nước lên Khi sóng lớn, tác động trong thời gian dài và mực nước dâng cao thì tác dụng phòng hộ của rừng ngập mặn ven biển bị giảm thấp Đối với các đợt bão, rừng ngập mặn có thể giảm độ cao của sóng vào mức 0.5m trong từng 1km bề dày của rừng

Kết qủa nghiên cứu tác hại của bão trong 3 làng ở Ấn Độ cho thấy làng có rừng bị ảnh hưởng ít nhất và có sản lượng mùa màng cao nhất Các tác giả cũng cho thấy sử dụng rừng ngập mặn để chắn sóng là biện pháp rẻ tiền và hiệu quả Nó vừa

có khả năng làm giảm cường độ và năng lượng của sóng biển vừa để cho nước rút nhanh không gây tổn hại bởi sự ngập nước sau bão như các đê nhân tạo Các tác giả cũng nhấn mạnh rằng các công trình nhân tạo vừa đắt đỏ trong việc xây dựng và bảo dưỡng, vừa kém tác dụng và thậm chí còn có thể gây nguy hại đối với gió bão Một số nghiên cứu đã khẳng định rừng ven biển không chỉ có tác dụng giảm tổn hại của gió bão, bụi muối, xói mòn, các trận lốc và có thể cứu một số người trong sóng thần mà còn làm tăng khả năng của hệ thống ven biển trong việc cung

cấp các dịch vụ cho con người, bảo vệ đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường cho nhiều loài tôm cá Tuy nhiên, các khu rừng ngập mặn như “lá chắn sinh học” không thể có tác dụng phòng hộ hoàn hảo nếu không được xem xét kỹ lưỡng trong việc quy hoạch sử dụng tài nguyên ven biển (Wolanski E 2007)[51]

Phân tích kết quả nghiên cứu của thế giới về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn cho phép đi đến những nhận xét sau:

- Nghiên cứu về khả năng chắn sóng do gió mạnh được thực hiện sớm hơn và đạt nhiều thành tựu hơn là nghiên cứu về khả năng chắn sóng thần Phương pháp nghiên cứu khả năng chắn sóng thần của rừng ngập mặn được thực hiện chủ yếu qua mô hình thí nghiệm hoặc thống kê thiệt hại do sóng thần gây nên mà chưa có một nghiên cứu nào được thực hiện trực tiếp trong những đợt sóng thần thực tế

- Các nghiên cứu đều khẳng định hiệu quả chắn sóng của rừng ngập mặn Tuy nhiên, vẫn chưa xây dựng được những tài liệu hướng dẫn cho việc quy hoạch và quản lý một cách hiệu quả những dải rừng chắn sóng phù hợp với hoàn cảnh cụ thể của các địa phương

- Các tài liệu công bố chủ yếu phản ảnh hiệu lực chắn sóng tổng hợp của đai rừng ngập mặn, đó là khả năng làm suy yếu sóng biển sau các đai rừng thí nghiệm Những liên hệ chủ yếu là mức giảm chiều cao sóng biển theo bề rộng của các đai rừng phòng hộ Còn rất ít tài liệu công bố về liên hệ giữa khả năng làm suy yếu sóng biển với các yếu tố cấu trúc rừng ngập mặn Trong thực tế thì khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn phụ thuộc nhiều vào các yếu tố cấu trúc rừng như mật độ, chiều cao, đường kính thân, đường kính tán cây rừng và bề rộng các đai rừng Đây mới là cơ sở khoa học để thiết lập các khu rừng ngập mặn có hiệu quả chắn sóng cao và phù hợp với các địa phương

1.1.2 Trong nước

Những nghiên cứu về sinh thái rừng ngập mặn:

Với tổng diện tích hàng triệu ha và ý nghĩa kinh tế môi trường quan trọng rừng ngập mặn ở Việt Nam đã được nghiên cứu từ rất sớm Một số công trình nghiên cứu tiêu biểu đã công bố như sau:

Công trình nghiên cứu đầu tiên có hệ thống về RNM ở Việt Nam là luận án tiến sĩ của Vũ Văn Cương (1964)[3], "Hệ sinh thái thực vật và thảm thực vật khu vực Sài Gòn – Vũng Tàu miền Nam Việt Nam" Tác giả đã mô tả các quần xã thực vật nước mặn, nước lợ của vùng Sài Gòn, Vũng Tàu và các yếu tố đất

Nguyễn Văn Thôn và Lâm Bỉnh Lợi (1972)[39] đã xuất bản cuốn "Rừng ngập mặn Việt Nam" Các tác giả đã nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, phân loại và lâm học của rừng ngập mặn miền Nam Việt Nam

Thái Văn Trừng (1978)[40], trong cuốn "Thảm thực vật rừng Việt Nam trên quan điểm hệ sinh thái" đã phân loại các kiểu rừng ngập mặn tương ứng với từng kiểu thổ nhưỡng và thống kê các loài thực vật tham gia tổ thành rừng ngập mặn ở cả

3 miền Nam, Trung và Bắc Bộ của Việt Nam

Phan Nguyên Hồng (1970)[8] trong đề tài luận án phó tiến sĩ đã trình bày

"Đặc điểm sinh thái, phân bố hệ thực vật và thảm thực vật rừng ven biển miền Bắc Việt Nam"

Nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối của rừng ngập mặn ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là rừng đước của tác giả trong và ngoài nước như Barry Clough (1996), Ong (1985), Phan Nguyên Hồng và Nguyễn Hoàng Trí (1985), Viên Ngọc Nam (1996), Đặng Trung Tấn (1999)[12], [35], đã kết luận rằng có thể yếu tố

độ triều là nhân tố quyết định kết cấu rừng ngập mặn, ngoài ra các điều kiện đất đai như loại đất, độ ngập nước, độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ là các yếu tố ảnh huởng đến sinh trưởng và sinh khối của rừng ngập mặn

Ngô Đình Quế (2002) )[22], [23], đã dựa vào sự khác nhau về các điều kiện địa lý tự nhiên để phân chia thảm thực vật rừng ngập mặn và đất ngập mặn ven biển nước ta theo 3 miền: Bắc Bộ, Trung Bộ, Nam Bộ thành 6 vùng và 12 tiểu vùng Đào Văn Tấn (2003)[36], trong công trình "Nghiên cứu độ mặn và thời gian trồng đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của Bần chua ở giai đoạn sau vườn ươm" đã trình bày về ảnh hưởng của độ mặn nước biển đến sự sinh trưởng của cây Bần chua

Những nghiên cứu về tác dụng phòng hộ của rừng ngập mặn:

Ở Việt Nam, từ lâu người ta biết đến tác dụng chắn sóng của rừng ngập mặn

và hầu hết những công trình nghiên cứu về rừng ngập mặn đều đề cập đến tác dụng chắn sóng Tuy nhiên, những nghiên cứu sâu về vai trò chắn sóng của rừng ngập mặn còn rất ít, có thể kể đến một số công trình sau:

Phan Nguyên Hồng và cộng sự (2005)[11] đã nghiên cứu về "Vai trò của rừng ngập mặn trong việc bảo vệ các vùng ven biển" Các tác giả chỉ ra rằng bão và sóng biển làm vỡ hoặc sạt đê gây thiệt hại to lớn cho đời sống và sản xuất chủ yếu ở những vùng không có rừng ngập mặn hoặc rừng ngập mặn đã bị chặt phá

Yoshihiro Mazda, Michimasa Magi, Mothoko Kogo, Phan Nguyên Hồng (2004)[9], [49], đã nghiên cứu "Vai trò chắn sóng của rừng ngập mặn ở đồng bằng sông Hồng", các tác giả đã đề cập đến đặc điểm biến động của mực nước triều và ảnh hưởng của rừng ngập mặn đến mực nước triều

Vũ Đoàn Thái (2005)[37], trong công trình "Bước đầu nghiên cứu khả năng chắn sóng, bảo vệ bờ biển trong bão qua một số kiểu cấu trúc rừng ngập mặn trồng ven biển Hải Phòng" đã tiến hành nghiên cứu tác dụng chắn sóng của một số kiểu trạng thái rừng trồng trong các trận bão số 2, 6, 7 (năm 2005), chỉ tiêu nghiên cứu là

hệ số suy giảm độ cao sóng khi qua các dải rừng ngập mặn Kết quả nghiên cứu cho thấy RNM ở Hải Phòng có tác dụng làm giảm đáng kể độ cao sóng trong bão Tại thời điểm đo đối với rừng Trang 5 và 6 tuổi độ rộng 650m, rừng Bần chua 8 - 9 tuổi

có độ rộng 920m và 650m, độ cao sóng sau rừng giảm từ 77  88% Mức độ giảm

độ cao sóng trong bão khi qua rừng phụ thuộc vào kiểu cấu trúc loại RNM và hướng sóng chuyền Tác giả đã kết luận rằng RNM có vai trò rất lớn làm giảm thiểu tác động phá huỷ từ biển do sóng bão

Nguyễn Danh Tĩnh (2007)[38], khi thực hiện đề tài luận văn thạc sỹ “Khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở một số vùng ven biển Thành phố Hải Phòng”

đã điều tra chiều cao sóng ở các điểm cách bìa rừng 0, 20, 40, 60 và 80m trên 6 tuyến qua 6 trạng thái rừng ngập mặn điển hình của vùng biển Tiên Lãng - Hải Phòng Việc điều tra được lặp lại 5 lần với những mức chiều cao sóng ngoài bìa

rừng khác nhau Tác giả đã kết luận rằng chiều cao sóng ở vị trí bất kỳ trong đai rừng có thể được xem là hàm số phụ thuộc vào chiều cao sóng biển phía trước đai rừng, khoảng cách tới bìa rừng, mật độ và đường kính tán trung bình của cây rừng Căn cứ vào phương trình phản ảnh quy luật giảm yếu chiều cao sóng biển khi vào sâu trong đai rừng và yêu cầu về chiều cao sóng phía sau đai rừng ngập mặn không vượt quá 50cm tác giả đã xây dựng được bảng tra bề rộng của đai rừng ngập mặn cần thiết theo mật độ, tuổi rừng và chiều cao sóng cực đại phía trước đai rừng Căn

cứ vào kết quả nghiên cứu của tác giả thì chiều rộng đai rừng ngập mặn cần thiết để chắn sóng ở khu vực nghiên cứu sẽ dao động từ 600 đến 1100m tuỳ thuộc vào mật

độ và đường kính tán cây rừng ở tuổi trưởng thành

Nguyễn Xuân Ngoãn (2007)[21], trong đề tài luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu tác dụng chắn sóng của một số trạng thái rừng ngập mặn tại xã Hoàng Tân, huyện Yên Hưng, tỉnh Quảng Ninh” đã nghiên cứu quy luật giảm yếu của chiều cao sóng biển khi vào sâu trong 4 đai rừng đại diện cho 4 trạng thái rừng phổ biến ở khu vực Tác giả đã kết luận mức giảm yếu của chiều cao sóng trong đai rừng phụ thuộc vào chiều cao sóng trước đai rừng, chiều cao và đường kính tán cây rừng và khoảng cách đến trước đai rừng Từ kết quả nghiên cứu tác giả đã xây dựng những bảng tra chiều cao sóng biển phía sau đai rừng theo bề rộng theo các nhân tố ảnh hưởng Năm 2007, trong công trình “Nghiên cứu xác định diện tích rừng cần thiết cho các địa phương” các tác giả đã thống kê giá trị về chiều cao sóng đo được ở các khoảng cách 0, 20, 40, 60, 80, 100 và 120 m tới bìa rừng trong các lần khác nhau ở

21 tuyến điều tra trong rừng ngập mặn, trong đó có 4 tuyến ở Yên Hưng - Quảng Ninh, 2 tuyến ở Cát Bà và 5 tuyến ở Tiên Lãng - Hải Phòng, 4 tuyến ở Tiền Hải - Thái Bình, và 6 tuyến ở Cần Giờ TP Hồ Chí Minh (Vương Văn Quỳnh, 2007)[24] Nhóm tác giả đã phân tích và xác định được quy luật giảm của chiều cao sóng biển khi vào sâu trong các đai rừng, đó là quy luật hàm mũ như sau: Khi khoảng cách tới đai rừng (d) tăng lên theo cấp số cộng thì chiều cao sóng (Hs) giảm đi theo cấp số nhân Phương trình liên hệ giữa chiều cao sóng với khoảng cách vào sâu trong đai rừng như sau

Hs = (1.025 (Hst) - 0.978)*e{[0.040 - 0.0016*Hvn - 0.00177*ln(N) -

0.00777*ln(TC)]*d}

Trong đó: Hs là chiều cao sóng ở vị trí bất kỳ trong đai rừng (cm), Hst là chiều cao sóng trước khi vào đai rừng (cm), Hvn là chiều cao vút ngọn bình quân của cây rừng (m), N là mật độ cây rừng (cây/ha), TC là độ tàn che rừng (%), d là khoảng cách đến mép phía trước đai rừng (m)

Căn cứ vào phương trình đã xác lập và chiều cao cực đại của sóng biển khi vào bờ trong năm 2004 và 2005 là 5m, độ cao sóng cần thiết ở phía sau đai rừng là 30cm, chiều cao và độ tàn che trung bình có thể đạt được của rừng ngập mặn ở các vùng biển Việt Nam, nhóm tác giả đã xác định được bề rộng cần thiết của đai rừng chắn sóng cho các vùng biển từ Bắc vào Nam

Nhìn chung, những nghiên cứu về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở Việt Nam mặc dù mới chỉ bắt đầu trong một vài thập kỷ nay, song cũng đã đạt được những thành tựu nhất định, đặc biệt về phương pháp nghiên cứu Kết quả của chúng

là tư liệu quan trọng để kế thừa và phát triển cho những nghiên cứu hoàn chỉnh hơn nhằm sử dụng hiệu quả rừng ngập mặn để phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường ở Việt Nam

1.2.2 Khoa học viễn thám và ứng dụng của nó trong Lâm nghiệp

1.2.1 Trên thế giới

Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) được hiểu là một khoa học và nghệ

thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện Những phương tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu Thực hiện được những công việc đó chính là thực hiện viễn thám hay hiểu đơn giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhưng mọi định nghĩa đều

có nét chung, nhấn mạnh "viễn thám là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về

các đối tượng, hiện tượng trên trái đất" (Nguyễn Ngo ̣c Tha ̣ch, 2005)[30]

Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng năng lượng điện từ như ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng (Theo Floy Sabin, 1987) Định nghĩa này loại trừ những quan trắc về điện từ và trọng lực vì những quan trắc đó thuộc lĩnh vực địa vật lý, sử dụng để đo

những trường lực nhiều hơn là đo bức xạ điện từ (Hà Văn Hải, 2002)[12]

Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷ gần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được thu nhận từ các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960 Tuy nhiên, viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim và giấy ảnh Từ thế kỷ XIX, vào năm

1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đã đưa ra báo cáo công trình nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh Bức ảnh đầu tiên, chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu, được thực hiện vào năm 1858 do Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh người Pháp Tác giả đã sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vùng Bievre, Pháp Một trong những bức ảnh tiếp theo chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu

là ảnh vùng Bostom của tác giả James Wallace Black, 1860 (Nguyễn Ngo ̣c Tha ̣ch, 2005)[30]

Việc ra đời của ngành hàng không đã thúc đẩy nhanh sự phát triển mạnh mẽ ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim và giấy ảnh, là các nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng Công nghệ chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất bằng các ảnh chụp chồng phủ kế tiếp nhau và cho khả năng nhìn ảnh nổi (stereo) Khả năng đó giúp cho việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin

từ ảnh có hiệu quả cao Một ngành chụp ảnh, được thực hiện trên các phương tiện hàng không như máy bay, khinh khí cầu và tàu lượn hoặc một phương tiện trên không khác, gọi là ngành chụp ảnh hàng không Các ảnh thu được từ ngành chụp ảnh hàng không gọi là không ảnh Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay, được thực hiện vào năm 1910, do Wilbur Wright, một nhà nhiếp ảnh người Ý, bằng việc thu nhận ảnh di động trên vùng gần Centoceli thuộc nước Ý Sự phát triển của viễn thám được tóm tắt qua các thời kỳ và sự kiê ̣n sau (Nguyễn Xuân Đài, 2002)[4]:

Thời gian (Năm) Sự kiện

1800 Phát hiện ra tia hồng ngoại

1839 Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng

1847 Phát hiện các dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy

1850-1860 Chụp ảnh từ khinh khí cầu

1873 Xây dựng học thuyết về phổ điện từ

1909 Chụp ảnh từ máy bay

1910-1920 Giải đoán từ không trung

1920-1930 Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không

1930-1940 Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh)

1940 Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay

1950 Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy

1950-1960 Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích quân sự

12-4-1961 Liên xô phóng thành công tàu vũ trụ có người lái và chụp ảnh

trái đất từ ngoài vũ trụ

1960-1970 Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ viễn thám

1972 Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1

1970-1980 Phát triển mạnh mẽ phương pháp xử lý ảnh số

1980-1990 Mỹ phát triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat

1986 Pháp phóng vệ tinh SPOT vào quĩ đạo

1990 đến nay Phát triển bộ cảm thu đa phổ, tăng dải phổ và số lượng kênh phổ, tăng độ phân giải của bộ cảm Phát triển nhiều kỹ thuật xử lý mới

Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầu của công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự Công nghệ chụp ảnh từ máy bay đã kéo theo nhiều người hoạt động trong lĩnh vực này, đặc biệt trong việc làm ảnh và đo đạc ảnh Những năm sau đó, các thiết kế khác nhau về các loại máy chụp ảnh được phát triển mạnh mẽ Đồng thời, nghệ thuật giải đoán không ảnh và đo đạc

từ ảnh đã phát triển mạnh, là cơ sở hình thành một ngành khoa học mới là đo đạc ảnh (photogrametry) Đây là ngành ứng dụng thực tế trong việc đo đạc chính xác

các đối tượng từ dữ liệu ảnh chụp Yêu cầu trên đòi hỏi việc phát triển các thiết bị chính xác cao, đáp ứng cho việc phân tích không ảnh (Nguyễn Ngo ̣c Tha ̣ch, 2005)[30]

Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 - 1945) không ảnh đã dùng chủ yếu cho mục đích quân sự Trong thời kỳ này, ngoài việc phát triển công nghệ radar, còn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại Các bức ảnh thu được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng rộng rãi trong quân

sự (Nguyễn Xuân Đài, 2002)[4] Các ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại cho ra khả năng chiết lọc thông tin nhiều hơn, ảnh mầu, chụp bằng máy ảnh, đã được dùng trong chiến tranh thế giới thứ hai Việc chạy đua vào vũ trụ giữa Liên Xô cũ và Hoa

Kỳ đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng viễn thám với các phương tiện kỹ thuật hiện đại Các trung tâm nghiên cứu mặt đất được ra đời, như cơ quan vũ trụ châu Âu ESA (Aeropian Remote sensing Agency), Chương trình Vũ trụ NASA (Nationmal Aeromautics and Space Administration) Mỹ

Ngoài các thống kê ở trên, có thể kể đến các chương trình nghiên cứu trái đất bằng viễn thám tại các nước như Canada, Nhật, Pháp, Ấn Độ và Trung Quốc Bức ảnh đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu Explorer - 6 vào năm

1959 Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960), cho ra các sản phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao, ảnh màu có kích thước 70mm, được chụp từ một máy tự động Vệ tinh khí tượng đầu tiên (TIR0S-1), được phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu cho việc quan sát và dự báo khí tượng Vệ tinh khí tượng NOAA, đã hoạt động từ sau năm 1972, cho ra dữ liệu ảnh

có độ phân giải thời gian cao nhất, đánh dấu cho việc nghiên cứu khí tượng trái đất

từ vũ trụ một cách tổng thể và cập nhật từng ngày (Nguyễn Xuân Đài, 2002)[4]

Sự phát triển của viễn thám, đi liền với sự phát triển của công nghệ nghiên cứu

vũ trụ, phục vụ cho nghiên cứu trái đất, các hành tinh và quyển khí Các ảnh chụp nổi (stereo), thực hiện theo phương đứng và xiên, cung cấp từ vệ tinh Gemini (1965), đã thể hiện ưu thế của công việc nghiên cứu trái đất Tiếp theo, tầu Apolo cho ra sản phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ, có kích thước ảnh 70mm, chụp về trái đất,

đã cho ra các thông tin vô cùng hữu ích trong nghiên cứu mặt đất Ngành hàng không vũ trụ Nga đã đóng vai trò tiên phong trong nghiên cứu Trái Đất từ vũ trụ Việc nghiên cứu trái đất đã được thực hiện trên các con tàu vũ trụ có người như Soyuz, các tàu Meteor và Cosmos (từ năm 1961) hoặc trên các trạm chào mừng Salyut Sản phẩm thu được là các ảnh chụp trên các thiết bị quét đa phổ phân giải cao, như MSU-E (trên Meteor - priroda) Các bức ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos có dải phổ nằm trên 5 kênh khác nhau, với kích thước ảnh 18 x 18cm Ngoài ra, các ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140, MKF-6M trên trạm quỹ đạo Salyut, cho ra 6 kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89m Độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20 x 20m Tiếp theo

vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS (sau đổi tên là Landsat-1) là các vệ tinh thế hệ mới hơn như Landsat-2, Landsat-3, Landsat-4 và Landsat-5 Ngay từ đầu, ERTS-1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau Ngoài các vệ tinh Landsat-2, Landsat-3, còn có các vệ tinh khác là SKYLAB (1973) và HCMM (1978) Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat TM-4 và Landsat TM-5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau (Nguyễn Ngo ̣c Tha ̣ch, 2005)[30]

Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat-7 đã được phổ biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh Landsat TM-5, cho phép người sử dụng ngày càng có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên cứu môi trường qua các dữ liệu vệ tinh Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua các thế hệ SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 và SPOT-5, đã đưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ 10 x 10m đến 2.5 x 2.5m, và đa kênh SPOT- XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m Đặc tính của ảnh vệ tinh SPOT là cho ra các cặp ảnh phủ chồng cho phép nhìn đối tượng nổi (stereo) trong không gian ba chiều Điều này giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết quả cao, nhất là trong việc phân tích các yếu tố địa hình Các ảnh vệ tinh của Nhật, như

MOS-1, phục vụ cho quan sát biển (Marine Observation Satellite) Công nghệ thu ảnh vệ tinh cũng được thực hiện trên các vệ tinh của Ấn độ IRS-1A, tạo ra các ảnh vệ tinh như LISS thuộc nhiều hệ khác nhau Trong nghiên cứu môi trường và khí hậu trái đất, các ảnh vệ tinh NOAA có độ phủ lớn và có sự lặp lại hàng ngày, đã cho phép nghiên cứu các hiện tượng khí hậu xảy ra trong quyển khí như nhiệt độ, áp thấp nhiệt đới hoặc dự báo bão (Hà Văn Hải, 2002)[12]

Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám được đẩy mạnh do áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới với việc sử dụng các ảnh radar Viễn thám radar tích cực, thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần và thu tia phản hồi, cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập, không phụ thuộc vào mây Sóng radar có đặc tính xuyên qua mây, lớp đất mỏng và thực vật và là nguồn sóng nhân tạo, nên nó có khả năng hoạt động cả ngày và đêm, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời Các bức ảnh tạo nên bởi hệ radar kiểu SLAR được ghi nhận đầu tiên trên bộ cảm Seasat Đặc tính của sóng radar là thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên rất đa dạng Sóng này hết sức nhạy cảm với độ ghồ ghề của

bề mặt vật, được chùm tia radar phát tới, vì vậy nó được ứng dụng cho nghiên cứu cấu trúc một khu vực nào đó Công nghệ máy tính ngày nay đã phát triển mạnh mẽ cùng với các sản phẩm phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số hoặc ảnh radar Thời đại bùng nổ của Internet, công nghệ tin học với

kỹ thuật xử lý ảnh số, kết hợp với Hệ thông tin Địa lý (GIS), cho khả năng nghiên cứu trái đất bằng viễn thám ngày càng thuận lợi và đạt hiệu quả cao hơn (Nguyễn Ngọc Tha ̣ch, 2005)[30]

Mặc dù bức ảnh đầu tiên được chụp năm 1858 nhưng mãi đến tháng 9 năm

1887 mới có một kỹ sư Lâm nghiệp người Đức thử nghiệm đoán đọc cây rừng trên ảnh hàng không Theo GS Vũ Tiến Hinh, TS Phạm Ngọc Giao[13] thì Spurr đã chia lịch sử viễn thám trong lâm nghiệp thế giới thành ba giai đoạn chính như sau: Giai đoạn thứ nhất: Từ cuối thế kỷ 19 đến trước chiến tranh thế giới lần thứ nhất, đánh dấu bằng sự ra đời của ảnh hàng không, kính lập thể và những thử nghiệm ban đầu về ứng dụng chúng trong lâm nghiệp như thí nghiệm của Rudolf

Kobsa và Ferdinand Wang (Áo, 1882), Hugershoff.R (Đức-1911), Hand Dock (Áo.1913)

Giai đoạn thứ hai: Từ chiến tranh thế giới lần thứ nhất đến cuối chiến tranh thế giới lần thứ hai Giai đoạn này ghi nhận thành công của một số tác giả ở một số nước Xây dựng bản đồ rừng từ ảnh hàng không ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của Mỹ (1940) Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,…Tuy nhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đọc đoán ảnh hàng không

Giai đoa ̣n thứ ba: Từ chiến tranh thế giới thứ hai đến nay Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuâ ̣t, viê ̣c nghiên cứu ứng du ̣ng viễn thám ngày càng phát triển

rộng rãi ở nhiều nước Kỹ thuâ ̣t viễn thám phát triển theo chiều hướng ngày càng phong phú , tinh vi, chính xác và câ ̣p nhâ ̣t hơn với chương trình “Interkosmos” và vê ̣ tinh “Landsat” Song song vớ i hai hê ̣ thống trên là hê ̣ thống tra ̣m thu và xử lý thông tin ở nhiều quốc gia trên thế giới như Canada, Brazin, Ấn Đô ̣, Thái Lan, Trung Quốc, Gần đây hê ̣ thống vê ̣ tinh ảnh SPOT, ảnh ADEOS, ảnh TERRA, đã nâng cao hơn nữa khả năng ứng du ̣ng của kỹ thuâ ̣t viễn thám trong Lâm nghiê ̣p

Phương pháp xử lý ảnh được nghiên cứu và ứng du ̣ng khá phổ biến từ những năm 1970 ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Canada, Thu ̣y Điển, Pháp, Nhật Bản Sau đó phổ câ ̣p nhanh chóng ta ̣i các nước trong khu vực Châu Á như Ấn

Đô ̣, Trung Quốc, Thái Lan, Indonexia, Philipin, Malayxia Xử lý ảnh số đã được ứng du ̣ng rô ̣ng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: lâm nghiê ̣p, nông nghiệp,

đi ̣a chất,…

1.2.2 Trong nước

Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt Nam không có khả năng thực hiện việc điều tra rừng Thời kỳ này chỉ có số liệu về tài nguyên rừng được công bố

trong công trình "Lâm nghiệp Đông Dương" của P Maurand và số liệu đó thường

được xem là tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng ở Việt Nam từ năm 1945 trở về sau Theo tài liệu và bản đồ của Maurand thì đến năm 1943, rừng Việt Nam vẫn còn

khoảng 14.352.000 ha, độ che phủ 43,7% Trong giai đoạn 1945-1954 không có tài liệu nào đề cập đến việc điều tra rừng mà chỉ đi sâu phân tích các hoạt động bảo vệ rừng, khai thác tài nguyên rừng, trồng cây gây rừng và đào tạo cán bộ lâm nghiệp (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)[1]

Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc (Chu Thị Bình, 2001)[2]

Đó là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha Ở Miền Nam ảnh máy bay được

sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha

Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Dựa vào ảnh máy bay, khoanh ra các loại rừng, sau đó

ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng rừng thành quả

Giai đoạn 1970 – 1975 ảnh máy bay đã được sử dụng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất, vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc (Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997)[13]

Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành Lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc Trong đó đã kết hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ Do vào đầu những năm 1980, ảnh vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định, mà chưa có đủ cho toàn quốc Ảnh vệ tinh được sử dụng thời kỳ đó là Landsat MSS

Từ năm 1991 – 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa những bản

đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat

MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật những khu vực thay đổi

sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi (Nguyễn Đình Dương và nnk, 2000)[7] Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM tỷ lệ 1:250.000, được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắt thường Kết quả giải đoán được chuyển hoạ lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường Thành quả đã thành lập được: bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1:100.000

và các vùng tỷ lệ 1:250.000

Từ năm 1996 – 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnh Landsat MSS và Landsat

TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh Kết quả về mặt thành lập bản đồ đã xây dựng được: bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng

và toàn quốc; bản đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1.000.000 (Nguyễn Ngọc Thạch, 1999)[29], (Trần Minh Ý và nnk,1999)[43]

Từ năm 2000 – 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp đã được phát triển lên một bước Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh là 30m x 30m Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)[1] Như vậy, tuy khoa học điều tra rừng của ta ra đời muộn hơn so với nhiều môn khoa học khác nhưng đã đạt được những thành quả nhất định Song song với điều tra mặt đất, đã nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phương pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệ thống các

bản đồ tài nguyên rừng Việt Nam hiện nay, do được xây dựng tại các thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ra nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ

Trong thờ i gian gần đây ảnh viễn thám được sử du ̣ng phổ biến ở Viê ̣t Nam,

vớ i công nghê ̣ xử lý hiê ̣n đa ̣i hơn, dưới đây trích dẫn mô ̣t số đề tài về sử dụng tư liệu viễn thám:

Trần Thanh Tùng, (2006) [33], sử du ̣ng ảnh vê ̣ tinh có đô ̣ phân giải 15m để theo dõi diễn biến hình thái cửa sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi từ 1995 đến 2005 Phạm Quang Sơn, (2008) [28] thực hiê ̣n đề tài “Ứng du ̣ng thông tin viễn thám

và GIS trong nghiên cứu, quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường vùng ven bờ

và hải đảo”

Lương Văn Viê ̣t, (2007) [42] - Phân viê ̣n khí tượng thủy văn và môi trường phía Nam, đã sử dụng kênh nhiê ̣t của ảnh Landsat -5 và Landsat-7 để đánh giá xu thế biến đổi khí hâ ̣u ta ̣i thành phố Hồ Chí Minh do sự gia tăng dân số

Nguyễn Trường Sơn, (2008) Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ

GIS trong việc giám sát hiện trạng tài nguyên rừng Báo cáo khoa học, Trung tâm

viễn thám quốc gia, Bộ TN&MT Chuyên san Viễn thám và đi ̣a tin ho ̣c số 5-2008

củ a Trung tâm Viễn thám quốc gia đã đề câ ̣p đến mô ̣t số công trình nghiên cứu: sử

dụng ảnh vê ̣ tinh radar để thành lâ ̣p mô ̣t số lớp thông tin về lớp phủ thực vâ ̣t (Chu Hải Tùng và nnk, 2008)[32], thành lâ ̣p bản đồ nhiê ̣t đô ̣ mă ̣t nước biển và hàm lượng chlorophyll-A khu vực biển đông từ ảnh MODIS (Lê Minh Sơn và nnk, 2008)[20], ứng du ̣ng công nghê ̣ viễn thám và thông tin đi ̣a lý trong quản lý tổng hợp lưu vực sông,…

Tập thể tác giả: Võ Quang Minh, Nguyễn Thị Hồng Điệp, Huỳnh Thị Thu Hương, 2008[19] thực hiê ̣n đề tài: “Ứng dụng ảnh viễn thám độ phân giải cao (ảnh nhìn nhanh Quicklook) theo dõi sự diễn biến hiện trạng rừng khu vực rừng đặc dụng

Vồ Dơi, Cà Mau” Các tác giả đã sử dụng ảnh viễn thám để theo dõi diễn biến hiê ̣n trạng rừng ở khu vực rừng đă ̣c dụng Vồ Dơi, Cà Mau

Lâm Đa ̣o Nguyên, 2006[20] – Phòng Đi ̣a tin ho ̣c Vâ ̣t lý, PV Vâ ̣t lý ta ̣i Tp Hồ Chí Minh có đề tài “Ứng du ̣ng tư liê ̣u viễn thám vê ̣ tinh để giám sát sự sinh trưởng

củ a cây lúa” Đề tài đã đề câ ̣p đến sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám vê ̣ tinh để theo dõi phát triển mù a vu ̣ lúa, đă ̣c biê ̣t sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám radar ERS2-SAR của cơ quan

không gian Châu Âu (ESA - European Space Agency) cho vùng lúa đồng bằng Sông

Cử u Long, nơi có hê ̣ thống mùa vu ̣ vốn rất phức ta ̣p

Ngoài ra tư liê ̣u viễn thám được sử du ̣ng rô ̣ng rãi trong các lĩnh vực khác như: Phát hiê ̣n vết dầu loang trên biển (Viê ̣n Vâ ̣t lý và Điê ̣n tử – Viê ̣n Khoa ho ̣c Công nghệ Viê ̣t Nam, 2007)[41], xác đi ̣nh khu vực cây xanh đô thi ̣ (Phạm Quốc Hùng, Jeffrey, Greg Lindsey, 2006)[14]; (Nguyễn Thanh Minh, Phạm Bách Viê ̣t, 2007)[18], giao thông (Nguyễn Thanh Minh, 2006)[17], tính toán đô ̣ ẩm không khí (Dương Văn Khảm, Chu Minh Thu, 2007)[16], giám sát nhiê ̣t đô ̣ bề mă ̣t, mối liên hê ̣ giữa nhiê ̣t đô ̣

bề mă ̣t và chỉ số thực vâ ̣t (Trần Hùng, 2005)[15], xác đi ̣nh chỉ số xói mòn đất (Phạm Hữu Tỵ, Hồ Kiệt, 2008)[34], tìm hiểu sự thay đổi của lớp phủ thực vâ ̣t (Nguyễn Đình Dương, 2006)[6] (Nguyễn Trường Sơn, 2008)[27], nghiên cứu đi ̣a ma ̣o (Trần Anh

Tú , Hà Quang Hải, 2007)[31], quản lý tổng hợp lưu vực (Trần Tuấn Đạt 2008)[5],…

Bước sang thế kỷ 21, tư liê ̣u viễn thám được sử du ̣ng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và đã mang la ̣i những ưu viê ̣t vượt trô ̣i so với các phương pháp nghiên

cứ u truyền thống Sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám có thể xác đi ̣nh nhanh về đối tượng và

có thể theo dõi sự biến đô ̣ng của chúng thông qua các bức ảnh đa phổ, đa thời gian

và đô ̣ phân giải không gian cao Các vê ̣ tinh ngày nay ngày càng hoàn thiê ̣n sẽ là nguồn tư liê ̣u quan tro ̣ng cho các nghiên cứu khoa ho ̣c thuô ̣c các lĩnh vực khác nhau, trong đó có sự phát triển mạnh mẽ của khoa học Lâm nghiệp

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.2 Nội dung nghiên cứu

Từ mục tiêu nghiên cứu trên đề tài tiến hành các nội dung nghiên cứu sau: 1) Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn ở những trạng thái khác nhau 2) Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở những trạng thái có cấu trúc khác nhau

3) Nghiên cứu đặc điểm phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau

4) Xây dựng khoá ảnh xác định khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

5) Xây dựng bản đồ phân bố rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng

2.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là những rừng ngập mặn phân bố ở ven biển Yên Hưng - Quảng Ninh, Tiên Lãng - Hải Phòng và Giao Thuỷ - Nam Định Đây là những rừng ngập mặn có cấu trúc và khả năng chắn sóng khác nhau, điển hình của các rừng ngập mặn ở khu vực đồng bằng Bắc bộ

2.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu rừng ngập mặn ở 3 xã đại diện là Hoàng Tân của huyện Yên Hưng, xã Vinh Quang ở Tiên Lãng, xã Giao Thiện ở Giao Thuỷ Đây là

ba địa phương có những trạng thái rừng điển hình cho mỗi khu vực

Đề tài sử dụng ảnh vệ tinh Lansat TM có độ phân giải 30x30 m chụp tại thời điểm năm 2009 Đây là loại ảnh được sử dụng miễn phí với chất lượng chấp nhận được cho những nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng viễn thám trong Lâm nghiệp

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu và nội dung đã đặt ra đề tài đã áp dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

2.4.1 Phương pháp kế thừa số liệu

Trong quá trình thực hiện đề tài tác giả đã kế thừa những kết quả nghiên cứu, kết quả hội thảo liên quan đến vai trò chắn sóng ven biển của rừng, đề tài cũng tham khảo các văn bản pháp luật liên quan đến quản lý bảo vệ rừng, phòng chống và khắc phục hậu quả của bão, lũ và thiên tai nói chung

Đề tài cũng đã kế thừa số liệu quan trắc sóng biển trong 5 năm gần đây của 5 trạm hải văn đại diện cho các vùng ven biển từ Bắc vào Nam, bản đồ địa hình kỹ thuật số tỷ lệ 1/50000 của Tổng cục Địa chính, ảnh vệ tinh Lansat TM chụp năm

2009 có diện tích chùm phủ trên các địa điểm nghiên cứu của đề tài

Ngoài ra, đề tài cũng sử dụng phương pháp phân cấp các trạng thái rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng của đề tài “Nghiên cứu xác định diện tích rừng cần thiết cho các địa phương” của Bộ NN&PTNT[24]

2.4.2 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp

2.4.2.1 Phương pháp điều tra đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng ngập mặn khác nhau

Đề tài thiết lập 16 tuyến điều tra phân bố ở rừng ngập mặn Hoàng Tân - Yên Hưng – Quảng Ninh, Vinh Quang - Tiên Lãng – Hải Phòng, Giao Thiện - Giao Thủy – Nam Định Mỗi tuyến điều tra có chiều dài 140 m bắt đầu từ bìa rừng phía ngoài kéo sâu vào rừng ngập mặn theo hướng vuông góc với bờ biển Tổng số tuyến

điều tra là 16 tuyến, trong đó tại Hoàng Tân 4 tuyến, Vinh Quang 6 tuyến và Giao Thiện 6 tuyến

Tại mỗi tuyến điều tra đề tài đã thiết lập 3 ô tiêu chuẩn liên tiếp theo hướng từ sát biển phía ngoài vào sâu trong đai rừng Kích thước mỗi ô tiêu chuẩn là 30x33m, tổng số 48 ô tiêu chuẩn Các chỉ tiêu điều tra và phương pháp điều tra được mô tả như sau:

- Chiều cao vút ngọn (Hvn, m),

Ở những nơi chiều cao cây rừng dưới 5m, chiều cao vút ngọn từng cây được điều tra bằng sào có khắc vạch đến deximet Ở những nơi chiều cao vút ngọn cây rừng trung bình lớn hơn 5m chiều cao vút ngọn được xác định bằng thước đo cao quang học Sunto Với những cây rừng mọc cụm thì chiều cao vút ngọn được xác định chung cho cả cụm

- Chiều cao dưới cành (Hdc, m),

Chiều cao dưới cành từng cây được điều tra bằng sào có khắc vạch đến deximet Với những cây rừng mọc cụm thì chiều cao dưới cành được xác định chung cho cả cụm

- Đường kính thân (D1.3, cm),

Đường kính từng cây ở vị trí 1.3 m được xác định bằng thước đo vanh có độ chính xác tới 0.5cm Đối với cây mọc cụm đường kính thân được xác định cho từng cụm theo tổng tiết diện ngang của các cây trong bụi theo công thức sau

- Mật độ (N, cây/ha),

Mật độ cây rừng được xác định bằng số cây trên một ha Với cây rừng mọc cụm, mật độ cây rừng xác định xác định bằng số cụm trên một ha

- Độ tàn che của tầng cây cao (TC, %),

Độ tàn che tầng cây cao được xác định theo phương pháp mạng lưới 90 điểm ngẫu nhiên hệ thống trong ô tiêu chuẩn Đề tài chọn 90 điểm trong ô tiêu chuẩn theo phương pháp ngẫu nhiên hệ thống Tại mỗi điểm điều tra, dấu hiệu độ tàn che được xác định là 0 nếu ngắm theo phương thẳng đứng nó không gặp tán cây cao và là 1 nếu ngắm theo phương thẳng đứng nó gặp tán cây cao Độ tàn che chung của ô tiêu chuẩn được xác định bằng tổng số điểm có dấu hiệu độ tàn che bằng 1 chia cho tổng

số điểm đã điều tra dấu hiệu độ tàn che

2.4.2.2 Phương pháp điều tra khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở những trạng thái có cấu trúc khác nhau

Chiều cao sóng biển trong rừng ngập mặn được điều tra ở những vị trí cách đều nhau 20m kể từ 2m phía trước dải rừng tiến vào sâu vào rừng Chiều dài tuyến điều tra là 140 m, tổng số điểm điều tra sóng trên mỗi tuyến là 8

Chiều cao sóng ở mỗi tuyến được điều tra 5 lần ứng 5 thời điểm có mức sóng mạnh yếu khác nhau Tổng số lượt điều tra chiều cao sóng trên các tuyến là 80 Đây

là cơ sở để xây dựng phương pháp nội suy khả năng chắn sóng của rừng

Chiều cao sóng tại mỗi điểm, trong một lượt điều tra được xác định qua quan sát trực tiếp mực nước cực đại và cực tiểu của 5 đợt sóng liên tiếp bằng sào có độ chính xác đến centimet Tổng số lượt điều tra sóng trên các điểm điều tra của các tuyến điều tra là 640 lượt

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp

2.4.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm biến động chiều cao sóng trong rừng ngập mặn

Đặc điểm biến động chiều cao sóng trong rừng ngập mặn được phân tích bằng phương pháp thống kê với các giá trị trung bình, giá trị cực đại, cực tiểu, biên độ dao động chiều cao sóng

- Nghiên cứu đặc điểm biến động của chiều cao sóng theo cấu trúc rừng,

Đặc điểm biến động chiều cao sóng ở những cấu trúc rừng khác nhau được xác định qua việc phân tích các giá trị trung bình, giá trị cực đại, cực tiểu, biên độ dao động chiều cao sóng ở những khu rừng có cấu trúc khác nhau

- Nghiên cứu đặc điểm biến động của chiều cao sóng theo chiều cao sóng ngoài rừng,

Đặc điểm biến động chiều cao sóng trong rừng theo chiều cao sóng ngoài rừng được xác định qua việc phân tích các giá trị trung bình, giá trị cực đại, cực tiểu, biên

độ dao động chiều cao sóng trong những trường hợp chiều cao sóng phía trước dải rừng khác nhau

- Nghiên cứu đặc điểm biến động của chiều cao sóng theo khoảng cách đến bìa rừng,

Đặc điểm biến động chiều cao sóng ở những khoảng cách khác nhau đến bìa rừng được phân tích qua mức giảm chiều cao sóng trong ở những khoảng cách khác nhau đến bìa rừng

2.4.3.2 Nghiên cứu đặc điểm phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau

Đặc điểm phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau được xác định bằng giá trị các kênh phổ trên ảnh Lansat TM chụp năm 2009 Các trạng thái rừng ngập mặn khác nhau sẽ có đặc điểm tổ thành loài, đặc điểm cấu trúc khác nhau, dẫn đến khả năng hấp thụ và phản xạ đối với các bước sóng khác nhau là khác nhau

Nghiên cứu đặc điểm phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau chính là phân tích, tìm hiểu mối quan hệ giữa các đặc điểm tổ thành loài, đặc điểm cấu trúc với các chỉ tiêu phản ảnh đặc điểm phản xạ phổ trên các kênh ảnh Lansat TM

Để xác định giá trị kênh phổ cho từng trạng thái rừng cụ thể trên các kênh ảnh

và thuận tiện cho quá trình phân tích xác định quy luật, đề tài đã ứng dụng phần mềm hỗ trợ chuyển đổi các kênh ảnh Lansat TM có định dạng GIH BSQ sang định

dạng *.dbf của TS Nguyễn Đình Dương với sự hỗ trợ của phần mềm Winasean 4.0

và Envi 4.5

Sau khi chuyển đổi các kênh ảnh Lansat TM từ định dạng GIH BSQ sang khuôn dạng của *.dbf, tác giả tiến hành xác định giá trị phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau và phân tích, làm sang tỏ mối liên hệ của nó với các đặc điểm về tổ thành loài, đặc điểm cấu trúc của rừng: Mật độ (N, cây/ha), Tàn Che (TC, %), Chiều cao vút ngọn (Hvn, m), Chiều cao dưới cành (Hdc, m), Đường kính tán (Dt, m), Đường kính ngang ngực (D1.3, cm) Qua đó xác định quy luật phản xạ phổ của các trạng thái rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau

2.4.3.3 Xây dựng khoá ảnh giải đoán khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

- Xác định chỉ tiêu phản ảnh khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

Khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn là khả năng làm suy giảm chiều cao sóng biển khi vào sâu trong đai rừng Vì khả năng chắn sóng liên hệ mật thiết với các chỉ tiêu cấu trúc rừng, nên chỉ tiêu phản ảnh khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn được xác định là chỉ tiêu tổng hợp về cấu trúc rừng có liên hệ mật thiết với khả năng làm suy giảm chiều cao sóng Để xác định chỉ tiêu phản ảnh khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn đề tài phân tích liên hệ giữa các chỉ tiêu tổng hợp về cấu trúc rừng với mức giảm chiều cao sóng ở các tuyến điều tra

- Xác định khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở các ô tiêu chuẩn

Đề tài sử dụng số liệu điều tra đặc điểm cấu trúc rừng ở các ô tiêu chuẩn để xác định khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở từng ô tiêu chuẩn căn cứ vào chỉ tiêu tổng hợp về cấu trúc rừng

- Xác định đặc điểm phản xạ phổ của rừng ngập mặn ở từng ô tiêu chuẩn

Đề tài sử dụng công cụ của phần mềm ENVI để mở ảnh Lansat TM và xác định giá trị các kênh phổ ở từng vị trí có ô tiêu chuẩn dưới mặt đất

- Xây dựng khoá giải đoán khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

Phân tích sự khác biệt về đặc điểm phản xạ phổ của các ô tiêu chuẩn trên rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng (chỉ tiêu tổng hợp về cấu trúc phản ảnh khả năng

chắn sóng) khác nhau đề tài xác định được khoá ảnh xác định khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn Đó là bộ các chỉ tiêu phản ảnh sự khác biệt về đặc điểm phản

xạ phổ của rừng ngập mặn có khả năng chắn sóng khác nhau

2.4.3.4 Phương pháp xây dựng bản đồ phân bố các trạng thái rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng

Bản đồ “Phân bố các trạng thái rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng” được xây dựng qua các bước sau:

- Xây dựng bản đồ “Phân bố rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu” Bản

đồ phân bố rừng ngập mặn ở khu vực nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở sử dụng phương pháp giải đoán bằng mắt Nhóm nghiên cứu đã mở ảnh Lansat TM trên nền của bản đồ theo hệ thống toạ độ UTM nhờ phần mềm Mapinfo Quan sát

và khoanh vẽ trực tiếp ranh giới rừng ngập mặn trên ảnh rồi ghi các đường ranh giới đó sang tệp tin dạng *.tab Mở tệp tin này trên nền bản đồ địa chính nhóm nghiên cứu nhận được bản đồ phân bố rừng ngập mặn ven biển ở khu vực nghiên cứu

- Xác định bản đồ “Phân bố rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng tại khu vực nghiên cứu” Bản đồ phân bố rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng

được xây dựng trên cơ sở sử dụng khóa phân loại các trạng thái rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng của đề tài và giá trị các kênh phổ ở mỗi điểm ảnh Tương

tự như xây dựng bản đồ phân bố rừng ngập mặn, đề tài đã xác định khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở mỗi điểm có rừng trên ảnh rồi chuyển kết quả đó sang bản đồ với sự hỗ trợ của phần mềm Foxpro và phần mềm Mapinfo

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

3.1 Đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn ở những trạng thái khác nhau

Để phân tích đặc điểm cấu trúc của rừng ngập mặn đề tài đã thống kê các chỉ tiêu điều tra của rừng ngập mặn ở các khu vực khác nhau Kết quả được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cấu trúc của rừng ngập mặn

Địa

TC (%)

D1.3 (cm)

Dt (m)

Hvn (m)

Hdc (m)

N (cây/ha)

Địa

TC (%)

D1.3 (cm)

Dt (m)

Hvn (m)

Hdc (m)

N (cây/ha)

Bảng 3.2 Giá trị trung bình đường kính cây rừng ở các trạng thái khác nhau

Biểu đồ 3.1 Đường kính cây rừng ở các trạng thái khác nhau

Hình ảnh cho thấy đường kính trung bình các lâm phần cây Bần chua là lớn nhất trung bình đạt 15.48 cm, tiếp theo là Vẹt đạt 7.96 cm Trong lâm phần có những cây đường kính tới trên 25 cm Sú, Mấm là loài cây nhỏ nhất, phần lớn là trạng thái rừng lúp xúp dạng bụi thấp, không đo được đường kính

Bảng 3.3 Giá trị trung bình chiều cao cây rừng ở các trạng thái khác nhau

Chiều cao vút ngọn của các lâm phần Bần chua là lớn nhất trung bình đạt 5.69

m, tiếp theo là những lâm phần Vẹt trung bình đạt 2.79 m Các lâm phần Mấm và

Sú có chiều cao nhỏ nhất trung bình đạt 1.25 m, chiều cao thường đạt dưới 2m Bảng 3.4 Giá trị trung bình chiều cao dưới cành cây rừng ở các trạng thái

Bảng 3.5 Giá trị trung bình mật độ cây rừng ở các trạng thái khác nhau

Biểu đồ 3.4 Mật độ cây rừng ở các trạng thái khác nhau Mật độ có xu hướng biến đổi ngược với chiều cao và đường kính, hay kích thước của cây rừng Các lâm phần Vẹt và Mấm, Sú có mật độ cây rừng lớn nhất, trung bình mật độ cây rừng ở lâm phần Vẹt đạt xấp xỉ 20.542 cây/ha, của các lâm phần Mấm, Sú là 3.079 cây /ha, trong khi đó Bần chua chỉ đạt mật độ 855 cây/ha Bảng 3.6 Giá trị trung bình độ tàn che cây rừng ở các trạng thái khác nhau

Độ tàn che rừng ở các lâm phần tại cùng một khu vực nghiên cứu có sự khác biệt không lớn Ở các lâm phần cây lớn như Bần chua độ tàn che xấp xỉ 50%, ở các lâm phần Mấm, Sú là xấp xỉ 60%, các lâm phần Vẹt là xấp xỉ 96%

Nhìn chung có thể nhận thấy ngoài phụ thuộc vào những điều kiện thổ nhưỡng, nguồn nước v.v thì kích thước rừng ngập mặn dường như có sự thay đổi theo điều kiện khí hậu Tuy nhiên, những nghiên cứu cho thấy trong điều kiện thổ nhưỡng giống nhau ở một địa phương, kích thước trung bình của cây rừng cũng không giống nhau ở các lâm phần khác nhau

Hình 3.1 Trạng thái rừng ngập mặn ở Quảng Ninh

Hình 3.2 Trạng thái rừng ngập mặn ở Hải Phòng

Bảng 3.7 Chiều cao sóng biển (cm) khi vào sâu trong rừng ngập mặn

Biểu đồ 3.6 Sự giảm yếu của sóng biển khi vào sâu trong các đai rừng

tại Hải Phòng Kết quả phân tích cho thấy quy luật giảm yếu của sóng biển khi vào sâu đai rừng tuân theo quy luật hàm số mũ Đặc điểm này thể hiện ở tất cả các lần đo của tất cả các tuyến đo Dưới đây là một số hình ảnh phân bố chiều cao sóng khi vào sâu các đai rừng

Biểu đồ 3.7 Phân bố chiều cao sóng biển khi vào các đai rừng trong lần đo thứ nhất

ở tuyến 1 của Yên Hưng – Quảng Ninh