ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG CỦA THÔNG BA LÁ (Pinus keysia) TRÊN CÁC LOẠI ĐẤT KHÁC NHAU TẠI BAN QUẢN LÝ RỪNG PHÒNG HỘ HÀ RA, HUYỆN MANGYANG, TỈNH GIA LAI

Trên cơ sở đó sử dụng phần mềm MapInfo xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và bản đồ thổ nhưỡng Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra tỉnh Gia Lai, tiến tới đánh giá tiềm năng của các loại đất và

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

**********

BÙI THỊ CẨM UYÊN

ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG CỦA

THÔNG BA LÁ (Pinus keysia) TRÊN CÁC LOẠI ĐẤT KHÁC

NHAU TẠI BAN QUẢN LÝ RỪNG PHÒNG HỘ

HÀ RA, HUYỆN MANGYANG, TỈNH GIA LAI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH LÂM NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

**********

BÙI THỊ CẨM UYÊN

ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ SINH TRƯỞNG

THÔNG BA LÁ (Pinus keysia) TRÊN CÁC LOẠI ĐẤT KHÁC

NHAU TẠI BAN QUẢN LÝ RỪNG PHÒNG HỘ

HÀ RA, HUYỆN MANGYANG, TỈNH GIA LAI

Ngành: Lâm nghiệp

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: Th.S NGUYỄN THỊ MỘNG TRINH

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 7 năm 2011

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn:

Các thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, và các thầy cô giáo ở khoa Lâm nghiệp đã giảng dạy và chắp cánh cho ước mơ của

em thành hiện thực

Xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Thông Tin Lâm Nghiệp, đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này

Cám ơn ThS Nguyễn Thị Mộng Trinh đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em

để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Cám ơn các cô chú trong Lâm trường Hà Ra, huyện MangYang đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện đề tài này

Xin chân thành cảm ơn những người bạn những người thân đã động viên, khuyến khích, giúp đỡ và chia sẻ cùng tôi trong quãng thời gian học tập, cũng như trong thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn !

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2011

Bùi Thị Cẩm Uyên

TÓM TẮT

Tên khoá luận: “Ứng dụng GIS trong đánh giá sinh trưởng của thông ba lá

(Pinus keysia) trên các loại đất khác nhau tại Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra, huyện MangYang, tỉnh Gia Lai”

Khoá luận được tiến hành tại rừng trồng thông ba lá (Pinus keysia) trên Lâm

trường Hà Ra thuộc BQLRPH Hà Ra, huyện MangYang, tỉnh Gia Lai Phương pháp

sử dụng trong đề tài là thu thập số liệu, thu thập các loại bản đồ giấy liên quan đến hiện trạng rừng và thổ nhưỡng thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra, dựa vào đó tiến hành điều tra sinh trưởng đường kính D1.3 và mật đô của rừng trồng thông ba lá các năm 1996, 1997,1998, 1999, 2002 trên 2 loại đất: đất vàng đỏ trên đá granit, riolit (Fa); đất xói mòn trơ sỏi đá (E) Sử dụng máy định vị GPS để xác định vị trí ô điều tra lấy số liệu điều tra, trên đó thiết lập các ô tiêu chuẩn (mỗi ô có diện tích

500 m2) để đo đếm chỉ tiêu đường kính D1.3 phục vụ cho việc tính toán, đánh giá sinh trưởng đường kính D1.3 Trên cơ sở đó sử dụng phần mềm MapInfo xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và bản đồ thổ nhưỡng Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra tỉnh Gia Lai, tiến tới đánh giá tiềm năng của các loại đất và xây dựng bản đồ vùng

trồng rừng thông ba lá (Pinus keysia) tiềm năng

Kết quả đã thu được:

Xây dựng được bản đồ hiện trạng rừng, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ hiện trạng thông trồng theo năm tuổi và theo loại đất

Nghiên cứu, đánh giá được chỉ tiêu sinh trưởng đường kính D1.3 và mật độ của rừng thông trồng ở tuổi 9 đến 15 trên 2 loại đất: đất vàng đỏ trên đá granit, riolit; đất xói mòn trơ sỏi đá Xây dựng được biểu đồ sinh trưởng đường kính D1.3

theo tuổi A trên 2 loại đất

Thông qua những kết quả đạt được đã lập ra được bản đồ vùng trồng rừng

thông ba lá tiềm năng

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu 4

1.3 Ý nghĩa đề tài 4

1.4 Phạm vi nghiên cứu 5

Chương 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 6

2.1 Khái niệm chung về Gis và viễn thám 6

2.1.1 Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý: 6

2.1.2 Khái niệm viễn thám 7

2.3 Ứng dụng GIS và viễn thám trong sản xuất nông lâm nghiệp 8

2.3.1 Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất 8

2.3.2 Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất 9

2.3.3 Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng: 14

2.4 Chỉ tiêu nghiên cứu loại đất 16

2.5 Đặc điếm sinh thái của thông ba lá 17

2.5.1 Đặc điểm phân bố Thông ba lá 17

2.5.2 Hình thái và đặc điểm sinh trưởng 17

2.5.3 Đặc tính sinh thái 18

2.5.4 Công dụng và ý nghĩa kinh tế 18

2.5.5 Kỹ thuật trồng Thông ba lá 18

2.6 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 19

2.6.1 Điều kiện tự nhiên 19

2.6.1.1 Vị trí địa lí 19

2.6.1.2 Đặc điểm địa hình 20

2.6.1.3 Tài nguyên rừng 21

2.6.1.4 Đặc điểm khí hậu, thời tiết 21

2.6.1.5 Nguồn nước, thủy văn 22

2.6.2 Đặc điểm về dân sinh, kinh tế - xã hội: 23

2.6.2.1 Dân số và lao động 23

2.6.2.1.1 Dân số 23

2.6.2.1.2 Lao động 23

2.6.3 Các hoạt động sản xuất chính 23

2.6.3.1 Sản xuất lâm nghiệp và công tác quản lý bảo vệ rừng: 23

2.6.3.1 Sản xuất lâm nghiệp 23

2.6.3.2 Công tác quản lý bảo vệ rừng 24

2.6.4 Sản xuất nông nghiệp và tình hình canh tác nương rẫy: 24

2.6.4.1 Sản xuất nông nghiệp 24

2.6.4.1.2 Sản xuất nương rẫy 25

2.6.5 Tình hình giao thông trong vùng 26

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu bằng phần mềm MapInfo 27

3.1.1 Điều tra, thu thập số liệu ngoại nghiệp 27

3.1.2 Công tác xử lí nội nghiệp 28

3.2 Đánh giá sinh trưởng của thông ba lá (Pinus keysia) theo tuổi trên 2 loại đất 28 3.2.1 Điều tra, thu thập số liệu ngoại nghiệp 28

3.2.2 Công tác xử lý nội nghiệp 29

3.3 Xác định vùng trồng rừng thông ba lá tiềm năng 29

3.4 Vật liệu nghiên cứu 30

3.4.1 Dụng cụ ngoại nghiệp 30

3.4.2 Dụng cụ nội nghiệp 30

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

4.1 Cơ sở dữ liệu 31

4.1.1 Bản đồ thành quả 31

4.1.1.1 Bản đồ hiện trạng rừng Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra 31

4.1.1.2 Bản đồ thổ nhưỡng Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra 33

4.1.1.3 Bản đồ hiện trạng thông trồng theo năm tuổi 34

4.1.1.4 Bản đồ hiện trạng thông ba lá theo tuổi và theo loại đất 35

4.1.2 Các loại đất ở BQLRPH Hà Ra: 37

4.1.3 Hiện trạng rừng ở Lâm trường Hà Ra 37

4.2 Đánh giá sinh trưởng đường kính của thông ba lá theo tuổi A trên 2 loại đất Fa và E 39

4.2.1 Nhân tố đường kính 39

4.2.2 Nhân tố mật độ 41

4.3 Bản đồ vùng trồng thông ba lá tiềm năng 42

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC

KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

CTV Cộng tác viên

CSDL Cơ sở dữ liệu

GIS - Geographic Information Systems Hệ thống thông tin địa lí

GPS - Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

hộ Bắc Biển Hồ

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Lược đồ xây dựng bản đồ thích nghi 13

Hình 2.2 Quá trình hình thành đất (Nguồn: Nguyễn Thị Bình) 17

Hình 2.3 Sơ đồ vị trí Ban quản lý rừng phòng hộ Bắc Biển Hồ 20

Hình 3.1: Sơ đồ xây dựng cơ sở dữ liệu 27

Hình 4.1 Bản đồ hiện trạng rừng BQLRPH Hà Ra 32

Hình 4.2 Bản đồ thổ nhưỡng xã Hà Ra 33

Hình 4.3 Bản đồ thông ba lá theo năm tuổi 34

Hình 4.4 Bản đồ hiện trạng thông ba lá theo tuổi và loại đất 36

Hình 4.5 Tỷ lệ các loại đất ở Ha Ra 37

Hình 4.6 Tỷ lệ hiện trạng sử dụng đất BQLRPH Hà Ra 39

Hình 4.7 Tỷ lệ % các loại rừng ở BQLRPH Hà Ra 39

Hình 4.8 Biểu đồ sinh trưởng D1,3 thông ba lá trên 2 loại đất 40

Hình 4.9 Biểu đồ mật độ thông ba lá trên 2 loại đất 41

Hình 4.10 Bản đồ trồng thông ba lá tiềm năng trên 2 loại đất Fa và E 42

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Hiện trạng diện tích nương rẫy 25

Bảng 4.1 Các loại đất ở BQLRPH Hà Ra 37

Bảng 4.2 Hiện trạng sử dụng đất rừng BQLRPH Hà Ra 38

Bảng 4.3 D1,3(cm) của thông ba lá trên hai loại đất 40

Bảng 4.4 Mật độ thông ba lá tren 2 loại đất 41

Trên phạm vi toàn thế giới, chỉ tính riêng trong vòng 4 thập niên trở lại đây, 50% diện tích rừng đã bị biến mất do nhiều nguyên nhân khác nhau Theo tính toán của các chuyên gia của Tổ chức nông - lương thế giới (FAO) thì hàng năm có tới 11,5 triệu hecta rừng bị chặt phá và bị hoả hoạn thiêu trụi trên toàn cầu, trong khi diện tích rừng trồng mới chỉ vỏn vẹn 1,5 triệu hecta

Là một quốc gia đất hẹp người đông, Việt Nam hiện nay có chỉ tiêu rừng vào loại thấp, chỉ đạt mức bình quân khoảng 0,14 ha rừng/người, trong khi mức bình quân của thế giới là 0,97 ha/người Các số liệu thống kê cho thấy, đến năm 2000 nước ta có khoảng gần 11 triệu hecta rừng, trong đó rừng tự nhiên chiếm khoảng 9,4 triệu hecta và khoảng 1,6 triệu hecta rừng trồng; Tuy nhiên, nhờ có những nỗ lực trong việc thực hiện các chủ trương chính sách của Nhà nước về bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng, "phủ xanh đất trống đồi núi trọc" nên nhiều năm gần đây diện tích rừng ở nước ta đã tăng 1,6 triệu hecta so với năm 1995, trong đó rừng tự nhiên

tăng 1,2 triệu hecta, rừng trồng tăng 0,4 triệu hecta (Giáo trình trồng rừng)

Mặc dù có những kết quả tích cực trong quy hoạch, sản xuất cũng như trong bảo vệ và phát triển nguồn tài nguyên rừng, song nhìn chung chất lượng rừng ở

nước ta hiện nay vẫn còn rất thấp, rừng nước ta đã ít mà trong đó có tới hơn 6 triệu hecta tung nghèo kiệt, năng suất rừng trồng còn thấp Đặc biệt, nguồn tài nguyên đất nước ta ngày càng bị can kiệt do sử dụng không hợp lý cùng với những sức ép

về sử dụng đất rừng ngày càng tăng, rừng bị phá hoại dẫn đến đất bị thoái hoá

mạnh, kể cả quá trình sa mạc hoá cũng gia tăng (Đất và dinh dưỡng đất, cẩm nang

lâm nghiệp)

Thông ba lá (Pinus keysia) là loài cây mọc tự nhiên trên các vùng núi cao

nhiệt đới (Ấn Độ, Miến Điện, Thái Lan, Trung Quốc, Lào, Việt Nam, Philipin) Thông ba lá cho gỗ có chất lượng tốt và giá trị thương phẩm cao, nhu cầu thị trường lớn, đồng thời nó là loài cây dễ trồng và thích nghi với nhiều lập địa khác nhau, nên hiện nay Thông ba lá đã được trồng rộng rãi các tỉnh Tây Nguyên [1]1

Tại Gia Lai, Thông ba lá đã được trồng thành rừng thuần loài đồng tuổi ở các huyện Mangyang, Chư păh, Đăk Đoa, Thị xã An Khê và thành phố Pleiku Mục tiêu chính của kinh doanh rừng trồng Thông ba lá là sản xuất gỗ với năng suất cao và chất lượng tốt để đáp ứng nhu cầu về gỗ xây dựng, đồ mộc, gỗ giấy sợi, kết hợp bảo

vệ môi trường và thăm quan du lịch…

Để đạt được mục tiêu đề ra, nhận thấy bên cạnh việc chọn lựa lập địa thích hợp, rừng Thông ba lá cần phải được nuôi dưỡng theo một chương trình lâm sinh chân chính Nhưng muốn xây dựng được một chương trình lâm sinh chân chính kinh doanh rừng Thông ba lá, ngành lâm nghiệp Gia Lai cần phải có những hiểu biết tốt không chỉ về kết cấu và cấu trúc lâm phần, mà còn về sinh trưởng và năng suất của rừng Thông ba lá

Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra có trụ sở tại xã H’Ra, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai, cách trung tâm thành phố Pleiku 54 km về phía Đông Hiện tại, Ban được giao quản lý bảo vệ 14.029,5 ha đất lâm nghiệp Trong đó rừng tự nhiên 10.423,8 ha, rừng trồng 2.683,1 ha Rừng tự nhiên có nhiều loài gỗ rất hợp thị hiếu tiêu thụ, lại có nhiều cửa ngõ nối với Quốc lộ 19 thuận lợi cho lâm tặc lén lúc vào rừng khai thác, vận chuyển lâm sản trái phép nếu như công tác quản lý bảo vệ rừng ( QLBVR ) lơi lỏng Diện tích rừng trồng lớn, được trồng theo kiểu vá da báo ( nơi

đây đế quốc Mỹ đã rải hàng ngàn lít chất độc hóa học hủy diệt cây cỏ), phân tán, xen kẽ nương rẫy của dân, núi cao, độ dốc lớn gây nhiều khó khăn cho công tác quản lý bảo vệ, chăm sóc nuôi dưỡng rừng

Lâm phần nằm trên địa giới hành chính của 02 xã, có 16 thôn với gần 10.000 nhân khẩu, dân tộc Bahnar chiếm 55%, sống xen kẽ với rừng Trình độ dân trí thấp, phong tục tập quán lạc hậu ( du canh nương rẫy ), sản xuất nông nghiệp mang tính độc canh, năng suất hiệu quả thấp Đời sống của người dân còn gặp nhiều khó khăn

Từ khi có Chỉ thị 21/2000/CT-TTg ngày 12/12/2002 của Thủ tướng Chính phủ về tăng cường thực hiện công tác PCCCR, nên việc PCCCR trên địa bàn đã được các ngành, các cấp quan tâm, đầu tư hỗ trợ kinh phí, để đơn vị chủ động xây dựng các công trình và triển khai thực hiện các biện pháp PCCCR, nhờ đó mà trong những năm gần đây tình hình cháy rừng ở Hà Ra hầu như không còn, vốn rừng được giữ vững và ngày càng phát triển

Trong những năm tới, thực hiện dự án 661, đơn vị vẫn tiếp tục phải trồng

mới rừng để phủ xanh những diện tích đất trống, đồi núi trọc ( hậu quản chất độc

hóa học của giặc Mỹ thả thời chiến tranh) Do đó, việc xem xét, bổ sung, điều

chỉnh và soạn thảo danh mục loài cây cho các chương trình trồng rừng là rất cần thiết, đặc biệt là đề xuất những chỉ tiêu lựa chọn lập địa, sao cho đặc tính sinh vật học của loài cây phù hợp với điều kiện sinh thái nơi gây trồng

Vì vậy, đòi hỏi có những phương pháp nghiên cứu hỗ trợ trong việc xác định loại cây trồng phù hợp loại đất để đưa ra những biện pháp quản lý, sử dụng đất hợp lý và bảo vệ rừng tốt hơn từ đó hướng tới sử dụng một cách tiết kiệm nhất mà vẫn đem lại hiệu quả cao, và một hướng mới đã và đang được áp dụng đó là ứng dụng công nghệ thông tin phục vụ công tác đánh giá đất đai và quản lý rừng

Theo phương pháp truyền thống, việc cập nhập và điều chế rừng dựa chủ yếu vào các quá trình quan sát, trắc địa, tổng hợp phân tích thông tin thu thập được ngoài thực địa thành bảng tổng hợp, hay chỉ ở dạng các bản đồ mô tả địa hình, ranh giới hiện trạng rừng, hay chỉ là các văn bản lưu trữ, các số liệu thống kê, hay là sự kết hợp giữa chúng Do đó, phương pháp này tiêu tốn nhiều thời gian và kinh phí,

đồng thời độ tin cậy không cao, hơn nữa, việc cập nhập quản lý những biến đổi là khó khăn và không mang được những thông tin về sự thay đổi trên một phạm vi rộng như rừng

Đối với ngành lâm nghiệp, công nghệ thông tin nói chung và hệ thống thông tin đại lý nói riêng mà đặc biệt là phần mềm Map Info, đây là phần mềm chuyên dụng hỗ trợ thiết thực trong việc quản lý rừng tự nhiên cũng như rừng trồng, nó còn

là công cụ hữu ích giúp các nhà hoạch định chính sách nói chung và các nhà lâm nghiệp nói riêng lên phương án trồng và chăm sóc trên nên tảng là các bản đồ số hóa với các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính tồn tại trong nó

Xuất phát từ tình hình đó, với mong muốn góp phần vào việc quản lý bền vững tài nguyên rừng bằng các biện pháp kỹ thuật và công nghệ mới, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TH.s Nguyễn Thị Mộng Trinh, tôi đã thực hiện nghiên cứu

đề tài: “ Ứng dụng GIS trong việc đánh giá tình hình sinh trưởng và của Thông ba lá

(Pinus keysia) trên các loại đất khác nhau tại Ban quản lý rừng phòng hộ Hà Ra,

huyện MangYang, tỉnh Gia Lai”

1.2 Mục tiêu

- Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ bao gồm bản đồ loại đất, bản đồ hiện trạng cho cho thông ba lá tại khu vực nghiên cứu

- Phân tích sự ảnh hưởng của loại đất đến sự sinh trưởng đường kính

D1,3(cm) của Thông ba lá trên địa bàn xã Hà Ra, thuộc BQLRPH Hà Ra, huyện MangYang, tỉnh Gia Lai

- Xác định vùng trồng rừng tiềm năng đối với loài Thông ba lá trên địa bàn

xã Hà Ra

1.3 Ý nghĩa đề tài

- Về lý luận, đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu để đánh giá sinh trưởng D1,3 của

rừng Thông ba lá với 2 loại đất Fa và E ở Hà Ra

- Về thực tiễn, những kết quả nghiên cứu của đề tài là căn cứ khoa học cho việc chọn lựa và áp dụng những phương thức trồng rừng, nuôi dưỡng và khai thác rừng Thông ba lá trồng đem lại hiệu quả tối ưu kinh tế

1.4 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là những đặc điểm sinh trưởng đường kính thân cây, mật độ của rừng Thông ba lá và các loại đất trên địa bàn xã Hà Ra Nội dung chỉ tập trung đến những vấn đề có liên quan đến sinh trưởng của Thông ba lá

ở các cấp tuổi có nghiên cứu phụ thuộc vào loại đất

- Phạm vi không gian: BQLRPH Hà Ra, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai

- Phạm vi thời gian: từ 10/3 đến 20/6/2011

Chương 2

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Khái niệm chung về Gis và viễn thám

2.1.1 Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý:

- Dữ liệu địa lý:

Các công cụ của máy tính làm việc với dữ liệu của các hiện tượng tự nhiên trên bề mặt của trái đất được gọi là hệ thống thông tin không gian Nó có thể làm việc với đủ loại thông tin như bản đồ, ảnh vệ tinh… Hệ thống thông tin là một hệ thống thu thập, lưu trữ và điều hành các thông tin dưới dạng giấy, ảnh và số về các hiện tượng tự nhiên trong thế giới thực

Do vậy dữ liệu là rất đa dạng, chúng mang tính không gian và thời gian chúng được gọi là dữ liệu địa lý

Vậy dữ liệu địa lý là các dữ liệu số mô tả các đối tượng trong thế giới thực

Dữ liệu địa lý được tổ chức thành hai nhóm thông tin chính đó là:

+ Nhóm thông tin về phân bố không gian

+ Nhóm thông tin về thuộc tính của đối tượng

- Mô hình dữ liệu:

Có những khuôn mẫu căn bản cho dữ liệu địa lý và có những nguyên lý, hình thức hướng dẫn chúng ta mô hình hoá và tổ chức dữ liệu Mô hình hoá tổ chức dữ liệu thông dụng nhất hiện nay là mô hình bản đồ chồng xếp, trong đó đối tựng tự nhiên được thể hiện như một tập hợp các lớp thông tin riêng rẽ

Một trong những phương pháp chung nhất của tổ chức dữ liệu địa lý là tổ chức theo các bản đồ và các lớp thông tin Mỗi lớp thông tin là một biểu diễn của dữ liệu theo một mục tiêu nhất định Mỗi lớp thông tin lại có mô hình cấu trúc dữ liệu

chi tiết hơn Về nguyên lý, lớp thông tin là tấp hợp các dữ liệu địa lý về một khía cạnh nào đó của một đối

tượng địa lý thực tế không giống như các dạng dữ liệu thông dụng khác, dữ liệu địa

lý phức tạp hơn nó bao gồm các thông tin về vị trí và các thuộc tính phi không gian

Tổng hợp dữ liệu địa lý và mô hình địa lý ta có được khái niệm về hệ thống thông tin địa lý như sau:

Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản lý thông tin không gian được phát triển dựa trên cơ sở máy tính với mục đích lưu trữ, quản lý, hợp nhất, mô hình hoá, phân tích và mô tả được nhiều loại dữ liệu

Cho đến nay có nhiều khái niêm hay định nghĩa về hệ thống thông tin địa lý như:

Theo Burrough ( 1986): “ Hệ thông thông tin đại lý là một tập hợp các công

cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các số liệu mang tính chất không gian từ thế giwois thực để phục vụ cho các mục đích cụ thể” [21]

Theo Aronoff (1989): “ Hệ thống thông tin đại lý là một hệ thống máy tính

cơ bản cho ta 4 khả năng: 1- Dữ liệu vào; 2- Quản lý dữ liệu (lưu trữ và tìm kiếm); 3- Phân tích dữ liệu; 4- Sản phẩm dữ liệu” [17]

Tuy nhiên, dù định nghĩa theo cách này hay cách khác, qua thực tế chúng ta

có thể nhận thấy tầm quan trọng của việc ứng dụng công nghệ GIS vào trong các lĩnh vực đời sống dân sinh, kinh tế xã hội như ứng dụng trong quản lý đất đai, bảo

vệ tài nguyên môi trường, giao thông công chính,… Trong lĩnh vực ứng dụng phần mềm, hiện nay có rất nhiều các phần mềm GIS khac nhau đang được sử dụng rộng rãi tại các ngành, cơ quan có ứng dụng GIS ở nước ta như Map Info, Arcview, ArcGis, MicroStation,… Mỗi phần mềm, trong quá trình ứng dụng đều có những

ưu điểm và nhược điểm do đó thông thường các cơ quan này sẽ chọn lựa phần mềm

để phù hợp với công việc của mình

2.1.2 Khái niệm viễn thám

Thuật ngữ viễn thám (The Remote Sensing) có ý nghĩa là cảm nhận từ xa, một phương pháp nghiên cứu và đánh giá tài nguyên thiên nhiên, môi trường hiện

tại và ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới (Giang Văn Thắng, 2006) Phương pháp viễn thám được tiến hành trên nguyên lý cơ bản:

Các đối tượng vật thể thiên nhiên trên bề mặt trái đất hấp thụ, phản xạ hoặc phát sinh các bức xạ điện từ có các dãy phổ và cường độ khác nhau Các tín hiệu này được các thiết bị đặt trong các phương tiện bay trên không tiếp nhận, ghi lại hoặc chuyển về các trạm thu trên mặt đất xử lý (Giang Văn Thắng, 2006)

2.3 Ứng dụng GIS và viễn thám trong sản xuất nông lâm nghiệp

2.3.1 Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất

Một trong những ứng dụng quan trọng của GIS trong sản xuất nông lâm nghiệp là quy hoạch sử dụng đất Trong suốt 20 năm qua, các nước công nghiệp phát triển và các tổ chức quốc tế đã sử dụng kỹ thuật GIS chủ yếu trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường Tại Hội nghị những người sử dụng ARC/INFO (một phần mềm chuyên dụng về GIS, hiện được tích hợp trong ArcGIS của hãng ESRI) năm 1992, các nhà khoa học đã nhất trí rằng để bảo vệ môi trường một cách bền vững và hạn chế những suy thoái đang diễn ra, cần thiết phải ưu tiên đưa GIS vào ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu và quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp, bằng cách này có thể tìm kiếm những mô hình sử dụng đất bền vững nhằm xoá đi hoặc giảm bớt những hiểm hoạ đối với môi trường tự nhiên và với loài người (như tình trạng phá rừng để canh tác, tình trạng xói mòn và suy thoái đất đai, tình trạng ô nhiễm môi trường…) Tất nhiên, mọi biện pháp và chỉ dẫn về bảo vệ môi trường sẽ không thành công trừ phi những đòi hỏi về lương thực và đất nông nghiệp được xác định và đáp ứng một cách tối ưu nhất trên từng vùng, từng quốc gia cũng như trên toàn thế giới Do vậy tiềm năng ứng dụng GIS trong định hướng sản xuất nông lâm nghiệp đã được mở rộng và ngày càng tỏ ra hiệu quả, trở thành một công cụ hỗ trợ

ra quyết định đối với các chuyên gia quy hoạch và nhà quản lý

Ứng dụng GIS trong quy hoạch và sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô và mức độ khác nhau Có 4 mức độ phân tích: rất khái quát (Mega), khái quát (Macro), trung bình (Meso) và chi tiết (Micro); mỗi mức độ phân tích trong hệ thống GIS căn

cứ vào quy mô diện tích của vùng nghiên cứu Khi phân tích thông tin từ mức Mega

đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý sẽ lớn hơn Khả năng tổng hợp và phân tích sâu thông tin ở một vùng lãnh thổ nhỏ hoặc ngược lại, khái quát ở mức cao hơn cho vùng rộng lớn là ưu điểm của GIS Rõ ràng là bằng ứng dụng GIS, những quy hoạch sử dụng đất đai trên vùng lãnh thổ lớn hay việc xây dựng những

dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở các khu vực nhỏ đều có thể được cung cấp một khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời và theo yêu cầu; từ cơ sở

dữ liệu được cung cấp việc hoạch định những bước đi cụ thể cần thiết (như điều tra

bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng được xác định

Một điều quan trọng về GIS so với bản đồ là GIS có thể thể hiện từng lớp bản

đồ của vùng nghiên cứu Không chỉ ở bề mặt mà còn cho thấy tầng đá gốc, loại đất, thảm thực vật và nhiều vấn đề khác Nó rất hữu ích khi nghiên cứu vùng đất mới cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn kém tiền của của nông dân, bởi vì thay vì phải làm thí nghiệm đất tất cả số liệu về cấu trúc đất bên trong đã được lưu trữ trong máy tính

2.3.2 Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất

Trong sản xuất nông nghiệp, GIS có thể được sử dụng để dự đoán vụ mùa cho từng cây trồng Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của vùng mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trưởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy

sẽ dự đoán được sự thành công của mùa vụ GIS có thể giúp tìm và thể hiện những thay đổi của cây trồng trong từng giai đoạn Ví dụ, nếu năm trước số liệu cho thấy cây trồng A phát triển rộng và cây trồng đã thành công trong nhiều năm trước đó, những số liệu này có thể được lưu trữ Nếu trong một vài mùa vụ cây trồng không phát triển tốt như trước, bằng cách sử dụng GIS có thể phân tích số liệu và tìm ra nguyên nhân của hiện tượng đó

Ở Băngladesh, Viện nghiên cứu nông nghiệp bắt đầu triển khai dự án GIS từ năm 1996, với mục tiêu là thiết lập hệ thống thông tin tài nguyên nông nghiệp dựa trên cơ sở GIS; sử dụng cơ sở dữ liệu AEZ/GIS để phát triển công nghệ và chuyển giao vào sản xuất nông nghiệp

Từ khi giới thiệu GIS tại Viện nghiên cứu nông nghiệp, nhiều hoạt động đã được thực hiện sử dụng hệ thống cơ sở dữ liệu AEZ /GIS Hệ thống cơ sở dữ liệu

AEZ là cơ sở thông tin cơ bản phục vụ ra quyết định, nhiều cơ quan tổ chức quy hoạch quốc gia hiện đang sử dụng hệ thống AEZ/GIS cho mục đích quy hoạch vĩ

mô và vi mô Khả năng ứng dụng của AEZ/GIS bao gồm:

- Hệ thống AEZ/GIS thông qua việc cập nhật thông tin thường xuyên có thể được sử dụng hữu ích cho mục đích quy hoạch sản xuất;

- Tạo ra các kịch bản và cung cấp khả năng lựa chọn cho các nhà hoạch định chính sách;

- Phân tích dự đoán tình huống, xác định vấn đề và tìm ra vùng ưu tiên nghiên cứu;

Hơn thế nữa, cơ sở dữ liệu AEZ/GIS có thể ứng dụng trong các hoạt động sau:

- Xây dựng mô hình quản lý rủi ro và đánh giá tổn thất ban đầu do rủi ro, xây dựng mô hình về quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng, bảo toàn nguồn tài nguyên đất cho sản xuất bền vững;

- Quy hoạch rừng, thuỷ sản, đất cho mục đích sản xuất hàng hoá và thương mại;

- Tập trung vào các kịch bản thay đổi khí hậu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp như sự nóng lên của trái đất, hiệu ứng nhà kính, mực nước biển nâng cao…

- Phát triển hoạt động khí tượng nông nghiệp, chương trình quản lý sản xuất nông nghiệp và quản lý nước;

- Hệ thống hỗ trợ quyết định cho quy hoạch nông nghiệp và chuyển giao công nghệ;

Hiện nay châu Âu đã du nhập chế độ EUROGAP (Euro Good Agriculture Practice), tiêu chuẩn hoá quá trình từ hiện trường sản xuất như canh tác các loại cây nông nghiệp, bảo quản, vận chuyển, xử lý tiêu độc đến khâu người tiêu thụ và theo đó, một sản phẩm nông nghiệp không chứng minh được là đã tuân theo đúng các khâu của tiêu chuẩn đó thì sẽ không được phép nhập khẩu Tại Nhật Bản một hoạt động tương tự được gọi với cái tên là JGAP cũng đã bắt đầu tiến hành, trong vài năm các sản phẩm nông nghiệp chủ yếu đã được tiến hành tiêu chuẩn hoá, những sản phẩm nông nghiệp nào không đáp ứng được JGAP cũng sẽ không được

nhập khẩu Trong bối cảnh các hoạt động như vậy, việc quản lý dữ liệu của sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên cấp bách, vì vậy việc quản lý thông tin theo từng thửa đất đai càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Để phát triển được ngành nông nghiệp Việt Nam cần phải xuất khẩu được các sản phẩm nông nghiệp hoặc các sản phẩm nông nghiệp đã chế biến với giá thành thấp, chất lượng cao có sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế Chính vì thế, trong tương lai gần thiết nghĩ cần phải xây dựng hệ thống quản lý đối ứng với EUROGAP hay JGAP

Vừa qua (cuối năm 2005, đầu 2006), được sự tài trợ của chính phủ Nhật Bản, Công ty Hitachi Soft và Trung tâm Tin học và Thống kê (ICARRD) đã thực hiện một Dự án thí điểm ứng dụng GIS và viễn thám theo hướng này ở hợp tác xã Song Phương, xã Phương Bảng, huyện Hoài Đức, tỉnh Hà Tây Ảnh vệ tinh QuickBirrd chụp khu vực này đã được định vị theo bản đồ địa chính xã Song Phương, các thửa đất của bản đồ địa chính đã được bổ sung nhờ ảnh QuickBirrd Số liệu canh tác, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp trong 2 năm 2004, 2005 của hơn 800 hộ của HTX Phương Bảng cũng đã được điều tra và đưa vào CSDL GIS bằng phần mềm của hệ thống quản lý thông tin nông nghiệp Geomation Farm Dự án có tính chất thử nghiệm trong thời gian ngắn nhưng đã được địa phương rất hoan nghênh

Với tính ưu việt của công nghệ GIS và viễn thám, ngành lâm nghiệp đã ứng dụng trong công tác quy hoạch và phát triển rừng, phục vụ công tác thiết kế, khai thác và trồng mới rừng Ngoài ra người ta còn sử dụng GIS trong việc theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xác định vùng thích nghi cho cây lâm nghiệp

Viện Điều tra Quy hoạch rừng (Việt Nam) đã ứng dụng khá thành công các công nghệ GIS, Viễn thám, GPS trong theo dõi diễn biến, đánh giá tài nguyên rừng Ảnh vệ tinh có độ phân giải cao sau khi được giải đoán, chồng xếp, đối chiếu với bản đồ rừng đã có, những khu vực nào mâu thuẫn sẽ được xác định để kiểm chứng thực địa với GPS

Trong chương trình “Rà soát quy hoạch 3 loại rừng” mà ngành lâm nghiệp đang tiến hành để phục vụ đề án “Quy hoạch và xác định lâm phận ổn định rừng phòng hộ và rừng đặc dụng” trình Chính phủ phê duyệt, GIS đã được sử dụng một

cách hữu hiệu ….Từ bản đồ địa hình của vùng đồi núi, bản đồ độ cao, độ dốc được xây dựng bằng các phần mềm GIS Các bản đồ này được chồng xếp với bản đồ đất, bản đồ mưa để tính ra mức độ xung yếu Từ bản đồ phòng hộ lý thuyết này, các tỉnh

sẽ đi kiểm tra thực địa, kết hợp với các điều kiện dân sinh, kinh tế… để trình cấp trên quyết định khu vực phòng hộ Có thể coi đây là một ứng dụng của GIS trong

“trợ giúp quyết định”

Đề tài KC-07-03 “Xây dựng và sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp và Phát triển nông thôn” của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp là một trong các ứng dụng GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp hiện nay Mục tiêu của đề tài là xây dựng CSDL nông nghiệp và nông thôn thống nhất tập trung trên nền GIS (thống nhất về khuôn dạng, hệ toạ độ và cấu trúc dữ liệu gồm cả dữ liệu địa lý và phi địa lý), gắn với các mô hình phân tích thông tin nhằm trợ giúp quá trình lập kế hoạch và quy hoạch sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và phát triển bền vững

Các loại dữ liệu phi không gian bao gồm: Tài nguyên đất, khí hậu nông nghiệp, tình hình sử dụng đất nông nghiệp, hiệu quả kinh tế sử dụng đất, thuỷ lợi, tình hình sản xuất nông lâm nghiệp, số liệu thống kê nông nghiệp (năng suất, sản lượng, diện tích một số cây trồng chính ), thông tin về sâu bệnh và đặc biệt là số liệu về dân số, lao động nông thôn, kinh tế hộ…

Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS là công cụ trợ giúp nhằm thu thập dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu địa lý, tích hợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ đơn vị đất, mô phỏng kết quả đánh giá đất thông qua các bản đồ thích nghi cho từng loại hình sử dụng đất Mỗi đơn vị đất là một khu vực địa lý khác biệt với các tính chất về thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn khí hậu

Để có kết quả khi thực hiện bài toán thích ứng trong môi trường GIS, thường phải tuân thủ theo qui trình phân tích đa chỉ tiêu gồm: xây dựng bộ chỉ tiêu đánh giá; lựa chọn các lớp bản đồ phục vụ xây dựng bản đồ đơn vị đất Sau đó đánh giá

và phân loại mức độ thích hợp theo ALES và đưa ra các bản đồ chuyên đề, đây chính là thông tin tổng hợp trợ giúp quá trình lập kế hoạch và ra quyết định

Nghiên cứu khả năng thích ứng của cây trồng cần thu thập các số liệu sinh học và phi sinh học liên quan đến cây trồng được lựa chọn quy hoạch tại vùng đất

đó Các yếu tố phi sinh học gồm: số liệu đất được phân thành các mức thích nghi khác nhau, số liệu khí hậu (lượng mưa, sự phân bố mưa; nhiệt độ và tổng tích ôn theo thời gian sinh trưởng…) và các yếu tố sinh học như sâu bệnh, thời gian sinh trưởng và các yêu cầu sinh học của cây được xác định theo các mức thích ứng khác nhau

Yếu tố kinh tế xã hội của địa phương được xem xét và đưa vào phân tích để

có kết luận tổng thể về tính thích ứng của cây theo quan điểm nền nông nghiệp hàng hoá hiện nay

Hình 2.1 Lược đồ xây dựng bản đồ thích nghi

Khi đã có những bản đồ thích nghi, việc quyết định phương án quy hoạch tổng thể sẽ chuyển đến các nhà hoạch định chính sách

Ứng dụng GIS trong quy hoạch và sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô và mức độ khác nhau Có 4 mức độ phân tích: rất khái quát (Mega), khái quát (Macro),

trung bình (Meso) và chi tiết (Micro); mỗi mức độ phân tích trong hệ thống GIS căn

cứ vào quy mô diện tích của vùng nghiên cứu Khi phân tích thông tin từ mức Mega đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý sẽ lớn hơn Khả năng tổng hợp và phân tích sâu thông tin ở một vùng lãnh thổ nhỏ hoặc ngược lại, khái quát ở mức cao hơn cho vùng rộng lớn là ưu điểm của GIS Rõ ràng là bằng ứng dụng GIS, những quy hoạch sử dụng đất đai trên vùng lãnh thổ lớn hay việc xây dựng những

dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở các khu vực nhỏ đều có thể được cung cấp một khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời và theo yêu cầu; từ cơ sở

dữ liệu được cung cấp việc hoạch định những bước đi cụ thể cần thiết (như điều tra

bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng được xác định

Một điều quan trọng về GIS so với bản đồ là GIS có thể thể hiện từng lớp bản

đồ của vùng nghiên cứu Không chỉ ở bề mặt mà còn cho thấy tầng đá gốc, loại đất, thảm thực vật và nhiều vấn đề khác Nó rất hữu ích khi nghiên cứu vùng đất mới cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn kém tiền của của nông dân, bởi vì thay vì phải làm thí nghiệm đất tất cả số liệu về cấu trúc đất bên trong đã được lưu trữ trong máy tính

2.3.3 Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng:

Trong công tác Kiểm lâm, 2 CSDL liên quan đến công nghệ GIS đang được hoạt động có hiệu quả nhiều năm nay là:

CSDL cảnh báo cháy rừng: Thực tiễn quản lý chỉ đạo công tác phòng cháy,

chữa cháy rừng những năm qua, đặc biệt qua hai vụ cháy rừng lớn, tập trung ở Kiên Giang và Cà Mau tháng 3 và 4/2002 cho thấy cháy rừng vẫn xảy ra ở nhiều nơi, mức độ thiệt hại do cháy rừng gây ra rất nghiêm trọng Lý do là khi cháy rừng xảy

ra, mặc dù huy động một lực lượng rất đông để chữa cháy nhưng hiệu quả thấp vì

do thiếu lực lượng thường trực chữa cháy rừng chuyên nghiệp, trang thiết bị, phương tiện chữa cháy nghèo nàn, thô sơ; việc chỉ huy, tổ chức chữa cháy còn rất lúng túng… Vấn đề đặt ra là cần dự báo trước nguy cơ xảy ra cháy rừng và phát hiện sớm các điểm cháy để có phương pháp phòng cháy, chữa cháy rừng luôn là vấn đề cấp thiết và là một trong những nhiệm vụ rất quan trọng của công tác quản lý bảo vệ rừng nói chung

Cục Kiểm lâm đã phối hợp với Trường Đại học lâm nghiệp thiết kế và đưa vào sử dụng CSDL cảnh báo cháy rừng Ngày 01 tháng 01 năm 2003, Đài Truyền hình Việt Nam chính thức phát sóng bản tin cảnh báo cháy rừng, đây là CSDL có sử dụng công nghệ GIS để tô mầu các khu vực rừng có các cấp cảnh báo khác nhau và được cập nhật hàng ngày các thông số khí tượng: Nhiệt độ, độ ẩm không khí và lượng mưa từ hơn 100 trạm khí tượng trong toàn quốc Việc trao đổi thông tin hàng ngày qua hệ thông thư tín điện tử và được tính toán vào lúc 16h30’ Kết quả cảnh báo cháy rừng hàng ngày được gửi sang Đài Truyền hình Việt Nam và Đài Tiếng nói Việt Nam vào 17h để các cơ quan này kịp biên tập và phát sóng trong chương trình thời sự của Đài Có thể nói rằng đây là CSDL được cập nhật hàng ngày

CSDL theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp:

Mục đích theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp là nắm vững diện tích các loại rừng, đất lâm nghiệp hiện có được phân chia theo chức năng sử dụng rừng

và loại chủ quản lý; lập bản đồ hiện trạng rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 hay 1/10.000 nhằm giúp hoạch định chính sách lâm nghiệp ở địa phương và trung ương phục công tác bảo vệ và phát triển rừng

Yêu cầu theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp gồm:

- Cập nhật diện tích các loại rừng và đất lâm nghiệp trên cơ sở phân loại rừng

và đất rừng theo Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN 6-84 ban hành kèm theo Quyết định số 682B/QLKT ngày 01/8/1984 của Bộ trưởng Bộ Lâm nghiệp (nay là

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn); Dữ liệu cơ sở ban đầu là kết quả kiểm kê rừng đã được công bố tại Quyết định 03/2001/QĐ-TTg ngày 5/1/2001 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt kết quả tổng kiểm kê rừng toàn quốc;

- Đơn vị cơ sở theo dõi và cập nhật là lô trạng thái Đơn vị thống kê là tiểu khu rừng, xã, huyện, tỉnh và toàn quốc;

- Số liệu thu thập ở thực địa phải được cập nhật vào cơ sở dữ liệu và bản đồ rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 Một số địa phương có điều kiện thì sử dụng bản đồ cấp

xã tỷ lệ 1/10.000;

- Việc theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp cần được ứng dụng công nghệ thông tin cụ thể như: Phần mềm cơ sở dữ liệu (DBR), Phần mềm xử lý bản đồ (MapInfo, Microstation), phần mềm xử lý ảnh viễn thám (PCI, ERDAS) Các phần mềm này được quản lý, sử dụng thống nhất trong toàn quốc, bảo đảm tính tích hợp

dữ liệu từ địa phương tới trung ương

2.4 Chỉ tiêu nghiên cứu loại đất

Đất là lớp phủ bề mặt trên Trái đất được phong hóa từ đá mẹ, còn đất đai bào gồm các điều kiện môi trường vật lý khác mà trong đó đất chỉ là một thành phần Các yếu tố môi trường vật lý khác thường là các nhân tố: Địa hình, độ dốc, độ cao, nhân tố khí hậu, sinh vật, độ ẩm,

Như vậy đất đai có thể bao gồm: Khí hậu, đất, nước, địa hình/địa chất, thực vật, động vật, vị trí, diện tích, kết quả hoạt động của con người Đất đai là điều kiện vật chất chung nhất đối với mọi ngành sản xuất và hoạt động của con người, vừa là đối tượng lao động (cho môi trường để tác động như: xây dựng nhà xưởng, bố trí máy móc, làm đất ), vừa là phương tiện lao động (cho công nhân nơi đứng, dùng

để gieo trồng, nuôi gia súc ) Như vậy đất không phải là đối tượng của từng cá thể

mà chúng ta đang sử dụng coi là của mình, không chỉ thuộc về chúng ta Đất là điều kiện vật chất cần thiết để tồn tại và tái sản xuất các thế hệ tiếp nhau của loài người

Vì vậy, trong sử dụng cần làm cho đất tốt hơn cho các thế hệ mai sau (Lê Quang Trí, 2005)

Đất được hình thành qua quá trình phong hóa Dưới tác động của các điều kiện nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, khí hậu, sức gió, nước mưa và sự tham gia tất yếu của động thực vật cũng như vi sinh vật đã biến đá mẹ thành đất Quá trình hình thành đất được thể hiện như sau:

Hình 2.2 Quá trình hình thành đất (Nguồn: Nguyễn Thị Bình)

Các yếu tố hình thành đất: mẫu chất (vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ hình thành đất), khí hậu (mưa, nhiệt độ), sinh học (thực vật tại chỗ, động vật, vi sinh vật, và hoạt động của con người), địa hình (độ dốc, hướng dốc và cảnh quan), thời gian

2.5 Đặc điếm sinh thái của thông ba lá

2.5.1 Đặc điểm phân bố Thông ba lá

Tên khoa học: Pinus keysia Royle ex Gordon

Thuộc họ thực vật: Pinaceae

Thông ba lá phân bố tự nhiên ở Việt Nam, Trung Quốc, Lào, Thái Lan, Ấn Độ… Ở Việt Nam, thông ba lá phân bố tự nhiên ở các tỉnh: Lâm Đồng, Lai Châu, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Lâm Đồng Thường mọc thuần loài hay hỗn giao với các loài cây lá rộng nhưng không đáng kể Phân bố ở độ cao 900 - 1500 m (Lâm Đồng)

và 800 - 1200 m (ở miền Bắc)

2.5.2 Hình thái và đặc điểm sinh trưởng

Cây gỗ lớn, cao 30 - 35 cm, đường kính 50 - 60 cm Thân tròn thẳng, vỏ dày, màu nâu xẩm, nứt dọc sâu, bóc mảng, có khả năng chịu lửa tốt, cành khô màu

Phong hóa hóa

2,5 cm Thông ra hoa vào tháng 4 - 5 quả chín vào tháng 11 đến tháng 12 năm sau Quả có thể tồn tại trên cây mẹ tới 9 - 10 năm Thông trồng từ 6 - 7 tuổi có thể ra hoa nhưng số lượng khoảng 10 - 20%, chất lượng hạt kém

Gỗ mềm nhẹ, màu vàng đến màu da cam Tỷ trọng d = 0,65 – 7

2.5.3 Đặc tính sinh thái

Thông ba lá thích hợp trong vùng khí hậu nhiệt đới, phân bố ở độ cao 800

-1900 m và lượng mưa hàng năm trung bình ≥ 1500 mm/năm Là loài cây ưa sáng, mọc nhanh như loài cây tiên phong, nhưng sau đó bền vững, ổn định về cấu trúc, kiểu rừng thưa Cây thông sinh trưởng nhanh trên đất thịt nhẹ, thoát nước, độ pH = 4,5 - 5,5 Thông cũng sinh trưởng được trên đất xấu, không thích hợp trên đất chặt, úng nước Nhiệt độ bình quân hàng năm từ 18 - 200C, có khả năng chịu hạn, tái sinh mạnh bằng hạt, không tái sinh bằng chồi

2.5.4 Công dụng và ý nghĩa kinh tế

Là loại cây gỗ lớn, sản phẩm chính là gỗ, nhựa, chất đốt Gỗ phục vụ cho xây dựng, làm trụ mỏ, trụ điện, nguyên liệu giấy, sợi nhân tạo, gia dụng… Nhựa thông dùng để chưng cất tinh dầu, vecni, dược liệu, văn phòng phẩm… Nhựa và gỗ cung cấp cho hơn 30 ngành công nghiệp khác nhau

Cây chịu được đất đai cằn cỗi, khả năng phân hóa cải tạo lớp đất mặt nên được chọn như loài cây tiên phong trên đồi núi trọc Rừng thông có giá trị lớn về mặt phòng hộ, bảo vệ môi trường và làm tăng vẻ đẹp cảnh quan thành phố

- Từ tháng 9 đến tháng 10: chăm sóc rừng mới trồng

2.6 Đặc điểm khu vực nghiên cứu

2.6.1 Điều kiện tự nhiên

+ Phía Bắc giáp huyện K’Bang;

+ Phía Nam giáp Công Ty Lâm Nghiệp Kon Chiêng, tiểu khu 489 xã H’Ra;

+ Phía Đông giáp huyện K’Bang, huyện Đăk Pơ và huyện Kon Ch’Ro; + Phía Tây giáp Ban quản lý RPH Mang Yang và trại giam Gia Trung

● Gồm 24 tểu khu, có tổng diện tích tự nhiên là 14030,5 ha

Hình 2.3 Sơ đồ vị trí Ban quản lý rừng phòng hộ Bắc Biển Hồ

2.6.1.2 Đặc điểm địa hình

Lâm trường H’Ra nằm trên cao nguyên Gia Lai phía Tây dãy Trường Sơn, địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, phân thành 2 vùng rõ rệt Khu vực trung tâm tương đối bằng phẳng, vùng phía Bắc, phía Nam và phía Đông thuộc dạng địa hình đồi núi cao, chia cắt mạnh, độ dốc lớn Độ dốc trung bình trên toàn lâm phần khoảng 18-280, cá biệt có nơi > 450

Độ cao so với mặt nước biển:

+ Cao nhất 1.532m (đỉnh Kôn Boorria )

+ Thấp nhất 771m (trước trụ sở Ban quản lý)

+ Trung bình 1.000m – 1.200m

Rừng trồng Thông 3 lá được trồng trên đất đã mất rừng tự nhiên Đất trồng rừng là đất feralit phát triển trên nền đá granit Thuộc dạng địa hình đồi núi cao, chia cắt mạnh, độ dốc lớn Độ dốc trung bình trên toàn lâm phần khoảng 18-280, cá biệt có nơi > 450

2.6.1.3 Tài nguyên rừng

Hiện trạng rừng: Phân theo thông tư 34/TT – BNNPTNT ngày 10/06/2010

Tổng diện tích tự nhiên: 18.933,2 ha

Diện tích Ban quản lý: 14.030,5 ha; diện tích xã H’Ra quản lý: 4.962,7 ha Phân ra: - Diện tích đất lâm nghiệp : 14.029,5 ha

+ Đất chưa có rừng : 872,6 ha

- Đất sản xuất nông nghiệp : 585,3 ha

- Đất giao lại cho xã : 4.051,1 ha

2.6.1.4 Đặc điểm khí hậu, thời tiết

Ban quản lý nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Cao Nguyên Một năm chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm 21,90c; nhiệt độ co nhất là 35,90c; nhiệt

độ thấp nhất là 17,80c Nhiệt độ bình quân mùa khô 290

Độ ẩm không khí: Trung bình hàng năm 85,8%, độ ẩm tháng nóng nhất 40,5%

Lượng mưa: Tổng lượng mưa bình quân hàng năm 2.088mm, cao nhất 3.017mm và thấp nhất là 1.625mm

Lượng bốc hơi bình quân năm là 909,8mm, tháng cao nhất 97,2mm (tháng 1 đến tháng 4 hàng năm), tháng thấp nhất vào tháng 8 là 43,6mm

Hướng gió thịnh hành:

Hướng Bắc – Đông Bắc thổi về mùa khô

Hướng Nam – Tây Nam thổi về mùa mưa

Tốc độ gió bình quân 12,07 m/giây

Trong vùng ít có gió bão và sương muối

(Nguồn cung cấp: Đài khí tượng thủy văn Gia Lai)

2.6.1.5 Nguồn nước, thủy văn

Trong lâm phần có ba hệ thống sông suối chính là sông A Yun, suối Đăk Hà

Ra và suối Đăk Oreng Ngoài ra, còn có hồ chứa Hà Ra Bắc nằm ở tiểu khu 480 và

hồ Hà Ra Nam nằm ở tiểu khu 488

Sông A Yun dài khoảng 6km, nằm ở phía Tây lâm phần của Ban quản lý Đây là hệ thống sông cung cấp nước cho Hồ thủy lợi A Yun Hạ

Suối Đăk Hà Ra dài khoảng 10km, bắt nguồn từ các nhánh suối ở trung tâm lâm phần chảy về hướng Nam Đây là hệ thống suối cung cấp nước cho Hồ thủy lợi

Hà Ra Bắc và Hà Ra Nam

Suối Đăk Oreng dài khoảng 15km, là suối bắt nguồn từ các nhánh suối ở phía Bắc lâm phần chảy theo hướng Tây Nam Đây là hệ thống suối cung cấp nước cho Hồ thủy lợi A Yun Hạ

Nhìn chung, hệ thống sông, suối phân bố tương đối đồng đều trên lâm phần Ban quản lý Sông A Yun và các suối lớn có nước quanh năm, đây là nguồn nước cung cấp cho sản xuất nông, lâm nghiệp trong vùng và vùng hạ lưu Tuy nhiên, do địa hình trong vùng có nhiều núi cao, nhiều khu vực dốc cục bộ nên về mùa mưa cần đề phòng lũ quét và sạt lở đất

2.6.2 Đặc điểm về dân sinh, kinh tế - xã hội:

2.6.2.1.2 Lao động

Tổng số lao động của hai xã là 5.717 lao động, trong đó lao động nữ chiếm 44,8% Số lao động là đồng bào Bahnar chiếm 55,5% tổng số lao động Đây là nguồn lao động chủ yếu tham gia các hoạt động trồng, chăm sóc, quản lý bảo vệ rừng của ban quản lý

2.6.3 Các hoạt động sản xuất chính

2.6.3.1 Sản xuất lâm nghiệp và công tác quản lý bảo vệ rừng:

2.6.3.1 Sản xuất lâm nghiệp

- Về phía Ban quản lý: Thực hiện chức năng, nhiệm vụ của Nhà nước giao cho Ban quản lý Hàng năm, đơn vị đều tổ chức thực hiện các chỉ tiêu kế hoạch như: Giao khoán QLBVR cho các hộ gia đình, cá nhân tập thể và cộng đồng; Trồng, chăm sóc rừng, nuôi dưỡng rừng, công trình làm đường ranh cản lửa, Đơn vị đều

ưu tiên tạo công ăn việc làm cho người dân đia phương Tổng số lao động nghề rừng hàng năm lên tới 500 lao động theo mùa vụ

- Về phía địa phương: Nhận thấy được lợi ích của cây rừng nên trong những năm qua bà con trên địa bàn Xã tích cực tham gia vào các mô hình trồng cây phân tán, nông lâm kết hợp, lên kết trồng rừng với công ty MDF – An Khê Diện tích khoảng 450ha

2.6.3.2 Công tác quản lý bảo vệ rừng

- Số hộ nhận khoán QLBVR là trên 200 hộ, chủ yếu là đồng bào dân tộc thiểu số ở địa phương Nhìn chung công tác quản lý bảo vệ rừng ngày càng được củng cố, có nề nếp và chặt chẽ hơn, Các bộ phận quản lý bảo vệ rừng ngày càng có trách nhiệm với diện tích rừng được giao, làm hạn chế đến mức thấp nhất tình trạng phá rừng làm nương rẫy Đây cũng là lực lượng tham gia trực phòng cháy tại các vùng trọng điểm dễ xảy ra cháy rừng vào mùa khô

2.6.4 Sản xuất nông nghiệp và tình hình canh tác nương rẫy:

2.6.4.1 Sản xuất nông nghiệp

H’Ra về cơ bản là một xã thuần nông, nông nghiệp chiếm 95%, nghành nghề khác chiếm 5% Về trồng trọt: chủ yếu trồng cây lúa, mì, bắp, với chủ lực là cây mì, nhìn chung năng xuất còn thấp

2.6.4.2 Sản xuất nương rẫy

Bảng 2.1 Hiện trạng diện tích nương rẫy

ST

T

canh tác nương rẫy (hộ)

Diện tích nương rẫy đang canh tác (ha)

Loại rừng, trạng thái rừng xung quanh DTNR

khoảnh, tiểu khu

Rừng trồng Rừng trồng

2.6.5 Tình hình giao thông trong vùng

Hệ thống đường: Trong lâm phần Ban quản lý có khoảng 10km đường Quốc

lộ 19 chạy qua Đường dân sinh trong vùng có khoảng 10km đường bê tông kiên cố Mạng lưới đường lâm nghiệp trong lâm phần phục vụ các hoạt động sản xuất của Ban quản lý có khoảng 50km, nền đường đất không ổn định và đã bị sạt lở nhiều chỗ Vì vậy, khi sử dụng cần tu sửa, nhất là những đoạn đường qua suối cần phải làm ngầm và cống bi

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu bằng phần mềm MapInfo

Hình 3.1: Sơ đồ xây dựng cơ sở dữ liệu 3.1.1 Điều tra, thu thập số liệu ngoại nghiệp

Thực hiện thu thập dữ liệu tại BQLRPH Hà Ra gồm:

- Thu thập dữ liệu không gian: bản đồ hiện trạng rừng BQLRPH Hà Ra (tỷ lệ 1/25000) và bản đồ loại đất BQLRPH Hà Ra (tỷ lệ 1/25000) bên cạnh đó là các bản

Hiện trạng thông trồng theo năm tuổi

(Trích lọc dữ liệu trong MapInfo)

Bản đồ hiện trạng thông trồng theo năm tuổi

theo loại đất (Ghép các lớp dữ liệu trong MapInfo)

3.1.2 Công tác xử lí nội nghiệp

- Sau khi thu thập đầy đủ các tài liệu, số liệu và các bản đồ liên quan Sử dụng phần mềm MapInfo để số hóa và xây dựng cơ sở dữ liệu trên máy tính:

+ Scan hai bản đồ giấy đưa vào máy tính

+ Mở phần mềm MapInfo, nhập bản đồ hoàn chỉnh đã scan vào, khai báo hệ quy chiếu như ở bản đồ gốc (VN2000) và tạo mới các lớp dữ liệu cho bản đồ hiện trạng từng, bao gồm: Lớp hiện trạng rừng, lớp lô, lớp khoảnh, lớp cao độ, lớp sông -

hồ, lớp giao thông, lớp địa danh, lớp lưới tọa độ, lớp chú giải và các lớp dữ liệu: lớp mã số, lớp loại đất cho bản đồ thổ nhưỡng Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

và bản đồ thổ nhưỡng hoàn chỉnh

- Sử dụng công cụ trích lọc trong MapInfo chọn ra những khu vực thông trồng theo năm tuổi 1996, 1997, 1998, 1999, 2002 và loại đất E (đất xói mòn trơ sỏi đá), Fa (đất vàng đỏ trên đá granit, riolit)

- Chồng ghép hai bản đồ được trích lọc trên MapInfo và các lớp thông tin xây dựng bản đồ hiện trạng thông trồng theo năm tuổi và theo loại đất

3.2 Đánh giá sinh trưởng của thông ba lá (Pinus keysia) theo tuổi trên 2 loại

đất

3.2.1 Điều tra, thu thập số liệu ngoại nghiệp

- Tiến hành thu thập các tài liệu sẵn có về khu vực nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu, bao gồm các tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội trong khu vực

- Sử dụng bản đồ hiện trạng thông trồng theo năm tuổi và theo loại đất khảo sát khu vực nghiên cứu

- Trên mỗi hiện trạng theo tuổi và theo loại đất có cùng điều kiện tiểu khí hậu như nhau ta chọn một ô điều tra ngẫu nhiên Tại khu vực nghiên cứu đã chọn ra được 30 ô điều tra trên bản đồ

- Sử dụng thiết bị GPS để xác định vị trí 30 ô điều tra trên thực tế

- Thiết kế ô điều tra và thu thập số liệu như sau:

+ Mỗi ô có dạng hình chữ nhật, diện tích 500 m2 (20 m x 25 m)

+ Trong mỗi ô tiến hành đo chu vi C1.3 bằng thước dây

+ Đánh dấu và ghi lại vị trí ô điều tra

3.2.2 Công tác xử lý nội nghiệp

- Nhập các số liệu thu thập được ngoài thực địa: dữ liệu GPS, số liệu điều tra

ô tiêu chuẩn vào phần mềm MapInfo, Excel

- Dùng MapInfo để xác định vị trí ô điều tra tương ứng trên bản đồ

- Sử dụng phần mềm Excel để xử lí và tính toán số liệu của các ô điều tra phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài

D1.3: Đường kính thân cây tại vị trí cách gốc 1,3 m

C1.3: Chu vi thân cây tại vị trí cách gốc 1,3 m + Tính toán đường kính bình quân D1,3của mỗi ô điều tra

n

n 3

2 1 1,3

D

D D D

+ Mật độ (N/ha) được xác định trực tiếp trên ô điều tra

+ Vẽ biểu đồ và đánh giá sinh trưởng của thông ba lá trên các loại đất theo đường kính D1.3 và năm tuổi

3.3 Xác định vùng trồng rừng thông ba lá tiềm năng

- Sử dụng kết quả đánh giá sinh trưởng đường kính D1.3 ở trên chọn lọc các tiêu chí cho đánh giá mức độ tiềm năng

- Sử dụng phần mềm MapInfo chọn lọc những khu vực tiềm năng theo tiêu chí trên và tiến hành xây dựng bản đồ vùng trồng rừng thông ba lá tiềm năng

3.4 Vật liệu nghiên cứu