Ứng dụng viễn thám và gis trong phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận sơn trà thành phố đà nẵng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN CÔNG HIỀN ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG CUNG ỨNG DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN CÔNG HIỀN

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ GIS

TRONG PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG CUNG ỨNG DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

TRẦN CÔNG HIỀN

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ GIS

TRONG PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG CUNG ỨNG DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác

Huế,ngày tháng năm2020

Tác giả luận văn

Trần Công Hiền

LỜI CẢM ƠN

Được sự cho phép của Trường Đại học Nông lâm – Đại học Huế, Khoa Lâm

nghiệp, tôi đã tiến hành thực hiện luận văn với đề tài: “Ứng dụng ảnh viễn thám và

GIS trong phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng”

Trong thời gian thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình

và quý báu của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Lợi về mặt chuyên môn, cùng với sự giúp đỡ về mặt tư liệu của các anh chị trong Chi cục Kiểm lâm thành phố

Đà Nẵng, Hạt Kiểm lâm quận Sơn Trà và các anh chị cán bộ công tác tại UBND phường Thọ Quang, Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

Sau khi đã hoàn thành luận văn, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Lợi Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị trong Chi cục Kiểm lâm thành phố Đà Nẵng, Hạt Kiểm lâm quận Sơn Trà và các anh chị cán bộ công tác tại phường Thọ Quang đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận vănnày

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Huế,ngày tháng năm2020

Học viên

Trần Công Hiền

TÓM TẮT Tên tác giả: Trần Công Hiền

Tên Luận văn: “Ứng dụng ảnh viễn thám và GIS trong phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng”

2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu:

+ Thu thập số liệu sơ cấp: thiết kế bảng hỏi, phỏng vấn với các hộ dân, hộ nhận khoán, chủ rừng, cán bộ quản lý tại địa phương, Hạt Kiểm lâm và các cơ quan chức năng liên quan; thu thập ảnh vệ tinh sentinel 2 các năm 2015, 2017, 2019 của vùng nghiên cứu có độ phân giải 10 mét

+ Thu thập số liệu thứ cấp: thu thập các văn bản, chính sách pháp luật nhà nước; thu thập các báo cáo kinh tế - xã hội; các tài liệu liên quan đến bản đồ của quận Sơn Trà; gặp gỡ trực tiếp từ các cơ quan quản lý

- Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh:

+ Đánh giá thực trạng và xây dựng bản đồ hiện trạng quận Sơn Trà các giai đoạn

2015 – 2017 và 2017 – 2019: Ảnh viễn thám các năm 2015, 2017 và 2019 sau khi tải

về được tiền xử lý, phân tích, phân loại ảnh, đánh giá sai số sau phân loại bằng các phần mềm chuyên dụng và khảo sát thực địa

+ Đánh giá phân tích biến động sau phân loại: Từ kết quả phân loại của ảnh Sentinel 2 trong các giai đoạn, ta chồng xếp 2 lớp bản đồ của 1 giai đoạn để xác định biến động cho giai đoạn đó Sử dụng phần mềm Qgis/Arcgis để so sánh các pixel ảnh

để tạo ra bản đồ biến động diện tích rừng cho 2 giai đoạn

- Phương pháp phân tích nguyên nhân dẫn đến biến động diện tích rừng (mất

rừng và suy thoái rừng hoặc tăng diện tích rừng và tăng chất lượng rừng): sử dụng phương pháp cây vấn đề (PROBLEM TREE)

- Phương pháp đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả

DVMTR trên địa bàn quận Sơn Trà: Sử dụng phương pháp cây mục tiêu (OBJECTIVE TREE) tiếp nối sau kỹ thuật của cây vấn đề (PROBLEM TREE) kết hợp với phương pháp SWOT

3 Kết quả chí nh

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội quận Sơn Trà: khái quát được vị trí địa lý,

địa hình địa mạo, thổ nhưỡng, khí hậu, thủy văn; tình hình phát triển kinh tế, dân cư, dân tộc, lao động, việc làm và thu nhập, văn hóa, chính sách xã hội năm 2019 trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng Giá trị sản xuất Nông – Lâm – Thủy sản năm

2019 là 322.020 triệu đồng chỉ chiếm 6,27% tổng giá trị sản xuất Diện tích đất lâm nghiệp tập trung chủ yếu ở Khu bảo tồn Hoạt động lâm nghiệp chủ yếu là thực hiện công tác quản lý bảo vệ rừng và phòng cháy chữa cháy rừng Sản xuất lâm nghiệp tại vùng này rất ít, chỉ có một số ít hộ gia đình tham gia công tác trồng rừng, không khuyến khích phát triển rừng trồng kinh tế trên diện tích đất trống ngoài quy hoạch lâm nghiệp

- Thực trạng sử dụng và quản lý đất, rừng trên địa bàn quận Sơn Trà: tổng diện tích quy hoạch cho lâm nghiệp trên địa bàn quận Sơn Trà năm 2019 là 3.778,28 ha với diện tích rừng đủ tiêu chí để tính độ che phủ rừng quận Sơn Trà là 3.723,28 ha, độ che phủ 58,74%; khái quát được công tác bảo vệ và phát triển rừng, phòng cháy chữa cháy rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

- Thực trạng công tác thực hiện chi trả DVMTR trên địa bàn quận Sơn Trà: gồm các hoạt động quản lý bảo vệ diện tích cung ứng DVMTR như kiểm tra – giám sát, tuyên truyền, các quy chế phối hợp, tuần tra bảo vệ của các nhóm hộ nhận khoán, kết quả chi trả tiền DVMTR đến các hộ nhận khoán cung ứng DVMTR trên diện tích cung ứng DVMTR là 3.197 ha đối với 02 chủ rừng là Hạt Kiểm lâm Sơn Trà (2.517,6

ha rừng đặc dụng ) và UBND phường Thọ Quang (679,4 ha ngoài quy hoạch 3 loại rừng)

- Đánh giá thực trạng và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng qua các thời điểm 2015, 2017, 2019: giải đoán được ảnh Sentinel-2A qua các năm và đánh giá được độ chính xác sau phân loại với kết quả phân loại tốt và đảm bảo độ tin cậy (độ chính xác tổng thể đạt trên 80% và chỉ số Kappa lớn hơn 0,8); xây dựng được bản đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà qua các năm 2015, 2017, 2019 với 06 loại hiện trạng rừng và sử dụng đất gồm đất trống, đất khác, mặt nước, rừng gỗ trồng núi đất, rừng trung bình và rừng nghèo

- Đánh giá và thành lập được bản đồ biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2015 – 2017 và 2017 – 2019: xây dựng được bản đồ biến động, lập ma trận biến động diện tích rừng quận Sơn Trà, diện tích trạng thái có rừng giảm ở giai đoạn 2015 –

2017 là 35,63 ha và diện tích có rừng giảm ở giai đoạn 2017 – 2019 là 38,55 ha sang

trạng thái không rừng chủ yếu nằm ngoài quy hoạch 3 loại rừng của quận Sơn Trà

- Đề tài đã đề xuất được các giải pháp về công tác quản lý đất lâm nghiệp, sử dụng quỹ đất lâm nghiệp và giải pháp nâng cao hiệu quả chính sách chi trả DVMTR phù hợp với tình hình thực tế trên địa bàn nghiên cứu

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN ĐỒ xi

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN 2

3.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC 2

3.2 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 TỔNG QUAN DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG 4

1.1.1 Dịch vụ môi trường rừng 4

1.1.2 Chi trả dịch vụ môi trường rừng 5

1.1.3 Chi trả dịch vụ môi trường rừng tại Việt Nam 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ RỪNG 8

1.2.1 Khái niệm rừng 8

1.2.2 Vai trò của rừng 8

1.2.3 Tài nguyên rừng của Việt Nam 9

1.3 TỔNG QUAN VỀ GIS 10

1.3.1 Khái niệm 10

1.3.2 Các thành phần của GIS 10

1.3.3 Chức năng của GIS 11

1.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM 12

1.4.1 Khái niệm 12

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám 12

1.4.3 Đặc trưng phản xả phổ của các đối tượng tự nhiên 13

1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 14

1.5.1 Trên thế giới 14

1.5.2 Ở Việt Nam 16

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 20

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 20

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 20

2.3.2 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh 21

2.3.3 Phương pháp phân tích nguyên nhân dẫn đến biến động diện tích rừng (mất rừng và suy thoái rừng hoặc tăng diện tích rừng và tăng chất lượng rừng) 23

2.3.4 Phương pháp đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng quận Sơn Trà 23

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI QUẬN SƠN TRÀ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 25

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 25

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 27

3.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG VÀ QUẢN LÝ ĐẤT, RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 29

3.2.1 Diện tích rừng quy hoạch cho lâm nghiệp 29

3.2.2 Các hoạt động bảo vệ và phát triển rừng 29

3.3 THỰC TRẠNG CÔNG TÁC THỰC HIỆN CHÍNH SÁCH CHI TRẢ DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 32

3.3.1 Diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng 32

3.3.2 Phương pháp xác định tiền chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng 33

3.3.3 Các hoạt động quản lý bảo vệ diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng của Hạt Kiểm lâm Sơn Trà 36

3.3.4 Các hoạt động quản lý bảo vệ diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng của UBND phường Thọ Quang 38

3.4 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG QUA CÁC THỜI ĐIỂM 2015, 2017 VÀ 2019 39

3.4.1 Kết quả giải đoán ảnh 39

3.4.2 Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà 51

3.4.3 Xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng 58

3.4.4 Ma trận biến động diện tích rừng quận Sơn Trà 59

3.4.5 Phân tích nguyên nhân biến động diện tích rừng 62

3.5 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP MANG TÍNH KHẢ THI NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA CHÍNH SÁCH CHI TRẢ DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN SƠN TRÀ 64

3.5.1 Phân tích công tác quản lý bảo vệ rừng, cung ứng DVMTR trên địa bàn quận Sơn Trà 64

3.5.2 Đề xuất các giải pháp 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

1 KẾT LUẬN 71

2 KIẾN NGHỊ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

NN & PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thông số cơ bản của ảnh vệ tinh Sentinel vùng nghiên cứu 40

Bảng 3.2 Bộ khóa giải đoán ảnh vệ tinh khu vực quận Sơn Trà 44

Bảng 3.3 Các thông số và kết quả phân mảnh ảnh 45

Bảng 3.4 Ma trận kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh Sentinel-2A năm 2015 48

Bảng 3.5 Ma trận kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh Sentinel-2A năm 2017 49

Bảng 3.6 Ma trận kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh Sentinel-2 năm 2019 50

Bảng 3.7 Hiện trạng rừng quận Sơn Trà phân tích từ ảnh Sentinel – 2 A năm 2015 53

Bảng 3.8 Hiện trạng rừng quận Sơn Trà phân tích từ ảnh Sentinel 2A năm 2017 55

Bảng 3.9 Hiện trạng rừng quận Sơn Trà phân tích từ ảnh Sentinel - 2A năm 2019 57

Bảng 3.10 Ma trận biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2015 - 2017 60

Bảng 3.11 Ma trận biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2017 - 2019 60

Bảng 3.12 Biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2015 – 2019 62

Bảng 3.13 Phân tích SWOT về quản lý và sử dụng hiệu quả đất lâm nghiệp 64

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN ĐỒ

Hình 1.1: Hệ thống viễn thám 12

Hình 3.1 Ảnh Sentinel – 2A năm 2015 40

Hình 3.2 Ảnh Sentinel – 2A năm 2017 41

Hình 3.3 Ảnh Sentinel- 2A Năm 2019 41

Hình 3.4 Ảnh sau khi tăng cường chất lượng 42

Hình 3.5 Kết quả thành lập cây phân loại ảnh Sentinel-2A năm2015 46

Hình 3.6 Kết quả thành lập cây phân loại ảnh Sentinel-2A năm2017 47

Hình 3.7 Kết quả thành lập cây phân loại ảnh Sentinel-2A năm2019 47

Hình 3.8 Sơ đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà năm 2015 52

Hình 3.9 Sơ đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà năm 2017 54

Hình 3.10 Sơ đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà năm 2019 56

Hình 3.11 Sơ đồ biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2015- 2017 58

Hình 3.12 Sơ đồ biến động diện tích rừng quận Sơn Trà giai đoạn 2017- 2019 59

Biểu đồ 3.1 Cơ cấu các trạng thái rừng của quận Sơn Trà năm 2015 53

Biểu đồ 3.2 Cơ cấu các trạng thái rừng của quận Sơn Trà năm 2017 55

Biểu đồ 3.3 Cơ cấu các trạng thái rừng của quận Sơn Trà năm 2019 57

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ tăng giảm diện tích các loại rừng giai đoạn 2015 – 2019 63

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Bán đảo Sơn Trà nằm ở phía Đông thành phố Đà Nẵng, trên địa bàn phường Thọ Quang; phía Bắc, phía Đông giáp với Biển Đông; phía Tây giáp vịnh Đà Nẵng, phía Nam giáp các khu dân cư phường Thọ Quang.Bán đảo Sơn Trà với diện tích 4.439 ha, ở đây có Khu bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà với diện tích 2.536,7ha Nơi đây quy tụ hệ động thực vật đa dạng và phong phú Hiện đã thống kê được 959 loài thực vật thân gỗ trong đó 22 loài quí hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng 287 loài động vật thuộc 94 họ, 38

bộ trong đó có 15 loài quí hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng Ngoài ra, Bán đảo Sơn Trà còn có giá trị lớn về mặt văn hoá, du lịch, và cảnh quan tự nhiên Sơn Trà là một kho tài nguyên sinh vật cần được nghiên cứu và bảo tồn

Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng theo Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 của Chính Phủ đã được Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng triển khai

từ tháng 7 năm 2017 theo quyết định số 2467/QĐ-UBND ngày 08/5/2017 đã có những đóng góp đáng kể sau 02 năm thực hiện, có ý nghĩa quan trọng trong công tác quản lý bảo vệ rừng, để rừng thật sự có chủ quản lý, đồng thời gắn trách nhiệm vật chất của chủ rừng với kết quả bảo vệ rừng, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện đời sống cho các

hộ dân trong vùng có rừng tại bán đảo Sơn Trà Tuy nhiên, công tác quản lý bảo vệ rừng trên địa bàn quận Sơn Trà vẫn còn gặp nhiều khó khăn và tồn tại hạn chế, đặc biệt là chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đang trong giai đoạn đầu tiên triển khai vẫn còn nhiều bỡ ngỡ, bất cập nên chưa thực sự phát huy được hiệu quả, các chủ rừng trong diện tích cung ứng dịch vụ môi trường rừng chưa nắm bắt đầy đủ, kịp thời với hiện trạng diện tích rừng biến động khá nhanh và với quy mô ngày càng lớn do nguồn tài nguyên rừng ngày càng bị tàn phá do nhiều nguyên nhân từ thiên nhiên và con người gây ra Cũng như nhiều khu rừng đặc dụng trong cả nước, suy thoái đa dạng sinh học ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà là vấn đề đáng lo ngại về môi trường của thành phố Đà Nẵng Các nguyên nhân trực tiếp bao gồm các hoạt động phát triển kinh tế xã hội như xây dựng cơ sở hạ tầng đường giao thông, các công trình lấn biển, khu du lịch làm phá

vỡ hoặc thay đổi sinh cảnh tự nhiên; sự xâm lấn của các loài sinh vật ngoại lai, đáng kể nhất là tình hình lấn chiếm rừng và khai thác gỗ trái phép làm giảm đáng kể môi trường sống của các loài động thực vật quý hiếm và đa dạng sinh học trên bán đảo Sơn Trà Đây cũng là vấn đề cấp thiết hiện nay mà chính quyền địa phương cấp thành phố, quận, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Quỹ Bảo vệ và Phát triển rừng cùng các ngành chức năng liên quan của thành phố Đà Nẵng rất quan tâm tìm hướng giải quyết nhưng vẫn chưa có được giải pháp thực sự phát huy hiệu quả Chính vì vậy việc phát triển phương pháp đánh giá sự biến động và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng là nhiệm vụ

có ý nghĩa khoa học và cấp thiết Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ

viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngày càng được ứng dụng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ Tư liệu ảnh viễn thám có khả năng thu nhận hình ảnh mặt đất một cách tức thời, liên tục trên phạm vi rộng, mang tính khách quan, được lặp lại theo chu kì, có

độ chính xác cao và đồng nhất ở mọi thời điểm Do đó, viễn thám đóng vai trò quan trọng đối với công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, quy hoạch, bảo vệ môi trường phát triển bền vững Sử dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám

và GIS cho phép tạo nên một giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu và phân tích biến động hiệu quả, đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ ra quyết định nhanh trên phạm vi rộng với giá thành thấp so với phương pháp truyền thống Sử dụng ảnh viễn thám kết hợp công nghệ GIS để giám sát tài nguyên môi trường rừng, đánh giá hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng không còn là ý tưởng mới nhưng đến nay vẫn chưa

có nghiên cứu nào được triển khai tại quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

Để tiếp tục duy trì và nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng, mang lại những kết quả tích cực trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng

trên địa bàn quận Sơn Trà, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng ảnh viễn thám

và GIS trong phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà thành phố Đà Nẵng”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

a) Mục tiêu chung:

Đánh giá biến động hiện trạng rừng dựa trên cơ sở phân tích tư liệu viễn thám đa thời gian và kỹ thuật GIS để phân tích biến động che phủ rừng nhằm đưa ra giải pháp nâng cao hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

b) Mục tiêu cụ thể:

- Phân tích được thực trạng rừng, công tác thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

- Đánh giá được biến động diện tích rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

- Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN

3.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC

Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin vào quản lý đất lâm nghiệp và chi trả dịch vụ môi trường rừng

3.2 Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tư liệu quan trọng và công cụ để tra cứu cập nhật thông tin, theo dõi biến động hiện trạng rừng (mất rừng và suy thoái rừng hoặc tăng diện tích rừng và tăng chất lượng rừng) qua đó giúp chính quyền địa phương quản

lý hiệu quả diện tích đất lâm nghiệp, thực hiện tốt chính sách chi trả DVMTR

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

CƠ SỞ LÝ LUẬN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN DỊCH VỤ MÔI TRƯỜNG RỪNG

1.1.1 Dịch vụ môi trường rừng

Để hiểu được dịch vụ môi trường rừng, cần thống nhất cách hiểu về môi trường rừng Điều 3, Nghị định 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 của Chính Phủ về chính sách

chi trả dịch vụ môi trường rừng (Nghị định 99/2010/NĐ-CP) đã nêu rõ:“Môi trường

rừng bao gồm các hợp phần của hệ sinh thái rừng: thực vật, động vật, vi sinh vật, nước,

đất, không khí, cảnh quan thiên nhiên Môi trường rừng có các giá trị sử dụng đối với nhu cầu của xã hội và con người, gọi là giá trị sử dụng của môi trường rừng, gồm: bảo

vệ đất, điều tiết nguồn nước, phòng hộ đầu nguồn, phòng hộ ven biển, phòng chống thiên tai, đa dạng sinh học, hấp thụ và lưu giữ các bon, du lịch, nơi cư trú và sinh sản

của các loài sinh vật, gỗ và lâm sản khác” [Nghị định 99/2010/NĐ-CP của Chính phủ]

Đối với khái niệm “dịch vụ môi trường”: hiện nay trên thế giới chưa có một định nghĩa chuẩn nào về dịch vụ môi trường Tuy vậy, để hiểu một cách gần gũi, dịch vụ môi trường là lợi ích mà tự nhiên có thể mang lại cho các hộ gia đình, cộng đồng và nền kinh

Điều 3, Nghị định 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 cũng đã nêu rõ: “Dịch vụ môi

trường rừng là việc cung ứng các giá trị sử dụng của môi trường rừng để đáp ứng các

nhu cầu của xã hội và đời sống của nhân dân”

Dịch vụ môi trường rừng thuộc loại dịch vụ tổng hợp bao gồm nhiều loại dịch vụ

cụ thể Theo điều 62, Luật Lâm nghiệp, các loại dịch vụ môi trường rừng gồm:

i) Bảo vệ đất, hạn chế xói mòn và bồi lắng lòng hồ, lòng sông, lòng suối;

ii) Điều tiết, duy trì nguồn nước cho sản xuất và đời sống xã hội;

iii) Hấp thụ và lưu giữ các bon của rừng, giảm phát thải khí nhà kính từ hạn chế mất rừng và suy thoái rừng, quản lý rừng bền vững, tăng trưởng xanh;

iv) Bảo vệ, duy trì vẻ đẹp cảnh quan tự nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học hệ sinh thái rừng cho kinh doanh dịch vụ du lịch;

v) Cung ứng bãi đẻ, nguồn thức ăn, con giống tự nhiên, nguồn nước từ rừng và các yếu tố từ môi trường, hệ sinh thái rừng để nuôi trồng thủy sản

Hiện nay, có ba loại dịch vụ môi trường đang được triển khai chi trả, đó là giảm nhẹ biến đổi khí hậu, phòng hộ đầu nguồn và bảo tồn đa dạng sinh học Nhu cầu về 3 loại dịch vụ này được dự báo ngày càng tăng Tuy nhiên, mức chi trả ở các quốc gia rất khác nhau, tùy thuộc vào nhận thức, năng lực thể chế, nguồn lực ngân sách nhà nước và năng lực chi trả Không thể tính được chính xác những gì bị mất đi về mặt môi trường khi chuyển đổi mục đích sử dụng đất lâm nghiệp sang các mục đích sử dụng khác Nếu tiếp cận theo quan điểm chính sách mới, chỉ đủ cơ sở để lập luận rằng, các dịch vụ môi trường rừng là hữu ích và có thể xác định được lợi ích, giá trị của nó để thiết lập cơ chế chi trả Nó là một loại hàng hóa công cộng vì có đầy đủ hai tính chất là không thể phân chia và không thể loại trừ Tuy nhiên, do tính chất có thể đo đếm kết quả và xác định được người hưởng lợi dịch vụ nên có thể xác lập được cơ chế chi trả theo nguyên tắc thị trường [UNEP, 2005] Từ đó, khái niệm “Chi trả dịch vụ môi trường rừng” (PFES) đã

ra đời và từng bước được áp dụng ở các nước, tạo hiệu quả rất tốt về chính sách công và huy động nguồn lực tài chính

1.1.2 Chi trả dịch vụ môi trường rừng

“Chi trả dịch vụ môi trường rừng” (PFES) là quan hệ tài chính tương đối mới trên thế giới, bắt nguồn từ quan điểm chính sách về “dịch vụ môi trường” Theo quan điểm này, các hệ sinh thái, trong đó có hệ sinh thái rừng, có vai trò cung cấp các dịch vụ có tác dụng không chỉ đảm bảo sự trong lành về môi trường mà còn đảm bảo sản xuất và sức khỏe của con người, thông qua các tác động tích cực và đa dạng như bảo vệ nguồn nước, phòng hộ đầu nguồn, điều hòa khí hậu, phòng chống dịch bệnh, tạo điều kiện phát triển du lịch, văn hóa và cải tạo đất…Ngày nay, trong khi nhu cầu về các dịch vụ này tăng, thì khả năng để cung cấp các dịch vụ đó của các hệ sinh thái ngày càng đứng trước nguy cơ bị suy giảm vì môi trường rừng đang dần bị suy thoái và ô nhiễm quá mức Một trong những nguyên nhân chính dẫn tới điều đó là tăng nhu cầu phát triển kinh tế, sự gia tăng dân số, sự thiếu hiểu biết về chu kỳ và chức năng của các hệ sinh thái và cả sự thiếu trách nhiệm của một số doanh nghiệp và cá nhân khi chỉ nghĩ tới việc tối đa hóa lợi nhuận trước mắt mà quên đi lợi ích lâu dài về bảo vệ môi trường

Cho đến nay, định nghĩa về PFES được đông đảo các nhà khoa học trên thế giới

chấp thuận là định nghĩa của Wunder Seven Theo tác giả này, “ Chi trả dịch vụ môi

trường rừng (PFES) là quá trình giao dịch tự nguyện được thực hiện bởi ít nhất một

người mua và một người bán dịch vụ môi trường rừng, khi và chỉ khi người bán đảm bảo cung cấp dịch vụ môi trường rừng đó một cách hợp lý” [Wunder, 2005]

Để có thể hiểu một cách đơn giản, PFES là việc chi trả của những người hưởng lợi dịch vụ môi trường rừng cho người cung ứng dịch vụ

Theo Simpson và Sedjo (1996), Land-Mils và Porras (2002), PFES là một cách tiếp cận mới để khuyến khích chủ rừng, những người quản lý rừng cung cấp dịch vụ môi trường rừng tốt hơn PFES giúp đền bù cho những người cung cấp dịch vụ môi trường rừng hoặc khuyến khích những người chưa quan tâm tham gia bảo vệ và phát triển rừng

Nghị định 99/2010/NĐ-CP cũng đã đưa ra cách hiểu về PFES: “Là quan hệ cung ứng và chi trả giữa bên sử dụng dịch vụ môi trường trả tiền cho bên cung ứng dịch vụ”

Như vậy, PFES là một quan hệ tài chính mới cho một loại hình dịch vụ công cộng

là dịch vụ môi trường rừng Việc chi trả này bao gồm các yếu tố cơ bản như đối tượng phải chi trả, đối tượng được chi trả, loại dịch vụ chi trả, hình thức và nguyên tắc chi trả…

1.1.3 Chi trả dịch vụ môi trường rừng tại Việt Nam

Nguyên tắc cơ bản của Chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES) là đảm bảo lợi ích cho người cung cấp dịch vụ môi trường, ở cả cấp độ cá nhân và cộng đồng, thông qua việc nhận được bồi hoàn cho chi phí của việc cung cấp những dịch vụ này Từ năm 2004, Chính phủ Việt Nam đã thiết lập cơ sở pháp lý nhằm thực hiện chương trình quốc gia

về chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) thông qua Luật Bảo vệ và Phát triển rừng sửa đổi (2004) Năm 2008, Quyết định số 380/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã cho phép thí điểm Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại tỉnh Sơn La và Lâm Đồng Năm 2010, Nghị định số 99/2010/NĐ-CP đã được ban hành nhằm triển khai Chính sách chi trảdịch vụ môi trường rừng trên phạm vi toàn quốc từ 01/01/2011 Có thể nói, Việt Nam đã trở thành quốc gia đầu tiên tại châu Á ban hành và triển khai chính sách PFES ở cấp quốc gia

Mục đích của chính sách chi trả dịch vụ môi trưởng rừng tại Việt Nam là: i) Huy động nguồn lực xã hội, đặc biệt của các tổ chức, cá nhân được hưởng lợi

từ dịch vụ môi trường rừng, tạo nguồn tài chính đảm bảo đầu tư ổn định, lâu dài trực tiếp vào việc bảo vệ và phát triển rừng, góp phần thực hiện xã hội hóa nghề rừng

ii) Xác lập mối quan hệ kinh tế giữa người cung ứng dịch vụ với người được hưởng lợi từ các dịch vụ môi trường rừng, đảm bảo cho người lao động lâm nghiệp có thu nhập, cải thiện đời sống và tiếp tục duy trì lao động bảo vệ và phát triển rừng bền vững, góp phần nâng cao chất lượng cung cấp các dịch vụ, đặc biệt là bảo đảm nguồn nước cho sản xuất thủy điện, sản xuất và cung ứng nước sạch, các hoạt động kinh doanh dịch vụ du lịch, cung cấp nguồn nước cho hoạt động sản xuất công nghiệp, nuôi trồng thủy sản,

iii) Góp phần nâng cao nhận thức và trách nhiệm đối với công tác bảo vệ và phát triển rừng của những người được hưởng lợi từ rừng

Từ năm 2008 – 2012 Tổng cộng có 20 văn bản pháp lý đã được ban hành dưới dạng Nghị định, Quyết định của Thủ tướng; Thông tư và Quyết định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tạo nên một cơ sở pháp lý quan trọng cho việc triển khai Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng Trong các dịch vụ môi trường đã được quy định, dịch vụ phòng hộ đầu nguồn (bảo vệ đất, hạn chế xói mòn và bồi lắng lòng

hồ, lòng sông, lòng suối; điều tiết và duy trì nguồn nước cho sản xuất và xã hội) đã thu được nhiều thành tựu quan trọng, đồng thời cũng rút ra được các bài học kinh nghiệm cho việc hoàn thiện cơ cấu tổ chức cho thực hiện PFES Đến thời điểm hiện tại, Luật lâm nghiệp cùng với Nghị định 156/2018/NĐ-CP ngày 16 tháng 11 năm 2018 về quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Lâm nghiệp đã thay thế hầu hết các văn bản pháp lý trước đây, Luật Lâm nghiệp 2017 đã luật hóa Nghị định 99/2010/NĐ-CP về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng thông qua việc quy định cụ thể các loại dịch

vụ, nguyên tắc chi trả dịch vụ môi trường rừng; đối tượng, hình thức chi trả và quản lý,

sử dụng tiền dịch vụ môi trường rừng; quyền, nghĩa vụ của bên sử dụng và bên cung ứng dịch vụ môi trường rừng

Quy định về dịch vụ môi trường rừng là điểm rất mới của Luật Lâm nghiệp 2017, tạo khuôn khổ pháp lý thuận lợi cho việc chuyển hướng từ khai thác lợi ích trước mắt sang khai thác lợi ích tiềm năng của rừng; từ sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ sang sản phẩm phi gỗ, tạo nguồn tài chính bền vững để đầu tư trực tiếp vào rừng, tăng thu nhập cho người làm nghề rừng

Thực hiện theo quy định của Luật Lâm nghiệp và Nghị định 156/NĐ-CP, từ năm

2019, các thành phố tỉnh thành trên toàn quốc đã áp dụng thêm 01 đối tượng phải chi trả dịch vụ môi trường rừng là cơ sở sản xuất công nghiệp có sử dụng nước từ nguồn nước

Dự kiến đối với tổ chức cá nhân hoạt động sản xuất, kinh doanh gây phát thải khí nhà kính lớn sẽ được triển khai tổ chức thí điểm tại 04 tỉnh gồm: Quảng Ninh, Thanh Hóa, Quảng Nam và Thừa Thiên Huế Theo số liệu mới nhất về kết quả chi trả dịch vụ môi trường rừng từ Tổng cục Lâm nghiệp (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) cho thấy tổng hợp đến ngày 20/5/2019, cả nước đã thu được 1.136,1 tỷ đồng từ dịch vụ môi trường rừng, đạt 36% kế hoạch thu năm 2019 và bằng 107% so với cùng kỳ năm 2018 Tăng trưởng nguồn thu trong thời gian tới sẽ góp phần nâng cao giá trị sản xuất của ngành lâm nghiệp, gia tăng đóng góp của ngành lâm nghiệp trong nền kinh tế quốc dân, tạo ra động lực phát triển bền vững cho các chủ rừng

Mặc dù còn nhiều ý kiến và quan điểm khác nhau nhưng PFES đã trở thành hình thức và cơ chế chi trả tài chính phổ biến trong hệ thống cơ chế, chính sách của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng của Việt Nam được coi là điểm sáng, chính sách kinh tế mới của ngành lâm nghiệp và đã khẳng

định là một trong những thành tựu quan trọng của ngành lâm nghiệp Việt Nam Đây là nguồn lực lớn, hữu hiệu và có ý nghĩa cho công tác quản lý bảo vệ rừng mang lại nhiều lợi ích vệ môi trường, kinh tế và xã hội và là một trong những chính sách hỗ trợ tài chính cho hữu hiệu cho cộng đồng tham gia bảo vệ rừng

1.2 TỔNG QUAN VỀ RỪNG

1.2.1 Khái niệm rừng

Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn Giữa quần xã sinh vật và môi trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác Rừng được xem là lá phổi xanh của thế giới giúp điều hòa khí hậu, cân bằng sinh thái cho môi trường Rừng làm dịu bớt nhiệt độ của luồng khí nóng ban ngày đồng thời duy trì được độ ẩm Rừng còn bổ sung khí cho không khí và

ổn định khí hậu toàn cầu bằng cách đồng hoá carbon và cung cấp oxi Tuy nhiên, với tình trạng rừng ngày càng suy giảm thì thiên tai như hạn hán, lũ lụt xảy ra với tần xuất

và cường độ ngày càng tăng gây ra nhưng thiệt hại nghiêm trọng

1.2.2 Vai trò của rừng

a) Giá trị vô hình: Là giá trị phi vật thể của rừng

- Môi trường (khí hậu): Rừng có tác dụng điều hòa khí hậu toàn cầu thông qua làm giảm đáng kể lượng nhiệt chiếu từ mặt trời xuống bề mặt trái đất do che phủ của tán rừng là rất lớn so với các loại hình sử dụng đất khác, đặc biệt là vai trò hết sức quan trọng của rừng trong việc duy trì chu trình carbon trên trái đất mà nhờ đó nó

có tác dụng trực tiếp đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu

- Đất đai: Rừng bảo vệ độ phì nhiêu và bồi dưỡng tiềm năng của đất: ở vùng có

đủ rừng thì dòng chảy bị chế ngự, ngăn chặn được nạn bào mòn, nhất là trên đồi núi dốc tác dụng ấy có hiệu quả lớn, nên lớp đất mặt không bị mỏng, mọi đặc tính lý hóa và vi sinh vật học của đất không bị phá hủy, độ phì nhiêu được duy trì Rừng lại liên tục tạo chất hữu cơ Điều này thể hiện ở qui luật phổ biến: rừng tốt tạo ra đất tốt, và đất tốt nuôi lại rừng tốt Nếu rừng bị phá hủy, đất bị xói, quá trình đất mất mùn và thoái hóa dễ xảy

ra rất nhanh chóng và mãnh liệt

- Đa dạng sinh học: Rừng Việt Nam rất phong phú Với đặc trưng về khí hậu, có gió mùa đông nam thổi tới, gió lạnh đông bắc tràn về, gió từ cao nguyên Tây Tạng và sườn đông dãy Hymalaya, gió tây nam từ Ấn Độ Dương đi qua đem các loại hạt giống của các loài cây di cư đến nước ta Vì vậy, thảm thực vật nước ta rất phong phú

Một số loài cây trở nên hiếm có và có mặt trong núi rừng Việt Nam cây bao báp ở Châu Phi, cây tay rế quấn ở Châu Mỹ

Ngoài ra, với đặc điểm sông ngoài, rừng Việt Nam đã hình thành nên các loài cây

đặc hữu riêng cho từng vùng Có loài chỉ sống trong bùn lầy, có cây sống vùng nước mặt… đồng thời tạo nên các trái cây rừng đặc trưng chỉ có tại vùng đó Môi trường sống

đa dạng và phong phú là điều kiện để động vật rừng phát triển mà còn là nguồn dự trữ các gen quí hiếm của động thực vật rừng

- Tài nguyên khác: Rừng điều tiết nước, phòng chống lũ lụt, xói mòn: Rừng có vai trò điều hòa nguồn nước giảm dòng chảy bề mặt chuyển nó vào lượng nước ngấm xuống đất và vào tầng nước ngầm Khắc phục được xói mòn đất, hạn chế lắng đọng lòng sông, lòng hồ, điều hòa được dòng chảy của các con sông, con suối (tăng lượng nước sông, nước suối vào mùa khô, giảm lượng nước sông suối vào mùa mưa) Rừng có vai trò rất lớn trong việc: chống cát di động ven biển, che chở cho vùng đất bên trong nội địa, rừng bảo vệ đê biển, cải hóa vùng chua phèn, cung cấp gỗ, lâm sản, Rừng nơi cư trú của rất nhiều các loài động vật: Động vật rừng nguồn cung cấp thực phẩm, dược liệu, nguồn gen quý, da lông, sừng thú là những mặt hàng xuất khẩu có giá trị

b) Giá trị hữu hình: giá trị các sản phẩm từ rừng mang tính chất hàng hóa

- Lâm sản: Rừng cung cấp một sản lượng lớn lâm sản phục vụ nhu cầu của người tiêu dung Từ các loại gỗ, tre, nứa các nhà kinh doanh thiết kế tạo ra hàng trăm mặt hàng đa dạng và phong phú như trang sức, mĩ nghệ, dụng cụ lao động, thuyền bè truyền thống cho tới nhà ở hay đồ dùng gia đình hiện đại,… Tùy vào đặc điểm tính chất của từng loại cây mà chúng ta có sản phẩm phù hợp Chẳng hạn gỗ huỳnh, săng lẻ, sao nhẹ, bền, xẻ ván dài, ngâm trong nước mặn không bị hà ăn nên được làm ván các loại thuyền

đi trên biển

- Dược liệu: Rừng là nguồn dược liệu vô giá Từ ngàn xưa, con người đã khai thác các sản phẩm của rừng để làm thuốc chữa bệnh, bồi bổ sức khỏe Ngày nay, nhiều quốc gia đã phát triển ngành khoa học “dược liệu rừng” nhằm khai thác có hiệu quả hơn nữa nguồn dược liệu vô cùng phong phú của rừng và tìm kiếm các phương thuốc chữa bệnh nan y

- Du lịch sinh thái: Du lịch sinh thái là một dịch vụ của rừng cần sử dụng một cách bền vững Nhiều dự án phát triển du lịch sinh thái được hình thành gắn liền với các vườn quốc gia, các khu bảo tồn thiên nhiên, các khu rừng có cảnh quan đặc biệt Du lịch sinh thái không chỉ phục vụ nhu cầu về mặt tinh thần mà còn tăng thêm thu nhập cho dân địa phương Thông quá đó, người dân đã gắn bó với rừng hơn, tham gia tích cực hơn trong công tác bảo vệ và xây dựng rừng Thêm một vấn đề đặt ra về môi trường bị ảnh hưởng bởi hoạt động du lịch và làm thế nào để quản lí môi trường nói chung và của các loài động vật

1.2.3 Tài nguyên rừng của Việt Nam

Theo Bộ NN&PTNT, tính đến ngày 31/12/2018, diện tích rừng toàn quốc hiện

có 14.491.95 ha, trong đó rừng tự nhiên là 10.255.525 ha và rừng trồng là 4.235.770 ha

Diện tích rừng đủ tiêu chuẩn để tính độ che phủ toàn quốc là 13.785.642 ha, độ che phủ tương ứng là 41,65%

Sau khi công bố hiện trạng rừng, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn yêu cầu Tổng cục Lâm nghiệp thiết lập cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng quốc gia; tổ chức quản

lý, khai thác, sử dụng cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc và từng địa phương Đối với UBND các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương, giao UBND các cấp huyện, xã thực hiện trách nhiệm quản lý nhà nước về lâm nghiệp theo quy định của Luật lâm nghiệp, các địa phương sử dụng hiện trạng rừng để triển khai thực hiện Chương trình mục tiêu Phát triển lâm nghiệp bền vững hằng năm; cập nhật diễn biến rừng hằng năm Đối với các địa phương có diện tích rừng tự nhiên giảm trong năm 2018 phải làm rõ nguyên nhân, xem xét trách nhiệm của các tổ chức, cá nhân liên quan theo quy định

Như vậy, so với năm 2015, diện tích rừng đủ tiêu chuẩn để tính độ che phủ cả nước đã tăng hơn 260.000 ha (tính đến ngày 31/12/2015, diện tích rừng để tính độ che phủ toàn quốc là hơn 13,520 triệu ha, độ che phủ là 40,84%)

Mặc dù diện tích rừng được ghi nhận có tăng lên nhưng chất lượng rừng lại là vấn đề cần được bàn tới Năm 1945, diện tích rừng cả nước được ghi nhận là 14,3 triệu

ha, thì đến năm 1995, do rừng tự nhiên bị lấn chiếm, chuyển đổi mục đích sử dụng và khai thác quá mức, nên diện tích chỉ còn 8,25 triệu ha Tính riêng trong thời gian 20 năm

từ năm 1975 đến năm 1995, diện tích rừng tự nhiên của cả nước giảm 2,8 triệu ha

1.3 TỔNG QUAN VỀ GIS

1.3.1 Khái niệm

Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng, Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết

kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích, và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý

1.3.2 Các thành phần của GIS

- Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi

- Phần mềm: là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có thể chia làm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích không gian)

- Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian) Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đối tượng trên bề mặt Trái đất Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liên quan đến đối tượng, các thông tin này có thể được định lượng hay định tính

- Phương pháp: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và có hiệu quả của hệ thống phục vụ cho mục đích của người sử dụng

- Con người: Trong GIS, thành phần con người là thành phần quan trọng nhất bởi con người tham gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xây dựng cơ sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …) Có 2 nhóm người quan trọng là người sử dụng

và người quản lý GIS

1.3.3 Chức năng của GIS

GIS có 5 chức năng chủ yếu:

a) Thu thập dữ liệu: là công việc khó khăn và nặng nề nhất trong quá trình xây dựng một ứng dụng GIS Các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như dữ liệu đo đạc từ thực địa, dữ liệu từ các loại bản đồ, dữ liệu thống kê…

b) Thao tác dữ liệu: vì các dữ liệu được thu thập từ nhiều nguồn có định dạng khác nhau và có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo một số cách để tương thích với hệ thống Ví dụ: các thông tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (lớp dân cư trên bản đồ địa chính được thể hiện chi tiết hơn trong bản đồ địa hình) Trước khi các thông tin này được tích hợp với nhau thì chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (cùng mức độ chi tiết hoặc mức độ chính xác) Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích

c) Quản lý dữ liệu: là một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của dữ liệu đồng thời quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự rõ ràng Một yếu

tố quan trọng của GIS là khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu (sự liên kết giữa dữ liệu không gian và thuộc tính của đối tượng) Các dữ liệu thông tin mô tả cho một đối tượng bất kỳ có thể liên hệ một cách hệ thống với vị trí không gian của chúng Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của việc vận hành GIS

d) Hỏi đáp và phân tích dữ liệu: Khi đã xây dựng được một hệ thống cơ sở dữ liệu GIS thì người dùng có thể hỏi các câu hỏi đơn giản như:

- Thông tin về thửa đất: Ai là chủ sở hữu của mảnh đất?

- Thửa đất rộng bao nhiêu m2

- Tìm đường đi ngắn nhất giữa hai vị trí A và B?

- Thống kê số lượng cây trồng trên tuyến phố?

- Hay xác định được mật độ diện tích trồng cây xanh trong khu vực đô thị…

e) Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép hiển thị dữ liệu tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Ngoài ra còn có thể xuất dữ liệu thuộc tính ra các bảng excel, tạo các bản báo cáo thống kê, hay tạo mô hình 3D, và nhiều dữ liệu khác

1.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

1.4.1 Khái niệm

Viễn thám (Remote Sensing) được định nghĩa như một khoa học và công nghệ

mà các đặc tính của sự vật được xác định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng

Hì nh 1.1: Hệ thống viễn thám

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám

Trong viễn thám, nguyên tắc hoạt động của nó liên quan giữa sóng điện từ từ nguồn phát và vật thể quan tâm

- Nguồn phát năng lượng (A) - yêu cầu đầu tiên cho RS là có nguồn năng lượng phát xạ để cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm

- Sóng điện từ và khí quyển (B) - khi năng lượng truyền từ nguồn phát đến đối tượng, nó sẽ đi và tương tác với khí quyển mà nó đi qua Sự tương tác này có thể xáy ra lần thứ 2 khi năng lượng truyền từ đối tượng tới bộ cảm biến

- Sự tương tác với đối tượng (C) – một khi năng lượng gặp đối tượng sau khi xuyên qua khí quyển, nó tương tác với đối tượng Phụ thuộc vào đặc tính của đối tượng

và song điện từ mà năng lượng phản xạ của đối tượng có sự khác nhau

- Việc ghi năng lượng của bộ cảm biến (D) – sau khi năng lượng bị tán xạ hoặc phát xạ từ đối tượng, một bộ cảm biến để thu nhận và ghi lại song điện từ

- Sự truyền tải, nhận và xử lý (E) – năng lượng được ghi nhận bởi bộ cảm biến phải được truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý Năng lượng được truyền đi thường ở dạng điện Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lượng này để tọa ra ảnh dưới dạng hardcopy hoặc là số

- Sự giải đoán và phân tích (F) - ảnh được xử lý ở trạm thu nhận sẽ được giải đoán trực quan hoặc được phân loại bằng máy để tách thông tin về đối tượng

- Ứng dụng (G) – đây là thành phần cuối cùng trong quy trình xử lý của công nghệ RS Thông tin sau khi được tách ra từ ảnh có thể được ứng dụng để hiểu tốt hơn

về đối tượng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ trợ cho việc giải quyết một vấn

đề cụ thể

1.4.3 Đặc trưng phản xả phổ của các đối tượng tự nhiên

Các đối tượng tự nhiên bao gồm tất cả các đối tượng thuộc lớp phủ bề mặt Trái Đất, các đối tượng tự nhiên trên mặt đất rất đa dạng và phức tạp Đặc tính phản xạ phổ của các nhóm đối tượng phụ thuộc vào các bước sóng và thường chia ra làm 3 nhóm đối tượng chính:

Nhóm lớp phủ thực vật có quy luật chung: phản xạ mạnh ở vùng sóng xanh (510 – 575nm) và hồng ngoại gần (>720nm), hấp thụ mạnh ở vùng sóng xanh tím (390 – 480nm) và sóng đỏ (680 – 720nm)

Nhóm đối tượng đất: khả băng phản xạ phổ tăng theo độ dài bước sóng đặc biệt

Trong các nhóm chính lại có thể chia ra thành các nhóm nhỏ hơn, tùy theo mức

độ yêu cầu nghiên cứu Ví dụ: trong nhóm đối tượng thực vật có thể chia ra nhóm thực vật tự nhiên và nhân tác; trong nhóm thực vật tự nhiên lại có thể chia ra thành rừng lá rộng, rừng lá kim hay rừng hỗn giao tre nứa và cây lá rộng, rừng ngập mặn Trong nhóm đất có thể chia ra theo mục đích sử dụng: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất ở (thành phố, làng mạc), đất trống (bãi cát, núi đá)…

Nhóm nước chia ra nhóm nước lục địa (sông suối, ao hồ) và nước biển (ven bờ

và xa bờ) Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt trái đất là thông tin quan trọng nhất trong viễn thám Do các thông tin viễn thám có liên quan trực tiếp đến năng

lượng phản xạ từ các đối tượng nên việc nghiên cứu các đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên đóng vai trò quan trọng đối với việc ứng dụng hiệu quả phương pháp viễn thám Đặc trưng phản xạ phổ của đối tượng tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển, bề mặt đối tượng cũng như bản thân đối tượng Khả năng phản xạ phổ của đối tượng phụ thuộc vào bản chất của đối tượng, trạng thái và độ nhẵn

bề mặt của đối tượng, màu sắc của đối tượng…

Khả năng phản xạ phổ của đối tượng được chụp ảnh còn phụ thuộc vào trạng thái khí quyển và các mùa trong năm Trong thực tế, các giá trị phổ của các đối tượng khác nhau, của một nhóm đối tượng cũng rất khác nhau, song về cơ bản chúng dao động quanh giá trị trung bình Nguyên tắc 17 cơ bản để phân biệt các đối tượng lớp phủ mặt đất trên ảnh vệ tinh là dựa vào sự khác biệt về đặc tính phản xạ của chúng trên các kênh phổ

1.5 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

1.5.1 Trên thế giới

Hệ thống thông tin địa lý là một công cụ trong công nghệ địa tin học được hình thành từ những năm 1960 và được phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây Có thể nói hệ thống thông tin địa lý được hình thành dựa trên nền tảng hệ thống địa lý (hệ thống các bản đồ có hiển thị thông tin và thuộc tính của các đối tượng) trước đó trong lịch sử

Hệ thống địa lý được sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một người Anh tên là John Snow Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong việc xác định hướng lây lan của dịch bệnh và kịp thời ngăn chặn

Một trong những ứng dụng rộng rãi, có hiệu quả của việc tích hợp công nghệ viễn thám và GIS đó là nghiên cứu hiện trạng bề mặt lớp phủ, hiện trạng sử dụng đất và biến động tài nguyên đất

- Tại Thái Lan: Một đất nước với khoảng 60 triệu người dân, trong hai thập kỷ vừa qua đã có những sự tăng trưởng vượt bậc của nền kinh tế Kết quả của sự tăng trưởng này là các nguồn tài nguyên thiên nhiên như: rừng, đất, nước… đã được sử dụng một cách quá mức như nguồn lực chính cho sự phát triển này Tổng diện tích rừng hàng năm liên tục suy giảm, chất lượng đất và nước cũng trở nên xấu hơn, đất lâm nghiệp đã được chuyển đổi nhiều sang đất nông nghiệp Các nhà khoa học của trường đại học Mahkidol

đã tiến hành nghiên cứu sự thay đổi tại ba tiểu lưu vực của hệ thông sông Chiangmai với tổng diện tích 6692 km2, tại điểm nghiên cứu này các nhà khoa học đã sử dụng các ảnh VNREDSat-1 ở các thời kỳ 1985 đến 1990 và 1990 đến 1995 với mục tiêu tìm hiểu

và đánh giá sự thay đổi sử dụng đất trong các diện tích rừng nhiệt đới cũng như sẽ dự báo xu hướng thay đổi của sử dụng đất trong tương lai Các tác giả đã chỉ ra rằng trong

quá trình nhiên cứu sự thay đổi cần thiết phải lưu ý tới các nhân tố kinh tế -xã hội và kêt quả cho thấy trong những khu vực có sự tập trung dân số cao thường các diện tích rừng tại khu vực đó suy giảm (Dân số tăng tỷ lệ với diện tích rừng bị mất đi)

- Tại một số nước của Châu Phi như: Ethiopia, Nepan, Kenya, Nigeria, việc ứng dụng GIS và Viễn Thám đã được ứng dụng rộng rãi vào trong các nghiên cứu theo dõi

và giám sát sự thay đổi sử dụng đất Tại Ethiopia các nhà khoa học đã sử dụng Viễn thám và GIS kết hợp điều tra ngoại nghiệp đã tiến hành đánh giá sự thay đổi sử dụng đất từ năm 1957 đến 1995 Kết quả nghiên cứu đã chỉ cho thấy việc suy giảm mạnh diện tích rừng và được thay thế vào đó là đất nông nghiệp, sự thay đổi này đã dẫn đến hàng loạt thay đổi về sinh thái tự nhiên như: nguồn nước ngầm giảm mạnh, một số vùng đất thấp có sự sạt lở và thoái hóa… Qua nghiên cứu này các tác giả cũng khuyến cáo Chính phủ cần phải có một chính sách đất đai phù hợp để tránh có những biến động lớn về môi trường và sinh thái

- Tại Australia: Theo văn phòng khoa học nông thôn tính từ năm 1983 – 1993 đã

có hơn 600.000 ha đất rừng bị phá để phục vụ cho mục đích nông nghiệp, và điều này

đã làm cho nhiều người kinh ngạc Ausatralia là quốc gia đầu tiên trên thế giới điều tra

về khí tượng gây hiệu ứng nhà kính liên quan đế lượng rừng mất đi như thế nào và theo kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng rừng mất đi này tương đương với ¼ tổng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính thải ra Một nghiên cứu đã tiến hành cho cả nước triển khai đánh giá sự thay đổi của hiện trạng thảm thực vật, các nhà khoa học đã sử dụng 158 cảnh ảnh

vệ tinh VNREDSat-1 TM tại hai thời kỳ 1990 và 1995 để phục vụ cho nghiên cứu này

Kết quả đã chỉ ra rằng trong khoảng 1990 – 1995 đã có 1,2 triệu ha rừng nguyên sinh bị chặt phá để chuyển sang các mục đích khác như: nông nghiệp, đồng cỏ và các hoạt động khác (làm đường, xây dựng…) Tuy nhiên cũng có khoảng 410.000 ha rừng cũng đã được tái sinh trong giai đoạn này Kết quả nghiên cứu này tạo ra một bộ cơ sở

dữ liệu mang tính chính xác cao cho việc quản lý bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và phục

vụ cho công tác quản lý của các nhà hoạch định chính sách cũng như các nghiên cứu khoa học khác

Ở Trung Quốc người ta thành lập bản đồ sử dụng đất qua các thời kỳ với việc sử dụng Bản đồ Nông Nghiệp tỷ lệ 1: 100.000 và ảnh Vệ tinh Landsat Sau khi phân tích ảnh vệ tinh, phân tầng, họ đã ứng dụng phương pháp ASF đo diện tích bằng máy định

vị GPS và máy quay Camera, trên mỗi mảnh diện tích 4km x 4km Từ diện tích các mảnh kết hợp với điều cho thực địa, các phép toán thống kê được áp dụng để suy ra diện tích các loại cây trồng cho từng tỉnh và từng huyện Với độ chính xác là 97%, kết quả của nghiên cứu đã cung cấp số liệu về diện tích và sự thay đổi mục đích sử dụng đất qua từng năm Từ những nghiên cứu trên ta thấy khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh Landsat trong các nghiên cứu cho thấy sự thay đổi về bề mặt thực phủ hay sự thay đổi về mục đích sử dụng đất trong các thời kỳ khác nhau, đạt hiệu quả rất cao

1.5.2 Ở Việt Nam

Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt nam không có khả năng thực hiện việc điều tra xây dựng bản đồ tài nguyên rừng Thời kỳ này chỉ có số liệu về tài nguyên rừng được công bố trong công trình "Lâm nghiệp Đông Dương" của P Maurand và số liệu đó thường được xem là tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng ở Việt Nam từ năm

1945 trở về sau Theo tài liệu và bản đồ của Maurand thì đến năm 1943, rừng Việt nam vẫn còn khoảng 14.352.000 ha, độ che phủ 43,7% Trong giai đoạn 1945-1954 không

có tài liệu nào đề cập đến việc xây dựng bản đồ tài nguyên rừng mà chỉ đi sâu phân tích các hoạt động bảo vệ rừng, khai thác tài nguyên rừng, trồng cây gây rừng và đào tạo cán

bộ lâm nghiệp (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)

Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc (Chu Thị Bình, 2001) Đó là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha Ở Miền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha

Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Dựa vào ảnh máy bay, khoanh ra các loại rừng, sau đó ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng rừng thành quả

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

Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành Lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc Trong đó đã kết hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ Do vào đầu những năm 1980, ảnh vệ tinh

và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định, mà chưa có đủ cho toàn quốc Ảnh vệ tinh được sử dụng thời kỳ đó là Landsat MSS

Từ năm 1991 – 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc

và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi Ảnh

vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM tỷ lệ 1:250.000, được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp

trên ảnh bằng mắt thường Kết quả giải đoán được chuyển hoá lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường Thành quả đã thành lập được: bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1:100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000

Từ năm 1996 – 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnh Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh Kết quả về mặt thành lập bản đồ đã xây dựng được: bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000

Từ năm 2000 – 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp đã được phát triển lên một bước Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh là 30m x 30m Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)

Năm 2013, Tổng cục Lâm nghiệp đã ban hành: “Tài liệu tập huấn hướng dẫn kỹ thuật điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 – 2016” để phục vụ cho dự án Tổng điều tra kiểm kê rừng toàn quốc 2013 - 2016 Theo đó, toàn bộ các đơn vị tham gia đều sử dụng phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh SPOT 6 với độ phân giải cao 2.5mx2.5m để phục vụ cho quá trình xây dựng bản đồ hiện trạng rừng các địa phương trên toàn quốc Kết quả đợt Tổng điều tra kiểm kê rừng đã xây dựng được bản đồ hiện trạng rừng trên toàn quốc và công bố số liệu hiện trạng rừng cũng như độ che phủ rừng cho từng địa phương từ đó tổng hợp nên độ che phủ rừng toàn quốc với độ chính xác cao Kết quả của dự án làm tiền đề cho các công việc quan trọng tiếp theo tại các địa phương như: Rà soát, quy hoạch bảo vệ phát triển rừng, định hướng rà soát quy hoạch

3 loại rừng…

Như vậy, tuy khoa học điều tra rừng ở Việt Nam ra đời muộn hơn so với nhiều môn khoa học khác nhưng đã đạt được những thành quả nhất định Song song với điều tra mặt đất, đã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phương pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệ thống các bản đồ tài nguyển rừng Việt nam hiện nay, do được xây dựng tại các thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh

Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ra nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ Có thể điểm qua một số công trình nghiên cứu liên quan đến ứng dụng ảnh vệ tinh trong phân loại các trạng thái rừng gần đây như:

- Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến động các loại thực phủ địa bàn thành phố Huế - tỉnh Thừa Thiên Huế” do Nguyễn Xuân Trung Hiếu thực hiện năm 2013 Đề tài đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat ETM 2001 và 2010 kết hợp phương pháp phân loại có kiểm định với thuận toán Maximum Likelihood

- Đề tài cấp nhà nước KC.08.24 “Nghiên cứu giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên” do Vương Văn Quỳnh – Trường Đại học Lâm nghiệp làm chủ nhiệm, thực hiện trong 2 năm 2004-2006, Vương Văn Quỳnh (2005), Đề tài đã xây dựng phần mềm tự động phát hiện cháy rừng từ ảnh

vệ tinh Landsat ETM+ và MODIS Phần mềm được xây dựng trên cơ sở tổ hợp các kênh

đa phổ kết hợp với dữ liệu GIS để phát hiện các điểm cháy rừng trên toàn lãnh thổ Việt Nam

- Công trình nghiên cứu của Nguyễn Đình Dương và cộng sự (2004)“Sử dụng ảnh đa phổ MODIS để đánh giá sự thay đổi về lớp phủ thực vật của Việt Nam trong giai đoạn 2001-2003”, kết quả được trình bày trong Hội thảo lần thứ 14 của các nước Đông Nam Á về nông nghiệp Tác giả đã sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định với ảnh vệ tinh MODIS đa thời gian có độ phân giải thấp để đánh giá được sự biến động của lớp phủ trên toàn lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn từ 2001 đến 2003

- Trong nghiên cứu “Sự thay đổi lớp thực phủ khu vực đô thị thông qua sự phát triển của các lớp phủ không thấm nước tại TP HCM” (Urban land cover changethrough development of imperviousness in Ho Chi Minh city, Vietnam), của hai tác giả Trần Thị Vân và Hà Dương Xuân Bảo (2006) đã sử dụng các loại ảnh: Hai ảnh LandsatTM có độ phân giải không gian 30mx30 m thu nhận 16-1-1989 và ảnh LandsatETM + thu ngày 5-1-2002, ảnh Aster độ phân giải không gian 15 x 15 m được thu nhận 25-12-2006 Nghiên cứu đã khẳng định sự phát triển nhanh chóng của đô thị từ 1989 đến 2006 Đặc biệt là

sự phát triển đô thị dọc theo các đường giao thôngchính ở vùng ngoại ô là vùng sản xuất nông nghiệp Trong vòng 17 năm, đất xâydựng đã tăng lên 2 lần, và đồng nghĩa với sự tăng lên của đất đô thị là một diện tíchtương ứng biến mất của đất nông nghiệp, điều này

có nghĩa là bề mặt không thấmnước được mở rộng nhanh chóng thay thế cho các lớp phủ thực vật…

- Kết quả của đề tài “Ứng dụng Gis và Viễn thám trong giám sát biến động diện tích rừng huyện Cao Phong, tỉnh Hòa Bình giai đoạn 2005-2015” của tác giả Trần Thu

Hà, Phùng Minh Tám, Phạm Thanh Quế, Lê Thị Giang (2016) cho thấy: Ảnh Landsat

được sử dụng để xác định vùng cũng như diện tích biến động rừng trong hai giai đoạn

là phù hợp, tuy nhiên cần kết hợp thêm các dữ liệu khác để kiểm chứng kết quả thực hiện Việc kết hợp công nghệ viễn thám và GIS rất hữu hiệu để xác định diện tích biến động, mức độ biến động và phần nào xu hướng biến động của từng đối tượng Đây là việc làm hết sức quan trọng trước bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu

Từ những nghiên cứu trên có thể thấy hệ thống phân loại rừng theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10/6/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng (hiện nay đã được thay đổi bởi Thông tư số 33/2018/TT-BNNPTNT ngày 16/11/2018 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định về điều tra, kiểm kê và theo dõi diễn biến rừng) quy định rất chi tiết Tuy nhiên,

về tổng quát, ảnh vệ tinh không thể nhận biết được hết đối tượng trong hệ thống phân loại này như các trạng thái rừng nghèo và rừng nghèo kiệt…

Trong phạm vi đề tài, tác giả sử dụng hệ thống phân loại rừng theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT Vì mục tiêu của đề tài là đánh giá biến động hiện trạng rừng (có rừng và không rừng) với các tiêu chuẩn phân loại đối với các trạng thái có rừng : rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh trung bình, rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh nghèo, rừng gỗ trồng núi đất là không đổi, không có sự khác biệt trữ lượng giữa quy định của Thông tư 34/2009/TT-BNNPTNT và Thông tư 33/2018/TT-BNNPTNT để thuận tiện cho giải đoán ảnh

Ngày nay công nghệ viễn thám kết hợp GIS có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: quản lý tài nguyên, điều tra đất, đánh giá đất, theo dõi diễn biến rừng, quản lý sử dụng đất…Trong thời gian tới đây, viễn thám và GIS sẽ là công cụ chủ đạo trong

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường rừng và ảnh vệ tinh quận Sơn Trà – thành phố Đà Nẵng

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Về mặt không gian, đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi của quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

- Thời gian nghiên cứu: Giai đoạn 2015- 2019

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

- Đánh giá thực trạng sử dụng và quản lý đất, rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

- Đánh giá thực trạng công tác thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

- Đánh giá thực trạng và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà thành phố Đà Nẵng tại các thời điểm 2015, 2017, 2019

- Đánh giá và thành lập được bản đồ biến động diện tích rừng vùng nghiên cứu giai đoạn 2015 – 2017 và 2017 – 2019

- Đề xuất các giải pháp mang tính khả thi nhằm nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng trên địa bàn quận Sơn Trà

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

a) Thu thập số liệu sơ cấp:

- Thiết kế bảng hỏi để thu thập số liệu đối với các hộ dân (30 người) trong vùng ven rừng và có diện tích rừng trồng về tình hình sử dụng và canh tác đất lâm nghiệp trong giai đoạn nghiên cứu Nội dung gồm: tình hình sử dụng đất lâm nghiệp, các hoạt động sử dụng nguồn tài nguyên rừng, thuận lợi khó khăn trong công tác bảo vệ rừng

- Thiết kế bảng hỏi để thu thập số liệu đối với các chủ rừng, nhóm hộ nhận khoán (30 người) cung ứng dịch vụ môi trường rừng về hoạt động tuần tra bảo vệ rừng, tình hình thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng trong giai đoạn nghiên cứu

- Phỏng vấn cán bộ quản lý tại địa phương, cán bộ Hạt Kiểm lâm, chủ rừng và các cơ quan chức năng liên quan Nội dung gồm: Tình hình quản lý, phát triển tài nguyên rừng trên địa bàn, hiện trạng tài nguyên rừng (đặc dụng, phòng hộ, sản xuất) những thuận lợi và khó khăn trong công tác quản lý bảo vệ rừng, thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng

- Thu thập ảnh vệ tinh Sentinel 2 các năm 2015, 2017, 2019 của vùng nghiên cứu

có độ phân giải 10 mét miễn phí tại trang web: http://earthexplorer.usgs.gov hoặc http://scihub.copernicus.eu/dhus

Sau khi có ảnh vệ tinh, rà soát ảnh bằng mắt để xác định các loại đối tượng cơ bản cần phân loại, sau đó lựa chọn các điểm ngoài thực địa để phân loại ảnh và đánh giá

độ chính xác sau khi phân loại Vị trí các điểm khảo sát được xác định tọa độ bằng máy GPS cầm tay

+ Thu thập các tài liệu có liên quan đến bản đồ của quận Sơn Trà như: số liệu, bản đồ địa hình, bản đồ theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp trong vùng; ranh giới quản lý đất lâm nghiệp (ranh giới quy hoạch 3 loại rừng, ranh giới giao đất, giao rừng, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các tổ chức, hộ gia đình, cá nhân), bản đồ kiểm kê rừng thành phố Đà Nẵng năm 2016, bản đồ chi trả dịch vụ môi trường rừng,…

+ Thu thập các báo cáo liên quan đến kinh tế, xã hội, diện tích rừng, tình hình quản lý bảo vệ rừng, giao khoán bảo vệ rừng của các chủ rừng, công tác thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng…trong giai đoạn nghiên cứu

2.3.2 Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh

- Phương pháp đánh giá thực trạng và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng các giai đoạn 2015-2017 và 2017-2019

Quy trình xử lý ảnh vệ tinh xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng được thực hiện theo sơ đồ sau:

+ Phương pháp tiền xử lý ảnh: Nắn chỉnh hình học, tổ hợp màu, lọc nhiễu, được thực hiện bằng các công cụ trên phần mềm Erdas Imagine 2014 Ảnh sau khi xử lý được

sử dụng cho các bước tiếp theo

+ Phương pháp phân tích ảnh: Phân tích ảnh được thu nhận tại nhiều thời điểm khác nhau, phân thành phần chính (PCA), chỉ số thực vật (NDVI) Các chỉ số về độ sáng,

các thông số có sẵn của các kênh ảnh Sau khi phân tích ảnh, chúng ta sẽ lựa chọn được

số lượng đối tượngphân loại các ảnh tại thời điểm khác nhau

+ Phương pháp phân loại ảnh: Phân loại ảnh viễn thám bằng phương pháp hướng đối tượng (nhóm điểm ảnh) sử dụng phần mềm eCogniton 9.1

Bước 1: Phân mảnh ảnh

Bước 2: Tính toán các chỉ số dùng để phân loại ảnh

Bươc 3: Xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh

Bước 4: Phân loại tự động

+ Phương pháp đánh giá sai số sau phân loại: Đánh giá sai số dựa trên mẫu khảo sát thực địa So sánh trạng thái ngoài thực địa và trạng thái trên ảnh sau phân loại có cùng vị trí Tỷ lệ giữa số điểm đúng trạng thái và tổng số điểm kiểm chứng là mức độ tin cậy của kết quả giải đoán Nếu chưa đạt yêu cầu về độ chính xác phải quay lại thực hiện lại bước chọn mẫu và chạy lại việc phân loại ảnh

Sử dụng ma trận sai số (Eror matrix)

Độ chính xác của người sản xuất (Producer’ s Accuracy)

Độ chính xác của người sử dụng (User’ s Accuracy)

Đánh giá độ chính xác theo chỉ số Kappa

- Phương pháp phân tích biến động sau phân loại: Từ kết quả phân loại của ảnh Sentinel 2 trong các giai đoạn, ta chồng xếp 2 lớp bản đồ của 1 giai đoạn để xác định biến động cho giai đoạn đó Sử dụng các công cụ trong phần mềm Qgis/Arcgis để so sánh các pixel ảnh để tạo ra bản đồ biến động diện tích rừng cho 2 giai đoạn

2.3.3 Phương pháp phân tích nguyên nhân dẫn đến biến động diện tích rừng (mất rừng và suy thoái rừng hoặc tăng diện tích rừng và tăng chất lượng rừng)

Sử dụng phương pháp cây vấn đề (PROBLEM TREE) để phân tích nguyên nhân biến động rừng trên địa bàn quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng

2.3.4 Phương pháp đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng quận Sơn Trà

Sử dụng phương pháp cây mục tiêu (OBJECTIVE TREE) tiếp nối sau kỹ thuật của cây vấn đề (PROBLEM TREE) kết hợp với phương pháp SWOT nhằm đưa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả của chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI QUẬN SƠN TRÀ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

3.1.1 Điều kiện tự nhiên

a Vị trí địa lý

Khu BTTN Sơn Trà nằm ở phía Đông Bắc thành phố Đà Nẵng, phía Tây Bắc giáp vịnh Đà Nẵng, Đông Bắc và Đông Nam giáp biển đông, Tây Nam giáp đất liền và Cảng Sông Hàn

Về mặt hành chính, bán đảo Sơn Trà thuộc phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng, nằm ngang theo hướng Đông Tây và nối với đất liền vùng nội thị của thành phố Đà Nẵng Khối núi có chiều dài 13 km, chỗ rộng nhất 5 km, hẹp nhất 1,5

km

Toạ độ địa lý: 108012'45'' - 108020'48'' kinh độ Đông

16005'50'' - 16009'06'' vĩ độ Bắc

b Địa hình địa mạo, thổ nhưỡng

Bán đảo Sơn Trà có chiều dài 13 km, theo hướng Đông Tây, chỗ rộng nhất khoảng 5 km dài, chỗ hẹp nhất khoảng 1,5 km Bán đảo Sơn Trà thuộc vùng núi thấp, trong vùng có nhiều điểm núi cao như: đỉnh Ốc cao 696m, đỉnh Truyển hình cao 647m, đỉnh 3 quả cầu cao 621m Bán đảo có kiểu địa hình đồi núi liền kề và bị chia cắt bởi hệ thống suối, phức tạp, có hướng dốc chính là Bắc-Nam, độ dốc bình quân 25-300, trong

đó sườn Đông-Bắc có độ dốc lớn hơn so với sườn Tây-Nam

Về địa chất: Bán đảo Sơn Trà được hình thành từ kỉ Cambi cách đây 2000 triệu năm, cấu tạo bởi đá macma axit, quá trình hình thành chính là rửa trôi các chất kim loại kiềm, kiềm thổ silic, tích lũy sắt nhôm của sản phẩm phong hóa và sườn tích

Về thổ nhưỡng: Bán đảo Sơn Trà được cấu tạo từ đá Granit, đất chủ yếu là đất Feralit vàng nâu phát triển trên granit Loại đất này có thành phần cơ giới nhẹ, khả năng giữ nước kém, tầng đất trung bình, đá lộ nhiều, bình quân chiếm tới 20-30% diện tích

bề mặt đất, có nơi đến 50% hoặc hơn 50% Các tổ hợp đất bao gồm:

- Tổ hợp đất núi vàng nâu: phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit granit Đất có kết cấu rời rạc, khả năng giữ đất, giữ nước kém Độ phì nhiêu thuộc loại trung bình

- Tổ hợp đất đồi vàng nâu: phát triển trên sản phẩm phong hóa tàn tích và sườn tích của đá granit, độ phì tiềm năng tự nhiên ở mức trung bình

c Khí hậu

Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà nằm trong vùng khí hậu Duyên hải Nam Trung

bộ, chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa Khí hậu trong năm phân thành

2 mùa rõ rệt: Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 9, mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau và có các đặc điểm chính sau:

- Lượng mưa:

+ Lượng mưa bình quân năm của vùng là 2.066mm lượng mưa lớn nhất trong 1 ngày là 332mm với số ngày mưa trung bình năm là 144 ngày Tháng 10 là tháng mưa nhiều nhất với trung bình 22 ngày có mưa

+ Lượng mưa tập trung nhiều nhất vào tháng 10, tháng 12, mưa tập trung với cường độ trung bình nên chiếm 60-70% lượng mưa cả năm

- Chế độ gió: Trong khu vực chịu ảnh hưởng của hai loại gió mùa chính:

+ Từ tháng 4 đến tháng 9 hướng gió thịnh hành là gió Đông hoạt động mang không khí khô và nóng

+ Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc

có nhiệt độ không khí thấp, ẩm độ cao thường kèm theo mưa Tốc độ gió trung bình 14m/s, cao nhất là 20-25m/s

3,3-d Thủy văn

Trong Khu bảo tồn, có khoảng 20 suối lớn nhỏ khác nhau và thường chỉ có nước vào mùa mưa Ở sườn Bắc Sơn Trà có suối Hải Độ 8, Tiên Sa, Suối Lớn, Suối Sâu, Suối ông Tám, Suối Ông Lưu và suối Bãi Bắc Ở sườn Nam Sơn Trà có suối Bãi Cồn, Bãi Trệm, suối Đá Bằng, suối Bãi Xếp, Suối Heo, Suối Đá, Suối Cầu Trắng Riêng hai hệ thống suối lớn là suối Đá và suối Heo thường có nước quanh năm và là nguồn nước quan trọng cho nhu cầu sinh hoạt của người dân sống xung quanh bán đảo Sơn Trà

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

a Tình hình phát triển kinh tế

Tổng giá trị sản xuất năm 2019 là 5.134.563 triệu đồng Trong đó: Giá trị sản xuấtCông nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp là4.812.543 triệu đồng (chiếm 93,73%), giá trị sản xuất Nông - Lâm - Thủy sản là 322.020 triệu đồng (chiếm 6,27%)

- Sản xuất nông nghiệp: Tiếp tục duy trì trên diện tích nhỏtận dụng đất vườn, đất quy hoạch chưa xây dựng công trình để tăng cường sản xuất như rau, hoa phục vụ nhu cầu tiêu dùng tại chỗ để cải thiện đời sống gia đình người dân nên giá trị đạt không đáng

kể

-Sản xuất lâm nghiệp:

+ Diện tích đất lâm nghiệp tập trung chủ yếu ở Khu bảo tồn Sản xuất lâm nghiệp

tại vùng này rất ít, chỉ có một số ít hộ gia đình tham gia công tác trồng rừng, không khuyến khích phát triển rừng trồng kinh tế trên diện tích đất trống ngoài quy hoạch lâm nghiệp

- Hoạt động lâm nghiệp chủ yếu là thực hiện công tác quản lý, bảo vệ rừng và PCCC rừng

+ Khai thác chế biến lâm sản: Khu rừng đặc dụng Sơn Trà không thuộc đối tượng khai thác, tuy nhiên việc khai thác lâm sản ngoài gỗ trái phép đôi khi vẫn còn xảy ra mặc dù với quy mô nhỏ Hiện nay, vẫn còn một số đối tượng lén lút xâm nhập trái phép vào rừng để bẫy bắt động vật hoang dã

+ Trên địa bàn có một số cơ sở chế biến gỗ, sản xuất hàng mộc dân dụng với quy

mô nhỏ

- Khai thác thủy sản: Khuyến khích ngư dân phát triển đánh bắt thuỷ sản xa bờ nhằm nâng cao hiệu quả và đảm bảo an ninh trên biển Sản lượng khai thác thủy sản năm

2019 là 8.168 tấn Tổng số tàu thuyền trên địa bàn phường là459 phương tiện

- Thương mại, dịch vụ: Hoạt động kinh doanh thương mại - dịch vụ trên địa bàn phường chủ yếu là kinh doanh các mặt hàng tiêu dùng, dịch vụ lưu trú, kinh doanh ăn uống Cơ sở hạ tầng phục vụ thương mại ngày càng phát triển, một số cơ sở kinh doanh lưu trú và ăn uống tiếp tục hình thành, ngành Du lịch đang phát triển với các khu du lịch

nghỉ dưỡng, các khu biệt thự cao cấp đã và đang được xây dựng

b Dân cư, dân tộc, lao động, việc làm và thu nhập

Theo số liệu thống kê đến ngày 31/12/2019, dân số phường Thọ Quang là 35.690 người Trong đó: nam có 18.114 người (chiếm 50,75%), nữ có 17.576 người (chiếm 49,25%) Tổng số hộ dân toàn phường là 8.364 hộ được phân bổ 36 khu vực với 206 tổ dân phố, hơn 200 cơ quan, doanh nghiệp và đơn vị quân đội đóng trên địa bàn phường

Số hộ nghèo 177 hộ (chiếm 2,12%)