Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy: NGHIÊN CỨU XÁC LẬP PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Lời cảm ơn Khoá luận được hoàn thành tại bộ môn Địa mạo Địa lý và môi trường biển, Khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Hiệu và Th.S.Phạm Xuân Cảnh . Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy và anh trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp. Đồng thời, em xin chân thành cảm các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Địa mạo, khoa Địa lý đã luôn động viên giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý giá trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Em xin cảm ơn tới đề tài nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá và giám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độ phân giải trung bình, đa thời gian áp dụng thử nghiệm cho ảnh vệ tinh VNREDSAT1 của TS Nguyễn Văn Thảo, các cán bộ khoa học tại Viện nghiên cứu Hải sản và Viện Tài nguyên Môi trường biển Hải Phòng đã nhiệt tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu hỗ trợ trong quá trình hoàn thành khoá luận. Em cũng xin chân thành cảm đến gia đình và bạn bè, những người đã luôn đồng hành cùng em trong suốt quãng thời gian sinh viên, giúp đỡ em vượt qua những khó khăn và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp. Do thời gian nghiên cứu có hạn, trình độ kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên khóa luận không thế tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy cô cùng bạn bè để bản khóa luận được hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 5 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy Nga   MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết 1 2. Mục tiêu 2 3. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 5. Các phương pháp nghiên cứu 3 5.1. Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu 3 5.2. Phương pháp viễn thám và GIS 4 5.3. Phương pháp bản đồ 4 5.4. Phương pháp khảo sát thực địa 4 6. Cấu trúc khóa luận 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ XÁC LẬP PHÂN BỐ CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN 6 1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu hệ sinh thái 6 1.1.1. Các nghiên cứu về phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển 6 1.1.2. Các nghiên cứu về phân bố hệ sinh thái ứng dụng viễn thám và GIS 7 1.1.2.1. Trên thế giới 7 1.1.2.2. Ở Việt Nam 8 1.1.2.3 Ở Thành phố Hải Phòng 9 1.2. Cơ sở lí luận xác lập phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển 10 1.2.1. Một số khái niệm cơ bản về phân bố hệ sinh thái đới bờ biển 10 1.2.1.1. Đới bờ biển 10 1.2.1.2. Hệ sinh thái 11 1.2.2. Quan điểm hệ thống và căn cứ phân chia các hệ sinh thái ở đới biển 14 1.2.3. Cở sở xác lập phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển 17 1.2.3.1 Các hệ sinh thái nổi 18 1.2.3.2. Các hệ sinh thái ngập nước thường xuyên 19 1.3. Quy trình nghiên cứu 19 CHƯƠNG 2 : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỜNG ĐẾN SỰ PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 22 2.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực ven biển thành phố Hải Phòng 22 2.1.1 Đặc điểm khí hậu – khí tượng 22 2.1.2.Chế độ thủy văn 23 2.1.3 Chế độ hải văn 23 2.1.3 Đặc điểm địa mạo 26 2.1.3.1 Khái quát chung về địa hình 26 2.1.3.2 Địa chất khu vực nghiên cứu 26 2.1.3.4 Đặc điểm trầm tích tầng mặt khu vực nghiên cứu 31 2.2. Môi trường sống của các hệ sinh thái đới bờ biển TP Hải Phòng 33 2.2.1 Các hệ sinh thái ven biển thành phố Hải Phòng 33 2.2.2. Đặc điểm môi trường của các hệ sinh thái ven biển thành phố Hải Phòng 33 2.2.2.1. Rừng ngập mặn 33 2.2.2.2. Thảm cỏ biển 35 2.2.2.3. Hệ sinh thái bãi triều lầy phía ngoài cửa sông 37 2.2.2.4. Hệ sinh thái bãi triều bùn 38 2.2.2.5. Hệ sinh thái bãi triều cát ven biển 38 2.2.2.6. Hệ sinh thái bãi triều rạn đá 40 2.2.2.7. Hệ sinh thái vùng đáy mềm 40 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỰ PHÂN BỐ CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 44 3.1. Cơ sở tài liệu 44 3.1.1 Dữ liệu ảnh viễn thám 44 3.1.2 Dữ liệu bản đồ số 45 3.1.3 Tài liệu khảo sát thực địa 45 3.2 Xử lí tư liệu ảnh viễn thám và tích hợp trong GIS 46 3.2.1. Xây dựng bộ chìa khóa giải đoán 46 3.2.2. Xử lý ảnh viễn thám xây dựng các bản đồ thành phần 48 3.2.2.1 Xây dựng bản đồ lớp phủ 48 3.2.2.2 Xây dựng bản đồ độ đục 52 3.2.3 Tích hợp trong GIS xây dựng bản đồ sự phân bố các hệ sinh thái đới bờ biển thành phố Hải Phòng. 55 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Hệ thống phân loại HST đới bờ của Ramsar 16 Bảng 1. 2. Hệ thống phân loại hệ sinh thái theo đất ngập nước của Nguyễn Chu Hồi 16 Bảng 1. 3. Hệ hống phân loại của Vũ Trung Tạng, 2004 17 Bảng 2. 1. Một số con sông chính ở Hải Phòng 23 Bảng 2. 2. Mực nước triều (cm) đặc trưng trung bình nhiều năm tại Trạm Hòn Dấu nhiều năm (19602007) 23   DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Sơ đồ trắc diện biểu diễn các thanh phần của khu bờ hiện đại 11 Hình 1. 2. Sơ đồ mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái 13 Hình 1. 3. Quy trình ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám và gis trong phân bố các hệ sinh thái ở KVNC 21 Hình 2. 1. Một số cửa sông chính ở Hải Phòng 23 Hình 2. 2. Sơ đồ trường sóng vùng ven biển Hải Phòng 24 Hình 2. 3. Bản đồ độ mặn khu vực đới bờ TP Hải Phòng 25 Hình 2. 4. Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu 30 Hình 2. 5. Bản đồ trầm tích khu vực nghiên cứu 32 Hình 2. 6. Sự phân bố theo loài cây của HST Rừng Ngập mặn6 34 Hình 2. 7. Rừng ngập mặn ở cửa sông Văn Úc – Hải Phòng 35 Hình 2. 8. Thảm cỏ biển Long Châu 27 36 Hình 2. 9. Thảm cỏ biển với nền đáy cát (Nguồn: Nhuyễn Huy Yết) 37 Hình 2. 10. Bãi triều lầy phía ngoài cửa sông 38 HÌnh 2. 11. Hệ sinh thái bãi triều bùn ( Nguồn Internet) 38 Hình 2. 12. Bãi triều cát gần Mũi Độc 39 Hình 2. 13. Khu Bãi tắm 2, Đồ Sơn 39 Hình 2. 14. Dã tràng trên bãi triều cát 39 Hình 2. 15. Khu Bãi 2, Đồ Sơn 40 Hình 2. 16. Mũi Độc, Đồ Sơn 40 Hình 3. 1. Sơ đồ các bước thành lập bản đồ lớp phủ KVNC 49 Hình 3. 2. Ảnh chụp thực địa 49 Hình 3. 3. Kết quả kiểm chứng 49 Hình 3. 4. Sơ đồ phân loại 49 Hình 3. 5. Dữ liệu thành lập bản đồ độ đục trung bình. 52 Hình 3. 6. Sơ đồ các bước tích hợp GIS xác đinh không gian phân bố HST khu vực nghiên cứu 56   MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Đới bờ biển là một dải rộng gồm các hệ sinh thái bờ như vùng cửa sông, đầm phá, đới triều, vùng ven biển, vùng đá ngầm và vùng biển xa bờ được đặc trưng bởi các tính chất và quá trình sinh học và không sinh học khác nhau. Đây chính là nơi thể hiện rõ nhất tương tác đất biển và cũng là nơi chứa đựng nhiều hệ sinh thái có năng suất và độ đa dạng sinh học cao3 11. Các hệ sinh thái này cung cấp môi trường sống quan trọng cho các loài chim, cá, và các quần xã sinh vật bám đáy; cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái đa dạng; và cung cấp các giá trị kinh tế xã hội và thẩm mỹ cho loài người (Wilson và Farber, 2008)… Tuy nhiên, đây cũng là vùng có mật độ dân số rất cao, đi kèm với đó là sự đô thị hóa, phát triển kinh tế, ô nhiễm môi trường...sẽ đặt áp lực đáng kể lên các hệ sinh thái ở đới bờ. Vì thế, xu hướng quản lý tài nguyên hiện nay đang là theo tiếp cận hệ sinh thái và một trong những bước quan trọng nhất của cách thức quản lý này là xác định sự phân bố không gian của chúng6 (IUCN, 2004). Hơn nữa, khu vực đới bờ các ranh giới thay đổi đột ngột, cũng như gradient về độ sâu, năng lượng vật lý, kiểu trầm tích, độ mặn và các nhân tố khác ở quy mô nhỏ đã tạo ra các kiểu không gian đặc biệt và phức tạp của chất nền gần bờ cung cấp môi trường sống cho thực vật và động vật( Diaz, Solan, và Valene, 2004) 32. Cho nên nghiên cứu phân các hệ sinh thái ở vùng đới bờ biển đạt hiệu quả tư liệu ảnh viễn thám và GIS là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc nghiên cứu, thì việc kiểm kê các nguồn tài nguyên và môi trường sống theo không gian là cần thiết. Đới bờ biển thành phố Hải Phòng là một bộ phận của miền duyên hải phía tây Vịnh Bắc Bộ, được xác định từ cửa Lạch Miếu đến cửa Thái Bình 5. Đây còn là một khu kinh tế ven biển quan trọng trong tam giác phát triển kinh tế Hà Nội Hải Phòng Quảng Ninh, nơi có tiềm năng lớn về tài nguyên, cho phép phát triển kinh tế giao thông cảng, du lịch biển đảo, đánh bắt nuôi trồng thủy hải sản…Để đạt tốc độ tăng trưỏng tế cao, Hải Phòng ngày càng phát triển mạnh theo hướng ngành công nghiệp và dịch vụ vận tải là chủ yếu. Điều này gây ảnh hưởng mạnh đến môi trường khu vực đới bờ biển, đặc biệt là các hệ sinh thái ven biển, vốn là các đối tượng rất nhạy cảm với những biến động môi trường. Trong bối cảnh của biến đổi khí hậu gia tăng, những tác động về môi trường đối với thành phố Hải Phòng sẽ ngày càng cao hơn, đặc biệt là sự gia tăng của xâm nhập mặn, ô nhiễm nước mặt, nước ngầm từ nhiều nguồn xả thải, xói lở bờ biển... 5. Điều này dẫn đến sự suy giảm hoặc phá hủy các hệ sinh thái đới bờ, làm mất dần các giá trị của hệ sinh thái, gây ra sự phát triển kinh tế xã hội không bền vững. Với những lý do nêu trên, sinh viên đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xác lập phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển TP Hải Phòng trên cơ sở ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám hệ thông tin địa lý“ 2. Mục tiêu Xác lập được không gian phân bố của các hệ sinh thái ở đới bờ biển TP. Hải Phòng trên bằng ứng dụng viễn thám tư liểu ảnh viễn thám và tích hợp các lớp thông tin về môi trường sống của HST bằng GIS. 3. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu trên, các nhiệm vụ nghiên cứu cần phải thực hiện gồm có: Thu thập các công trình, bài báo, công bố liên quan đến nội dung nghiên cứu, thu thập các dữ liệu số (bản đồ thành phần, ảnh vệ tinh...) ở khu vực nghiên cứu. Tổng quan tài liệu về tình hình nghiên cứu và phương pháp xác lập sự phân bố các HST, đặc biệt là sự phân bố các hệ sinh thái ở đới bờ biển trên cơ sở ứng dụng viễn thám và hệ thông tin địa lý. Xây dựng cơ sở lý luận và phân loại các hệ sinh thái ở đới bờ biển theo diện khu vực nghiên cứu. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển TP Hải Phòng. Xây dựng bản đồ phân bố các hệ sinh thái ở đới bờ biển thành phố Hải Phòng. Viết báo cáo tổng hợp. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: Các hệ sinh thái ở đới bờ biển. b. Phạm vi nghiên cứu:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐỊA LÝ

NGUYỄN THỊ THÚY NGA

NGHIÊN CỨU XÁC LẬP PHÂN BỐ KHÔNG GIAN

CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ

THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành: Địa lý tự nhiên (Chương trình đào tạo chuẩn)

Hà Nội - 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐỊA LÝ

NGUYỄN THỊ THÚY NGA

NGHIÊN CỨU XÁC LẬP PHÂN BỐ KHÔNG GIAN

CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ

THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành: Địa lý tự nhiên (Chương trình đào tạo chuẩn)

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hiệu

Ths.Phạm Xuân Cảnh

Hà Nội - 2016

Lời cảm ơn

Khoá luận được hoàn thành tại bộ môn Địa mạo - Địa lý và môi trường biển,Khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, dưới sự hướng dẫn của PGS TS.Nguyễn Hiệu và Th.S.Phạm Xuân Cảnh Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sựhướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy và anh trong suốt quá trình học tập, nghiêncứu và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp

Đồng thời, em xin chân thành cảm các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Địa mạo,khoa Địa lý đã luôn động viên giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý giá trong quá trìnhthực hiện khóa luận tốt nghiệp

Em xin cảm ơn tới đề tài nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá vàgiám sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độphân giải trung bình, đa thời gian áp dụng thử nghiệm cho ảnh vệ tinhVNREDSAT-1 của TS Nguyễn Văn Thảo, các cán bộ khoa học tại Viện nghiên cứuHải sản và Viện Tài nguyên & Môi trường biển Hải Phòng đã nhiệt tình giúp đỡ,cung cấp tài liệu hỗ trợ trong quá trình hoàn thành khoá luận

Em cũng xin chân thành cảm đến gia đình và bạn bè, những người đã luônđồng hành cùng em trong suốt quãng thời gian sinh viên, giúp đỡ em vượt quanhững khó khăn và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Do thời gian nghiên cứu cóhạn, trình độ kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên khóa luận không thế tránhkhỏi những thiếu sót Em mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của cácthầy cô cùng bạn bè để bản khóa luận được hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 5 năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Thị Thúy Nga

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết 1

2 Mục tiêu 2

3 Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Các phương pháp nghiên cứu 3

5.1 Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu 3

5.2 Phương pháp viễn thám và GIS 4

5.3 Phương pháp bản đồ 4

5.4 Phương pháp khảo sát thực địa 4

6 Cấu trúc khóa luận 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ XÁC LẬP PHÂN BỐ CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN 6

1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu hệ sinh thái 6

1.1.1 Các nghiên cứu về phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển 6

1.1.2 Các nghiên cứu về phân bố hệ sinh thái ứng dụng viễn thám và GIS 7

1.1.2.1 Trên thế giới 7

1.1.2.2 Ở Việt Nam 8

1.1.2.3 Ở Thành phố Hải Phòng 9

1.2 Cơ sở lí luận xác lập phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển 10

1.2.1 Một số khái niệm cơ bản về phân bố hệ sinh thái đới bờ biển 10

1.2.1.1 Đới bờ biển 10

1.2.1.2 Hệ sinh thái 11

1.2.2 Quan điểm hệ thống và căn cứ phân chia các hệ sinh thái ở đới biển 14

1.2.3 Cở sở xác lập phân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển 17

1.2.3.1 Các hệ sinh thái nổi 18

1.2.3.2 Các hệ sinh thái ngập nước thường xuyên 19

1.3 Quy trình nghiên cứu 19

CHƯƠNG 2 : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỜNG ĐẾN SỰ PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 22

2.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực ven biển thành phố Hải Phòng 22

2.1.1 Đặc điểm khí hậu – khí tượng 22

2.1.2.Chế độ thủy văn 23

2.1.3 Chế độ hải văn 23

2.1.3 Đặc điểm địa mạo 26

2.1.3.1 Khái quát chung về địa hình 26

2.1.3.2 Địa chất khu vực nghiên cứu 26

2.1.3.4 Đặc điểm trầm tích tầng mặt khu vực nghiên cứu 31

2.2 Môi trường sống của các hệ sinh thái đới bờ biển TP Hải Phòng 33

2.2.1 Các hệ sinh thái ven biển thành phố Hải Phòng 33

2.2.2 Đặc điểm môi trường của các hệ sinh thái ven biển thành phố Hải Phòng 33 2.2.2.1 Rừng ngập mặn 33

2.2.2.2 Thảm cỏ biển 35

2.2.2.3 Hệ sinh thái bãi triều lầy phía ngoài cửa sông 37

2.2.2.4 Hệ sinh thái bãi triều bùn 38

2.2.2.5 Hệ sinh thái bãi triều cát ven biển 38

2.2.2.6 Hệ sinh thái bãi triều rạn đá 40

2.2.2.7 Hệ sinh thái vùng đáy mềm 40

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỰ PHÂN BỐ CÁC HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 44

3.1 Cơ sở tài liệu 44

3.1.1 Dữ liệu ảnh viễn thám 44

3.1.2 Dữ liệu bản đồ số 45

3.1.3 Tài liệu khảo sát thực địa 45

3.2 Xử lí tư liệu ảnh viễn thám và tích hợp trong GIS 46

3.2.1 Xây dựng bộ chìa khóa giải đoán 46

3.2.2 Xử lý ảnh viễn thám xây dựng các bản đồ thành phần 48

3.2.2.1 Xây dựng bản đồ lớp phủ 48 3.2.2.2 Xây dựng bản đồ độ đục 52

3.2.3 Tích hợp trong GIS xây dựng bản đồ sự phân bố các hệ sinh thái đới bờ biển thành phố Hải Phòng 55KẾT LUẬN 59TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

DANH MỤC BẢN

Bảng 1 1 Hệ thống phân loại HST đới bờ của Ramsar 16

Bảng 1 2 Hệ thống phân loại hệ sinh thái theo đất ngập nước của Nguyễn Chu Hồi

16 Bảng 1 3 Hệ hống phân loại của Vũ Trung Tạng, 2004 17

Y

Bảng 2 1 Một số con sông chính ở Hải Phòng 23

Bảng 2 2 Mực nước triều (cm) đặc trưng trung bình nhiều năm tại Trạm Hòn Dấu

nhiều năm (1960-2007) 23

DANH MỤC HÌN

Hình 1 1 Sơ đồ trắc diện biểu diễn các thanh phần của khu bờ hiện đại 11

Hình 1 2 Sơ đồ mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái 13

Hình 1 3 Quy trình ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám và gis trong phân bố các hệ sinh thái ở KVNC 21

Y Hình 2 1 Một số cửa sông chính ở Hải Phòng 23

Hình 2 2 Sơ đồ trường sóng vùng ven biển Hải Phòng 24

Hình 2 3 Bản đồ độ mặn khu vực đới bờ TP Hải Phòng 25

Hình 2 4 Bản đồ địa mạo khu vực nghiên cứu 30

Hình 2 5 Bản đồ trầm tích khu vực nghiên cứu 32

Hình 2 6 Sự phân bố theo loài cây của HST Rừng Ngập mặn[6] 34

Hình 2 7 Rừng ngập mặn ở cửa sông Văn Úc – Hải Phòng 35

Hình 2 8 Thảm cỏ biển Long Châu [27] 36

Hình 2 9 Thảm cỏ biển với nền đáy cát (Nguồn: Nhuyễn Huy Yết) 37

Hình 2 10 Bãi triều lầy phía ngoài cửa sông 38

HÌnh 2 11 Hệ sinh thái bãi triều bùn ( Nguồn Internet) 38

Hình 2 12 Bãi triều cát gần Mũi Độc 39

Hình 2 13 Khu Bãi tắm 2, Đồ Sơn 39

Hình 2 14 Dã tràng trên bãi triều cát 39

Hình 2 15 Khu Bãi 2, Đồ Sơn 40

Hình 2 16 Mũi Độc, Đồ Sơn 40

Hình 3 1 Sơ đồ các bước thành lập bản đồ lớp phủ KVNC 49

Hình 3 2 Ảnh chụp thực địa 49

Hình 3 3 Kết quả kiểm chứng 49

Hình 3 4 Sơ đồ phân loại 49

Hình 3 5 Dữ liệu thành lập bản đồ độ đục trung bình 52

Hình 3 6 Sơ đồ các bước tích hợp GIS xác đinh không gian phân bố HST khu vực nghiên cứu 56

M Ở ĐẦU ĐẦU U

1 Tính c p thi t ấp thiết ết

Đới bờ biển là một dải rộng gồm các hệ sinh thái bờ như vùng cửasông, đầm phá, đới triều, vùng ven biển, vùng đá ngầm và vùng biển xa bờ được đặctrưng bởi các tính chất và quá trình sinh học và không sinh học khác nhau Đây chính

là nơi thể hiện rõ nhất tương tác đất - biển và cũng là nơi chứa đựng nhiều hệ sinhthái có năng suất và độ đa dạng sinh học cao[3] [11] Các hệ sinh thái này cung cấpmôi trường sống quan trọng cho các loài chim, cá, và các quần xã sinh vật bám đáy;cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái đa dạng; và cung cấp các giá trị kinh tế - xã hội vàthẩm mỹ cho loài người (Wilson và Farber, 2008)… Tuy nhiên, đây cũng là vùng cómật độ dân số rất cao, đi kèm với đó là sự đô thị hóa, phát triển kinh tế, ô nhiễm môitrường sẽ đặt áp lực đáng kể lên các hệ sinh thái ở đới bờ Vì thế, nên xu hướngquản lý tài nguyên hiện nay đang là theo tiếp cận hệ sinh thái và một trong những màbước quan trọng nhất trong tiếp cận hệ sinh tháicủa cách thức quản lý này là xác định

sự phân bố không gian của chúng[6] (IUCN, 2004)

Hơn nữa, khu vực đới bờ các ranh giới thay đổi đột ngột, cũng như gradient

về độ sâu, năng lượng vật lý, kiểu trầm tích, độ mặn và các nhân tố khác ở quy mônhỏ đã tạo ra các kiểu không gian đặc biệt và phức tạp của chất nền gần bờ cung cấpmôi trường sống cho thực vật và động vật( Diaz, Solan, và Valene, 2004) [32] Chonên nghiên cứu phân các hệ sinh thái ở vùng đới bờ biển đạt hiệu quả tư liệu ảnhviễn thám và GIS là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc nghiên cứu, thìviệc kiểm kê các nguồn tài nguyên và môi trường sống theo không gian là cần thiết

Đới bờ biển thành phố Hải Phòng là một bộ phận của miền duyên hải phíatây Vịnh Bắc Bộ, được xác định từ cửa Lạch Miếu đến cửa Thái Bình [5] Đây còn làmột khu kinh tế ven biển quan trọng trong tam giác phát triển kinh tế Hà Nội - HảiPhòng - Quảng Ninh, nơi có tiềm năng lớn về tài nguyên, cho phép phát triển kinh tếgiao thông cảng, du lịch biển đảo, đánh bắt nuôi trồng thủy hải sản…Để đạt tốc độtăng trưỏng tế cao, Hải Phòng ngày càng phát triển mạnh theo hướng ngành côngnghiệp và dịch vụ vận tải là chủ yếu Điều này gây ảnh hưởng mạnh đến môi trườngkhu vực đới bờ biển, đặc biệt là các hệ sinh thái ven biển, vốn là các đối tượng rấtnhạy cảm với những biến động môi trường Trong bối cảnh của biến đổi khí hậu giatăng, những tác động về môi trường đối với thành phố Hải Phòng sẽ ngày càng caohơn, đặc biệt là sự gia tăng của xâm nhập mặn, ô nhiễm nước mặt, nước ngầm từnhiều nguồn xả thải, xói lở bờ biển [5] Điều này dẫn đến sự suy giảm hoặc phá hủycác hệ sinh thái đới bờ, làm mất dần các giá trị của hệ sinh thái, gây ra sự phát triểnkinh tế - xã hội không bền vững

Với những lý do nêu trên, sinh viên đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu xác lậpphân bố không gian các hệ sinh thái ở đới bờ biển TP Hải Phòng trên cơ sở ứng dụng

tư liệu ảnh viễn thám & hệ thông tin địa lý“

2 M c tiêu ục tiêu

Xác lập được không gian phân bố của các hệ sinh thái ở đới bờ biển TP.Hải Phòng trên bằng ứng dụng viễn thám tư liểu ảnh viễn thám và tích hợp các lớpthông tin về môi trường sống của HST bằng GIS

3 N i dung và nhi m v nghiên c u ội dung và nhiệm vụ nghiên cứu ệm vụ nghiên cứu ục tiêu ứu

Để đạt được mục tiêu trên, các nhiệm vụ nghiên cứu cần phải thực hiện gồmcó:

- Thu thập các công trình, bài báo, công bố liên quan đến nội dung nghiêncứu, thu thập các dữ liệu số (bản đồ thành phần, ảnh vệ tinh ) ở khu vực nghiên cứu

- Tổng quan tài liệu về tình hình nghiên cứu và phương pháp xác lập sự phân

bố các HST, đặc biệt là sự phân bố các hệ sinh thái ở đới bờ biển trên cơ sở ứngdụng viễn thám và hệ thông tin địa lý

- Xây dựng cơ sở lý luận và phân loại các hệ sinh thái ở đới bờ biển theo diệnkhu vực nghiên cứu

- Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến phân bố không gian các hệ sinh thái ởđới bờ biển TP Hải Phòng

- Xây dựng bản đồ phân bố các hệ sinh thái ở đới bờ biển thành phố HảiPhòng.

- Viết báo cáo tổng hợp

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu i t ượng và phạm vi nghiên cứu ng và ph m vi nghiên c u ạm vi nghiên cứu ứu

a Đối tượng nghiên cứu: Các hệ sinh thái ở đới bờ biển

có xã Tây Hưng, Đông Hưng, Tiên Hưng, Vinh Quang, Đoàn Xá, Đại Hợp,Bằng La, phố Ngọc Xuyên, phố Ngọc Hải, phố Vạn Sơn, phố Vạn Hương,Tân Thành, Hòa Nghĩa, Tràng Cát, Nam Hải, Đông Hải, đảo Vũ Yên và giớihạn dưới của đới bờ biển mở rộng đến độ sâu 6m nước[2, 9]

Hình 0 1 Sơ đồ khu vực nghiên cứu

5 Các ph ương pháp nghiên cứu ng pháp nghiên c u ứu

5.1 Thu th p, t ng h p v phân tích t i li u ập, tổng hợp và phân tích tài liệu ổng hợp và phân tích tài liệu ợng và phạm vi nghiên cứu à phân tích tài liệu à phân tích tài liệu ệm vụ nghiên cứu

Việc thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu nhằm có được một bứctranh khái quát về tình hình nghiên cứu các hệ sinh thái, cũng như tình hìnhxây dựng bản đồ các hệ sinh thái trên thế giới và ở Việt Nam Từ đó sinhviên có thể lựa chọn được phương pháp khả thi và xây dựng được quy trìnhphù hợp để xác lập sự phân bố các hệ sinh thái ở khu vực nghiên cứu, trong

đó bao gồm cả hệ thống phân loại các hệ sinh thái trong khu vực

Ngoài ra, việc tổng hợp và phân tích tài liệu còn cần thiết khi nghiêncứu đặc điểm của các hệ sinh thái đới bờ biển, xây dựng bảng về ngưỡngđiều kiện môi trường sống của các hệ sinh thái, phục vụ cho việc đặt các giớihạn khi tích hợp các lớp thông tin về môi trường để xác lập sự phân bố củamột số hệ sinh thái

5.2 Ph ương pháp nghiên cứu ng pháp vi n thám v GIS ễn thám và GIS à phân tích tài liệu

- Viễn thám: Tư liệu ảnh viễn thám được sử dụng trong nghiên cứuvới 2 mục đích chính:

+ Nhận diện các hệ sinh thái nổi bằng 2 cách: 1) Kết hợp cácband ảnh và xây dựng bộ mẫu giải đoán để nhận diện được các hệ sinh tháibằng mắt thường; 2) Sử dụng phương pháp phân loại định hướng đối tượng

để nhận diện tự động một số hệ sinh thái trong khu vực nghiên cứu;

+ Tính toán các chỉ số về chất lượng môi trường nước từ ảnhviễn thám, có hiệu chỉnh, bổ sung bằng dữ liệu đo đạc thực địa để tạo ra cáclớp thông tin về chất lượng môi trường nước cần thiết đưa vào GIS, phục vụcho phép tích hợp để xác định các hệ sinh thái ở đới bờ biển

- GIS: Trong nghiên cứu, GIS được sử dụng trong tích hợp các lớpthông tin về điều kiện môi trường để xác định một số hệ sinh thái ở khu vựcnghiên cứu ngập nước thường xuyên bởi công tác nghiên cứu đo vè phân tíchngoài thực địa gặp nhiều hạn chế về kinh phí, thời gian, nhân lực cũng nhưđiều kiện thời tiết

5.3 Ph ương pháp nghiên cứu ng pháp b n ản đồ đồ

Trong nghiên cứu, phương pháp bản đồ được sử dụng để xâydựng các bản đồ thành phần về điều kiện môi trường của khu vực nghiên cứu

và đặc biệt là bản đồ phân bố các hệ sinh thái ở đới bờ biển thành phố HảiPhòng

5.4 Ph ương pháp nghiên cứu ng pháp kh o sát th c ản đồ ực địa địa a

- Giai đoạn chuẩn bị trong phòng: chuẩn bị tư liệu bản đồ, ảnh vệ tinh,nhận diện các hệ sinh thái nổi dựa trên bộ mẫu giải đoán và phương pháp phân loạiđịnh hướng, xây dựng các bản đồ chất lượng môi trường nước, bảng ngưỡng điềukiện môi trường của các hệ sinh thái, tích hợp các lớp thông tin về điều kiện môitrường để xác định các hệ sinh thái trong khu vực nghiên cứu

- Giai đoạn khảo sát thực địa: tiến hành điều tra, khảo sát khu vựcnghiên cứu, xác định ranh giới các hệ sinh thái ngoài thực địa, ghi nhận hiện trạngbằng máy ảnh, đo đạc…để thu thập thêm các dữ liệu phục vụ cho nghiên cứu và sosánh với kết quả giải đoán trong phòng

- Giai đoạn sau khi thực địa: đánh giá, kiểm định độ chính xác giữa kếtquả giải đoán trong phòng và kết quả thực địa, hiệu chỉnh bổ sung các thông tin cầnthiết

6 C u trúc khóa lu n ấp thiết ập, tổng hợp và phân tích tài liệu

Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu và cơ sở xác lập sự phân bố các hệ sinh thái

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ XÁC LẬP

KHÔNG GIAN PHÂN BỐ CÁC H Ệ SINH THÁIST Ở ĐỚI BỜ

BIỂN

1.1 T ng quan v tình hình nghiên c u h sinh thái ổng hợp và phân tích tài liệu ề tình hình nghiên cứu hệ sinh thái ứu ệm vụ nghiên cứu

1.1.1 Các nghiên c u v phân b h sinh thái ứu về phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ề phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ố hệ sinh thái ở đới bờ biển ệ sinh thái ở đới bờ biển ở đới bờ biển đới bờ biển ờ biển ển i b bi n

Hệ sinh thái được nghiên cứu từ lâu, khái niệm này đã ra đời ở cuối thế kỷthứ XIX dưới các tên goị khác nhau như “Sinh vật quần lạc” (Dakuchaev, 1846,1903; Mobius, 1877) Sukatsev (1944) mở rộng khái niệm “Sinh vật quần lạc”thành khái niệm “Sinh vật địa quần lạc hay Sinh địa quần lạc” (Biogeocenose).Thuật ngữ “Hệ sinh thái” (Ecosystem) được A Tansley nêu ra vào năm 1935 và trởthành phổ biến, được sử dụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các hệ sinhthái tự nhiên mà cả các hệ sinh thái nhân tạo Ông đề xuất khái niệm hệ sinh thái(ecosystem): “sinh vật và thế giới vô sinh (không sống) ở xung quanh có quan hệkhăng khít với nhau và thường xuyên có tác động qua lại”[10]

Việc nghiên cứu hệ sinh thái ở Việt Nam đã và đang phát triển qua các thời

kì có các công trình tiêu biểu sau như: Năm 1975, trên cơ sở các điều kiện lập địatrên toàn lãnh thổ Việt Nam, Thái Văn Trừng đã đưa ra bảng phân loại thảm thựcvật rừng Việt Nam trên quan điểm sinh thái với 14 kiểu thảm thực vật, đây đượcxem là bảng phân loại thảm thực vật rừng ở Việt Nam phù hợp nhất trên quan điểm

sinh thái cho đến nay [25] Nghiên cứu về HST cửa sông được nghiên cứu về điều

kiện hình thành, các điều kiện sinh thái quy định phân bố các quần xã sinh vật, vaitrò của các quần xã sinh vật trong chu trình vật chất và chuyển hóa năng lượng vùng

cửa sông (V.T.Tạng, 1994)[12]; Các nghiên cứu về HST biển ven bờ mô tả các điều

kiện tự nhiên và đặc trưng sinh vật ( TTKHTN&CNQG,1994)[18] như :HST rừng ngập mặn được nghiên cứu về đặc điểm, khôi phục và phát triển bền vững hệ sinh

thái rừng ngập mặn ven biển nó có thể xem như một HST đã được nghiên cứu khá

kỹ lưỡng từ nhân tố môi trường, đặc điểm của hệ thực vật, thảm thực vật, phân bốrừng ngập mặn theo địa lý, năng suất rừng Từ những phân tích nguyên nhân giảmsút chất lượng, diện tích rừng ngập mặn, các tác giả xây dựng chiến lược quản lý vàbảo vệ HST cũng như xây dựng các mô hình sản xuất có hiệu quả, đảm bảo ổn định

sự phát triển của HST (P.N.Hồng, 1999, Hội thảo khoa học về HST rừng ngập mặn)

[4] HST đất ngập nước (ngập cả nước mặn và ngọt) có những nghiên cứu về HST

đất ngập nước ở đồng bằng sông Cửu Long với các đặc điểm tự nhiên và thành phần

sống gồm các động vật bậc cao [P Liêu, N.V.Đệ, 2005][2] HST cồn cát ven biển

được đưa ra và chỉ dừng mô tả điều kiện khắc nghiệt và vai trò của chúng trongphòng hộ (Môi trường và phát triển bền vững, 2009) Động vật đáy trong thảm cỏbiển khu vực Quảng Ninh - Hải Phòng(Đỗ Công Thung,2011)[20] để xác định sốloài, thành phần loài, mật độ và khối lượng động vật đáy Nghiên cứu áp dụngphương pháp lượng giá kinh tế tài nguyên cho một số hệ sinh thái tiêu biển ven biểnViệt Nam (đánh giá đặc điểm phân bố, hiện trạng tài nguyên và hình thức khai thác,

sử dụng các HST rừng ngập mặn (RNM), cỏ biển và rạn san hô tiêu biểu của ViệtNam tại ven biển Hải Phòng, Thừa Thiên Huế và Quảng Nam, bao gồm hiện trạngtài nguyên phi sinh vật, sinh vật và môi trường trong các HST nói trên) và đề xuấtcác giải pháp sử dụng bền vững Nghiên cứu hệ sinh thái vùng biển đảo Bạch Long

Vỹ , Tp Hải Phòng phục vụ cho phát triển bền vững.( Bùi Đức Quang(2015), Việnsinh thái và tài nguyên sinh vật) Nghiên cứu, phân tích đánh giá những biến đổi vềcấu trúc, đặc trưng các kiểu hệ sinh thái vùng biển đảo Bạch Long Vỹ Kiểm kê, cậpnhật các dẫn liệu về đa dạng sinh học vùng biển đảo Bạch Long Vỹ làm cơ sở xâydựng bộ chỉ thị đa dạng sinh học và chương trình quan trắc, cập nhật dữ liệu hệ sinhthái vùng bờ biển

1.1.2 Các nghiên c u v phân b h sinh thái ng d ng vi n thám v GIS ứu về phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ề phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ố hệ sinh thái ở đới bờ biển ệ sinh thái ở đới bờ biển ứu về phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ụng viễn thám và GIS ễn thám và GIS à GIS

1.1.2.1 Trên th gi i ế giới ới

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều các cơ quan, tổ chức nghiên cứu các đề tàikhác nhau về phân bố không gian hệ sinh thái như:

Hệ thống của Cơ quan văn hoá khoa học kỹ thuậtliên hiệp quốc UNESCO đã xây dựng hệ thống phân loại quốc tế và lập bản đồ thảmthực vật xuất bản năm 1973, và sau đổi tên thành “Hệ thống phân loại vật lý địamạo sinh thái hình thành thực vật của Trái Đất”, do Mueller Dombois và Ellenbergbiên soạn lại năm 1974, các tiêu chí được cho là rất phù hợp với quy mô toàncầu[32] Một hệ thống toàn diện nhất là Tiêu chuẩn Phân loại Sinh thái Biển và Bờ(CMECS) được phát triển bởi Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia (NOAA)như là một phần nỗ lực của họ để củng cố hệ thống phân loại quốc gia cho các môitrường sống cửa sông và biển (FGDC SWG, 2010)[32]

Phương pháp khảo sát và lập bản đồ các khu vực hệ sinh thái và thảm thựcvật ở Queensland(V.J Neldner & researchers Queensland Herbarium, QueenslandDepartment of Science[33], sử dụng các hình ảnh vệ tinh Landsat TM (1995, 1997,

1999, 2000, 2001, 2003, 2005)và ảnh SPOT 6/20 cung cấp bởi SLATS được chụpvào mùa khô (tháng 9/2012) ở Queensland , lá xanh của thảm thực vật thân gỗ dễ

dàng phân biệt với các loại cỏ khô và thảo dược trong lớp đất Cảm biến trong các

hồ sơ vệ tinh Landsat TM lượng xanh trong mỗi điểm ảnh riêng biệt , và các dữ liệuđược sử dụng để cung cấp các giá trị tính toán NDVI kết hợp với các bản đồ mớinhất về địa chất và hoặc dữ liệu kỹ thuật số có sẵn cho các khu vực nghiên cứuchồng xếp GIS xác định thảm thực vật còn sót lại ở tỉ lệ lớn hơn 1: 100 000 làm cơ

sở thành lập bản đồ tiểu vùng hệ sinh thái khu vực nghiên cứu

Nghiên cứu thành lập bản đồ các hệ sinh thái biển nông ven bờ khu vựcnghiên cứu đầm phá trên đảo Rhode(Mark Stolt-University of Rhode Island) tỉ lệ1:5000 quy mô chi tiết[32] Trong bài báo này, tác giả mô tả cách tiếp cận hệ thống

để lập bản đồ các hệ sinh thái đầm phá ven biển vùng biển nông-dưới triều của đảoRhode bằng việc sử dụng, tích hợp đồng bộ các lớp thông tin và các bộ dữ liệu đosâu hồi âm để nhận ra địa chất, thổ nhưỡng, các quần xã sinh vật và các môi trường

để xác định mỗi môi trường sống của vùng nước nông-dưới triều kết hợp Bằngcách kiểm tra các dữ liệu chồng xếp trong GIS, nghiên cứu đã có thể khám phá cácmối quan hệ tiềm năng trong và giữa các tham số vật lý và sinh học

1.1.2.2 Vi t Nam Ở Việt Nam ệt Nam

Việc nghiên cứu hệ sinh thái theo phương pháp ứng dụng viễn thám và GIS

ở Việt Nam nói chung và đặc biệt là ứng dụng trong nghiên cứu hệ sinh thái biểnchỉ mới được quan tâm trong thời gian gần đây và chỉ tiến hành trên một số khu vựchay một vài thành phần của hệ sinh thái., có Có thể kể đến một số hướng nghiêncứu chính và các công trình tiêu biểu tại Việt Nam, như:

Ứng dụng phương pháp viễn thám chỉ thị phát triển bền vững hệ sinh tháivùng triều Nghiên cứu phân tích loạt ảnh Spot và ảnh Landsat để đánh giá phân bố

và diễn biến , xu thế biến động của hệ sinh thái rừng ngập mặn và bãi triều[T.Đ.Lân,2007];

Nghiên cứu sử dụng tài liệu ảnh vệ tinh nghiên cứu phân bố cỏ biển, rongbiển và san hô ở miền Trung Việt Nam (Trần Đức Thạnh nguồn Tài nguyên & Môitrường biển, tập V) [27] đã sử dụng tài liệu ảnh vệ tinh ADAEOS/AVNIR của NhậtBản để xác định diện phân bố cỏ biển, rong biển và rạn san hô ở một số khu vựcthuộc dải ven biển Huế - Hội An, đồng thời phân loại cả các đối tượng đất ngậpnước khác như bãi cát biển, bãi triều, bờ đá gốc, bar ngầm, đáy cát, đáy bùn, …bằng phương pháp phân loại mẫu có hiệu chỉnh sau khi tổ hợp màu các bandảnh[27]

Theo tổ chức bảo vệ động vật thế giới WWF(2011) [23] nghiên cứucác hệ thống phân loại với dự án “Xây dựng bản đồ các hệ sinh thái ở ViệtNam” ở quy mô toàn quốc do Cục bảo tồn đa dạng sinh học BCA phối hợpvới WWF đã thành lập một hệ thống phân loại các hệ sinh thái bao gồm cótất cả 27 hệ sinh thái được phân chia thành 4 nhóm (hệ sinh thái tự nhiên trêncạn, hệ sinh thái tự nhiên đất ngập nước nội địa, hệ sinh thái tự nhiên venbiển và nhóm hệ sinh thái khác)xây dựng lập bản đồ các hệ sinh thái trên cơ

sở đó xây dựng bản đồ đánh giá tính dễ bị thương và lương giá các dịch vụ

hệ sinh thái cho QH Bảo tồn ĐDSH đã xây dựng bản đồ tỉ lệ 1:1000000 và1:500000 phục vụ cho đánh giá mức độ tổn thương các các hệ sinh thái vàvùng giàu ĐDSH dựa trên cơ sở ứng dụng viễn thám và GIS, và nguồn dữliệu từ các khu bảo tồn quốc gia

Tiếp tục nghiên cứu đánh giá biến động các hệ sinh thái ven bờ ĐầmNại từ năm 1975 đến 2014 bằng công nghệ viễn thám và GIS Nghiên cứunày tập trung đi sâu vào việc phân tích, đánh giá hiện trạng và biến đổi các

hệ sinh thái khu vực ven Đầm Nại giai đoạn 40 năm (1975- 2014) dựa trêncác cảnh ảnh vệ tinh Landsat và Alos nhằm cung cấp cơ sở khoa học trợ giúptrong công tác quản lý, quy hoạch phát triển bền vững khu vực ven đầm Nại.Bản đồ hiện trạng các hệ sinh thái khu vực ven đầm Nại được xây dựng từảnh vệ tinh tại sáu thời điểm khác nhau và xây dựng phương pháp lập bản đồhiện trạng các hệ sinh thái là xử lý dữ liệu ảnh vệ tinh, phương pháp phântích thay đổi định lượng và lập bản đồ thay đổi các hệ sinh thái bằng cáchchồng các lớp thông tin hiện trạng ở thời gian khác nhau trong GIS [26]

1.1.2.3 Thành ph H i Phòng Ở Việt Nam ố Hải Phòng ải Phòng

Ở khu vực nghiên cứu đã có một số công trình nghiên cứu về đề tàitiêu biểu như: Đề tài nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Đại học Quốc Gia Hà Nội:

“Xây dựng bản đồ nhạy cảm của các hệ sinh thái với tác động môi trường khu vựcthành phố hải phòng nhằm sử dụng hợp lý cảnh quan lãnh thổ cho các mục tiêu pháttriển bền vững Nguyễn Ngọc Thạch[17] đã xây dựng cơ sở dữ liệu, bản đồ dạng số

về các hệ sinh thái và hiện trạng môi trường của khu vực, phân tích so sánh với cácchỉ tiêu về môi trường để xác định các vị trí, các khu vực có những vấn đề về xungđột môi trường, hệ thống hoá các hệ thống chỉ tiêu nhạy cảm của các hệ sinh tháivới các tác động môi trường, xây dựng các chỉ số nhạy cảm vơi điều kiện của ViệtNam, tích hợp thông tin bằng công nghệ GIS để xác định các chỉ số nhạy cảm vớicác tác động môi trường của các hệ sinh thái trong khu vực nghiên cứu

Nghiên cứu đánh giá biến động diện tích và chất lượng rừng ngập mặn venbiển Hải Phòng bằng tư liệu viễn thám và công nghệ GIS, cụ thể là đánh giá qua chỉ

số thực vật NDVI (Đỗ Thị Thu Hương, Trần Đình Lân, 2009) [27].Ngoài ra, cónghiên cứu điều tra, thống kê diện tích, thành phần loài, đánh giá hiện trạng phân bố

hệ sinh thái rừng ngập mặn và thảm cỏ biển TP Hải Phòng (Nguyễn Xuân Hoà,2009) đã sử dụng phương pháp tính chỉ số bất biến theo độ sâu và từ tư liệu Landsat

đa thời gian đánh giá biến động rừng ngập mặn TP Hải Phòng và đề ra gải phápphục hồi và bảo vệ

 Kết quả của các công trình nghiên cứu kể trên sẽ là cơ sở tài liệu quantrọng được kế thừa, làm tăng tính khả thi và thành công của khóa luận sắp tới

1.2 C s ơng pháp nghiên cứu ở lí lu n ập, tổng hợp và phân tích tài liệu khoa h c ọc xác l p phân b không ập, tổng hợp và phân tích tài liệu ối tượng và phạm vi nghiên cứu gian các h sinh thái ệm vụ nghiên cứu ở đới bờ biển i b bi n ờ biển ển

1.2.1 M t s khái ni m ột số khái niệm ố hệ sinh thái ở đới bờ biển ệ sinh thái ở đới bờ biển c b n v phân b h sinh thái ơ bản về phân bố hệ sinh thái đới bờ biển ản về phân bố hệ sinh thái đới bờ biển ề phân bố hệ sinh thái ở đới bờ biển ố hệ sinh thái ở đới bờ biển ệ sinh thái ở đới bờ biển đới bờ biển ờ biển ển i b bi n

1.2.1.1 Đới ờ biển ển i b bi n

a Khái niệm

Đới bờ biển là một bộ phận đặc biệt và quan trọng của bề mặt trái đất,

là nơi tiếp xúc của các quyển: thạch quyển, sinh quyển, thủy quyển, khíquyển và cũng là nơi chứa đựng các hệ sinh thái có năng suất cao nhất, giàu

và thể hiện cao đa dạng sinh học Rất nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vựckhác nhau quan tâm đến đới bờ theo các hướng cụ thể của mình và có cáchnhìn nhận nó khác nhau[30, 11] Hiện nay trên thê giới cũng như ở Việt Nam

có nhiều định nghĩa khác nhau về đới bờ song trong phạm vi nghiên cứu sinhviên sử dụng khái niệm: Đới bờ một dải tương tác đất - biển, có chiều rồng

đáng kể với độ nhạy cảm cao nhất [30, 11] Quá trình này hình thành và pháttriển cũng như những thay đổi của nó chịu tác động tích cực và đồng thời củacác nhân tố biển, nhân tố lục địa và hoạt động nhân sinh vì ở đây tập trungdân số cao nhất có chiều rộng đáng kể: về phía biển có thể vươn xa đến vùngđặc quyền kinh tế, còn về phía đất liền có thế tính đến giới hạn cuối cùng ảnhhưởng đến biển Đới bờ biển chứa nhiều hệ sinh thái phong phú nhất hànhtinh và đa dạng sinh học cao.

Hình 1 1 Sơ đồ trắc diện biểu diễn các thanh phần của khu bờ

hiện đại[30, 11]

b Các đặc trưng của đới bờ biển

Đới bờ có thể chia thành 3 hợp phần, bao gồm vùng biển, bãi và vùng

đất phía sau bãi Vùng biển được mở rộng từ mực nước triều thấp nhất về phía biển (hệ sinh thái cỏ biển, san hô ); Đới bãi được mở rộng từ mực nước triều thấp nhất đến mực nước triều caao nhất; Vùng đất phía sau bãi có ranh giới phía lục địa tùy thuộc mỗi quốc gia[30, 11] Đới bờ biển là một đới động lực và thường xuyên biến đổi, vì vậy nghiên cứu đới bờ biển bắt buộc phải

dựa trên các đặc thù của nó Có như vậy các dữ liệu thu được mới phản ánhđầy đủ bản chất tự nhiên và đặc thù tài nguyên của vùng này để có đủ cứ liệuphù hợp phục vụ hoạch định các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên của

vùng này Trong đới bờ biển có sự hiện diện đa dạng của các hệ sinh thái

như rừng ngập mặn, cỏ biển, rạn san hô, cửa sông, bãi triều, đầm phá, v.v

Chúng là các hệ thống tự nhiên cấp nhỏ hơn đới bờ biển, có quan hệ tương

hỗ lẫn nhau, một trong các hệ bị tác động sẽ ảnh hưởng đến hệ còn lại Đâycũng là nơi dự trữ đa dạng sinh học, nguồn lợi sinh vật và giá trị du lịch sinhthái cho các quốc gia có biển

1.2.1.2 H sinh thái ệt Nam

a Khái niệm

 Trên thế giới

Hệ sinh thái là khái niệm do nhà Sinh thái học người Anh Tansley đề xuấtnăm1935 Hệ sinh thái có hai thành phần chủ yếu: (1) Các quần thể sống, với các mốiquan hệdinh dưỡng và vị trí của chúng; (2) Các nhân tố của ngoại cảnh Trong Từđiển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững đã ghi hệ sinh thái là đơn vị gồm tất cảsinhvật và yếu tố vô sinh của một đơn vị nhất định có sự tác động qua lại và trao đổivật chất với nhau

Theo P.E Odum (1971) [10], đơn vị bất kỳ nào bao gồm tất cả các sinh vật(có nghĩa là “quần xã”) của một khu vực nhất định đều tác động qua lại với môitrường vật lý bằng các dòng năng lượng tạo nên cấu trúc dinh dưỡng xác định, sự đadạng về loài và chu trình tuần hoàn vật chất (tức là trao đổi chất giữa các phần tử hữusinh và vô sinh) trong mạng lưới được gọi là hệ thống sinh thái hoặc hệ sinh thái Hệsinh thái là đơn vị chức năng cơ bản của sinh thái học

Theo Dương Hữu Thời (1998), hệ sinh thái (ecosystem) là một đơn vị chứcnăng và cấu trúc cơ sở Nó gồm 2 thành phần chính: sinh vật và môi trường màtrong đó sinh vật tồn tại và phát triển Các sinh vật này tác động lẫn nhau, đồng thờiquan hệ qua lại với môi trường vật lý, hoá học sinh học và tạo ra các vòng tuầnhoàn vật chất và các dòng năng lượng xuyên qua các bậc dinh dưỡng, làm ra nhữngsản phấm tươi sống hay vật tiêu dùng[19]

Theo Vũ Trung Tạng: hệ sinh thái biển là tập hợp của quần xã sinhvật biển với môi trường vật lý biển mà nó tồn tại, ở đó các sinh vật tương tác vớinhau và với môi trường để phát triển ổn định theo thời gian thông qua hoạt độngcủa các chu trình sinh địa hóa và sự biến đổi năng lượng [13-15]

Các tác giả thừa nhận về tính phức tạp, sự tương tác và phụthuộc qua lại giữa sinh vật và môi trường, các quá trình trao đổi chất và nănglượng và sự biến đổi theo thời gian của các HST Tuy vậy, theo khái niệmnày, chúng ta sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc mô tả, xác định ranh giới,

vẽ bản đồ và nghiên cứu những đặc trưng của một hệ sinh thái riêng biệt dovậy cần tìm ra hướng giả quyết cho vấn đề này Đó là xác định rang giớiphân bố giữa các hệ sinh thái này

b Mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái

Hệ sinh thái = quần xã sinh vật + môi trường sống của quần

xã + chu trình vật chất và dòng năng lượng

Quần xã là một tổ hợp bất kỳ các quần thể có tổ chức, có cấu

trúc tương đối đồng nhất về thành phần loài và hình dạng ngoài, phân bốtrong một khu vực và không gian nhất định của môi trường ,có tính độc lập,

có nội cân bằng động nhờ sự tương hỗ lẫn nhau giữa các sinh vật với nhau vàgiữa sinh vật với môi trường, có những mối quan hệ dinh dưỡng [14, 19].Hệsinh thái có thể rộng hơn hay nhỏ hơn quần xã nhưng được xác định rõ hơntheo các tiêu chí về dòng năng lượng, cấu trúc dinh dưỡng, chu trình vật chất

Hình 1 2 Sơ đồ mối quan hệ giữa các thành phần trong hệ sinh thái

c Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hệ sinh thái

Nhiệt độ: Sự sống có thể tồn tại trong khoảng nhiệt độ từ -2000C ->

10000C nhưng đa số loài chỉ tồn tại và phát triển trong khoảng từ 00C đến 500C.Nhiệt độ có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng phát triển và sựphân bố các cá thể, quần thể, quần xã Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến các yếu tố kháccủa môi trường như độ ẩm, đất …Sự khác nhau về nhiệt độ trong không gian vàthời gian đã tạo ra những nhóm sinh thái có khả năng thích nghi khác nhau.[10, 19]

Môi trường chất lượng nước: nồng độ CO2, hàm lượng O2, các thànhphần kim loại , độ muối, độ đục…

- Độ muối: hàm lượng tổng cộng tính bằng gam của tất cả các chất khoángrắn (các muối) hoà tan có trong 1000 gam nước biển (0/00) Nó được coi là một yêu

tố giới hạn thực thụ đối với các loài sinh vật nói chung và mỗi hệ sinh thái nóiriêng[4] Ví dụ đối những loài sinh vật nước lợ vùng của sống sự sống chủ yếutrong nước có độ muối từ (2- 25 0/oo)

- Độ đục là môi trường sông quan trọng của hệ sinh thái đặc biệt là hệ sinhthái dưới nước ví dụ như Vùng biển TP Hải Phòng có chế độ nhật triều đều, biên

độ thuỷ triều lớn, nên dòng chảy thường khá mạnh tạo điều kiện thông thoáng, nhờ

đó san hô phát triển Tuy vậy, vùng biển có độ sâu nhỏ (tối đa chỉ 20 m), đáy cónhiều bùn chạy gần chân đảo, nước có độ trong nhỏ, đã hạn chế khả năng phát triểnxuống sâu của san hô[4, 27]

- Chế độ thủy động lực: như dòng chảy, chế độ triều, sóng Đặc biệtquan trong đối với hệ sinh thái biển của đới bờ chịu tác động trực tiếp của dòngchảy Chế độ triều thay đổi thời gian phơi rễ của rừng ngập mặn sẽ giảm dẫn đến hệsinh thái rừng ngập mặn có thể lụi tàn.[2, 4]

- Địa hình (Eric Bird (2008)) được xem là nền tảng rắn choHST phát triển, quyết định sự phân bố năng lượng và vật chất ra vào đối với hệ.Trên mỗi một dạng ĐH sẽ tồn tại một hoặc nhiều HST đặc trưng đi kèm

- Thể nền: trầm tích tầng mặt hay còn gọi là nền đáy Các loại trầm tích như cát, bùn, sét [4] là điều kiện cần đối với sự HST đặc biệt đối với các hệ sinh thái sống bám đáy

- Sự tác động của con người: Không có tác động hoặc tác động ít(giữ nguyên các hiện trạng vốn có của nó); Được hình thành do tác động của conngười mà có (các hệ sinh thái do nhân sinh).

 Đối với môi trường vùng dưới triều, các yếu tố quan trọng nhất cótác động mạnh mẽ tới sự tồn tại của sinh vật có thể kể đến là: hình thái, động lực,trầm tích, độ sâu, độ mặn, độ đục, quần xã bám đáy… Đây cũng chính là những yếu

tố môi trường mà nghiên cứu đã sử dụng nhằm tìm ra sự phân bố của các hệ sinh thái.1.2.2 Quan i m h th ng v c n c phân chia các h sinh thái đ ển ệm vụ nghiên cứu ối tượng và phạm vi nghiên cứu à phân tích tài liệu ăn cứ phân chia các hệ sinh thái ở đới biển ứu ệm vụ nghiên cứu ở đới bờ biển i bi n ển

Như đã trình bày ở trên, hệ sinh thái là một hệ thống mở vô cùng phức tạp, vìvậy việc phân chia các hệ sinh thái chỉ mang tính tương đối Hiện nay, chưa có mộttài liệu chính thức nào hướng dẫn hay quy định về cách phân chia các hệ sinh thái.Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu các hệ sinh thái trên trên đất liền và biển, cácnhà nghiên cứu thường lấy đặc điểm về môi trường sống và các quần xã sinh vậtchiếm ưu thế làm căn cứ để phân chia ( theo IUCN và CMECS)[28, 31] Ở mỗi quy

mô khác nhau thì tiêu chí phân loại các hệ sinh thái lại có sự khác biệt nhau

Một số hệ thống phân chia hệ sinh thái lớn theo quy mô thế giới, quốc giahay khu vực điển hình như:

- Hệ thống của Cơ quan Văn hóa Khoa học kỹ thuật Liên Hiệp QuốcUNESCO: Hệ thống Phân loại Quốc tế và lập Bản đồ Thảm thực vật xuấtbản năm 1973, và đổi tên thành “Hệ thống Phân loại Vật lý Địa mạo sinh tháihình thành thực vật của Trái đất”, do Mueller Dombois và Ellenberg biênsoạn lại năm 1974, các tiêu chí được cho là rất phù hợp với quy mô toàn cầu

- Uỷ ban Thảm thực vật Hoa Kỳ đã xây dựng và phát triển Hệ thốngPhân loại Thực vật Quốc gia Hoa Kỳ - viết tắt là USNVC (United StateNational Vegetation Classifiation) với 21 loại thảm thực vật;

- Hệ thống phân loại hiện có, tổ chức USGS cũng đã nghiên cứu xâydựng và phát triển một hệ thống phân loại hệ sinh thái bao gồm cả các hệsinh thái trên cạn và dưới nước

- Theo công ước RAMSAR đã chia ra hệ thống phân Hệ sinh thái đấtngâp nước Ưu điểm của hệ thống phân loại là xét trên các yếu tố chính cấuthành nên đặc trưng hệ sinh thái Tuy nhiên, khu vực phân chia nhỏ hẹp, chỉphân chia hệ sinh thái trong vùng đất ngập nước  Phân loại theo đặc điểmđịa mạo, lớp phủ đặc trưng Tỷ lệ 1:500 000

Đất ngập nước ven biển và biển (Marine and Coastal Wetlands)

Các vùng biển nông ngập nước thường xuyên ở độsâu dưới 6m khi triều thấp

Các thảm thực vật biển dưới triều; bao gồm các bãi cỏ biển

Các rạn san hô

Các bờ đá biển; kể cả các đảo đá ngoài khơi, vách đá biển

Các bờ cát, bãi cuội hay sỏi; bao gồm các roi cát, mũi đất nhô rabiển và các đảo cát; kểcảcác hệ cồn cát và các lòng chảo ẩm ướt

Các vùng nước cửa sông; nước thường trực của cácvùng cửa sông

và các hệ thống cửa sông của châu thổ

Các bãi bùn gian triều, các bãi cát hay các bãi muối

Các đầm lầy gian triều; bao gồm các đầm lầy nước mặn, các đồng

cỏ nước mặn, các bãi kết muối, các đầm nước mặn nổi lên; kể cảcác đầm nước ngọt và lợ thủy triều

9 Các vùng đất ngập nước có rừng gian triều; bao gồm rừng ngập

mặn

10 Các đầm/ phá nước lợ/mặn ven biển

11 Các đầm/ phá nước ngọt ven biển; bao gồm các đầm/ phá châu thổ

nước ngọt

12 Các hệt hống thủy văn karst ngầm và hang động ven biển và biển

Bảng 1 1 Hệ thống phân loại HST đới bờ của Ramsar

Theo Nguyễn Chu Hồi những hệ sinh thái đất ngập nước ven biểnthực chất là những đơn vị cấu trúc tự nhiên tồn tại độc lập nhưng phát triểntrong mối quan hệ gắn bó với các hệ lân cận Với mục đích như vậy và dựavào hệ thống phân loại đất ngập nước của Cowardin L.M (1979) cùng nhữngkết quả áp dụng cho các vùng ven biển SriLanka (1994) Trong mỗi nhómnày, căn cứ vào mức độ phủ thực vật, không phủ thực vật và đặc điểm nềnđáy để chia thành các kiểu đất ngập nước khác nhau tác giả phân loại theo

đặc điểm địa mạo, lớp phủ đặc trưng

Rừng ngập mặn;

Thảm rong tảo thảm cỏ biển; Bãisình lầy; Đầm phánước lợ

-Các châu thổSông Hồng,

Mê kông, cácvùng cửa sônglớn, đầm pháHuế- BìnhĐịnh

Khôn

g phủ thực vật

Bãi cát, bãi bùntriều; Đầm nước lợ;

Đầm phá nước mặn

; Vùng cửa sônghình phễu; Vùngtriều đáy mềm vàđáy cứng, các lạchtriều; Rạn san hôviền bờ

Tập trung ởhai châu thổlớn, vùng HảiPhòng, ĐồngNai, vùngtriều đến độsâu < 10 m

Vùng QuảngNinh, HảiPhòng Rải rácmiền Trung vàmiền Nam.Ngoài biểnkhơi

Bảng 1 2 Hệ thống phân loại hệ sinh thái theo đất ngập nước của Nguyễn Chu Hồi

Hệ thống phân loại của Vũ Trung Tạng, 2004 Tác giả cũng nhìn nhận

đất ngập nước là hập hợp các hệ sinh thái trong đó quần xã sinh vật và cácyếu tố môi trường có mối liên hệ tương tác với nhau Quần xã sinh vật là sảnphẩm được sinh ra trong một môi trường xác định của đất ngập nước đồngthời cũng nhấn mạnh rằng đất ngập nước là kết quả tổ hợp của 3 yếu tố

chính: Đất, nước và thảm thực vật tồn tại trong đó (Trong tạp chí khoa họccủa Đại học Quốc gia Hà Nội (ISSN 0866-8612) PGS.TS.Vũ Trung Tạng)

Khối nước cửa sông; bãi bồi vensông; các cồn đảo cửa sông

ĐNN bãitriều venbiển

Rừng ngập mặn;bãi triều trần; bờ

đá ngập triều

Đầm pháven biển

Đầm phá bị ngọt hóa; Đp nước lợ,

Đp bị mặn hóaCác vũng

vịnh biển nông ven bờ

Bãi triều quanh vịnh với độ sâu 6mdưới mực nước triều; Khối nướctrong vịnh đến độ sâu 6m dưới mựcnước triều

Vùng triều

có độ sâu6m

Đáy đá hay đáy mềm(nền đáy);khối nước

Đất ngậpnướcthuộc hảiđảo

Bờ, bãi ngập nước theo thủy triều;khối nước ven đảo độ sâu <6m

Bảng 1 3 Hệ hống phân loại của Vũ Trung Tạng, 2004

1.2.3 C s xác l p phân b không gian các h sinh thái ở ở ập, tổng hợp và phân tích tài liệu ối tượng và phạm vi nghiên cứu ệm vụ nghiên cứu ở đới bờ biển ờ biển ển i b bi n

Vùng ven biển là vùng giao hội giữa đất liền và biển, chính vì vậy vùng nàychịu sự tương tác của cả biển và đất liền, vùng này rất đặt biệt về các quá trình địamạo nên hình thành rất nhiều dạng địa hình khác nhau Tuy nhiên, vùng ven biển lànơi tập trung các hoạt động kinh tế đa dạng như cảng, hàng hải, du lịch - giải trí, nghề

cá, nuôi trồng thuỷ sản, nông nghiệp ven biển, công nghiệp ven biển, khai mỏ, đô thịhoá, v.v Do vậy, vùng ven biển là nơi các dạng địa hình biến động mạnh do các hoạtđộng khai thác tài nguyên của con nguời Bằng kiến thức chuyên môn, các ảnh đaphổ kết hợp với ảnh toàn sắc có độ phân giải không gian cao có thể cho phép xácđịnh các kiểu bờ biển với đặc trưng về hình thái và vật chất cấu tạo (bờ cát, sinh vật,

đá gốc, bờ bùn sét, v.v.); Có thể phân biệt rõ các đối tượng hình thái,nhu như bãi cátbiển, bãi triều, bãi cát ngầm, các thềm biển, cồn cát cổ và hiện đại, hệ thống lạchtriều, cửa sông, đầm phá và vũng vịnh Kết hợp với số liệu thực địa có thể phân địnhtrầm tích vùng triều với các thành phần cơ bản như bùn, bùn bột, bùn cát và cát thôngqua các bản đồ chuyên đề Trong những điều kiện thuận lợi (nước trong, sóng nhỏ),

có thể giải đoán được địa hình và trầm tích mặt đáy ở độ sâu nhỏ hơn vài mét[32, 7,16] phục vụ xây dựng các bộ mẫu giải đoán

1.2.3.1 Các h sinh thái n i ệt Nam ổi

a Phương pháp phân loại tư liệu ảnh viễn thám:

- Phương pháp phân loại bằng mắt thường: là sử dụng mắt người cùng với trítuệ để tách chiết các thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh với công cụ phầnmềm hỗ trợ Cơ sở của việc giải đoán: dựa trên các tone (độ đậm nhạt) màu, kíchthước, hình dạng của vật thể, địa hình, thảm thực vật, kiểm tra bằng thực địa[16].Trong giải đoán ảnh bằng mắt, việc xác định khóa giải đoán là cần thiết nhưng nómang tính nguyên tắc và phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm thực tiễn của ngườigiải đoán

Đối với đề tài nghiên cứu giải đoán các hệ sinh thái theo tiêu chí phân chiangập nước ven bờ gồm bốn nhóm: đất phủ thực vật, đất không phủ thực vật, đất ngậpnước thường xuyên và đất do con người sử dụng Rất đáng chú ý, Đối với các hệ sinhthái rừng ngập mặn, bãi triều sử dụng ảnh đa phổ như Landsat TM, SPOT,AVNIR[32, 17], v.v để xác định các dấu hiệu nhận biết trên ảnh của đối tượng nhưRừng ngập mặn: màu đỏ hồng hoặc nâu đỏ, cấu trúc hạt mịn, phân bố thành diện ởcác vùng cửa sông, bị chia cắt bởi các lạch triều, trong đất phủ thực vật có rừng ngậpmặn dùng NDVI Bãi triều bùn thường có địa hình bằng phẳng Mạng lưới thủy văndạng cây, gồm nhiều dòng chính lớn , xung quang có những dòng chảy nhỏ và ngắn,trên ảnh trông như những sợi lông Tone ảnh sáng, hoa văn mịn Sự thay đổi tông ảnh

có liên quan với sự thay đổi mực nước ngầm

Phân loại định hướng đối tượng: Nguyên lý của phương pháp này được xâydựng trên khái niệm cho rằng tập hợp các pixel của ảnh sẽ hình thành nhiều đối tượngchuyên đề mà mắt ta có thể nhận biết Bước xử lý cơ bản trong phân tích đối tượngảnh là các phân mảnh ảnh (segment) chứ không phải pixel thông qua một số đặc điểmhình dạng (shape) kiến trúc ảnh (texture), các quan hệ không gian (topology) của đốitượng được phân loại và cách tích hợp các thông tin này chính là các quy tắc để phầnmềm có thể phân biệt các đối tượng.Việc tích hợp các thông tin nói trên trong phânloại định hướng đối tượng dựa chủ yếu vào logic mờ (fuzzy logic) )[16] Do phân

bố duới mặt nước nên cần lựa chọn các dữ liệu đa phổ có kênh phổ bước sóng ngắn

có khả năng đâm xuyên trong nước lớn như kênh blue, đồng thời cần có các thuậttoán xử lý dữ liệu ảnh đa phổ riêng biệt[27]

1.2.3.2 Các h sinh thái ng p n ệt Nam ập nước thường xuyên ưới c th ườ biển ng xuyên

Trong ứng dụng GIS, xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu là nhiệm vụ trung tâm.

Cơ sở dữ liệu GIS với khả năng lưu trữ, tìm kiếm, cập nhật, phân tích và chồng xếpcác dữ liệu địa lý là một công cụ mạnh cho việc quản lý Chức năng quan trọng nhấtcủa GIS là khả năng phân tích dữ liệu không gian và những thuộc tính của chúng để

hỗ trợ cho đánh giá biến động[34, 16] Phân tích không gian được thực hiện để trả lờicho những câu hỏi về thế giới thực tế bao gồm thể hiện tình trạng của những vùng vànhững đối tượng đặc biệt, sự thay đổi của tình trạng, khuynh hướng, đánh giá nănglực hoặc khả năng sử dụng kỹ thuật chồng lớp hoặc mô hình và dự báo Do đó nhữngphân tích không gian sắp xếp từ phép toán lôgíc và số học đơn giản đến mô hình phântích phức tạp Trong nghiên cứu này sinh viên sử dụng 5 phương pháp cơ bản trongxác định hệ sinh thái ứng dụng GIS[28, 29]

- Phân tích đa chỉ tiêu ( xét các bộ tiêu chí phân chia, hệ thống phânchia)

- Xử lý ảnh số: xác định lớp phủ, độ đục, độ muối

- Phân tích các đặc điểm thành tạo khu vực nghiên cứu

- Xác định nhân tố trội cho hệ sinh thái( quần xã đặ trưng)

- Chồng xếp bản đồ: Ranh giới giữa các bản đồ thành phần hiếm khiphù hợp với nhau do sự khác biệt về tỷ lệ A (Bailey 1988b; Lowell 1990)[29]

Quy trình xây dựng bản đồ HST đới bờ đi từ cơ sở lý luận: phân tích cácHST hiện có, căn cứ phân loại các HST và các tài liệu phụ trợ để đưa ra các tiêu chí,chỉ tiêu phân loại các HST để xây dưng tiêu chí phân loại hệ sinh thái theo khônggian phân bố và nhận diện chngs trên tư liệu ảnh với sự trợ giúp của phần mềm xử lýcác tư liệu viễn thám để phân tích, xây dựng nên các bản đồ lớp phủ và bản đồ độđục Kết hợp với các tư liệu tham khảo như bản đồ độ sâu, địa mạo, bản đồ trầm tíchtầng mặt, tích hợp trong GIS để thành lập dự thảo bản đồ các HST  Kết quả đượckiểm chứng thông qua tham vấn chuyên gia và thực địa và chuẩn hóa thành bản đồphân hóa các HST đới bờ biển TP Hải Phòng tỷ lệ 1:100.00

Dấu hiện xác định không gian phân bố HST KVNC

Ảnh Landat 8 LOI 2 mùa mưa khô 2013 - 2015 đục

Bản độ độ sâu Bản đồ trầm tích Bản độ địa mạo

Tích hợp GIS

Các hệ sinh thái ở đơi bờ biển

Căn cứ phân loại

Hệ thống phân chia HST

Tiêu chí phân loại HST

KVNC

Đặc điểm, điều kiện môi trường sống HST

Bản đồ lớp phủ Bản đồ độ

Bản đồ chuyên đề

Bản đồ Hệ Sinh Thái ( dự thảo)

Bản đồ phân bố HST ở đới biển TP Hải

Phòng tỉ lệ 1: 100000

Tham vấn chuyên gia

Thực địa kiểm chứng Đánh giá kiểm chứng TĐ, cập

nhật bổ sung

CHƯƠNG 2 : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỜNG ĐẾN SỰ PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CÁC

HỆ SINH THÁI Ở ĐỚI BỜ BIỂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

2.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực ven biển thành phố đ ển c i m t nhiên khu v c ven bi n thành ph ực địa ực địa ển ối tượng và phạm vi nghiên cứu

H i Phòng ản đồ

Thành phố Hải Phòng nằm ở bờ tây vịnh Bắc Bộ thuộc phía đông vùngduyên hải Bắc Bộ, cách Hà Nội 102 km, diện tích tự nhiên khoảng 152.318 ha, giớihạn trong khoảng 20030’39”-21001’15” vĩ độ Bắc, 106023’39”-107008’39”kinh độĐông[5, 17] Bờ biển ven bờ có dạng đường cong lõm của bờ tây vịnh Bắc Bộ, thấp

và khá bằng phẳng, cấu tạo chủ yếu là bùn cát do năm cửa sông đổ ra.Vùng cửasông ven biển Hải Phòng có độ sâu không lớn, độ dốc nhỏ Bề mặt đáy biển đượccấu tạo bởi các thành phần trầm tích hạt mịn, có nhiều lạch sâu vốn là những lòngsông cũ nay dùng làm luồng lạch ra vào của tàu thuyền

2.1.1 Đặc điểm khí hậu – khí tượng đ ển c i m khí h u khí t ậu – khí tượng – khí tượng ượng ng

Khu vực cửa sông ven biển Hải Phòng nằm trong vùng ảnh hưởng của khíhậu nhiệt đới gió mùa, về cơ bản có thể chia thành hai mùa: mùa đông (từ tháng 11năm trước đến tháng 3 năm sau) có đặc điểm lạnh, khô và mưa ít trong khi mùa hè(tháng 4- tháng 10) có đặc điểm nóng, ẩm và mưa nhiều Nhiệt độ không khí trungbình năm khu vực này dao động trong khoảng từ 22,5-30,00C Mùa đông khá lạnhvới nhiệt độ trung bình xuống dưới 200C Mùa hè khá nóng kéo dài 5 tháng, từtháng V đến tháng IX, với nhiệt độ không khí trung bình dao động trong khoảng từ26,2 - 28,90C Lượng mưa trung bình nhiều năm ở vùng ven biển Hải Phòng khálớn với giá trị từ 1.600-2.000mm Tuy nhiên, lượng mưa phân bố không đều mà chủyếu tập trung vào các tháng mùa hè, cao nhất vào tháng 8 đạt trên 200mm Mùa khô

từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa khá nhỏ, tổng lượng mưa chỉ đạt khoảng300mm[3, 8, 17]

Chế độ gió khu vực ven biển Hải Phòng thể hiện rõ rệt sự ảnh hưởng hoànlưu chung của khí quyển và thay đổi theo mùa Về mùa đông thịnh hành gió hướngbắc và đông bắc Hàng tháng trung bình có 3 - 4 đợt gió mùa đông bắc, có tháng 5 -

6 đợt kéo dài 3 - 5 ngày [3, 8, 17].Vận tốc gió trung bình dao động trong khoảng3,2-3,7m/s, mạnh nhất có thể đạt tới 25-30m/s (Theo số liệu quan trắc tại trạm HònDấu từ 1960-2008) Vào mùa hè (khoảng từ tháng 5 đến tháng 9), chế độ gió ở khuvực này chịu sự chi phối của hệ thống gió mùa tây nam, hướng gió chủ yếu là đông

nam và nam Tốc độ gió trung bình khoảng 3,5-4,0 m/s, cực đại đạt 20 - 25m/s.2.1.2Đặc điểm động lực ven biển TP Hải Phòng

2.1.2.Ch ế độ thủy văn đột số khái niệm ủy văn ăn th y v n

a Đặc điểm mạng lưới hệ thống sông

Hải phòng có nhiều con

sông lớn chảy qua, các con

sông này đều là phần hạ lưu

cuối cùng trước khi đổ ra biển

của hệ thống sông Thái Bình

Hướng chảy của các dòng sông chủ yếu là hướng tây bắc – đông nam, độ uốn khúclớn, bãi sông rộng, phù

sa bồi đắp ngày càng nhiều, nhất là vùng cửa sông, vài đoạn hình thành các doi cáthay cồn cát Các con sông lớn có cửa đổ trực tiếp ra cửa biển vừa chịu ảnh của chế

độ dòng chảy thượng nguồn, vừa chịu ảnh hưởng của dòng chảy thủy triều vịnh bắc

Bộ Càng gần cửa sông, lòng sông càng được bồi đắp nhiều Về mặt hình thái, sựuốn khúc của một số con sông đã thể hiện dấu ấn của chuyển động kiến tạo nhưsông Lạy Tray Mật độ sông và kênh rạch khá dày đặc, tạo điều kiện cho ảnh hưởngcủa biển vào sâu theo diện rộng khu vực

Tên sông Chiều dài (km) Chiều Rộng(m) Độ sâu trung

bình (m)

Tốc dộ Dòngchảy (m/s)Bạch Đằng

Hình 2 1 Một số cửa sông chính ở Hải

Phòng

Bảng 2 1 Một số con sông chính ở Hải Phòng

Dòng chảy sông có sự biến đổi rất lớn theo mùa, tương ứng với mùa mưa vàmùa khô có mùa lũ và mùa cạn Mùa lũ thường bắt đầu chậm hơn mùa mưa mộttháng (vào tháng 6 - 10), mùa cạn từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Trong mùa lũ,lưu lượng nước chiếm 75 - 85% cả năm, đặc biệt tháng 7, 8, 9 lưu lượng nướcchiếm 50 - 70% Lũ lớn nhất thường vào tháng 7,8 chiếm 20 - 27%, có khi tới 35%lưu lượng nước cả năm Trong mùa lũ, các sông ở phía bắc (Bạch Đằng, Văn Úc,Lạch Tray) chịu ảnh hưởng của chế độ lũ sông Thái Bình mạnh hơn Mùa cạn,lượng nước từ thượng lưu về ít, nguồn nước trong sông chủ yếu do nước ngầm vàthủy triều lưu lượng nước chỉ chiếm 15 - 20% cả năm

b Độ đục

Độ đục trong các sông ở Hải Phòng biến thiên trong khoảng rất rộng,

từ 10 đến 1000g/m3 trong năm Hàm lượng bùn cát thay đổi theo khu vực và theomùa Về mùa mưa, độ đục trung bình ở các trạm thay đổi trong khoảng 53 - 215g/

m3, trên sông Bạch Đằng và phía ngoài cửa Nam Triệu có giá trị khá nhỏ 80 - 100g/

m3, độ đục cực đại đạt tới 700 - 964 g/m3 trên luồng Cửa Cấm Mùa khô, độ đục

trung bình biến đổi trong khoảng 42 - 94g/m3, cực đại đạt 252 - 860g/m3 tập trung ởvùng cửa sông phía ngoài do tác động khuấy đục đáy của sóng và dòng triều.[8, 17]

Lượng bùn cát trong các sông ở Hải Phòng chủ yếu từ thượng lưu hệ thốngsông Thái Bình chuyển về và một phần từ Sông Hồng chuyển sang qua Sông Đuống

ở phía trên và Sông Luộc ở phía dưới Trong năm, lượng bùn cát tập trung chủ yếuvào những tháng mùa lũ, chiếm tới 90% lượng bùn cát cả năm Tháng 8 thường cótổng lượng bùn cát lớn nhất, chiếm từ 35 - 40% tổng lượng bùn cát trong năm,lượng bùn cát nhỏ nhất thường là vào tháng 3 chỉ từ 0,5 - 1% tổng lượng bùn cát cảnăm

2.1.3 Ch ế độ thủy văn đột số khái niệm ản về phân bố hệ sinh thái đới bờ biển ăn h i v n

a Thủy triều

Thủy triều vùng ven biển Hải Phòng là nhật triều thuần nhất với biên độ daođộng lớn Thông thường trong ngày xuất hiện 1 đỉnh triều (nước lớn) và một chântriều (nước ròng) Trung bình trong một tháng có 2 kỳ triều cường (springtide), mỗichu kỳ kéo dài 11 - 13 ngày với biên độ dao động mực nước từ 2 - 4m Trong kỳtriều kém (neap tide) tính chất nhật triều giảm đi rõ rệt, tính chất bán nhật triều tănglên: trong ngày xuất hiện 2 đỉnh triều (cao, thấp) Tài liệu quan trắc mực nước trongnhiều năm (1960 - 2007) tại trạm Hải văn Hòn Dấu cho thấy: mực nước biển lớnnhất có thể đạt 4,21m (22/10/1985) và mực nước biển nhỏ nhất là -0,07m

b Dòng chảy ven biển

Hình 2 2 Sơ đồ trường sóng vùng ven biển Hải Phòng

Chế độ dòng chảy vùng ven biển và đảo khu vực Hải Phòng rất phứctạp, thể hiện qua mối quan hệ tương tác giữa thuỷ triều, sóng, gió, dòng chảy sông,địa hình khu vực Dòng chảy ven bờ trong khu vực là tổng hợp của các dòng chảytriều, dòng chảy sóng ven bờ, dòng chảy gió, dòng chảy sông Trong số các dòngchảy ven biển dòng chảy có thành phần dòng nhật triều quyết định, nên có tínhthuận nghịch trong ngày, phụ thuộc vào địa hình bờ, hướng bờ, luồng lạch và cửasông Dòng chảy mạnh vào các tháng 6, 7, 12, 1, yếu vào các tháng 3, 4, 8, 9 vàmạnh nhất khi mực nước dao động lên - xuống ngang qua mực triều trung bình Tốc

độ dòng trong khoảng rất rộng từ 0,1-1,8m/s, trung bình 10-30cm/s Tại cửa NamTriệu, tốc độ dòng chảy xuống cực đại 90cm/s và chảy lên cực đại 60cm/s Phíangoài VCS, dòng chảy triều yếu đi và vai trò dòng chảy mùa thể hiện rõ ràng Mùa

hè, dòng chảy hướng đông bắc tốc độ 10 -15cm/s, mùa đông dòng chảy hướng tâynam, tốc độ 20 - 30cm/s[5]

c Sóng

Chế độ sóng khu vực biển Hải Phòng phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ gió vàđặc điểm địa hình và hình dạng đường bờ Sóng ven biển Hải Phòng chủ yếu làsóng truyền từ ngoài khơi đã bị khúc xạ và phân tán năng lượng do ma sát đáy.Theo số liệu sóng tại trạm Hòn Dáu từ 1960 – 2002 cho thấy, trong mùa đông sóng

có các hướng chính là hướng Đông, Đông Bắc, tần suất tương ứng là 40%, 12% Độcao sóng trung bình các tháng mùa đông là 0,64 m, độ cao sóng cực đại đạt 2,8 m

Trong mùa hè sóng thịnh hành là hướng Nam và Đông Nam, với tần suất tướng ứng

là 27% và 37% Độ cao sóng trung bình 0,72 m, độ cao sóng cực đại đạt 5,6 m

d Nhiệt độ nước biển

Vào mùa đông, nhiệt độ nước biển thường thâp hơn 200C, nhiệt độ trungbình thấp nhất trong năm thường vào tháng 2 Vùng biển phái tây nam có nhiệt độtrung bình cao hơn nhiệt độ nước biển vùng đông bắc, chênh lệch từ 2-40 C, giá trịtrung bình toàn vùng là 160C Vào mùa hè nhiệt độ nước biển cao hơn 250C, giá trịtrung bình trên toàn vùng khoảng 300C Nhiệt độ trung bình có xu hướng giảm dần

từ bờ ra khơi

e Độ muối của nước biển

Hình 2 3 Bản đồ độ mặn khu vực đới bờ TP Hải Phòng trung bình từ 2013-2015

Vào mùa đông, nống độ muối tầng mặt trên toàn vùng biển Hải Phòng gầnnhư đồng nhất với giá trị khoảng 310/00 từ tháng 2 đến tháng 4 có độ muối đạt tới giátrị cao nhất là 32 0/00 Độ muối có xu hướng tăng dần từ bờ ra khơi Mùa hè, nướccác sông ngòi đổ ra mạnh, độ muối giảm dầm, tháng 8 độ muối có thể giảm xuốngthấp nhất, có thể xuống đến 50/00 ở các khu vực gần cửa sông Tại vùng phía namcửa Nam Triệu có một lưỡi nước độ muối thấp, hướng hướng đông bắc – tây nam

và trên vùng phía biển bắc cũng có một lưỡi nước thấp hướng đông bắc – tây nam.Hai lưỡi nước phát triển và mở rộng dần và hòa với nhau tại vùng đảo Trà Bản.Theo chiều thang đứng, hiện tượng phân tầng độ muối phát triển trong suốt mùa hè,mạnh nhất vào tháng 8

2.1.3 Đặc điểm tự nhiên khu vực ven biển thành phố đ ển địa c i m a m o ạm vi nghiên cứu

Quá trình địa mạo của một vùng lãnh thổ được chi phối bởi rất nhiều yếu tốđộng lực[1] Quá trình địa mạo vùng ven biển cũng chịu chi các nhân tố ngoại sinhnhư điều kiện khí hậu, thủy văn, hải văn, lớp phủ sinh vật và hoạt động nhân sinh lànhững yếu tố động lực ngoại sinh chủ yếu tác động lên quá trình địa mạo vùng venbiển Chính vì vậy, quá trình địa mạo vùng ven biển dưới tác động của các yếu tốđộng lực ngoại sinh đóng vai trò rất quan trọng[30, 1] Tại mỗi vùng ven biển khácnhau thì vai trò của mỗi yếu tố động lực ngoại sinh tác động lên quá trình địa mạocũng sẽ khác nhau, hình thành nên những hệ sinh thái khác nhau

2.1.3.1 Khái quát chung v ề địa hình địa hình a hình

Địa hình trên đất liền khu vực nghiên cứu bao gồm các dạng địa hình: địahình núi đá vôi (đảo Cát Bà, độ cao tuyệt đối từ 10m - 331m); địa hình đồng bằngven biển (độ cao khoảng 2 - 10m, sét, bột, cát, cuội và sạn); địa hình đảo (Hòn Dáu,Bạch Long Vỹ…); đường bờ biển (phát triển trên các thành tạo đá gốc rắn chắc,một số nơi trên các thành tạo Đệ tứ bở rời; có cấu tạo phức tạp do hệ thống các đảo

và đường bờ khúc khuỷu bị cắt xẻ với nhiều sông, luồng lạch nhỏ chia cắt)

Địa hình đáy biển vùng nghiên cứu đa dạng và phức tạp với ba giai đoạnphát triển đều được bắt đầu và kết thúc bằng những đợt biển lùi trên phạm vi thềmlục địa Bề mặt đáy biển của thềm lục địa tồn tại các bậc địa hình liên quan đến cácđường bờ biển cổ trong suốt thời gian Đệ tứ Các bậc địa hình này phân bố ở độ sâu

3 - 5m; 10 - 20m; 25 - 30m; 50 - 60m ứng với thời kỳ biển tiến Flandrian

Vùng ven biển Hải Phòng có địa hình khá thấp, luôn chịu tác động mạnh bởicác yếu tố động lực sông - biển Trong đó yếu tố điển hình là dao động mực nước

do thủy triều có biên độ thuộc loại cao nhất ở Việt Nam Thủy triều biên độ lớn tạo

ra dòng chảy dâng rút rất mạnh trong các luồng lạch ở cửa sông Hải Phòng

2.1.3.2 Địa hình a ch t khu v c nghiên c u ất khu vực nghiên cứu ực nghiên cứu ứu

Khu vực Hải Phòng có mặt các trầm tích tuổi từ Paleozoi cho đếnKainozoi, được phân chia thành 14 phân vị địa chất; trong đó có 9 phân vị trước Đệ

Tứ, có tuổi từ Silua đến Neogen (hệ tầng Xuân Sơn, hệ tầng Dưỡng Động, hệ tầng

Lỗ Sơn, hệ tầng Phố Hàn, hệ tầng Đồ Sơn, hệ tầng Cát Bà, hệ tầng Quang Hanh,

hệ tầng Hà Cối và hệ tầng Vĩnh Bảo) và 5 phân vị trầm tích Đệ Tứ (hệ tầng Lệ

Chi, hệ tầng Thái Bình, hệ tầng Hà Nội, hệ tầng Vĩnh Phúc và hệ tầng Hải Hưng).[5]

Hải Phòng nằm ở miền uốn nếp Việt – Trung và thuộc về 2 đơn vị cấu trúccấp nhỏ hơn là phức nếp lồi Quảng Ninh ở phần Đông Bắc và võng địa hào Hà Nộinằm ở phần Tây Nam Ranh giới giữa 2 cấu trúc này là đứt gẫy sâu Kiến An, gầntrùng với trục sông Văn Úc, kéo dài theo hướng Tây Bắc-Đông Nam ra biển, vòngsát ngoài quần đảo Long Châu

Khu vực Bắc Hải Phòng thuộc nếp lồi Quảng Ninh, đây là một dải hình lưỡiliềm bao gồm các quần đảo ven bờ Đông Bắc và dải lục địa ven biển kéo dài từMóng Cái qua Hòn Gai đến Đồ Sơn-Kiến An và vòng sang phía tây tới Phả Lại-Vĩnh Yên

Khu vực Tây Nam Hải Phòng thuộc võng địa hào Hà Nội, hình thành vào thờigian Đệ Tam Võng được phân thành bốn đối cấu trúc nằm ngăn cách nhau qua cácđứt gãy dạng bậc thang đó là cánh Đông Bắc, trũng Đông Quan, đới nâng KhoáiChâu-Tiền Hải và cánh Tây Nam [td]

2.1.3.3 Đặc điểm các đơn vị địa mạo khu vực nghiên cứu

Bản đồ địa mạo khu vực ven biển Hải Phòng được thành lập dựa vào nguyêntắc hình thái - động lực Do đó, để phản ánh đầy đủ các đặc điểm địa mạo của vùng,sinh viên sử dụng đơn vị được biểu diễn trên bản đồ là các bề mặt đồng nhất vềnguồn gốc bằng nền màu Còn các yếu tố khác nhau như thuỷ động lực, thạch độnglực, v.v sẽ được biểu diễn bằng các ký hiệu ngoài tỷ lệ Do mức độ phức tạp củaviệc lập bản đồ địa mạo đới bờ bao gồm cả phần lục địa ven biển và đáy biển ven

bờ, nên có thể chia ra 2 môi trường động lực thành tạo địa hình khác nhau là: lục địa

và biển Sau đó áp dụng nguyên tắc đã nêu sẽ chia đáy biển thành các đới động lựctác động đến địa hình đáy và sự phân bố trầm tích đáy tầng mặt để phân chia cácthành tạo địa hình

I Phần lục địa ven biển và các đảo

1 Bề mặt tích tụ sông - biển tuổi Holocen muộn

Bề mặt địa hình này phân bố ở khu vực từ cửa sông Đá Bạch-Bạch Đằng(ranh giới giữa Hải Phòng và Quảng Ninh) đến sông Míp (ranh giới giữa huyên YênHưng và huyện Hoành Bồ) Bề mặt địa hình gần như nằm ngang, nhưng bị chia cắtbởi nhiều lạch triều với độ cao thay đổi từ 0,5-2.0 mét trên mực nước biển trung