Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào

Chia sẻ: Hoamaudon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:181

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào" là nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian phát hiện mất rừng, suy thoái và khu vực thêm mới rừng nhằm góp phần nâng cao hiệu quả của công tác quản lý và bảo vệ rừng, giám sát, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc Gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BAKHAM CHANTHAVONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA NAM KA ĐINH, NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BAKHAM CHANTHAVONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA NAM KA ĐINH, NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 9620211 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHÙNG VĂN KHOA PGS. TS. SITHONG THONGMANIVONG HÀ NỘI - 2022
i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tư do - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá Luận án của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2022 Người cam đoan BAKHAM CHANTHAVONG
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cơ quan, ban, ngành, đoàn thể và các cá nhân, người thân trong gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn tới tập thể, cá nhân và người thân trong gia đình đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu vừa qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS. Phùng Văn Khoa, PGS. TS. Sithong Thongmanivong người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình viết đề cương, thu thập số liệu cũng như hoàn thành luận án này. Xin cảm ơn chính phủ Việt Nam và chính phủ Lào, Đại sứ quán Lào tại Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu tại Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Lâm nghiệp, phòng sau Đại học, các thầy, cô giáo thuộc khoa QLTNR &MT, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, kinh nghiệm và trình độ bản thân còn hạn chế, nên đề tài luận án không tránh khỏi những sai sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các nhà khoa học và bạn đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2022 Tác giả BAKHAM CHANTHAVONG
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii MỤC LỤC ....................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ....................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. ix DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... x MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................... 6 1.1. Định nghĩa về Vườn quốc gia, rừng, mất rừng, thêm rừng và suy thoái rừng...................................................................................................... 6 1.1.1. Rừng .............................................................................................. 6 1.1.2. Mất rừng ....................................................................................... 7 1.1.3. Suy thoái rừng ............................................................................... 8 1.1.4. Thêm rừng ................................................................................... 10 1.1.5. Phát hiện “sớm” mất rừng, suy thoái rừng và thêm rừng. ........ 10 1.2. Cơ sở khoa học về Công nghệ địa không gian.................................. 12 1.3. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng trên thế giới và ở Lào .......................................................... 13 1.3.1. Sử dụng kỹ thuật phép so sánh sau phân loại để xác định thay đổi tài nguyên rừng theo thời gian.............................................................. 14 1.3.2. Sử dụng thuật toán phát hiện thay đổi để xác định thay đổi tài nguyên rừng theo thời gian ................................................................... 24 1.4. Thảo luận và xác định hướng nghiên cứu đề tài luận án ................ 33 1.4.1. Về giám sát sự thay đổi rừng (mất, suy thoái rừng, có thêm rừng mới) ....................................................................................................... 33 1.4.2. Về thành tựu nghiên cứu ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám và công nghệ địa không gia trong quản lý tài nguyên rừng .............................. 34
iv 1.4.3. Về những tồn tại nghiên cứu trước đây ...................................... 34 1.4.4. Xác định vấn đề nghiên cứu cho đề tài luận án.......................... 35 Chương 2: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 37 2.1. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 37 2.1.1. Nghiên cứu đặc điểm hiện trạng tài nguyên rừng và các yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tài nguyên rừng tại khu vực VQGNKĐ ............................................................................................................... 37 2.1.2. Nghiên cứu ứng dụng ngưỡng chỉ số viễn thám trong phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng tại khu vực VQGNKĐ .......................... 37 2.1.3. Nghiên cứu ứng dụng ngưỡng chỉ số viễn thám trong phát hiện khu vực có thêm rừng mới tại khu vực VQGNKĐ ................................ 37 2.1.4. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp đẩy mạnh ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại VQGNKĐ...... 37 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 38 2.2.1. Phương pháp luận....................................................................... 38 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................ 43 2.3. Đặc điểm khu vực VQGNKĐ............................................................. 56 2.3.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................... 56 2.3.2. Điều kiện kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu ............................. 60 Chương 3L: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................... 62 3.1. Đặc điểm hiện trạng tài nguyên rừng, thực trạng hạ tầng ứng dụng công nghệ địa không gian, và các yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý tài nguyên rừng tại khu vực VQGNKĐ ............................................... 62 3.1.1. Đặc điểm hiện trạng tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh ........................................................................................ 62 3.1.2. Đặc trưng cơ bản một số trạng thái rừng tự nhiên lá rộng thường xanh và rừng trồng................................................................................ 64
v 3.1.3. Thực trạng cơ sở hạ tầng ứng dụng công nghệ địa không gian tại VQGNKĐ .............................................................................................. 67 3.1.4. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến công tác quản lý tài nguyên rừng tại khu vực VQGNKĐ .................................................................. 70 3.2. Ứng dụng ngưỡng chỉ số viễn thám trong phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng tại khu vực VQGNKĐ ..................................................... 78 3.2.1. Khoanh vẽ các vùng mẫu trên ảnh ............................................. 78 3.2.2. Xác định ngưỡng chỉ số viễn thám và kiểm chứng kết quả ........ 79 3.2.3. Đánh giá độ chính xác ................................................................ 81 3.2.4. Xây dựng bản đồ phân bố khu mất rừng và suy thoái rừng ....... 83 3.2.5. Thảo luận .................................................................................... 85 3.3. Ứng dụng ngưỡng chỉ số viễn thám trong phát hiện khu vực có thêm rừng mới tại khu vực VQGNKĐ .................................................... 88 3.3.1. Khoanh vẽ các vùng mẫu trên ảnh ............................................. 88 3.3.2. Xác định ngưỡng chỉ số viễn thám và kiểm chứng kết quả ........ 89 3.3.3. Đánh giá độ chính xác ................................................................ 91 3.3.4. Xây dựng bản đồ phân bố diện tích thêm rừng mới ................... 92 3.3.5. Thảo luận về sự thay đổi chỉ số viễn thám theo thời gian và ngưỡng chỉ số tương đối phát hiện thêm rừng mới .............................. 93 3.4. Đề xuất một số giải pháp đẩy mạnh ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực VQGNKĐ .................. 94 3.4.1. Đề xuất quy trình ứng dụng công nghệ địa không gian trong phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng, và khu vực thêm rừng mới ........... 94 3.4.2. Giải pháp thúc đẩy ứng dụng công nghệ địa không gian......... 106 3.4.3. Giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý bảo vệ rừng trong khu vực nghiên cứu. ............................................................................ 111 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ................................................. 114 1. Kết luận ................................................................................................. 114
vi 2. Tồn tại ................................................................................................... 115 3. Kiến nghị ............................................................................................... 115 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ ............................. 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 117
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ ARVI Chỉ số thực vật kháng khí quyển BNN&PTNT VN Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam CHDCND Lao Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, hay Lào DFL- MAFL Cục Lâm nghiệp Lào - Bộ Nông Lâm nghiệp Lào DAFB Sở Nông Lâm nghiệp tỉnh Bolikhamsay FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc FCCC Công ước khung về biến đổi khí hậu GIS Hệ thống thông tin địa lý GT Công nghệ địa không gian GPS Hệ thống định vị toàn cầu HG Hỗn giao Hdc Chiều cao dưới cành của cây điều tra (m) Hvn Chiều cao vút ngọn của cây điều tra (m) ICRAF Trung tâm Nông lâm nghiệp thế giới ITTO Tổ chức gỗ nhiệt đới thế giới IUCN Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên LRRL Lá rộng Thiên rụng lá nhiên M Trữ lượng rừng (m3/ha) MAFLL Bộ Nông Lâm Nghiệp Lào MR Mất rừng MAFL Bộ Nông Lâm nghiệp Lào NDVI Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa NBR Chỉ số cháy chuẩn hóa NA Không phát hiện OTC Ô tiêu chuẩn RS Viễn thám RTSPHSKT,C Rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác, sau cháy RTSPHSNR, TC Rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy, trảng cỏ UNFCCC (Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu)
viii S2 Ảnh Sentinel 2 SR Phản xạ phổ bề mặt STR Suy thoai rừng TSPHR Tái sinh phục hồi rừng TR Thêm rừng VQGNKĐ Vườn Quốc gia VQGNKĐ Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh V Thể tích thân cây (m3) UNEF Công ước của Liên hợp quốc về Đa dạng sinh học rừng UNEP Chương trình môi trường Liên hợp quốc
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Số lượng tuyến, ô tiêu chuẩn trên các kiểu rừng ............................ 44 Bảng 2.2. Số lượng các điểm mẫu MR, STR để định ngưỡng ....................... 51 và kiểm chứng ................................................................................................. 51 Bảng 2. 3. Cơ cấu các ô mẫu thêm rừng đã điều tra ....................................... 54 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu bình quân trên các trạng thái rừng .............................. 64 Bảng 3.2. Các chỉ tiêu bình quân trên các kiểu rừng trồng............................. 66 Bảng 3.3. Phần mềm hỗ trợ công tác quản lý tại VQGNKĐ .......................... 68 Bảng 3.4. Trình độ và chuyên môn đào tạo của cán bộ, nhân viên ................ 69 Ban quản lý VQGNKĐ ................................................................................... 69 Bảng 3.5. Đặc điểm thống kê của các vùng mẫu định ngưỡng ...................... 81 trong nghiên cứu.............................................................................................. 81 Bảng 3.6. Kết quả đánh giá độ chính xác phát hiện mất rừng và suy thoái rừng trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ............................................................................... 82 Bảng 3.7. Đặc điểm thống kê của các vùng mẫu định ngưỡng trong nghiên cứu ................................................................................................................... 90 Bảng 3.8. Kết quả đánh giá độ chính xác phát hiện thêm rừng trên ............... 92 ảnh vệ tinh Sentinel 2 ...................................................................................... 92 Bảng 3.9. Danh mục phần mềm ứng dụng hỗ trợ công tác quản lý.............. 108 tại VQGNKĐ................................................................................................. 108 Bảng 3.10. Đề xuất yêu cầu nhân lực và máy tính đáp ứng nhu cầu triển khai quy trình kỹ thuật công nghệ địa không gian tại VQGNKĐ ........................ 109
x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Khung logic tiến trình nghiên cứu .................................................. 42 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí ô dạng bản trong OTC ................................................. 45 Hình 2.3. Sơ đồ phân bố không gian của các vùng mẫu MT, STR ................ 51 Hình 2. 4. Sơ đồ phân bố các vùng mẫu thêm rừng mới ................................ 54 Hình 2.5. Sơ đồ tiến trình tổng quát thành lập bản đồ mất rừng, suy thoái và khu vực thêm rừng mới khu vực nghiên cứu .................................................. 55 Hình 2.6. Sơ đồ khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh ................................ 57 Hình 3.1. Tỷ lệ các nguồn tài nguyên Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh ............ 62 Hình 3.2. Hình ảnh lâm tặc khai thác và xẻ hộp gỗ Sao đen .......................... 73 Hình 3.3. Hình ảnh trồng cây gây rừng ở khu vực Vườn Quốc gia................ 75 Nam Ka Đinh .................................................................................................. 75 Hình 3.4. Các vùng mẫu mất rừng tại vị trí: ................................................... 79 Hình 3.5. Các vùng mẫu suy thoái rừng tại vị trí:........................................... 79 Hình 3.6. Ảnh chỉ số ARVI các ví dụ vùng mẫu trước (A) và sau (B) khi mất rừng, và ảnh chỉ số KB (ARVI) tương ứng (C). ............................................. 80 Hình 3.7. Ảnh chỉ số ARVI ví dụ vùng mẫu trước (A) và sau (B) khi suy thoái rừng, và ảnh chỉ số KB (ARVI) tương ứng (C). ............................................. 80 Hình 3.8. Bản đồ phân bố khu vực mất rừng và suy thoái rừng ..................... 83 VQGNKĐ năm 2019....................................................................................... 83 Hình 3.9. Các vùng mẫu thêm rừng mới tại các vị trí: ................................... 89 Hình 3.10. Ảnh chỉ số ARVI tại các ví dụ vùng mẫu khi chưa có rừng (A), sau khi có rừng mới (B), và ảnh chỉ số KB (ARVI) tương ứng (C) ..................... 90 Hình 3.11. Bản đồ phân bố khu vực thêm rừng VQGNKĐ năm 2019 .......... 93 Hình 3.12. Sơ đồ trình tự các bước ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng ở khu vực VQGNKĐ ............................................... 95 Hình 3.13. Giao diện Google Earth Engine đã đăng nhập .............................. 96
xi Hình 3.14. Ảnh Sentinel 2 trước và sau kỳ được lựa chọn và ranh giới nghiên cứu ................................................................................................................... 97 Hình 3.15. Ảnh chỉ số ARVI trước và sau kỳ được lựa chọn ......................... 98 Hình 3.16. Cắt ảnh vệ tinh theo phạm vi nghiên cứu với công cụ Raster Calculator trong phần mềm ArcGIS ............................................................... 99 Hình 3.17. Tính toán giá trị tương đối KB với công cụ Raster Calculator trong phần mềm ArcGIS......................................................................................... 100 Hình 3.18. Phân loại ngưỡng chỉ số tương đối KB với chỉ số ARVI và ảnh Sentinel 2 trên phần mềm ArcGIS ................................................................ 101 Hình 3.19. Cập nhật thông tin cho các điểm mất rừng, suy thoái rừng và khu vực thêm rừng mới ........................................................................................ 102 Hình 3.20. Mô hình thực hiện một số thao tác với công cụ ModelBuilder trong phần mềm ArcGIS ............................................................................... 103
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Trên thế giới hiện còn khoảng 3,2 tỷ ha rừng, nhưng rừng thứ sinh nghèo chiếm khoảng 80% (ITTO, 2019) [37]. Việt Nam cũng có khoảng 10,24 triệu ha rừng, trong đó rừng thứ sinh chiếm trên 90% (Pham Van Đien, 2019 )[34]. Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào hay còn gọi là Lào) có 9 triệu ha rừng, trong đó rừng thứ sinh chiếm trên 85% (DOF- MAF, 2018) [32]. Trải qua vài thập kỷ, phần lớn diện tích rừng trên thế giới, cũng như Việt Nam và Lào có những biến động lớn (mất rừng (MR), bị suy thoái (STR)). Mức độ biến động rừng đang là mối quan ngại không riêng một quốc gia mà là mối quan ngại chung toàn cầu. Trong giai đoạn từ năm 2000 đến nay, hàng năm rừng đã bị MR và STR về diện tích khoảng 14,6 triệu ha, tương ứng tỷ lệ diện tích rừng bị mất, STR khoảng 2% so với tổng diện tích rừng còn lại (FAO, 2019). Lào là một nước nằm trong vùng nhiệt đới, có diện tích đất đai tự nhiên 23.680.000 ha, đất lâm nghiệp chiếm 47% diện tích cả nước. Hàng năm, tỷ lệ biến động rừng ở mức cao hơn so với mức bình quân chung (2,5%) (DOF- MAF, 2018) [32]). Quá trình biến động trải rộng trên các vùng, miền, huyện và tỉnh có rừng trên toàn quốc. Để hạn chế mức độ biến động tài nguyên rừng, Chính phủ Lào thành lập một số vườn quốc gia, khu bảo tồn nhằm quản lý, khai thác bền vững nguồn tài nguyên rừng tự nhiên. Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh (VQGNKĐ), tỉnh Bolikhamsay được thành lập năm 1995, với tổng diện tích đất đai tự nhiên 168.550ha với 4 kiểu rừng được phân chia theo thành phần loài cây (Niên giám thống kê tỉnh Bolikhamsay, năm 2020). Diện tích rừng tư nhiên của VQGNKĐ biến động đo mất rừng (MR) và suy thoái rừng (STR) không ngừng tăng, làm tổng diện tích rừng tự nhiên giảm dần, mức độ biến động giảm khoảng 2,5%/năm (Sở Nông Lâm Bolikhamsay-DARB), (2020) [33].
2 Vấn đề đặt ra: Tại sao diện tích rừng tự nhiên vẫn đang bị biến động?. Làm thế nào để xác định được mức độ biến động đó? Hiên nay, biến động rừng thường được phát hiện trực tiếp bởi lực lượng chức năng và các tổ chức, các chủ rừng và người dân địa phương,v.v, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin trong đó phải kể đến công nghệ địa không gian đã góp phần quan trọng trong phát hiện và đánh giá biến động tài nguyên rừng. Ở Lào, công nghệ địa không gian ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong lĩnh vực quản lý, giám sát và đánh giá biến động tài nguyên rừng như: điều tra, kiểm kê rừng; giám sát các hoạt động lâm nghiệp (trồng rừng, khai thác rừng, v.v). Tuy nhiên, do còn chưa được ứng dụng rộng rãi trong đánh giá biến động tài nguyên rừng tại một số vườn quốc gia, khu bảo tồn, trong đó có VQGNKĐ và có ít hiểu biết về hiện trạng tài nguyên rừng hiện tại của huyện, chưa xác định được nguyên nhân chính gây biến động làm cơ sở khoa học cho các giải pháp quản lý rừng, nên việc quản lý bền vững tài nguyên rừng nơi đây đang gặp nhiều khó khăn, nổi cộm là: - Chưa sớm xác định được mức độ biến động tài nguyên rừng theo thời gian; - Chưa sớm xác định được tác nhân chính gây ra biến động; - Chưa đề xuất được những giải pháp ứng dụng khoa học công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng phù hợp. Để góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào” đã được thực hiện. Đề tài được nghiên cứu là rất cần thiết và có ý nghĩa lý luận và thực tiễn cao. 2. Mục tiêu của luận án 2.1. Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian phát hiện mất rừng, suy thoái và khu vực thêm mới rừng nhằm góp phần
3 nâng cao hiệu quả của công tác quản lý và bảo vệ rừng, giám sát, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc Gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được đặc điểm hiện trạng rừng và các yếu tố ảnh hưởng đến quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh. - Xác định được ngưỡng chỉ số tương đối với chỉ số thực vật kháng khí quyển (ARVI) trên ảnh vệ tỉnh Sentinal 2 để phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng và các khu vực có thêm rừng mới tại khu vực nghiên cứu. - Đề xuất được quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng và một số giải pháp thúc đẩy quá trình ứng dụng công nghệ địa không gian trong quả lý tài nguyên rừng cho khu vực nghiên cứu (và các khu vực khác có điều kiện tương tự). 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là toàn bộ các diện tích rừng tại khu vực Vườn Quốc gia (VQGNKĐ) Nam Ka Đinh. Luận án tập trung vào nghiên cứu ứng dụng CNĐKG trong giám sát và phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng, khu vực có thêm rừng mới và các giải pháp thúc đẩy ứng dụng công nghệ địa không gian, nâng cao hiệu quả quản lý bảo vệ rừng ở khu vực nghiên cứu. 4. Những đóng góp mới của luận án - Thiết lập được ngưỡng chỉ số tương đối với chỉ số thực vật kháng khí quyển (ARVI) trên ảnh vệ tỉnh Sentinel 2 để phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng và các khu vực có thêm rừng mới cho khu vực VQGNKĐ. - Đề xuất được quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh từ tư liệu ảnh viễn thám Sentinel 2.
4 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học Luận án đã bổ sung được ngưỡng chỉ số tương đối phản ánh sự thay đổi chỉ số viễn thám với chỉ số thực vật kháng khí quyển (ARVI) trên ảnh vệ tỉnh Sentinel 2 làm cơ sở khoa học cho việc phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng và khu vực thêm rừng mới ở khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn Các kết quả nghiên cứu của luận án đã đề xuất được quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào từ tư liệu ảnh viễn thám Sentinel 2. 6. Giới hạn của luận án 6.1. Giới hạn nội dung nghiên cứu Về hiện trạng tài nguyên rừng: Đề tài luận án tập trung nghiên cứu một số tiêu chí về đặc điểm hiện trạng rừng và các nhân tố ảnh hưởng đến công tác quản lý hiện trạng tài nguyên rừng tại khu vực Vườn Quốc gia Nam Ka Đinh; Tập trung chủ yếu tại các khu vực có sự thay đổi rừng: mất rừng, suy thoái rừng, khu vực có thêm rừng mới. Về ứng dụng công nghệ viễn thám: sử dụng 1 chỉ số thực vật kháng khí quyển trên tư liệu anh Sentinal 2A và 2B và phần mềm ArcGis, Google Earth Engine . 6.2. Giới hạn địa bàn nghiên cứu Khu vực nghiên cứu của luận án là: toàn bộ khu vựcVQGNKĐ và một số khu vực có rừng của các huyện, tỉnh lân cận, bao gồm: Huyện Viengthong, Borikhane, Pakkading và Khamkeut, thuộc tỉnh Bolikhamsay, và huyện Khounakham, tỉnh Khammuan. 6.3. Giới hạn thời gian nghiên cứu Về thời gian: luận án được thực hiện trong thời gian từ tháng 06/2016 đến tháng 31 tháng 10 năm 2021.
5 7. Kết cấu của luận án Ngoài phần mở đầu; Sự cần thiết; Mục tiêu và điểm mới, luận án bao gồm: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2: Nội dung, phương pháp và đặc điểm nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận Kết luận, tồn tại, khuyến nghị Danh mục các bài báo có liên quan đế đề tài luận án Tài liệu tham khảo và các phụ lục của luận án.
6 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Định nghĩa về Vườn quốc gia, rừng, mất rừng, thêm rừng và suy thoái rừng Đã có một số định nghĩa về Vườn Quốc gia, về rừng, mất rừng, thêm rừng và suy thoái rừng được chấp nhận bởi một số quốc gia, tổ chức chính trị, môi trường và các cơ quan quản lý, nghiên cứu về lâm nghiệp như sau: 1.1.1. Rừng Theo Công ước của Liên hợp quốc về Đa dạng sinh học rừng (UNEF) (UNEF/CBD/SBSTTA, 2001), rừng được định nghĩa là diện tích đất lớn hơn 0,5 ha, có độ tàn che trên 10%, cây phải có khả năng đạt chiều cao 5 m. Theo Công ước khung về biến đổi khí hậu (FCCC) (FCCC, 2001) [35],rừng được định nghĩa là diện tích đất tối thiểu 0,05-1,0 ha với độ tàn che trên 10-30% với những cây có khả năng đạt chiều cao tối thiểu 2-5 m. Rừng có thể bao gồm một trong hai dạng rừng kín (nơi cây cối nhiều tầng) hoặc rừng thưa. Theo Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO) (FAO, 2020), rừng được định nghĩa là diện tích đất có độ tàn che trên 10% và diện tích lớn hơn 0,5 ha. Các cây phải có thể đạt chiều cao tối thiểu là 5 m khi trưởng thành, hàng cây rộng trên 20 m. Có thể bao gồm một trong hai kiểu rừng: rừng kín, nơi cây có nhiều tầng và tầng sinh trưởng chiếm tỷ lệ cao trên mặt đất; hoặc rừng thưa, có độ tàn che trên 10%. Theo Luật Lâm nghiệp Việt Nam, năm 2017 (Quốc hội, 2017) [18] , rừng được định nghĩa là một hệ sinh thái bao gồm các loài thực vật rừng, động vật rừng, nấm, vi sinh vật, đất rừng và các yếu tố môi trường khác trong đó thành phần chính là một hoặc một số loài cây thân gỗ, tre, nứa, cây họ cau có chiều cao được xác định theo hệ thực vật trên núi đất, núi đá, đất ngập nước, đất cát hoặc hệ thực vật đặc trưng khác; diện tích liền vùng từ 0,3 ha trở lên; độ tàn che từ 0,1 trở lên.
7 Theo Phụ lục I - Phân chia trạng thái rừng tại Thông tư số 33/2018/TT- BNNPTNT (Bộ NN&PTNTVN, 2018) quy định về điều tra, kiểm kê và theo dõi diễn biến rừng thì đất quy hoạch cho lâm nghiệp được chia thành đất có rừng và đất chưa có rừng. Đất có rừng là diện tích được xác định là có rừng theo Luật Lâm nghiệp 2017. Và đất chưa có rừng bao gồm: đất có cây gỗ tái sinh (trữ lượng gỗ nhỏ hơn hoặc bằng 10 m3/ha), đất đã trồng nhưng chưa thành rừng (trữ lượng gỗ nhỏ hơn hoặc bằng 10 m3/ha) và đất khác (đất trống, đất trồng cây nông nghiệp, mặt nước, đất có cây lâm nghiệp khác). Theo Luật Lâm nghiệp Quốc gia Lào năm 2019 (National Assembly, 2019) [45]. Ở Lào: (i). Rừng là diện tích đất có độ tàn che trên 10% và diện tích lớn hơn 0,5 ha. Các cây phải có thể đạt chiều cao tối thiểu là 5 m khi trưởng thành, chiều dài, rộng hàng cây trên 20 m. Có thể bao gồm một trong hai kiểu rừng: rừng kín, nơi cây có nhiều tầng và tầng sinh trưởng chiếm tỷ lệ cao trên mặt đất; hoặc rừng thưa, có độ tàn che trên 10%; (ii). Đất: đất được quy hoạch cho lâm nghiệp được chia thành đất có rừng và đất chưa có rừng. Đất có rừng là diện tích được xác định là có rừng (ở phần i). Và đất chưa có rừng bao gồm: đất có cây gỗ tái sinh (trữ lượng gỗ nhỏ hơn hoặc bằng 10 m3/ha), đất đã trồng nhưng chưa thành rừng (trữ lượng gỗ nhỏ hơn hoặc bằng 10 m3/ha) và đất khác (đất trống, đất trồng cây nông nghiệp, mặt nước, đất có cây lâm nghiệp khác). Các quốc gia, tổ chức quốc tế khác nhau đã đưa ra những định nghĩa về rừng khác nhau. Tuy nhiên, điểm chung là dựa trên một, hai hay cả 3 tiêu chí: diện tích tối thiểu, độ tàn che và chiều cao cây gỗ. Với luận án này, rừng được hiểu theo định nghĩa về rừng của Luật Lâm nghiệp quốc gia Lào năm 2019 (National Assembly, 2019) [45]. 1.1.2. Mất rừng Theo Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO, 2020), mất rừng là việc chuyển đổi đất rừng sang đất sử dụng vào mục đích khác hoặc làm giảm độ