ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI HIỆN TRẠNG VÙNG SINH THÁI VEN BIỂN VÀ ðÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI MÔI TRƯỜNG NƯỚC KHU VỰC NUÔI THỦY SẢN TẠI HUYỆN ðẢO PHÚ QUỐC, TỈNH KIÊN GIANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ BÁO CÁO TỔNG KẾT ðỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI HIỆN TRẠNG VÙNG SINH THÁI VEN BIỂN V

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ðỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM VÀ GIS THEO DÕI HIỆN TRẠNG VÙNG SINH THÁI VEN BIỂN VÀ ðÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI MÔI TRƯỜNG NƯỚC KHU VỰC NUÔI THỦY SẢN TẠI HUYỆN

ðẢO PHÚ QUỐC, TỈNH KIÊN GIANG

Mã số: T2012-12

Chủ nhiệm ñề tài: ThS Nguyễn Thị Hồng ðiệp

Cần Thơ, tháng 12/2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ðỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM VÀ GIS THEO

DÕI HIỆN TRẠNG VÙNG SINH THÁI VEN BIỂN VÀ

ðÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI MÔI TRƯỜNG NƯỚC

KHU VỰC NUÔI THỦY SẢN TẠI HUYỆN

ðẢO PHÚ QUỐC, TỈNH KIÊN GIANG

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU

Chủ nhiệm ñề tài:

ThS Nguyễn Thị Hồng ðiệp

Thành viên tham gia:

1 ThS Huỳnh Thị Thu Hương

2 ThS Trương Chí Quang

3 ThS Phan Kiều Diễm

4 ThS Trần Thị Ngọc Trinh

5 ThS Trần Văn Hùng

MỤC LỤC

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH viii

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x

TÓM LƯỢC xii

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU xv

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS xvii

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 3

1.1.1 Viễn thám và GIS trong quản lý môi trường và tài nguyên………….…… 3

1.1.2 Tình hình nuôi và các tác ñộng môi trường của nuôi thủy sản ven viển……3

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 8

1.2.1 Ứng dụng viễn thám xây dựng bản ñồ hệ sinh thái ven biển…… …… ….8

1.2.2 Ứng dụng viễn thám trong nuôi trồng thủy sane biển…….……… …… 11

1.2.3 Nghề nuôi lồng biển trên thế giới……… …… ……….12

1.2.4 Các nghiên cứu ốc hương trên thế giới……… ………….……….12

1.3 SƠ LƯỢC ðẶC ðIỂM VÙNG VEN BIỂN 13

1.3.1.Vùng ven biển 13

1.3.2 ðặc ñiểm vùng ven biển 14

1.3.3 Chức năng của vùng ven biển 14

1.3.4 Tài nguyên vùng ven biển 15

1.3.5 Cạnh tranh tài nguyên giữa các ngành 17

1.3.6 Các vấn ñề của vùng ven biển 18

1.4 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ VIỄN THÁM 19

1.4.1 ðịnh nghĩa viễn thám 19

1.4.2 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám 19

1.4.3 Giới thiệu về phần mềm xử lý ảnh ENVI 20

1.5 MỘT SỐ ðẶC TRƯNG CHÍNH CỦA HỆ THốNG CHỤP ẢNH VỆ TINH LANDSAT TM, ALOS, THEOS VÀ KOMSPAT 21

1.5.1 Ảnh LANDSAT 21

1.5.2 Ảnh ALOS 23

1.5.3 Ảnh THEOS 24

1.5.4 Ảnh KOMPSAT 25

1.6 TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU CỦA ðỀ TÀI 21

1.6.1 Tắnh cấp thiết 21

1.2.2 Tắnh khoa học của vấn ựề nghiên cứu 23

1.6.3 Tắnh mới của vấn ựề cần nghiên cứu 24

1.6.4 Mục tiêu ựề tài 25

1.7 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21

1.7.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu, chọn vùng khảo sát 21

1.7.2 Dữ liệu viễn thám 23

1.7.3 Công tác lấy mẫu và xử lý 24

1.7.4 Trang thiết bị 25

1.7.5 Tiền xử lý ảnh viễn thám 21

1.7.6 Tạo ảnh tỷ số - Phân tắch thành phần chắnh (PCA) 230

1.7.7 Phân loại ảnh 31

1.7.8 Thay ựổi hiện trạng 325

1.7.9 Phân loại dựa vào ựặc tắnh và ựối tượng 33

1.7.10 Phương pháp nội suy 34

1.7.11 Phương pháp thu mẫu và tắnh toán sức chịu tải môi trường nuôi thủy sản 24 PHẦN 2 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨUđẠT đƯỢC 41

CHƯƠNG 1 THÔNG TIN TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 42

2.1 đIÊU KIỆN TỰ NHIÊN 42

2.1.1 Vị trắ ựịa lý 42

2.1.2 Khắ hậu 42

2.1.3 Thủy văn 43

2.1.4 Thủy ựộng lực học 43

2.1.5 Nguồn lợi thủy sản và ựa dạng sinh học 43

2.2 đặc ựiểm kinh tế - xã hội của huyện ựảo Phú Quốc 45

CHƯƠNG 2 SỰ THAY đỔI HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG đẤT VÀ VÙNG SINH THÁI VEN BỜ 48

3.1 Hiện trạng ven bờ và sự thay ựổi hiện trạng 48

3.1.1.Hiện trạng ven bờ 48

3.1.2.đánh giá ựộ chắnh xác phân loại 50

3.1.3.Sự thay ựổi hiện trạng sử dụng ựất 50

3.2 Cỏ biển và thay ựổi hiện trạng cỏ biển 52

3.2.1 Phân tắch quang phổ 52

3.2.2 Phân tắch thành phần chắnh (PCA) 54

3.2.3 Phân bố hiện trạng cỏ biển 55

3.2.4 đánh giá ựộ tin cậy 56

3.3 Phân bố không gian nuôi trồng thủy sản 56

3.3.1 Tắch hợp ảnh 52

3.3.2 Phân bố cá nuôi lồng và ốc hương ựăng lưới 54

3.4 Bản ựồ hệ sinh thái ven biển 58

3.5 Phân bố không gian chất lượng môi trường biển 58

Chương 3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT KHU VỰC NUÔI THỦY SẢN CÁ BỚP VÀ ỐC HƯƠNG 60

4.1 Biến ựộng theo thời gian các chỉ tiêu thủy lý hoá khu vực nuôi cá lồng bè 60

4.1.1.Oxy hòa tan (DO) 60

4.1.2.Nhu cần oxy sinh học (BOD) và nhu cần oxy hóa học (COD) 60

4.1.3.Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 61

4.1.4.đạm tổng số (TN) và lân tổng số (TP) 61

4.1.5.Chlorophyll-a 62

4.2 Biến ựộng theo thời gian các chỉ tiêu thủy lý hoá môi trường nước khu vực nuôi ốc hương lưới ựăng 63

4.2.1 Oxy hòa tan (DO) 63

4.2.2 Nhu cầu oxy sinh học (BOD) và nhu cầu oxy hoá học (COD) 63

4.2.3 Tổng chất rắn lở lửng (TSS) 64

4.2.4 đạm tổng số (TN) và lân tổng số (TP) 64

4.2.5 Chlorophyll-a 65

Chương 4 SỨC CHỊU TẢI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT KHU VỰC NUÔI THỦY SẢN VEN BỜ 66

5.1 Cá lồng 66

5.1.1 Lượng tải chất dinh dưỡng 66

5.1.2 Hàm lượng chất dinh dưỡng ựầu vào 66

5.1.3 Năng lực môi trường 67

5.1.4 Sức chịu tải môi trường 68

5.1.5 Số lượng lồng bè nuôi tối ựa 69

5.1.6 Mô hình hồi quy tương quan 69

5.2 Ốc hương 70

5.2.1 Lượng tải chất dinh dưỡng 70

5.2.2 Hàm lượng chất dinh dưỡng ựầu vào 71

5.2.3 Năng lực môi trường 71

5.2.4 Sức chịu tải môi trường 72

5.2.5 Số lượng lưới ựăng tối ựa 72

5.2.6 Mô hình hồi quy tương quan 73

PHẦN 3 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 74

6.1 Kết luận 75

6.1.1 Theo dõi hiện trạng ven biển 75

6.1.2 Chất lượng môi trường nuôi thủy sản 75

6.1.3 đánh giá sức tải 76

6.2 Kiến nghị 76

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Vị trí thu mẫu nước phân tích chất dinh dưỡng khu vực nuôi cá lồng… 29

Hình 1.2 Bản ñồ huyện ñảo Phú Quốc và sơ ñồ thu mẫu nước 36

Hình 2.1 Bản ñồ hành chánh huyện Phú Quốc 42

Hình 3 1 Khu vực nghiên cứu 48

Hình 3 2 Hiện trạng sử dụng ñất ven bờ 49

Hình 3 3 Phần trăm diện tích hiện trạng sử dụng ñất năm 2001, 2006 và 2011 50

Hình 3 4 Hiện trạng thay ñổi từ 2001 ñến 2011 50

Hình 3 5 Phần trăm sự thay ñổi hiện trạng giai ñoạn 2001 ñến 2011 51

Hình 3 6 Giá trị DN trung bình LANDSAT 2001, ALOS 2007 và ALOS 2010 52

Hình 3 7 Bản ñồ phấn bố hiên trạng cỏ biển năm 2001, 2007 và 2010 55

Hình 3 8 Biểu ñồ diện tích thảm cỏ biển năm 2001, 2007 và 2010 56

Hình 3 9 Ảnh tích hợp THEOS ña phổ (2m) và ảnh KOMPSAT-2 ña phổ (1m) 57

Hình 3 10 Phân bố không gian cá nuôi lồng và ốc hương 58

Hình 3 11 Bản ñồ sinh thái ven bờ Bắc ñảo Phú quốc 58

Hình 3 12 Bản ñồ phân bố không gian hàm lượng ñạm tổng số và lân tổng số khu vực nuôi cá lồng bè 59

Hình 4 1 Biến ñộng DO qua các tháng thu mẫu 60

Hình 4 2 Biến ñộng BOD và COD qua các tháng 61

Hình 4 3 Biến ñộng TSS qua các tháng 61

Hình 4 4 Biến ñộng TN và TP qua các tháng 62

Hình 4 5 Biến ñộng Chlorophyl-a qua các tháng 62

Hình 4 6 Biến ñộng DO theo thời gian 63

Hình 4 7 Biến ñộng BOD theo thời gian 63

Hình 4 8 Biến ñộng TSS theo thời gian 64

Hình 4 9 Biến ñộng TN và TP theo thời gian 64

Hình 4 10 Biến ñộng Chlorophyll-a theo thời gian 65

Hình 5 1 Năng lực môi trường khu vực nuôi cá lồng bè 68

Hình 5 2 Năng lực môi trường khu vực nuôi cá lồng bè 68

Hình 5 3 Năng lực môi trường khu vực nuôi ốc hương 71

Hình 5 4 Năng lực môi trường khu vực nuôi ốc hương 72

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 ðặc ñiểm ảnh vệ tinh LANDSAT 22

Bảng 1.2 Các ñặc ñiểm chính của vệ tinh ALOS 23

Bảng 1.3 ðặc tính phổ của vệ tinh ALOS 23

Bảng 1.4 Các ñặc ñiểm của các bộ cảm biến vệ tinh ALOS 234

Bảng 1.5 ðặc tính phổ của vệ tinh THEOS 25

Bảng 1.6 ðặc tính phổ của vệ tinh KOMSAT 2 25

Bảng 1.7 Các ñặc ñiểm ảnh vệ tinh LANDSAT, ALOS, THEOS và KOMPSAT 25

Bảng 1.8 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 36

Bảng 3 1 Diện tích hiện trạng các năm 2001, 2006 và 2011 49

Bảng 3 2 Diện tích hiện trạng thay ñổi năm 2001, 2006 và 2011 51

Bảng 3 3 Thống kê giá trị số của ñối tượng cỏ biển và cát trên ảnh LANDSAT 2001, ảnh ALOS 2007 và 2010 53

Bảng 3 4 Giá trị của ma trận phương sai, giá trị thông tin ảnh, hướng giá trị thông tin ảnh của ảnh LANDSAT 2001, ALOS 2007 và ALOS 2010 54

Bảng 3 5 Diện tích phân bố cỏ biển năm 2001, 2007 và 2010 55

Bảng 5.1 Các thông số hàm lượng ñạm và lân trong thức ăn, cá bớp và ốc hương 66 Bảng 5.2 Hàm lượng và lượng tải chất dinh dưỡng của cá bớp nuôi lồng bè 67

Bảng 5.3 Năng lực môi trường và sức chịu tải môi trường cho cá bớp nuôi lồng 69

Bảng 5.4 Số lượng lồng bè nuôi tối ña cho cá bớp nuôi lồng 69

Bảng 5.5 Hàm lượng và lượng tải chất dinh dưỡng của ốc hương 70

Bảng 5.6 Năng lực môi truờng và sức chịu tải môi trường nuôi ốc hương 72

Bảng 5.7 Số luợng lưới ñăng nuôi ốc hương 73

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Radiometer

Near Infrared Radiometer type 2

of Nature and Natural Resources

Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên nhiên

trụ của Hàn Quốc KOMPSAT-2 Korea Multi-Purpose Satellite-2

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

Aperture Radar

Instrumant for Stereo Mapping

Programme

Chương trình Môi trường Liên hợp quốc

Scientific and Cultural Organization

Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc

Centre

TÓM LƯỢC

“Ứng dụng kỹ thuật viễn thám và GIS theo dõi hiện trạng vùng sinh thái ven biển

và ñánh giá sức chịu tải môi trường nước khu vực nuôi thủy sản tại huyện ñảo Phú Quốc, tỉnh Kiên giang”

Nghiên cứu này sử dụng ảnh viễn thám LANDSAT TM và ALOS AVINR theo dõi sự thay ñổi hiện trạng tài nguyên ven biển bao gồm hiện trạng ven biển và thảm cỏ biển

từ 2001 ñến 2011 tại phía bắc ñảo Phú Quốc, tỉnh Kiên giang Sử dụng phương pháp phân tích ảnh như phân tích thành phần chính, phân loại có kiểm tra và phương pháp sau phân loại ñể xây dựng các bản ñồ phân bố hiện trạng ven biển ñồng thời theo dõi

sự thay ñổi hện trạng trong giai ñoạn 2001 ñến 2011 Phân bố hiện trạng khu vực ven

bờ gồm 5 nhóm hiện trạng như ñất rừng, ñất rừng tràm, ñất nông nghiệp, ñất than bùn

và ñất xây dựng ðất nông nghiệp và rừng tràm là 2 loại ñất có diện tích thay ñổi lớn nhất trong giai ñoạn từ 2001 ñến 2011 với 349,89 ha (chiếm 51,13% tổng diện tích thay ñổi) và hầu như 2 loại ñất này chuyển sang loại ñất xây dựng trong giai ñoạn này Diện tích thảm cỏ biển tăng từ 8,618.31 ha năm 2001 ñến 12,869.83 ha vào cuối năm

2010 Ảnh THEOS và KOMPSAT-2 là 2 loại ảnh ñộ phân giải cao ñược sử dụng ñể xác ñịnh vị trí khu vực nuôi thuỷ sản ven bờ gồm 2 hình thức nuôi là nuôi cá lồng bè

và ốc hương lưới ñăng vào năm 2011 Chất lượng nước khu vực nuôi thủy sản cũng

ñược khảo sát nhằm ñánh giá hiện trạng môi trường nước khu vực nuôi thuỷ sản ven

bờ gồm 6 chỉ tiêu như DO, COD, BOD, TSS, TN, TP, Chlorophyll-a Hiện tại, chất lượng môi trường thích hợp cho việc nuôi cá lồng bè và ốc hương dựa trên tiêu chuẩn chất lượng môi trường Bản ñồ phân bố không gian ñạm và lân khu vực nuôi cá lồng

bè ñược xây dựng với hàm lượng dao ñộng trong khoảng 0.17 ñến 0,49 mg/l và 0,012 mg/l ñến 0,073 mg/l vào thời ñiểm tháng 10 năm 2011

Bên cạnh ñó, sức chịu tải môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản cho 2 hình thức nuôi

là cá bớp nuôi lồng và ốc hương nuôi trong lưới ñăng ñược tính toán ñể ước lượng sản lượng tối ña ñảm bảo các thông số môi trường không vượt quá giới hạn cho phép theo Tiêu chuẩn Bảo vệ môi trường ðạm và lân là 2 thông số ñược sử dụng ñể tính toán sức tải môi trường trong nghiên cứu này Thời gian thực hiện trong vòng 1 chu kỳ nuôi gồm 10 tháng ñối với cá nuôi lồng và 4 tháng ñối với nuôi ốc hương Sức tải môi trường ñược tính toán cho khu vực nuôi cá lồng dao ñộng trong khoảng từ 290,96 ñến 727,81 tấn (ñạm tổng số) và từ 428,64 ñến 1,383.88 tấn (lân tổng số) trong thời gian từ tháng 2 ñến tháng 10 năm 2011; ñối với ốc hương sức tải môi trường biến ñộng từ 7.4 tấn ñến 12,85 tấn (ñạm tổng số) và từ 13,54 tấn ñến 19,24 tấn (lân tổng số) trong thời gian từ tháng 5 ñến tháng 8 năm 2011 Số lượng tối ña lồng nuôi cá bớp từ 64 ñến 226 (ñạm tổng số) và từ 94 ñến 429 dựa trên (lân tổng số) và số lượng lưới ñăng nuôi ốc

hương khoảng từ 130 ñến 171 (ñạm tổng số) và từ 238 ñến 256 (lân tổng số) dựa vào phân tích hồi quy tương quan Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng ứng dụng kỹ thuật viễn thám và hệ thống thông tin ñịa lý cho việc phát hiện sự thay ñổi hiện trạng ven

bờ, nuôi trồng thủy sản và giám sát chất lượng môi trường ñồng thời ñánh giá sức chịu tải môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản ven bờ Kết quả ñề tài sẽ hỗ trợ cho các nhà lập kế hoạch và hoạch ñịnh chính sách phát triển bền vững khu vực ven bờ ñặc biệt là các khu vực ven biển có tiềm năng khai thác cao cho các ngành phát triển du lịch như Phú Quốc

ABSTRACT

This study uses remote sensing images of LANDSAT TM and ALOS AVINR to monitor the status changes of coastal resources including coastal current and seagrass beds from 2001 to 2011 in the Northern part of Phu Quoc Island, Kien Giang province Image analysis methods such as principal component analysis, suppervice classification and post-classification methods were carried out to develop the current distribution and monitor coastal change status in the period 2001 to 2011 Land use status in the coastal area consist of five groups including forest, melaleuca forest, agricultural, peat land and build up area Melaleuca forest and agricultural land are the highest change in the period from 2001 to 2011 increasing about 349.89 ha (51.13% of total area change) to switch to build up area land Seagrass area increased from 8,618.31 hectares in 2001 to 12,869.83 hectares at the end of 2010 THEOS and KOMPSAT-2 imagery, the high resolution images, are used to locate coastal aquaculture sector consists of two forms that are cobia cage and snail net pen in 2011 Water quality in aquaculture also surveyed to assess the environmental status of coastal aquaculture areas including 6 factors such as DO, COD, BOD, TSS, TN, TP and Chlorophyll-a Currently, environmental quality was suitable for fish farming cages and snail based on environmental quality standards Spatial distribution map of fish cages is fluctuated from 0.17 to 0.49 mg/l for nitrogen concentration and from 0.012 to 0.073 mg/l for phosphorus concentration in October, 2011

Besides, carrying capacity for two forms of cobia cage culture and snail net pen culture were calculated to estimate the maximum products output to ensure environmental parameters do not exceed the limit permitted under the environmental standards Nitrogen and phosphorus are two parameters used to calculate environmental carrying capacity in this study The period culture of fish cages is 10 months and 4 months for snail farming Environmental carrying capacity was calculated for fish cage ranged from 290.96 to 727.81 tons (total nitrogen) and from

428.64 to 1,383.88 tons (total phosphorus) time from February to October, 2011; for snail net pen varied from 7.4 to 12.85 tons (total nitrogen) and from 13.54 to 19.24 tons (total phosphorus) from May to August, 2011 The maximum number of cobia cages is from 64 to 226 (based on total protein) and 94 to 429 (total phosphorus) and snail farming range from 130 to 171 (based on total nitrogen) and from 238 to 256 (based on total phosphorus) due to regression analysis correlation This study represents a potential using remote sensing techniques and geographic information systems for detection the changes in coastal area, aquaculture and environmental quality monitoring and evaluate environmental carrying capacity for coastal aquaculture The results will support the plan and policy makers for sustainable development in coastal areas, especially the coastal areas have high potential for exploitation for tourism development as Phu Quoc

TRƯỜNG đẠI HỌC CẦN THƠ

đơn vị: Khoa Môi Trường & TNTN

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên ựề tài: Ứng dụng kỹ thuật viễn thám và GIS theo dõi hiện trạng vùng sinh thái ven biển và ựánh giá sức chịu tải môi trường nước khu vực nuôi thủy sản tại huyện

ựả o Phú Quốc, tỉnh Kiên giang

- Mã số: T2012-12

- Cơ quan: Bộ môn Tài nguyên đất ựai Khoa Môi Trường & TNTN

- Thời gian thực hiện: năm 2012

2 Mục tiêu:

- Sử dụng ảnh viễn thám theo dõi sự thay ựổi hiện trạng sử dụng ựất và vùng sinh thái ven bờ (phần ựất liền và dưới biển ven bờ) khu vực Bắc ựảo Phú Quốc tỉnh Kiên giang từ năm 2000 ựến 2010

- đánh giá sức chịu tải môi trường nước mặt khu vực nuôi thủy sản (nuôi cá bốp lồng bè và nuôi ốc hương lưới ựăng) ở Bắc đảo Phú Quốc

3 Tắnh mới và sáng tạo:

đề tài sử dụng các phương pháp xử lý và phân loại ảnh cho các ựối tượng hiện

trạng ven bờ gồm phương pháp phân tắch thành phần chắnh ựể theo dõi hiện trạng các

ựối tượng dưới nước như cỏ biển, sử dụng ảnh viễn thám ựộ phân giải cao ựể xác ựịnh

khu vực nuôi thủy sản bằng các phương pháp xử lý ảnh và phân loại ựối tượng theo hướng từ ựó xác ựịnh vị trắ các ựối tượng nuôi thuỷ sản ven bờ khu vực nghiên cứu

Nuôi thủy sản ven bờ là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chủ yếu do lượng vật chất hữu cơ, dinh dưỡng phát thải trong quá trình nuôi nếu lượng phát thải vượt quá giới hạn sẽ phá vỡ cân bằng hệ sinh thái biển của thuỷ vực tự nhiên Việc ựánh giá

sức chịu tải môi trường nhằm xác ựịnh và ựánh giá các nguồn phát thải vật chất ô

nhiễm vào thuỷ vực ựồng thời tắnh toán khả năng tiếp nhận và xử lý lượng vật chất hữu cơ dinh dưỡng do các hình thức nuôi thuỷ sản này phát thải vào thuỷ vực sao cho

ựảm bảo hàm lượng các chất ô nhiễm phát thải vào môi trường không vượt quá các

tiêu chuẩn cho phép, từ ựó ựề xuất các phương án phát triển ựối tượng nuôi hợp lý

4 Kết quả nghiên cứu:

Kết quả ựề tài ựã ựạt ựược các nội dung cơ bản bao gồm:

- Theo dõi và ñánh giá hiện trạng và sự thay ñổi hiện trạng phần ñất liền, hiện trạng dưới nước và hiện trạng phân bố nuôi trồng thuỷ sản ven bờ khu vực Bắc ñảo Phú Quốc

- Theo dõi các ñặc tính lý hoá môi trường và chất dinh dưỡng khu vực nuôi cá lồng bè

và ốc hương khu vực ven bờ phía Bắc ñảo, Phú quốc

- Tính toán và ñánh giá sức chịu tải môi trường của thuỷ vực ñối với hoạt ñộng nuôi hải sản biển ñược ñánh giá trên cơ sở triển khai nghiên cứu tổng hợp các quá trình sinh

- ñịa hoá và thuỷ ñộng lực; từ ñó tính toán khả năng tiếp nhận và xử lý lượng vật chất hữu cơ dinh dưỡng do lồng bè phát thải vào thuỷ vực, ñảm bảo các thông số môi trường không vượt quá giới hạn cho phép theo Tiêu chuẩn Bảo vệ môi trường

- Kết quả của ñề tài là cơ sở ban ñầu, giúp các ngành chức năng của các tỉnh, ñặc biệt

là Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Công nghiệp trong công tác quản lý hiện trạng ven bờ và quản lý môi trường các khu vực bị ảnh hưởng do nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước Từ ñó sẽ hỗ trợ cho việc ra quyết ñịnh trong công tác quản lý khai thác nguồn tài nguyên ven biển một cách hợp lý ñạt hiệu quả kinh tế cao

5 Sản phẩm:

- Bài báo cáo về theo dõi hiện trạng và ñánh giá sức chịu tải môi trường khu vực ven bờ

- Hai (2) luận văn ñại học

- Ba (3) luận văn cao học

- Một (1) bài báo ñăng tạp chí

6 Giới hạn ñề tài:

- ðề tài tính sức tải trên 2 ñối tượng nuôi là cá bớp nuôi lồng ốc hương nuôi lưới ñăng

7 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

ðây là ñề tài làm cơ sở cho các nhà quản lý, các nhà hoạch ñịnh chính sách có

những ñiều chỉnh hợp lý, kịp thời trong việc quản lý và phát triển bền vững nền kinh tế trong tương lai ñặc biệt cho các vùng ven biển Kết quả của ñề tài là bước ñầu giúp các nhà quản lý như các cơ quan ñơn vị nghiên cứu ñánh giá tác ñộng môi trường, biến ñổi khí hậu; các sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, sở Tài Nguyên Môi Trường theo dõi các biến ñộng về hiện trạng và môi trường ven biển

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title: Application of remote sensing and GIS techniques to monitor the

status of the coastal ecological and water environmental carrying capacity assessment

aquaculture area in Phu Quoc Island, Kien Giang Province

Code number: T2012-12

Coordinator : MSc Nguyen Thi Hong Diep

Implementing institution: Department of Land Resources College of Environment & Natural Resources

- Assessing the environmental carrying capacity of surface area for aquaculture (fish

cages and snail net pen) in the North of Phu Quoc Island

3 Creativeness and innovativeness:

This study was using image processing and classification methods for the present coastal land use using principal component analysis method to monitor the status of benthic habitats such as sea grass and using high resolution imagery to determine aquaculture sector by object-based image analysis method for classification aquaculture and coastal aquaculture location in study area

Coastal aquaculture causes pollution mainly due to the amount of organic matters, nutrient emissions in the environment, when organic matters emission exceed the environmental limit that will break the balance of marine ecosystems of natural resource in water bodies Environmental carrying capacity was assessed to identify source material emissions of pollutants into water bodies and calculate carying capacity to receive and handle the amount of organic matter, nutrients release from cages and net pen culture into water bodies that ensure the amount of pollutants released into the environment to be not exceed water quality standard and to have a plan to develop species growing

4 Research results:

- To detect and assess land use in coastal areas in the North of Phu Quoc Island, including the current status in both landward and seaward; and the distribution of aquaculture location in the study area

- To monitor physical and chemical parameters and nutrient in fish cage and snail net pen culture

- To calculate and assess environmental carrying capacity in water bodies for marine aquaculture activities The carrying capacity was evaluated based on the process of localization and hydrodynamics; then calculate the capacity to receive and handle the amount of organic matter by nutrients from these aquaculture activities released into water bodies and ensure environmental parameters do not exceed the limits allowed by environmental quality standards

- This result is the initial basis to support the functional departments of the provinces, especially the Department of Natural Resources and Environment, the Department of Industry in the coastal zones management and environmental management affected by water pollution Thus, it will support to decision making for the management of coastal resources exploitation efficiency and obtaining high economic

5 Products:

- Report on the detect land use changes and the assessment environmental carrying capacity of coastal areas

- Three (3) university thesis

- Two (2) graduate thesis

- One (1) paper published in the journal

6 Limitation:

- To calculate the carrying capacity base on two species including cobia cage and snail net pen farming

7 Effects, technology transfer means and applicability:

This result provides the basis to the planning for policy-making and adjustments in management and economic sustainable development in the future especially in the coastal areas Also, it supports the managers as research agency such as Department of Agriculture and Rural Development, Department of Natural Resources and Environment for the environmental impact assessment and climate change in coastal area

PHẦN 1

MỞ ðẦU

Vùng ven biển bao gồm nhiều vùng ñất thường xuyên chịu ảnh hưởng của thủy triều tạo thành hệ sinh thái ñặc biệt Việt nam có vùng ven biển kéo dài 2.360km từ giáp biên giới Trung quốc ñến Mũi Cà Mau Vùng ven bờ thực chất là một hệ thống tài nguyên ña dạng Nó cung cấp các tài nguyên sinh vật và vi sinh vật cho hoạt ñộng của con người và có chức năng ñiều hoà môi trường tự nhiên cũng như nhân tạo (Quỳ, 2002) Hiện nay, quá trình công nghiệp hoá phát triển thương mại và áp lực của tốc ñộ gia tăng dân số ngày càng nhanh, nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng cao trong bối cảnh các nguồn tài nguyên ñất liền ngày càng cạn kiệt càng ñẩy mạnh khuynh hướng tiến ra biển, khai thác biển, làm giàu từ biển, nhưng thường ñi kèm theo ñó lại là các phương thức khai thác thiếu tính bền vững; các hoạt ñộng khai thác chủ yếu chỉ tập trung vào các mục tiêu phát triển kinh tế ñể ñạt ñược các mong muốn tối ña, trong khi xem nhẹ công tác bảo vệ môi trường Vấn ñề khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường biển ở nhiều khu vực ngày càng ñứng trước nhiều thách thức, nhiều nguồn tài nguyên bị khai thác cạn kiệt, môi trường biển nhiều nơi bị ô nhiễm ñến mức báo ñộng

ðiều này không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng ñến môi trường mà còn gây phát sinh

nhiều vấn ñề kinh tế - xã hội do sự thiếu hụt thực phẩm cung cấp cho những cư dân sống ở các ñảo và các vùng ven biển, kéo theo những cuộc di dân hàng loạt từ các vùng ven biển vào các vùng trung tâm

Phú Quốc là một huyện ñảo nằm ở phía Tây Nam của Việt Nam với nguồn tài nguyên phong phú và ña dạng về các hệ sinh thái rừng và biển Nhà nước ñịnh hướng phát triển ñảo Phú Quốc ñến năm 2030 là trung tâm du lịch sinh thái ñảo, biển chất lượng cao của cả nước, khu vực và quốc tế; trung tâm giao lưu, thương mại và dịch vụ của vùng, cả nước, khu vực và quốc tế (quyết ñịnh số 01/2007/Qð-TTg ngày 08/1/2007)

Do ñó, các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường vùng ven biển của ñảo Phú Quốc ñang ñược mở rộng khai thác và sử dụng cho nhiều mục ñích như nuôi trồng thủy sản, ñánh bắt cá, bến cảng hoạt ñộng, giao thông ñường thủy, công nghiệp hóa và

ñô thị hóa, du lịch, v.v Cùng với sự phong phú của các mối nguy hiểm tự nhiên xung

quanh ñảo (ví dụ xói mòn, lắng ñọng, lũ lụt, bão), khai thác tài nguyên thiên nhiên và môi trường không phù hợp là yếu tố chính dẫn ñến những thay ñổi tiêu cực như: thay

ñổi sử dụng ñất theo các mục ñích kinh tế, môi trường sống ven biển giảm do sự gia

tăng các loại hình nuôi trồng thủy sản ven bờ như nuôi thuỷ sản lồng bè hay lưới ñăng,

do khai thác thuỷ hải sản quá mức dẫn ñến nguồn thủy hải sản cạn kiệt và suy thoái môi trường sống Bên cạnh ñó, môi trường nước có nguy cơ cao bị ô nhiễm bởi các kết quả của quá trình ñô thị hóa, công nghiệp hóa và bến cảng và phát triển giao thông vận tải biển ðể phát triển bền vững vùng ven biển, ñiều cần thiết là kiểm soát các tác ñộng này ñể bảo vệ vùng ven biển, quản lý môi trường và nuôi trồng thủy sản có hiệu quả

ðể ñảm bảo nguồn lợi ven biển phát triển bền vững và tránh các tác ñộng xấu ảnh

hưởng ñến nguồn tài nguyên ven biển và môi trường ñề tài chọn Phú quốc là nơi nghiên cứu với các mục tiêu cụ thể như sau:

- Sử dụng ảnh viễn thám theo dõi sự thay ựổi hiện trạng sử dụng ựất và vùng sinh thái ven bờ (phần ựất liền và dưới biển ven bờ) khu vực Bắc ựảo Phú Quốc tỉnh Kiên giang

từ năm 2001 ựến 2011

- đánh giá sức chịu tải môi trường nước mặt khu vực nuôi thủy sản (nuôi cá mú, cá bốp lồng bè và nuôi ốc hương lưới ựăng) ở Bắc ựảo Phú Quốc

1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Hiện nay, vùng ven biển ựang bị áp lực ngày càng tăng do sự phát triển của các ngành công nghiệp, thương mại, du lịch, gia tăng dân số, sự di cư và giảm chất lượng nước

đây là khu vực có năng suất sinh học rất cao và một thành phần quan trọng của hệ

thống sinh sống trên toàn cầu Các hệ sinh thái ven biển là nguồn di truyền ựa dạng của các loài có giá trị, lưu trữ và tuần hoàn các chất dinh dưỡng, lọc các chất gây ô nhiễm, bảo vệ vùng bờ biển khỏi bị xói mòn và ảnh hưởng của bão Hệ sinh thái biển

ựóng một vai trò quan trọng trong việc ựiều hòa khắ hậu, nguồn lưu trữ và cung cấp

cácbon và oxy Sự phát triển công nghiệp ở vùng ven biển ựã dẫn ựến sự suy thoái của các hệ sinh thái ven biển và suy giảm tài nguyên sinh vật về ựa dạng sinh học và năng suất sinh học biển Hơn 1/2 dân số thề giới sống trong vòng 60 km bờ biển và sẽ tăng lên 3/4 vào năm 2020 (Anon, 1992) Thiên tai ở khu vực ven biển như bão, lũ lụt ựe dọa nghiêm trọng ựến cuộc sống con người và tài sản ở vùng ven biển Hoạt ựộng của con người cũng gây ra những thay ựổi nhất ựịnh hoặc ựẩy nhanh tiến trình thay ựổi Do

ựó, nhu cầu cấp thiết hiện nay cần phải bảo tồn các hệ sinh thái ven biển và môi trường

sống bao gồm cả nông nghiệp, cộng ựồng, các khu ựịnh cư, giải trắ, môi trường và nuôi trồng thủy sản

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

1.1.1 Viễn thám và GIS trong quản lý môi trường và tài nguyên

Phạm Quang Sơn (2009), ứng dụng thông tin viễn thám và GIS trong nghiên cứu, quản

lý tổng hợp tài nguyên và môi trường ở vùng ven biển và hải ựảo đề tài nghiên cứu sử dụng ảnh ựa phổ và ảnh radar khu vực phá Tam Giang, chụp trước và trong trận lũ lịch

sử tại Thừa Thiên -Huế, tháng 11/1999 Phương pháp xử lý ảnh là kết hợp các loại ảnh

có ựộ phân giải khác nhau bằng kỹ thuật tắch hợp ảnh ựể dễ phân biệt các ựối tượng trên ảnh và khai thác thông tin nhiều chiều về ựối tượng nghiên cứu Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và phương pháp luận về ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu, theo dõi và có thể cảnh báo sớm một số loại thiên tai ở vùng

ựồng bằng, ven biển và các cửa sông như: xói lở bờ sông - bờ biển, ô nhiễm môi

trường biển ven bờ, ô nhiễm do tràn dầu trên biển,.v.v cũng như tại các ựảo ven bờ và ngoài khơi ở nước ta

Nguyễn Thị Ngà (2008), ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến ựộng lớp phủ mặt ựất huyện Tranh Trì, thành phố Hà Nội giai ựoạn 2001 Ờ 2008 Sử dụng các tư liệu viễn thám: SPOT, LANDSAT, ASTER có ựộ phân giải không gian và phân giải

phổ cao Các loại ảnh vệ tinh này cho phép thành lập bản ựồ hiện trạng lớp phủ tỉ lệ 1:25000, nghiên cứu hiện trạng lớp phủ và tìm hiểu một số nguyên nhân gây ra biến

ựộng lớp phủ mặt ựất đồng thời, củng cố cơ sở lý luận căn bản về nghiên cứu lớp phủ

mặt ựất Cung cấp thông tin về biến ựộng lớp phủ mặt ựất phục vụ quy hoạch sử dụng

ựất thời kỳ 2010 Ờ 2020

Tài liệu ựiều tra tại UBND xã Tam Hải, Tam Tiến, Tam Quang và huyện Núi Thành (2006 - 2007) về ngư trường và nguồn lợi khai thác tại ựịa phương Các ảnh chụp dưới nước trắch dẫn trong báo cáo này do Oleg Shavinkin và Nguyễn Phi Uy Vũ chụp trong các chuyến khảo sát 4, 5 và 6/2008 theo các báo cáo kết quả nghiên cứu về ỔỔđặc ựiểm cấu trúc hình thái và hiện trạng nguồn lợi rạn san hô khu vực biển mũi Bàn Than, Tam Hải, Núi ThànhỢ và Ộ Xây dựng mô hình phục hồi và quản lý hệ sinh thái rạn san hô phục vụ chương trình QLTH vùng bờ tỉnh Quảng namỢ Vị trắ các ựiểm khảo sát ựược xác ựịnh bằng máy ựịnh vị vệ tinh GPS Lowrance Globalmap Ờ 100 (Nhật), tất cả các quan trắc, ựo ựạc, thu mẫu, chụp ảnh và quay video dưới nước, ựược thực hiện do các thợ lặn - nhà khoa học, thuộc Viện Hải dương học, Nha Trang, Việt Nam và Viện Sinh vật biển, Phân viện HLKH Viễn đông, Viện HLKH LB Nga và thành viên trong nhóm hạt nhân của thôn Thuận An, xã Tam Hải, bằng phương pháp lặn với thiết bị SCUBA

và vòi hơi Phương pháp thu mẫu tiến hành dựa trên mặt cắt ựặt vuông góc với ựường

bờ ựảo, bắt ựầu từ bờ (mép nước vào thời ựiểm khảo sát) cho ựến hết bề rộng rạn san

hô độ sâu ựịa hình ựược ựo mặt cắt bằng dây, ựồng thời quan sát, mô tả ựặc ựiểm nền

ựáy trong phạm vi 5m chiều rộng dọc theo mặt cắt đa số các loài san hô ựược ựịnh

tên tại hiện trường, những loài chưa ựịnh tên thì ựược chụp ảnh hoặc thu mẫu tiêu bản

ựể xác ựịnh sau Sau ựó, ựánh giá về ựộ phủ của san hô tại các ựiểm khảo sát và so

sánh hiện trạng san hô bằng phương pháp ựiểm, dựa theo phương pháp kiểm tra rạn san hô Các kiểu của dạng nền ựáy ựược ghi nhận như sau: san hô cứng, ựá, san hô mềm, sỏi, san hô vở vụn, san hô chết, cát, rong lớn, bùn, hải miên và sinh vật khác Phân bố hiện trạng của các hệ sinh thái ựược ựánh giá bằng phương pháp Mantatow Mantatow là phương pháp chuẩn ựánh giá nhanh về hiện trạng của các hệ sinh thái (Rapid Ecological Assessment: REA) ựược ựề xuất và sử dụng bởi Mạng Lưới Giám Sát Rạn San Hô Toàn Cầu (Global Coral Reef Monitoring Network Ờ GCRMN (English và ctv, 1997) Việc ựánh giá các quần cư (habitats) ựược thực hiện bởi các chuyên gia nghiên cứu có nhiều kinh nghiệm của Viện Hải Dương Nha Trang (NIO) Kết quả nghiên cứu và ựánh giá về ựặc ựiểm hình thái ựịa hình các rạn san hô: kiểu rạn riềm viền ven ựảo, kiểu rạn nền; hiện trạng phân bố các hệ sinh thái: rạn san hô, các thảm rong biển, các thảm cỏ biển, ựáy cát bùn, bờ ựá; hiện trạng khai thác tài nguyên

và nguồn lợi vùng rạn; hiện trạng khai thác và ựề xuất mô hình quản lý và phục hồi hệ sinh thái rạn san hô

Việc sử dụng Landsat TM lập bản ựồ môi trường sống của sinh vật ựáy ựược tập trung tại ba ựịa ựiểm khảo sát tại Phú quốc vào năm 1993 và 1994 Việc phân loại ảnh và

giải đốn được thực hiện trên ba băng phổ đã được biến đổi để giảm thiểu phương sai

về độ sâu phụ thuộc vào tín hiệu phản xạ nền Kết quả cho thấy đặc tính sinh vật đáy thảm cỏ biển ngồi khơi bờ biển phía đơng của Phú Quốc giới hạn đến độ sâu nhỏ hơn 6m Ngồi ra, dựa trên mơ hình GIS đã được phát triển cho các rạn san hơ để đánh giá tính nhạy cảm mơi trường lưu vực ven biển ảnh hưởng đến các rạn san hơ xung quanh thơng qua quá trình lắng đọng trầm tích Mơ hình kết hợp lớp phủ thực vật, độ dốc địa hình và khu vực đầu nguồn, mơi trường sống của sinh vật đáy và vùng cửa sơng Thảm thực vật được phân loại từ ảnh LANDSAT TM năm 1992 ðộ dốc và diện tích của lưu vực được phân tích từ bản đồ địa hình 1969 Các tác giả nhận thấy rằng các kết quả bản đồ cĩ thể hỗ trợ các nhà quản lý ven biển trong việc đưa ra quyết định thơng báo

về các hoạt động sử dụng đất để đảm bảo tính khả thi của các rạn san hơ phân bố xung quanh khu vực gần đĩ

Dữ liệu viễn thám (Landsat TM 1989, 1992, 1998 và 2000) đã được sử dụng để lập bản đồ sử dụng đất, độ che phủ của vùng nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các trang trại nuơi tơm, trang trại muối và rừng ngập mặn Dữ liệu này cũng được sử dụng để tính tốn diện tích, và so sánh với các dữ liệu khác (như bản đồ địa hình, kiểm định thực tế) để tăng độ chính xác

Phan Minh Thu và ctv, (2010), xác định rằng các vệ tinh quan sát trái đất và thiết bị đo

đạc cải tiến dẫn đến tăng về số lượng và chất lượng hình ảnh như độ phân giải khơng

gian, phổ, thời gian và bức xạ Vệ tinh quan sát bề mặt đất ALOS cung cấp cơ hội cải tiến hệ thống phân loại bề mặt đất và nước cho vùng ven biển Nghiên cứu này tập trung vào các vùng lân cận của thành phố Nha Trang, Việt Nam Hiệu chỉnh khí quyển cho ảnh ALOS AVNIR-2 được sử dụng để giám sát và phân loại hiện trạng đất và nước Phương pháp phân loại phân cấp được sử dụng tách vùng nội địa và ven biển hay các vùng vịnh mở Trên bề mặt đất, lớp phủ bề mặt như đơ thị, đất canh tác và nuơi trồng thủy sản được đại diện với tỉ lệ 10; 1; 4,9 và 3,0% trên tổng diện tích sử dụng đất Mặc dù, ảnh ALOS AVNIR-2 độ phân giải khơng gian cao nhưng một vài kiểu loại đất như nhà diện tích nhỏ thì rất khĩ xác định Các quang phổ tương tự được tìm thấy cho việc phân loại lồng nuơi hải sản biển và tàu biển được phân tích bằng cách tích hợp ảnh để xác định các kiểu hình che phủ đất và hiện trạng nước Nhìn chung, độ bao phủ (khơng gian, băng phổ) ảnh ALOS AVNIR-2 là phù hợp để phân loại che phủ đất và nước được sử dụng vùng ven biển Việt Nam

ðộ che phủ bề mặt đĩng vai trị quan trọng trong các tác động và liên kết nhiều bộ

phận Giám sát bề mặt che phủ đất và sự thay đổi của nĩ cĩ ý nghĩa quan trọng Kỹ thuật viễn thám đĩng vai trị quan trọng trong phân loại hiện trạng che phủ đất và phân tích đất đơ thị Phương pháp phân loại phổ biến nhất là phân loại dựa trên điểm ảnh để phân loại nhiều loại hình sử dụng đất thay đổi Phương pháp phân loại kiểm tra dựa trên điểm ảnh là để phân loại các ảnh sử dụng đặc tính quang phổ hình thức phân loại theo khơng gian Với sự sẵn cĩ gần đây của các loại ảnh thương mại độ phân giải cao

ựa phổ, phân loại hiện trạng mang tắnh chắnh xác cao sử dụng phương pháp tiếp cận

dựa trên ựiểm ảnh Bằng cách kết hợp thông tin không gian và quang phổ, số lượng chồng lắp giữa các lớp ựược giảm, từ ựó việc phân loại mang tắnh chắnh xác cao hơn cho bản ựồ ựất và ựô thị Ảnh ựược phân tắch dựa trên kỹ thuật phân mãnh ựa tỉ lệ; sau

ựó, ựối tượng ảnh ựược phân loại thứ bậc phân cấp theo hướng (Nghị và ctv, 2008)

1.1.2 Tình hình nuôi và các tác ựộng môi trường của nuôi thủy sản ven biển

Tác ựộng qua lại của một số khu vực nuôi cá bè trên sông tới môi trường ựã bước ựầu

ựược ựề cập ựến Năm 2002, Trần Lưu Khanh và ctv., (Viện Nghiện cứu Hải sản) ựã

công bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nuôi cá bằng lồng bè ựến chất lượng môi trường vùng vịnh Bến Bèo (Cát Bà) và Vụng Oản (Hạ Long) So với nuôi thủy sản nước lợ, mức ựộ tác ựộng ựến môi trường của nuôi biển chưa thể hiện rõ Tuy nhiên, những kết quả nghiên cứu cho thấy lượng vật chất hữu cơ thải ra từ thức ăn và các sản phẩm bài tiết thủy sản tại những khu vực nuôi mật ựộ lớn là nguyên nhân trực tiếp gây nên hiện tượng phú dưỡng của thủy vực, nở hoa của tảo,v.v

Trần Lưu Khanh (2002), hiện tượng nở hoa của thực vật phù du làm cho số lượng vi tảo mật ựộ rất cao (Vụng Oản), xuất hiện ựến 28 loài tảo ựộc, chỉ số ựa dạng của ựộng vật phù du và ựộng vật ựáy rất thấp Các chất dinh dưỡng tổng số Nts, Pts và các dạng dinh dưỡng khoáng hòa tan trong trầm tắch yếm khắ gồm NO2-, NO3-, PO43- ựều tăng cao tại các ựiểm gần trung tâm nuôi cá lồng đây là nguyên nhân cơ bản dẫn tới sự phát triển và lây lan dịch bệnh, ảnh hưởng ựến ựàn cá nuôi trong hệ thống lồng bè Theo một số kết quả nghiên cứu do viện Nghiên cứu Hải sản chủ trì thực hiện (2004 - 2005) ựã ựược triển khai ựối với hai thuỷ vực nuôi cá lồng bè là Tùng Gấu (Cát Bà - Hải Phòng) và ựảo Phất Cờ (Vân đồn - Quảng Ninh) đối với các thuỷ vực nuôi hải sản nói chung và nuôi cá lồng bè, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường chủ yếu do lượng vật chất hữu cơ, dinh dưỡng phát thải trong quá trình nuôi Khu vực nuôi cá lồng bè tập trung ở những vũng vịnh phắa đông Bắc Cát Bà (Hải Phòng) và rải rác trong vịnh Hạ Long, vịnh Bái Tử Long (Quảng Ninh) là nơi chịu tác ựộng ựồng thời của các nguồn ô nhiễm trên Tuỳ thuộc vào bản chất tự nhiên (các quá trình sinh ựịa hoá và thuỷ ựộng lực), khả năng tự làm sạch và sức chịu tải môi trường chắnh là khả năng tiếp nhận và ựồng hoá lượng vật chất ô nhiễm (ngày một gia tăng) của mỗi thuỷ vực đây là yếu tố cơ bản, quyết ựịnh ựến khả năng duy trì chất lượng môi trường, cân bằng hệ sinh thái của thuỷ vực tự nhiên Sức chịu tải môi trường của thuỷ vực ựối với hoạt ựộng nuôi hải sản biển ựược ựánh giá trên cơ sở triển khai nghiên cứu tổng hợp các quá trình sinh - ựịa hoá và thuỷ ựộng lực; từ ựó tắnh toán khả năng tiếp nhận và xử

lý lượng vật chất hữu cơ dinh dưỡng do lồng bè phát thải vào thuỷ vực, ựảm bảo các thông số môi trường không vượt quá giới hạn cho phép theo Tiêu chuẩn Bảo vệ môi trường (Trần Lưu Khanh và ctv, 2006)

Nuôi trồng thủy sản cũng như bất kỳ hoạt ñộng kinh tế khác có sử dụng tài nguyên thiên nhiên, phụ thuộc vào ñầu vào (ví dụ nước, con giống, thức ăn,…) và các xử lý kèm theo (sức tải của môi trường phân hủy các chất thải) ñể sản xuất ra sản phẩm cuối cùng (cá, sò, tôm,…) cho người tiêu dùng ðiều này tác ñộng tới môi trường, có thể mang lại lợi ích xã hội, kinh tế và môi trường như cung cấp thực phẩm, việc làm, tăng thu nhập, cải thiện dinh dưỡng và sức khỏe, giảm áp lực lên nguồn cung cấp tự nhiên (Beveridge, 1996)

Một yếu tố quan trọng liên quan với nuôi lồng trên biển là năng lực của môi trường ñể

ñối phó với chất thải Cường ñộ của hệ thống sản xuất ở mức ñộ nào ñó xác ñịnh ảnh

hưởng của nó ñối với môi trường Nuôi cá lồng biển nếu không ñược quản lý tốt, có thể tác ñộng ñến môi trường trong ñó số lượng lớn thức ăn thừa và phân chìm xuống phía dưới, có thể ảnh hưởng ñến chất lượng nước, giết chết ñàn cá giống và tác ñộng

có hại ñến môi trường xung quanh Dưới những lồng nuôi hàm lượng oxy ñược dùng hết do phân hủy các chất thải tích lũy dưới ñáy Trong mùa thu hàm lượng oxy có thể càng cạn kiệt do ñối lưu và gây ra mất oxy và cá chết Hiện tượng phú dưỡng trong khu vực nuôi lồng có thể gây ra hiện tượng tảo nở hoa, làm chết hàng nghìn tấn cá nuôi hàng năm ở Nhật Bản (www.ysi.com/aquaculture)

Ở Việt nam, cá biển ñược nuôi chủ yếu trong lồng và một phần trong các ao ven biển

với con giống thu gom từ tự nhiên là chính ðể làm giảm áp lực khai thác con giống lên các quần ñàn tự nhiên và cung cấp ñủ cá giống cho hoạt ñộng nuôi thương phẩm, các Viện, trường ñã tập trung nhiều công sức nghiên cứu sản xuất nhân tạo con giống các loài các có giá trị kinh tế cao như cá mú, cá chẽm và cá bớp Tuy nhiên, mặc dù có thể cho cá ñẻ và tạo ra một lượng lớn cá bột, việc ương nuôi chúng thành cá giống vẫn còn khó khăn do thiếu một hệ thống ương hiệu quả, khiến cho nghề nuôi cá biển của Việt Nam vẫn chưa thể phát triển một cách mạnh mẽ ñược Tại Queensland (Australia) nuôi cá biển trong lồng từ lâu ñược coi là một hình thức gây ảnh hưởng xấu cho các rạn san hô và các hệ sinh thái nhạy cảm tương tự khác Các qui chế ngặt nghèo áp dụng cho nghề nuôi lồng tại ñây cho thấy khả năng phát triển hình thức nuôi này vô cùng hạn chế (Chương trình CARD, 2006)

Nuôi trồng thủy sản ñã có ñóng góp rất lớn vào phát triển kinh tế và xóa ñói giảm nghèo ở Việt Nam Nhưng sự phát triển NTTS, ñặc biệt ở vùng ven biển, ñã góp phần vào các vấn ñề môi trường như sự suy thoái các sinh cảnh sống ven bờ và các tác ñộng môi trường khác ðể ñạt ñược kế hoạch phát triển NTTS trong giai ñoạn tiếp theo việc thực hiện các biện pháp tăng cường quản lý môi trường trong NTTS là hết sức quan trọng nhằm phát triển bền vững ngành này (Bộ Thủy sản, 2004)

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1 Ứ ng dụng Viễn thám xây dựng bản đồ hệ sinh thái ven biển

Cơng nghiệp hĩa và đơ thị hĩa cùng với tăng trưởng dân số dẫn đến các chất gây ơ nhiễm và các chất dinh dưỡng thải ra mơi trường ven biển dẫn đến căng thẳng của mơi trường và suy thối của các hệ sinh thái ven biển trên tồn thế giới Vì vậy, quản lý và bảo vệ các hệ sinh thái này mang tính nhạy cảm cao này là rất cần thiết để tìm ra các giải pháp thật phù hợp Ngồi ra, sự phân bố hệ sinh thái ven biển, tìm hiểu động thái,

và thực hiện theo dõi hướng thay đổi của hệ sinh thái ven biển luơn cần các kỹ thuật viễn thám và GIS hỗ trợ Hệ sinh thái ven biển như rạn san hơ, thảm cỏ biển cĩ thể phân loại bằng cách tích hợp dựa vào kỹ thuật viễn thám và GIS Cĩ rất nhiều kỹ thuật viễn thám được sử dụng để lập bản đồ hệ sinh thái ven biển như rạn san hơ, thảm cỏ biển,v.v

Cĩ 1 vài giới hạn khi sử dụng ảnh viễn thám để xây dựng bản đồ mơi trường biển do

sự suy giảm bức xạ ánh sáng trong nước Trong vùng biển nhiệt đới, sự xuyên thấu của bức xạ trong nước khác nhau tuỳ thuộc vào tính năng của mỗi băng phổ Ví dụ, sự xuyên thấu của các bức xạ ở băng phổ màu xanh dương sâu hơn băng phổ màu xanh lá cây, trong khi băng phổ màu đỏ thâm nhập sâu vài mét và bức xạ hồng ngoại gần thì chỉ xuyên thấu vài cm (Jerlov, 1968) Sự hấp thu nước trên mỗi băng phổ phụ thuộc vào bước sĩng, độ sâu và độ đục của nước (Ivanoff gốc 1974 trích dẫn từ Chauvaud, năm 1998) Sự xuyên thấu của bức xạ cũng phụ thuộc vào bước sĩng ánh sáng nhũ tương nhiếp ảnh và cảm biến điện tử được sử dụng Ảnh Landsat TM bao phủ gồm nhiều băng phổ (Jerlov, 1968) Ackeson và Klemas (1987) đã sử dụng ảnh Landsat

TM để xây dựng bản đồ phân bố cỏ biển ở Florida Họ cũng sử dụng các băng phổ vùng nhìn thấy đối với ảnh Landsat TM (Hashim và ctv, 2001)

Landsat ETM+ cung cấp 4 băng phổ như xanh dương (450 - 520nm), xanh lá cây (520-600nm), đỏ (630-690 nm) và một phần vùng cận hồng ngoại (760-900 nm) cĩ liên quan cho các mục tiêu giải đốn các đối tượng dưới nước với độ phân giải ở 30 mét Vùng quang phổ gần hồng ngoại cĩ thể đã đang được quan tâm cho các điều kiện sinh sống vùng cạn Phương pháp phân loại đã được thử nghiệm cho hệ sinh thái sinh vật sống đáy ở New Caledonia (Nam Thái Bình Dương) bằng cách sử dụng bộ cảm biến Landsat ETM+ để phân loại Sự xác định các lớp chủ yếu dựa vào các loại ảnh đa phổ Kết quả chỉ ra rằng tại các vùng cạn hơn 5 mét, sinh vật sống đáy cĩ thể được phát hiện như các thảm cỏ biển Kết quả của họ minh chứng rằng các dữ liệu viễn thám là rất khả thi sử dụng để giám sát các thảm cỏ biển vùng biển nơng (Guenole và ctv, 2003)

Các ảnh viễn thám độ phân giải khơng gian lớn được áp dụng để giám sát và lập bản

đồ cỏ biển 1 cách chi tiết hơn Thảm thực vật biển ở đảo Moorea được xây dựng bằng

cách sử dụng ảnh SPOT (độ phân giải 20m x20 m) do ơng Belsher Ảnh hàng khơng,

mỗi điểm ảnh 5m x 5m, được sử dụng để lập bản đồ các thảm cỏ biển ở Vịnh Fort de France tại Martinique bởi Manere Tất cả các kết quả này đều chứng minh rằng ảnh hàng khơng màu thật 5m cĩ thể hiển thị 1 cách chi tiết các khu vực ven biển (Chauvaud, 1998)

Puvadol Doydee (2005) theo dõi hiện trạng sử dụng đất ven biển khu vực nghiên cứu khoảng 46.785,69 ha tại Vịnh Banten đã được quan sát phát hiện sự thay đổi giữa các loại ảnh vệ tinh vào năm 1994 và 2001 Các thay đổi này quan trọng để nhận biết và xác định phương pháp phân tích sự thay đổi được lựa chọn Bước tiền xử lý ảnh nhằm loại bỏ các lỗi từ dữ liệu ảnh raster như hiệu chỉnh bức xạ, hiệu chỉnh hình học và hiệu chỉnh hình ảnh Bước xử lý ảnh gồm các kỹ thuật phân loại giám sát và phát hiện thay

đổi Sự thay đổi giảm diện tích tự nhiên là do tốc độ tăng trưởng dân số và gia tăng

hoạt động của vùng này

Yagoub M.M và Giridhar R.K (2006) cho biết các vùng ven biển dễ bị tổn thương nhất cho những thay đổi về sử dụng đất trong thời kỳ cơng nghiệp hĩa nhanh chĩng và

đơ thị hĩa ðiều này cần thiết đánh giá sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất để phát triển

các chiến lược quản lý 1 cách hiệu quả Mục tiêu chính của nghiên cứu này là để đánh giá và xác định thay đổi hiện trạng ven biển Abu Dhabi từ 1972 đến 2000 sử dụng vệ tinh LANDSAT đa thời gian và kỹ thuật phát hiện thay đổi Phân loại cĩ kiểm tra cùng với các chuyên gia kỹ thuật giải đốn ảnh được sử dụng để tạo ra ảnh phân loại hiện trạng với độ chính xác 88% Kết quả nghiên cứu này cho thấy tính chất quan trọng của

sử dụng đất ven biển tại vùng bờ biển Abu Dhabi gồm vùng đất ngập nước và thảm thực vật thân gỗ (rừng ngập mặn, đại diện bởi lồi mắm) đã giảm đáng kể khi khu vực này cải tạo, nạo vét và các hoạt động của con người dọc theo vùng ven biển Tuy nhiên, trong giai đoạn 1990 đến 2000 diện tích rừng tăng nhanh do chính sách trồng rừng và quản lý thảm thực vật của chính phủ Abu Dhabi Nghiên cứu này đã đưa ra một cách nhìn tổng quan và biện pháp quản lý tốt cho sự thay đổi vùng ven biển cho Abu Dhabi trong giai đoạn 3 thập kỷ

Peta Sanderson (2001) đã thực hiện các ứng dụng của viễn thám để quản lý mơi trường ven biển của Singapore Dữ liệu viễn thám đã được sử dụng để lập bản đồ mơi trường sống dưới biển, giám sát chất lượng nước, phát hiện tàu thuyền hoạt động, phát hiện sự

cố tràn dầu, theo dõi thủy triều đỏ và lập bản đồ của các hoạt động khai hoang Các

ứng dụng này là cơ hội để sử dụng dữ liệu viễn thám ở vùng ven biển và là nhu cầu

cho các nghiên cứu cơ bản hồn chỉnh hơn về các nguồn tài nguyên thiên nhiên và mơi trường sống cũng như giám sát các tác động của sự phát triển mơi trường trên biển và ven biển Ngồi ra nghiên cứu cịn cĩ định hướng quản lý và tiếp tục phát triển và cập nhật các bộ dữ liệu cĩ sẵn Hợp nhất và trao đổi thơng tin giữa các cơ quan quản lý và các nhĩm nghiên cứu cũng là một khía cạnh quan trọng cho quản lý bền vững mơi trường ven biển và các nguồn tài nguyên biển của Singapore

Faik Ahmet Sesli (2008), lập bản ñồ bờ biển và phát hiện sự thay ñổi ñường bờ biển là những vấn ñề quan trọng cho an toàn hàng hải, quản lý tài nguyên ven biển, bảo vệ môi trường ven biển, phát triển vùng ven biển và quy hoạch bền vững Các thay ñổi về hình dạng ñường bờ biển về cơ bản có thể ảnh hưởng ñến môi trường vùng ven biển ở Thỗ Nhĩ Kỳ Nghiên cứu này giới thiệu một phương pháp hiệu quả ñể giám sát thay

ñổi bờ biển và sử dụng ñất ven biển sử dụng chuỗi không ảnh (1973 và 2002) và ảnh

vệ tinh (2005) che phủ cùng một khu vực ñịa lý Kết quả cho thấy hiệu quả của việc sử dụng không ảnh kỹ thuật số và các dữ liệu viễn thám giám sát một khu vực rộng lớn về tình trạng sử dụng ñất ven biển Giám sát sử dụng ñất ven biển cần thiết cho việc lập

kế hoạch khu vực ven biển ñể bảo vệ các khu vực ven biển do biến ñổi khí hậu và các quá trình tác ñộng khu vực ven biển khác

Nayak Shailesh (2004) cho biết vùng ven biển ñại diện hệ sinh thái ña dạng và có năng suất cao như rừng ngập mặn, rạn san hô, cỏ biển và cồn cát ở National Marine Park, Vịnh của Kachchh, Ấn ðộ Các hệ sinh thái dưới áp lực về các hoạt ñộng của con người gia tăng ở vùng bờ biển, là kết quả của toàn cầu hóa Vấn ñề này cần thiết ñể bảo vệ các hệ sinh thái ven biển phát triển bền vững ðiều này ñòi hỏi thông tin về môi trường sống, ñịa mạo, quy trình ven biển, chất lượng nước và các mối nguy hiểm tự nhiên Thuận lợi chính của dữ liệu viễn thám là giám sát sự thay ñổi theo ñịnh kỳ Sự kết hợp của dữ liệu ñộ phân giải trung bình và cao ñã cung cấp bản ñồ chi tiết về hiện trạng sử dụng ñất ven biển tỉ lệ 1:25,000 ñể thực hiện các biện pháp quy ñịnh vùng ven biển Nhận ra giá trị từ các thông tin thu nhận ñược từ ảnh viễn thám, các cơ quan trung ương và chính phủ ñáp ứng phần trách nhiệm về việc bảo tồn các hệ sinh thái ven biển hiện ñang áp dụng các dữ liệu viễn thám ngày càng nhiều và hiện tại việc áp dụng viễn thám và kỹ thuật viễn thám là thói quen sử dụng của họ

Dingtian Yang và Chaoyu Yang (2009) ñề xuất rằng phân bố cỏ biển là một chỉ số rất quan trọng ñối với quản lý và bảo vệ ven biển Phân bố cỏ biển thay ñổi ñược sử dụng như là chỉ số ñể phân tích những lý do thay ñổi Sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird, CBERS (Trung Quốc) và các dữ liệu Landsat ñể phục hồi từ các mô hình quang sinh học và phân bố cỏ biển (Enhalus acoroides, Thalassia hemperichii) tại vịnh Xincun, tỉnh Hải Nam và phân tích sự thay ñổi cỏ biển từ 1991 ñến 2006 Kết quả cho thấy rằng các dải quang phổ ở 555, 635, 650 và 675 nm là nhạy cảm với chỉ số diện tích lá (LAI) Phát hiện cỏ biển với QuickBird là chính xác hơn so với Landsat TM và CBERS, năm lớp hiện trạng có thể ñược phân loại một cách chi tiết và ñược sử dụng

ñể hiệu chỉnh cho dữ liệu cỏ biển từ ảnh viễn thám Landsat TM và CBERS Phân tích

những lý do giảm diện tích cỏ biển chỉ ra rằng chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nuôi trồng thủy sản và các cơn bão lớn trong những năm gần ñây hay do thay ñổi hiện trạng sử dụng ñất ven bờ

Ảnh Landsat-TM (băng phổ 234) xác ñịnh các ao nuôi tôm hiện tại, rừng ngập mặn

còn lại và hiện trạng sử dụng ñất liền kề với các trang trại nuôi tôm hiện có và ñề xuất

các khu trang trại nuơi tơm mới và đồng thời cung cấp thơng tin về chất lượng nước gần khu vực vùng cửa sơng

1.2.2 Ứ ng dụng viễn thám trong nuơi trồng thủy sản biển

Các hệ sinh thái ven biển cung cấp các dịch vụ quan trọng như mơi trường sống cho

động vật và thực vật và các ảnh hưởng của mơi trường Tuy nhiên, tác động của con

người như hoạt động thủy sản hoặc cải tạo phá hủy mơi trường và các hệ sinh thái ven biển Vì vậy, điều này cần thiết để nắm rõ tình hình hiện tại vùng ven biển để bảo tồn hoặc khơi phục các hệ sinh thái ven biển Nghiên cứu này xem xét khả năng ảnh ALOS để lập các loại bản đồ khác nhau của các hệ sinh thái ven biển và thủy sản ðầu tiên, thảm cỏ biển được chọn ở Akkeshi Lake và nuơi trồng thủy sản lồng bè ở Yamada Bay, Nhật Bản Phân loại Giám sát ảnh đa phổ AVNIR2 tại Akkeshi Lake cĩ thể phát hiện phân bố cỏ biển trong khu vực nơng của hồ Ảnh AVNIR2 trắng đen với

ảnh PRISM trắng đen tại Vịnh Yamada xác định thành cơng các loại hình nuơi trồng

thuỷ sản như bè gỗ (12x4m) và bè phao và các loại bè dây thừng Kết quả này cho thấy

ảnh ALOS thực sự hữu ích trong cơng tác giám sát và thành lập bản đồ hệ sinh thái

ven biển và nuơi trồng thủy sản

Xue Zhenshan (2010) đã tiến hành áp dụng rộng rãi cơng nghệ viễn thám trong việc khảo sát tài nguyên ven biển và nghiên cứu mơi trường sinh thái Các phương pháp khai thác đối tượng ven biển đang dần đổi mới So với giải đốn thủ cơng truyền thống

và phân loại dựa trên điểm ảnh, kỹ thuật phân loại hướng đối tượng được sử dụng để làm tăng độ chính xác phân loại và giảm đáng kể hiện tượng “muối tiêu“ trên ảnh Với

sự gia tăng các tài liệu tham khảo khơng gian của viễn thám và đặc tính cấu trúc, kỹ thuật hướng đối tượng cĩ triển vọng ứng dụng rộng rãi Trong bài viết này, phương pháp hướng đối tượng được áp dụng để trích xuất nuơi trồng thuỷ sản bằng cách sử dụng hình ảnh CBERS-02B Phương pháp này sử dụng các phương pháp phân tích ảnh như phân vùng ảnh, phân đoạn sáp nhập, các tính năng phân tích quang phổ và khơng gian để loại bỏ đặc tính nước Kết quả cho thấy phương pháp này rất hiệu quả và chính xác để chiết xuất thơng tin nước nuơi trồng thủy sản sử dụng dữ liệu CBERS - 02B Tiềm năng của viễn thám trong ngành thủy sản và nuơi trồng thủy sản được đánh giá cao và được khởi đầu bởi Kapetsky và Caddy (1985), Mooneyhan, (1985) và Travaglia

và Appelkamp (1985) (trích dẫn trong FAO, 2007) Kể từ đĩ dữ liệu viễn thám chứng minh cĩ nhiều cơng dụng trong phát triển và quản lý nuơi trồng thủy sản Trong nghiên cứu này, một ví dụ điển hình được trình bày việc ứng dụng viễn thám trong

đánh giá thích nghi và ví dụ nổi bật khác sử dụng viễn thám đĩng vai trị quan trọng

trong quản lý nuơi trồng thuỷ sản do thiếu các bản đồ kỹ thuật số hoặc các bản đồ giấy hoặc bản đồ số, dữ liệu từ viễn thám và ảnh hàng khơng được sử dụng như dữ liệu GIS nền cho nuơi trồng thủy sản ven biển ở Inđơnêxia Một ứng dụng khác là xây dựng hiện trạng đất và nước đang sử dụng và hiện trạng che phủ đất và các lớp hiện trạng dưới nước cho việc lập các kế hoạch chiến lược và đánh giá thích nghi (Kapetsky,

McGregor và Nanne, 1987) Việc cập nhật và giám sát của vùng nuôi trồng thủy sản ven biển là cơ sở cho việc quản lý và các quy ựịnh tận dụng lợi thế của ảnh viễn thám SAR (Synthetic Aperture Radar) cho bộ cảm biến quan sát "thời tiết" là một ứng dụng

ựặc trưng của một nghiên cứu về GIS thủy sản Hơn nữa, viễn thám cũng ựược ứng

dụng ựể giám sát chất lượng nước biển ven bờ, ựặc biệt liên quan ựến "thủy triều ựỏ"

là một mối ựe dọa ựối với các sinh vật nuôi trồng, hoặc gián tiếp ảnh hưởng ựến con người thông qua các loại nuôi trồng có chứa ựộc chất (như ựộng vật 2 mãnh vỏ) Các

ứng dụng "thời gian thực" hay "kiểu khắ hậu" cho ựánh giá thắch nghi và quy hoạch

gồm nhiệt ựộ, chiều cao sóng, và dòng chảy Viễn thám sóng âm cũng ựược ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản biển và ựược sử dụng ựể ựánh giá hàm lượng hữu cơ thải ra

từ lồng bè nuôi cá (Hughes Clark, Wildish và Duxfield, 2002)

1.2.3 Nghề nuôi lồng biển trên thế giới

Sản lượng nuôi thủy sản thế giới ựang tiếp tục tăng đối với cá biển, mặc dù còn lịch

sử phát triển còn khá mới so với các nhóm ựối tượng khác, tuy nhiên, sản lượng cá biển nuôi không ngừng tăng lên với tốc ựộ nhanh, trung bình 9,5%/năm, chỉ sau giáp xác 11,0%/ năm trong giai ựoạn 1970-2002 đặc biệt, sản lượng cá biển tăng 12,3

%/năm trong giai ựoạn 1990-2000

Sản lượng cá biển ựạt gần 3 triệu tấn và giá trị trên 10 triệu USD, 10 nước có nghề nuôi cá lồng biển phát triển nhất hiện nay gồm Na Uy (652.300 tấn), Chile (588.060 tấn), Trung Quốc (287.301 tấn), Nhật bản (268.921 tấn), Anh (131.481 tấn), Canada (98.441 tấn), Ai Cập (76.212 tấn), Thỗ Nhĩ Kỳ (68.173 tấn), Hàn Quốc (31.895 tấn) và

đan Mạch (31.192 tấn) Các loài cá nuôi lồng chủ yếu hiện nay là cá hồi ựại dương

(Salmo salar) chiếm trên 50% tổng sản lượng cá biển nuôi Ở các nước Châu Á, số loài

cá biển nuôi rất phong phú, với trên 50 loài Cá cam, cá tráp, cá hồng, chẽm, cá mú, cá bớp, cá măng là những loài ựược nuôi rất phổ biến (FAO, 2006)

Cá biển luôn là nguồn thực phẩm có giá trị cao, hầu hết các nước có biển ựều mong muốn tăng nhanh sản lượng nuôi ựể bù ựắp sản lượng cá biển khai thác tự nhiên ựang

có xu hướng giảm sút Theo các báo cáo ựược công bố, nuôi cá biển sẽ phát triển nhanh và ựạt sản lượng từ 3,5 Ờ 4 triệu tấn vào năm 2010 Các ựối tượng nuôi quan trọng là: cá hồi sẽ ựạt khoảng 2 triệu tấn vào năm 2010, trong ựó riêng Nauy sẽ ựạt 1 triệu tấn, Chile khoảng 0,5 triệu tấn; các loài cá quý hiếm như cá song, cá tráp, cá hồng, cá cam,Ầ sẽ ựược chú trọng phát triển nuôi ở khu vực đông Á, đông Nam Á và

địa Trung Hải Sản lượng của nhóm cá này ước tắnh sẽ ựạt 0,5 Ờ 0,6 triệu tấn vào năm

2010

1.2.4 Các nghiên cứu ốc hương trên thế giới

Theo Wang Y và ctv (2011), ốc hương phân bố ngoài tự nhiên chủ yếu ở khu vực

đông Nam Á, kéo dài từ Ceylon và quần ựảo Nicobar qua Vịnh Thái Lan, cùng Việt

Nam và bờ biển Trung Quốc ựến đài Loan (Altena và Gittenberger, 1981) Nó là chủ

yếu ựược tìm thấy trên ựáy bùn và cát ven biển không vượt quá ựộ sâu 5-10m (Panichasuk, 1996) Ốc hương là một ựộng vật thân mềm ựược sử dụng phổ biến trong các nghiên cứu mô hình về ựộc tắnh kim loại nặng và lây truyền của các ựộc tố sinh học (Chen và Chou, năm 1998; Supanopas và ctv, 2005)

Tốc ựộ tăng trưởng trung bình trọng lượng cơ thể ốc là 0,91-1,07g/tháng và 0,82-0,98 g/tháng tương ứng cho mô hình ao lót vải bạt và thử nghiệm ao ựất Vào cuối của thắ nghiệm, trọng lượng ốc dao ựộng từ 5,6-6,6 và 5,2-6,2 g/con tương ứng cho ao lót vải bạt và thử nghiệm ao ựất Tổng năng suất trên mỗi chu kỳ nuôi là 1.930 và 1.760 kg tương ứng cho ao vải lót bạt và thử nghiệm ao ựất Nghiên cứu này chỉ ra rằng sự phát triển của ốc tiền trưởng thành nuôi trong ao ựất lợi nhuận cao hơn so với nuôi trong các ao lót vải bạt

Theo Yutaka Natsukari (2003), nuôi ốc hương trong ao lượng nước biển trao ựổi 50% trong 7 ngày Tốc ựộ tăng trưởng trung bình trọng lượng cơ thể ốc hương tương ứng là 0,63, 0,58, 0,60, 0,41 và 0,39 mo-1 Tỷ lệ sống là 98,5, 98,0, 97,5, 94,5 và 94,5% cho

ốc ựược bố trắ các mật ựộ tương ứng là 100, 200, 300, 400, 500 con/m2 Kết quả cho

thấy rằng mật ựộ nuôi ảnh hưởng ựến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của ốc hương Ở 100-300 con/m2 ốc hương tăng trưởng và tỷ lệ sống cao hơn so với 400 và 500 con/m2

1.3 SƠ LƯỢC đẶC đIỂM VÙNG VEN BIỂN

1.3.1 Vùng ven biển

Vùng ven biển là vùng chuyển tiếp giữa biển và lục ựịa, chịu tác ựộng của sự tương tác giữa thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển và khắ quy

ển, hình thành nên sự ựa dạng về tài nguyên thiên nhiên, ựa dạng sinh học và giàu

khoáng sản Vùng ven biển chỉ chiếm 20% bề mặt trái ựất nhưng ựóng vai trò quan trọng ựối với cuộc sống con người trên hành tinh chúng ta Khoảng 50% dân số thế giới sinh sống trong phạm vi 200 km vùng ven biển Mật ựộ dân số trung bình ở vùng ven biển vào khoảng 80 người/km2, gấp ựôi mật ựộ dân số trung bình trên toàn thế giới Trên 70% các thành phố ựông dân nhất thế giới (hơn 8 triệu dân) nằm ở vùng ven biển Các hệ sinh thái ven bờ ựóng góp 90% sản lượng thủy sản thế giới, sản sinh ra 25% năng suất sinh học Thực sự các hệ sinh thái ựang gánh trách nhiệm làm sạch và bảo vệ môi trường vùng ven biển trước các hoạt ựộng kinh tế của con người Do ựó, vùng ven biển là quan trọng ựối với các quốc gia có biển, trở thành tiền ựề cho sự phát triển ựa ngành, ựa mục tiêu, trong ựó có thuỷ sản, du lịch, hàng hải, dầu khắ Tuy nhiên, vùng này lại luôn chịu những sức ép rất lớn của các quá trình tự nhiên và các hoạt ựộng của con người, dẫn ựến luôn biến ựộng, thường bị suy thoái và ô nhiễm Việt Nam có phần lãnh thỗ trên ựất liền nằm bên bờ Biển đông với chiều dài ựường

bờ biển trên 3.260 km, có vùng biển rộng trên 1 triệu km2, trung bình khoảng 100 km2

ựất liền có 1 km bờ biển (cao gấp 6 lần tỉ lệ này của thế giới), không một nơi nào trên ựất nước ta lại cách xa biển hơn 500km Ven bờ có khoảng 3.000 hòn ựảo lớn, nhỏ các

loại, chủ yếu nằm ở Vịnh Bắc bộ Vùng ven biển Việt Nam có dân cư tập trung khá

ựông ựúc, với khoảng khoảng gần 27 triệu người, trong ựó lao ựộng gần 18 triệu người

(năm 2010) Dự tắnh năm 2020, dân số vùng ven biển khoảng trên 30 triệu người, trong ựó, lao ựộng khoảng gần 19 triệu người Vì vậy, vùng ven biển ựã gắn bó mật thiết và ảnh hưởng lớn ựến sự phát triển kinh tế- xã hội, ựảm bảo quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi trường của mọi miền ựất nước

1.3.2 đặ c ựiểm vùng ven biển

Vùng ven biển (hay còn gọi là vùng bờ) là vùng giao hội của biển và ựất liền đó là nơi các quá trình sinh thái phụ thuộc vào sự tương tác lẫn nhau khá phức tạp giữa ựất liền và biển Vùng bờ là một phần trong ựới bờ, có những ựặc tắnh tương tự như ựới

bờ Vùng này bao gồm hai phần: vùng ựất ven biển (vùng ven biển) và vùng biển ven

bờ (vùng ven bờ) Phạm vi lớn nhỏ của vùng bờ tuỳ thuộc vào nhu cầu và khả năng quản lý

Vùng bờ Ộlà vùng mà ở ựó lục ựịa và biển tương tác với nhau, với ranh giới về ựất liền

ựược xác ựịnh bởi giới hạn các ảnh hưởng của biển ựến lục ựịa và ranh giới về biển ựược xác ựịnh bởi giới hạn các ảnh hưởng từ lục ựịa ựến biểnỢ

Tại Việt Nam, nghị ựịnh 25 của Chắnh phủ về Quản lý tổng hợp tài nguyên và bảo

vệ môi trường biển, hải ựảo ban hành ngày 6/3/2009 ựã chỉ rõ: ỘVùng ven biển là vùng chuyển tiếp giữa lục ựịa và biển, bao gồm vùng biển ven bờ và vùng ựất ven biển

ựược xác ựịnh theo ranh giới hành chắnh ựể quản lýỢ

1.3.3 Chức năng của vùng ven biển

Vùng ven biển có chức năng và tầm quan trọng rất lớn ựối với nền kinh tế của tất cả các quốc gia có biển và không có biển, cung cấp tài nguyên, ựịa thế, môi trường phát triển cho các ngành kinh tế Các hoạt ựộng ở vùng ven biển trong nhiều nước ựã góp phần ựáng kể vào sự tăng trưởng GDP của quốc gia Vắ dụ như Sri Lanka, vùng ven biển chỉ chiếm 20% diện tắch ựất cả nước nhưng ựã ựóng góp 40% GDP của quốc gia với 50% dân số sống ở ựây Nhiều cộng ựồng dân cư ở các nước đông Nam Á phụ thuộc vào các ngành công nghiệp như: dầu khắ, ựóng tàu, khai thác- nuôi trồng thủy sản, cảng biển, vận tải ựường thủy, làm muối, năng lượng sạch và du lịch ở vùng ven biển.Vùng ven biển có nhiều lợi thế ựể phát triển ựa ngành nghề, ựa lĩnh vực và nó kéo theo nhiều vấn ựề xã hội Vùng ven biển có vai trò và vị trắ quan trọng cho phát triển kinh tế và các vấn ựề sinh hoạt khác, là nơi sinh sống lý tưởng bởi tắnh chất khắ hậu ôn hòa, thịnh vượng về tài nguyên, nên cũng là nơi cung cấp chỗ ở cho cộng ựồng dân cư các châu thỗ trên thế giới

Dân số ước tắnh sống ở vùng ven biển ở cuối thế kỷ 20 bằng với dân số toàn cầu trong những năm 50 của thế kỷ 20 Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng hiện nay dân số ước tắnh

ựang sống ở vùng bờ biển trên thế giới chiếm 50-70% trong số 5,3 tỉ người Tuy nhiên,

có sự khác nhau lớn giữa các nước về dân số, việc làm, mật ựộ dân cư , thu nhập ở

vùng bờ biển, chẳng hạn ở Kenya chỉ có 17% tổng số dân ựịnh cư dọc bờ biển Xu hướng tăng dân số vẫn còn tiếp tục và trong 30 năm tới, dân số ước tắnh sinh sống vùng bờ sẽ nhiều hơn dân số toàn cầu hiện nay (NOAA, 1994) Sự tăng trưởng kinh tế cung cấp việc làm và cơ hội ựầu tư, các thành phố ven biển ựã trở thành những Ộthỏi nam châmỢ thu hút những người ựang tìm kiếm cơ hội cải thiện kinh tế Sức thu hút của vùng ven biển cũng còn ở du lịch, giải trắ Nhiều vấn ựề ựã ựược ựặt ra trong quản

lý và qui hoạch liên quan ựến mật ựộ dân cư, sự phát triển các công trình xây dựng, sự mâu thuẫn giữa quyền sử dụng công cộng và tư nhân các bãi biển và vùng ựất ven biển, làm gia tăng áp lực lên tài nguyên vùng ven biển và cơ sở hạ tầng chẳng hạn như giao thông, ựất ựai và hệ thống nước thải Do vậy, vùng ven biển thực sự năng ựộng và

ựầy ựủ các loại hình dịch vụ phát triển Việt Nam chúng ta là một quốc gia biển với

70% dân số sống ở vùng ven biển và các hoạt ựộng kinh tế chủ yếu tập trung ở vùng ven biển và trên biển, ựang phát triển tương ựối nhanh, mức tăng bình quân GDP hàng năm ựạt từ 8 - 9%, phát triển kinh tế ựang là mục tiêu của Chắnh phủ và cộng ựồng

đồng thời với mức sống ựược nâng cao, sức ép ựối với tài nguyên và môi trường cũng

không ngừng gia tăng, qua những năm gần ựây thể hiện sự phát triển chưa bền vững

đó cũng là thách thức không nhỏ ựối với Chắnh phủ, các nhà quản lý và cộng ựồng cư

dân (Anh và ctv, 2011)

1.3.4 Tài nguyên vùng ven biển

a) Tài nguyên tự nhiên

Tài nguyên tự nhiên là toàn bộ giá trị vật chất sẵn có trong tự nhiên (như nguyên liệu, nhiên liêu, vật liệu do tự nhiên tạo ra mà loài người có thể khai thác và sử dụng trong sản xuất và phục vụ ựời sống), là những ựiều kiện cần thiết cho sự tồn tại của

xã hội loài người

Theo quan niệm mới: Tài nguyên thiên nhiên là toàn bộ các dạng vật chất hữu dụng cho con người, cũng như các yếu tố tự nhiên mà con người có thể sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp ựể phục vụ cho chắnh sự phát triển của họ Theo quan niệm này, tài nguyên thiên nhiên cũng là những hợp phần của môi trường tự nhiên và các dạng phi vật chất mà con người có thể sử dụng trực tiếp hay gián tiếp Như vậy, các dạng vật chất và các hợp phần của môi trường tự nhiên không hữu dụng hoặc ngược lại có thể gây tác hại cho sự sống và phát triển thì không ựược quan niệm là tài nguyên thiên nhiên

Mặc dù tài nguyên tự nhiên nhìn chung rất phong phú, ựa dạng và thậm chắ là vô tận (ựối với các nguồn tài nguyên phục hồi), nhưng nếu sử dụng không hợp lý thì ựến một lúc nào ựó sẽ vượt quá khả năng tự phục hồi, tái tạo ựối với các nguồn tài nguyên phục hồi và cạn kiệt ựối với các nguồn tài nguyên không phục hồi Chắnh vì thế, vấn ựề bảo

vệ và sử dụng hợp lắ tài nguyên tự nhiên có ý nghĩa rất lớn cho sự phát triển bền vững

b) Sinh thái vùng ven biển

Vùng ven biển là vùng chuyển tiếp từ phần ñất liền sang biển Thủy triều, sóng, nguồn nước ngọt ñổ từ sông ra biển và vùng nước nông tạo nên một môi trường với các ñiều kiện thường xuyên thay ñổi Trong môi trường ñó, có nhiều trạng thái, từ nước mặn tới nước ngọt, từ ñá cứng tới hạt ñất mịn, từ sáng tới tối, từ vùng nước ñục tới vùng nước trong, từ vùng nước ñọng tới vùng nước chảy, từ trạng thái chìm tới trạng thái nổi Phân hệ hữu sinh nơi ñây bao gồm các hệ sinh thái với các quần xã vô cùng ña dạng,

ñã thích nghi với ñiều kiện sống tại vùng chuyển tiếp này Phân hệ hữu sinh thích ứng

với tính ña dạng và năng suất sinh học nổi trội là ñặc ñiểm của vùng ven biển Là nơi tập trung các hệ sinh thái, hai phần ba hệ sinh thái ñại dương tập trung ở vùng ven biển

và ba phần tư tổng năng suất sinh học (gC/m2) sơ cấp cũng tập trung ở ñây Tính từ vùng núi cao ñến vùng biển sâu nhất thì vùng ven biển là nơi có năng suất sản xuất sinh học tối ưu Hệ sinh thái ven biển cũng tạo ñiều kiện tốt cho các chức năng sinh thái và tạo ra các mặt hàng tự nhiên cho con người Việc duy trì hệ sinh thái này ñể có thể phục vụ cho các chức năng sinh thái tự nhiên là ñiều không thể thiếu ñể phát triển bền vững hệ sinh thái của trái ñất

c) Hệ sinh thái cỏ biển

Cỏ biển phân bố rộng ở nhiều vùng ven biển nhiệt ñới và ôn ñới có nền nước nông, nước trong và không có sóng mạnh Nó không phát triển ở những vùng biển có năng lượng sóng mạnh ñặc biệt là trong và gần vùng biển có sóng cồn, sóng vỡ hoặc vùng cửa sông nhập lưu của nhiều dòng sông lớn có mang theo nhiều bùn cát Cũng giống như hệ sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô, hệ sinh thái cỏ biển cũng tập trung phần lớn ở vùng nhiệt ñới và ôn ñới Theo số liệu thống kê chưa ñầy ñủ của Trung tâm giám sát bảo vệ thế giới (WCMC) thuộc chương trình môi trường LHQ (UNEP), diện tích

cỏ biển trên thế giới hiện ở vào khoảng 177.000km2 Tuy nhiên, con số này không ñầy

ñủ do chưa có một cuộc khảo sát nào ngoài khơi bờ biển phía tây của châu Phi và Mỹ

Latinh Ở Việt Nam, cỏ biển phân bố dọc theo bờ biển, từ Bắc cho tới Nam, vùng triều ven biển, ven ñảo, vùng cửa sông, rừng ngập mặn, ñầm phá, vũng, vịnh với diện tích

ước tính 16.000ha (Anh và ctv, 2011)

Vai trò của quần xã cỏ biển trong hệ sinh thái ven biển là cung cấp môi trường sống cho nhiều loài cá, ñộng vật không xương sống và các ñộng vật khác, cung cấp nguồn thức ăn cho các sinh vật ñịnh cư vĩnh viễn hoặc tạm thời ở ñó Ngoài ra, lá cỏ còn thu giữ các trầm tích và cũng làm giảm dòng chảy và tác ñộng của sóng, do ñó có tác dụng

ổn ñịnh môi trường, chống xói mòn Hệ thống rễ liên kết các trầm tích và ngăn cản sự

tái tạo các thể vẩn, và cỏ biển cũng bảo vệ rạn san hô bằng cách liên kết trầm tích và làm sạch nước Bên cạnh ñó, cỏ biển cũng ñóng vai trò rất quan trọng ñối với các chu

kỳ cácbon ñại dương và khí hậu cũng như bảo vệ bờ biển Khó có thể ño ñược giá trị kinh tế thực sự do cỏ biển ñem lại Tuy nhiên, diện tích cỏ biển trên thế giới ñang ngày

càng bị thu hẹp Trong vòng một thập kỷ vừa qua, khoảng hơn 30.000 km2 tảo biển ñã

bị phá hủy (Anh và ctv, 2011) Những nguyên nhân chính dẫn ñến hậu quả này là do các chất dinh dưỡng và trầm tích từ hoạt ñộng của con người ñổ ra biển, tàu bè, lấn

ñất, hoạt ñộng nạo vét và một số phương pháp ñánh bắt cá

1.3.5 Cạnh tranh tài nguyên giữa các ngành

Trong vùng ven biển, sự cạnh tranh giữa các bên liên quan khác nhau ñối với việc sử dụng tài nguyên và môi trường thường dẫn ñến những xung ñột mãnh liệt và dẫn ñến

sự phá hủy tính thống nhất tài nguyên Việc tìm hiểu mối liên hệ và tác ñộng qua lại của các ngành nghề liên quan sẽ giúp các nhà quản lý ñưa ra chiến lược bảo ñảm cho tất cả các nhóm hợp tác chặt chẽ với nhau và khai thác, sử dụng một cách hợp lý tài nguyên và môi trường phù hợp với ñặc thù sinh thái của từng vùng

a) Du lịch - giải trí và các ngành khác

Du lịch và giải trí có thể ñược coi như là ngành công nghiệp sạch Cũng như các ngành nghề khác, khi ngành du lịch và giải trí phát triển cũng tạo ñộng lực cho các ngành nghề khác phát triển chẳng hạn như hệ thống nhà hàng khách sạn, các dịch vụ về văn hóa truyền thống, kinh tế xã hội, thương mại, các làng nghề truyền thống, v.v Bên cạnh ñó, phát triển du lịch cũng tác ñộng ñến một số ngành nghề hoặc lĩnh vực hoạt

ñộng khác Cụ thể, phát triển du lịch có thể làm mất cảnh quan tự nhiên, hệ sinh thái

của một vùng miền nào ñó, du lịch lặn biển khám phá san hô có thể làm cho môi trường sống của san hô và các loài thủy sản sống trong khu vực ñó bị ảnh hưởng Hơn nữa, ngành du lịch cũng thải không ít rác thải ra môi trường Vì thế cũng ảnh hưởng

ñến lĩnh vực khai thác và nuôi trồng thủy sản

b) Nuôi trồng thủy sản và các ngành khác

Các ñối tượng nuôi của ngành nuôi trồng thủy sản thường rất nhạy cảm với môi trường sống Vì thế ñây là lĩnh vực dễ bị ảnh hưởng từ các lĩnh vực, ngành nghề khác Tuy nhiên, nuôi trồng thủy sản cũng tác ñộng không nhỏ ñến các lĩnh vực như du lịch, bảo tồn, môi trường, khai thác thủy sản, v.v… Trong những năm gần ñây, việc thúc ñẩy phát triển nuôi trồng thủy sản và mở rộng ao nuôi ñã phá hủy nhiều hệ sinh thái Ví dụ, rừng ngập mặn bị ô nhiễm vượt quá khả năng lọc chất thải của nó; hoặc chặt phá hay phát quang rừng bừa bãi khiến cho ngành khai thác thủy sản phải trả giá vì không có nơi cho cá sinh sản và ñiều ñó cũng ñồng nghĩa với việc ảnh hưởng ñến một bộ phận dân cư vốn sống bằng nghề này Bên cạnh ñó, xử lý nước thải không tốt từ khâu xử lý

ao nuôi, thuốc chữa bệnh cho vật nuôi, dịch bệnh, v.v , ñã ñưa vào môi trường nhiều hóa chất ñộc hại ðối với ngành nuôi trồng thuỷ sản nước ta, do quy hoạch vùng nuôi chưa hợp lý, ñầu tư công nghệ vẫn còn lạc hậu, sản xuất manh mún và nhất là ý thức bảo vệ môi trường của các chủ nuôi chưa cao dẫn ñến cá, tôm bị bệnh chết hàng loạt

do môi trường nuôi bị ô nhiễm, gây thua lỗ cho người nông dân Bên cạnh ñó, một

ñiều ñang gây nhức nhối cho các nhà quản lý là hiện nay, lượng sa bồi các luồng, cửa

sông liên tục tăng Cho nên, công tác nạo vét ở các luồng vào cảng diễn ra thường xuyên hơn, khiến cho bùn cát và các vật chất gây ô nhiễm ñã lắng xuống lại bị ñưa lên, hoà tan trong nước, làm gia tăng các nguy cơ gây ô nhiễm ñến môi trường nước và hệ sinh thái xunh quanh Sự di chuyển của bùn cát lơ lửng còn là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ñục nước ở bãi tắm gây tác ñộng lên ngành du lịch, phần nào giảm ñi sự hấp dẫn ñối với ñịa ñiểm du lịch này trong lòng du khách

1.3.6 Các vấn ñề của vùng ven biển

a) Ô nhiễm môi trường

Nhìn chung, môi trường ven biển là một hệ thống thống nhất Khi mỗi môi trường thành phần (như nước, ñất, không khí, v.v) bị ô nhiễm, sẽ kéo theo các môi trường thành phần khác bị ảnh hưởng Tuy nhiên, môi trường nước có sự tác ñộng lớn nhất

ñến các thành phần môi trường khác Chất lượng nước bị ñe dọa từ nhiều nguồn khác

nhau như nguồn nước thải sinh hoạt, công nghiệp, sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp, vận tải, cầu cảng, v.v, là nguyên nhân dẫn ñến sự biến mất của nhiều sinh cảnh chẳng hạn như cỏ biển, hay lại gia tăng nhiều loài không mong muốn khác Sự ô nhiễm nguồn nước cũng liên quan ñến nước và rác thải từ các tàu thuyền, ñặc biệt ở các vũng vịnh kín và vùng cửa sông Các sự cố tràn dầu cũng là nguyên nhân ñe doạ môi trường biển Các nguồn ô nhiễm có nguồn gốc có thể là từ ñất liền thông qua hệ thống sông ngòi, rác thải trực tiếp và từ bầu khí quyển Chất thải, chất gây ô nhiễm từ các hoạt

ñộng trên ñất liền có thể kể ñến như: thuốc trừ sâu, kim loại nặng, ñộ ñục do phù sa và

những rác thải công nghiệp ñộc hại khác Thêm vào ñó, ô nhiễm môi trường do các hoạt ñộng tham quan, du lịch, nghỉ mát tại các bãi tắm và các khu nghỉ mát cũng là một trong những vấn ñề ñối với vùng ven biển

b) Suy thoái tài nguyên

Suy thoái tài nguyên chính là sự làm thay ñổi chất lượng và số lượng của tài nguyên thành phần, gây ảnh hưởng xấu cho ñời sống của con người, sinh vật và thiên nhiên Trong những năm gần ñây rừng ngập mặn ñã bị suy thoái nghiêm trọng, do chặt phá làm ao ñìa nuôi trồng thủy sản, lấy gỗ, lấy ñất sản xuất nông nghiệp Hậu quả là nơi sinh sôi của nhiều loài sinh vật biển bị hủy hoại, khí hậu vùng lân cận biến ñổi theo hướng xấu, bờ biển bị xói lở ðiều ñó tác ñộng ñến môi trường và các hệ sinh thái liên quan Rạn san hô, nơi trú ngụ của nhiều loài có giá trị kinh tế cao, nơi bảo tồn nguồn gen ña dạng và quý báu cũng ñang bị suy thoái ở nhiều nơi do khai thác quá mức, ô nhiễm môi trường, cùng những tác ñộng tiêu cực của du lịch biển Thiệt hại về môi trường là không thể bù ñắp ñược Tuy nhiên, trong việc xây dựng nhiều công trình kinh tế liên quan ñến biển, vấn ñề bảo tồn thiên nhiên biển lại chưa ñược quan tâm

ñúng mức Suy thoái tài nguyên ñang xảy ra trên toàn thế giới nhất là ở các nước

nghèo và nước ñang phát triển ðối với các nước này, họ cũng nhận thức ñược việc

suy thối; tuy nhiên, vì lợi ích kinh tế và vì sự phát triển trước mắt nên vấn đề chưa

được chú trọng giải quyết

c) Sự cố mơi trường

Sự cố mơi trường là điều bất lợi xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi bất thường của thiên nhiên, gây suy thối mơi trường Sự cố mơi trường là một giai đoạn trong tai biến mơi trường Tai biến mơi trường được chia thành 3 giai

đoạn và giai đoạn cuối “sự cố mơi trường” là nguy hại nhất đối với con người và sinh

vật Giai đoạn sự cố mơi trường là quá trình vượt qua ngưỡng an tồn, gây thiệt hại cho con người về sức khoẻ, tính mạng, tài sản, Những sự cố gây thiệt hại lớn được gọi là tai hoạ, lớn hơn nữa được gọi là thảm họa mơi trường Lịch sử Trái đất từng ghi nhận, năm thảm họa lớn hay cịn gọi là năm đợt tuyệt chủng hàng loạt, trong đĩ nặng nhất vào kỷ Permi cách nay 250 triệu năm, đã tuyệt diệt 90% các lồi sinh vật biển và 75% các lồi động thực vật trên cạn Theo các nhà khoa học, chúng ta đang chuẩn bị phải hứng chịu thảm họa thứ sáu, đĩ là do biến đổi khí hậu, nhiệt độ trái đất tăng, làm băng tan và cuối cùng là nước dâng Theo dự đốn lần này, mức độ tuyệt chủng trung bình diễn ra nhanh hơn từ 1.000-10.000 lần so với 60 triệu năm qua Trong số các nguyên nhân mà giáo sư Richard Kingsford (nhà sinh thái học thuộc trường ðại học tổng hợp bang New South Wales) nêu ra, cĩ tình trạng mơi trường sống bị hủy hoại, khí hậu thay đổi, nạn ơ nhiễm , trong đĩ mơi trường sống bị hủy hoại là nguy cơ lớn nhất, liên quan đến 80% các lồi trên mặt đất bị đe dọa ở châu ðại Dương

1.4 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ VIỄN THÁM

1.4.1 ðị nh nghĩa viễn thám

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), viễn thám được định nghĩa là sự thu thập và phân tích thơng tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích thơng tin này được thực hiện

từ một khoảng cách khơng gian khơng cĩ sự tiếp xúc đến các vật thể

Viễn thám là khoa học nghiên cứu các phương pháp thu thập, đo lường và phân tích thơng tin của vật thể quan sát mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp với chúng

Viễn thám là khoa học và cơng nghệ thu thập thơng tin về một vật thể, một vùng hay một hiện tượng thơng qua sự phân tích của dữ liệu cĩ được bởi một thiết bị mà khơng

cĩ sự tiếp xúc trực tiếp với vật thể, vùng hay một hiện tượng nghiên cứu

- Phát hiện biến ñộng: là sự phát hiện và tách các sự biến ñộng (thay ñổi) dựa trên dữ liệu ảnh ña thời gian (biến ñộng lớp phủ ñất, thực vật, ñường bờ…)

- Tách các ñại lượng vật lý: chiết tách các thông tin tự nhiên ñược cung cấp bởi ảnh như ño nhiệt ñộ, trạng thái khí quyển, ñộ cao của vật thể dựa trên các ñặc trưng phổ hoặc thị sai của ảnh lập thể

- Tách các chỉ số: tính toán xác ñịnh các chỉ số mới (chỉ số thực vật, ñộ ñục của nước…) ñáp ứng yêu cầu của từng lĩnh vực ứng dụng khác nhau

- Xác ñịnh các ñặc ñiểm: xác ñịnh thiên tai, các dấu hiệu phục vụ tìm kiếm khảo cổ, các cấu trúc tuyến tính…

Phân loại theo thao tác thực hiện, có nhiều tác giả khác nhau cho rằng có hai phương pháp chính ñể xử lý thông tin ảnh viễn thám: phương pháp xử lý ảnh bằng mắt và xử

lý bằng máy tính

1.4.3 Giới thiệu về phần mềm xử lý ảnh ENVI

Phần mềm ENVI (Environment for Visualizing Images) là một phần mềm xử lý ảnh viễn thám mạnh và chuyên nghiệp ENVI ñược thiết kế ñể phân tích, sử dụng các ảnh viễn thám như vệ tinh hay là ảnh máy bay ENVI cung cấp công cụ, phương pháp toàn diện cho việc phân tích hình ảnh ở nhiều kích thước ENVI có các ñặc ñiểm chính như sau: hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau, môi trường giao diện thân thiện, cho phép làm việc với từng băng phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ

ảnh Khi một tập tin ảnh ñược mở, mỗi băng phổ của ảnh ñó có thể ñược thao tác với

tất cả các chức năng hiện có của hệ thống Với nhiều tập tin ảnh ñược mở, ta có thể dễ dàng lựa chọn các kênh từ các tập tin ảnh ñể xử lý cùng nhau ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ và các chức năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (high spectral resolution images)

Các ưu ñiểm của ENVI ñược thể hiện ở cách tiếp cận trong công tác xử lý ảnh, ñó là việc kết hợp các kỹ thuật dựa trên băng phổ và kỹ thuật dựa trên tập tin Khi dữ liệu

ñược mở, các băng phổ ñược lưu vào danh sách chờ xử lý của chương trình hoặc khi

các tập tin ñược mở, các băng phổ của các tập tin ñược xử lý như một nhóm ENVI có tất cả các chức năng xử lý ảnh cơ bản, trong chế ñộ tương tác với người sử dụng về ñồ hoạ ðặc biệt trong khi xử lý, ENVI không có giới hạn về băng phổ ñược xử lý ñồng thời, do vậy các dữ liệu ảnh siêu phổ cũng có thể ñược xử lý và phân tích bằng ENVI ENVI có một thư viện khá ñầy ñủ các thuật toán xử lý dữ liệu ảnh cùng với giao diện cửa sổ ñồ hoạ tương tác thân thiện với người sử dụng Phần mềm hỗ trợ các công cụ ñể thực hiện một số chức năng chính như: chuyển ñổi dữ liệu (Transforms), lọc ảnh (Filtering), phân loại ảnh (Classification), ñăng ký hệ lưới chiếu (Registration) và hiệu chỉnh hình học (Geometric corections), các công cụ phân tích phổ, các công cụ sử dụng cho ảnh Radar ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ và các chức

năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (High resolution imges) ENVI ñược thiết kế dựa trên ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language) IDL là ngôn ngữ lập trình có cấu trúc và cung cấp khả năng thích hợp giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện ñồ họa dễ sử dụng Tính linh hoạt và mềm dẻo của ENVI phần lớn nhờ vào khả năng của IDL Các dạng dữ liệu của ENVI bao gồm:

- Dữ liệu ảnh (dữ liệu Raster):

+ ENVI cho phép thao tác với các loại ảnh khác nhau (ảnh LANDSAT, ảnh SPOT, ảnh IKONOS, ảnh NOAA, ảnh Radar ) Theo nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau như (tiff, geotiff, jpeg, bmp, ) Dữ liệu ảnh ENVI thường ñược lưu thành tập tin với ñuôi

*.img, kèm theo mỗi tập tin ảnh là một tập tin lưu thông tin chung về ảnh *.hdf ENVI

có thể làm việc với các tập tin dữ liệu ñầy ñủ hoặc chỉ là tập con của chúng Phần mềm

có các công cụ ñể xử lý các ảnh trắng ñen (panchromatic images), AVHRR, dữ liệu LANDSAT MSS, dữ liệu LANDSAT TM, dữ liệu của hệ thống SAR Các công cụ AVHRR cho phép hiển thị các dữ liệu thiên văn, hiệu chỉnh dữ liệu, nắn chỉnh hình học

và tính toán nhiệt ñộ bề mặt Các hàm xử lý ảnh LANDSAT cho phép khử ñộ nghiêng (de-skewing) và chỉnh sửa tỷ lệ co (aspect ratios) cho dữ liệu MSS, bóc tách và chỉnh sửa nhiễu khí quyển, xác ñịnh hệ số phản xạ Các công cụ ñể hiệu chỉnh dữ liệu hồng ngoại nhiệt cũng ñược phát triển trong ENVI

+ Mặt khác, ENVI cũng hỗ trợ xử lý các dữ liệu ảnh có ñịnh dạng chuẩn như: ASCII, BMP, JPEG,TIFF/GeoTIFF, HDF, PDS, PNG, SRF, v.v…

- Dữ liệu ñồ hoạ (dữ liệu Vector):

+ ENVI có khả năng tích hợp và làm việc với dữ liệu ñồ hoạ từ các khuôn dạng khác nhau như: ArcView Shape tập tin, Arc/Info, Mapinfo, Microstation, AutoCAD… Dữ liệu ñồ hoạ cuả ENVI thường ñược lưu thành tập tin *.evf

+ ENVI cung cấp khả năng truy cập vào các tập tin ảnh hay từng băng phổ của tập tin

ảnh Người sử dụng có thể chọn từng băng phổ ñể hiển thị cũng như lựa chọn chế ñộ

hiển thị ảnh cấp ñộ xám hay ảnh màu

1.5 MỘT SỐ ðẶC TRƯNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG CHỤP ẢNH VỆ TINH LANDSAT TM, ALOS, THEOS VÀ KOMSPAT

Vệ tinh LANDSAT ñược quản lý bởi công ty Vệ tinh quan sát trái ñất (Earth Observation Satellite) của Mỹ, ñây là vệ tinh ñầu tiên ñược thiết kế ñặc biệt ñể quan sát bề mặt trái ñất có tên ERTS-1 và sau ñược ñổi thành LANDSAT Hệ thống vệ tinh LANDSAT 1 ñến 3 là hệ thống vệ tinh chuyển ñộng theo quỹ ñạo xung quanh trái ñất,

có góc mặt phẳng quỹ ñạo so với mặt phẳng xích ñạo là 90o và ở ñộ cao 919km, chu kỳ qũy ñạo là 103 phút và chu kỳ lặp lại là 18 ngày Vệ tinh LANDSAT 4 và 5 là hệ thống qũy ñạo gần cực, có góc mặt phẳng quỹ ñạo so với mặt phẳng xích ñạo là 98,2o

Vệ tinh LANDSAT ñược thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185km và có thời ñiểm bay qua xích ñạo là 9g39phút sáng ñối với ảnh LANDSAT 1,2,3 và 10g30phút sáng ñối với LANDSAT 4 và 5 (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 ðặc ñiểm ảnh vệ tinh LANDSAT

Bộ cảm biến Băng

phổ

Bước sóng (µm)

không gian (m)

LANDSAT 4, 5 hoạt ñộng ở ñộ cao thấp hơn LANDSAT 1, 2, 3 nên chỉ có 233 quỹ

ñạo và 16 ngày là che phủ hết trái ñất Vào năm 1993, vệ tinh LANDSAT 6 ñã ñược

phóng lên quỹ ñạo với bộ cảm ETM, sau ñó vệ tinh LANDSAT 7 ñược phóng vào năm 1999 Theo ñặc san “Viễn thám và ðịa tin học” số 3(10-2007) của Trung tâm Viễn thám Bộ cảm ETM+ có những tính năng vượt trội như ñộ chính xác của việc hiệu chỉnh bức xạ dữ liệu LANDSAT 7 ñã ñược cải tiến ñáng kể (ñộ chính xác hiệu chỉnh bức xạ dữ liệu ñạt khoảng ±5%) Cùng với một thiết bị hiệu chỉnh chuyên biệt thiết kế dành riêng cho các kênh nhiệt (kênh 6L, 6H) ñược tích hợp trên bộ cảm biến ETM+, giá trị nhiệt bề mặt ñất LST (Land Surface Temperature) thu nhận ñược ngày càng có ñộ tin cậy cao Ảnh vệ tinh LANDSAT ñược thu từ ba bộ cảm biến là MSS,

TM và ETM+, ñược sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, thành lập các bản ñồ, phân tích biến ñộng như biến ñộng thực phủ, biến ñộng sử dụng ñất hay biến ñộng ñường bờ…