Luận án Tiến sĩ Quản lý tài nguyên rừng: Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và Radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam

Chia sẻ: Hoamaudon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:339

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và Radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam với mục tiêu xác định được ngưỡng phân loại rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía Bắc; Đánh giá được biến động về diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 ở một số tỉnh ven biển phía Bắc; Xây dựng được hướng dẫn kỹ thuật phân loại rừng ngập mặn cho khu vực ven biển.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Quản lý tài nguyên rừng: Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và Radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT ;00 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN TRỌNG CƯƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM QUANG HỌC VÀ RADAR TRONG GIÁM SÁT RỪNG NGẬP MẶN VEN BIỂN Ở MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG HÀ NỘI, 2022 i
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN TRỌNG CƯƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM QUANG HỌC VÀ RADAR TRONG GIÁM SÁT RỪNG NGẬP MẶN VEN BIỂN Ở MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng Mã số: 9620211 LUẬN ÁN TIẾN SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG Người hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn 1: PGS.TS Trần Quang Bảo Hướng dẫn 2: PGS.TS Nguyễn Hải Hoà HÀ NỘI, 2022 ii
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án tiến sĩ Lâm nghiệp “Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và Radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam” chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng, mã số 9620211 là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong Luận án là hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào của các tác giả khác. Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ Luận án Tiến sĩ về lời cam đoan của mình Hà nội, tháng 05 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Trọng Cương i
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện Luận án tiến sĩ, tác giả đã gpặ không ít khó khăn nhưng với sự nỗ lực của bản thân, sự động viên, giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô giáo, các đồng nghiệp và gia đình, đến nay Luận án đã hoàn thành nội dung nghiên cứu theo mục tiêu đặt ra Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn khoa học là PGS.TS Trần Quang Bảo và PGS.TS Nguyễn Hải Hòa đã định hướng, hỗ trợ, động viên và cung cấp những cơ sở lý luận và thực tiễn quan trọng để tác giả hoàn thành Luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các quý thầy, cô, các chuyên gia: GS.TS Vương Văn Quỳnh, PGS.TS Phùng Văn Khoa, PGS.TS Đồng Thanh Hải, TS Phạm Văn Duẩn, TS Đỗ Quý Mạnh, TS Lê Phú Tuấn, TS Vũ Văn Trường, ThS Phạm Ngọc Hải đã giúp đỡ, định hướng và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp và cá nhân NGND. GS.TS Trần Văn Chứ, Hiệu trưởng, Phòng Đào tạo Sau đại học, Phòng Hành chính tổng hợp đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả thực hiện luận án. Tác giả xin cảm ơn Viện Sinh thái rừng và Môi trường đã hỗ trợ và cung cấp các số liệu để tác giả hoàn thành luận án Cuối cùng, xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn tới toàn thể gia đình và những người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong suốt thời gian qua Trân trọng! Hà nội, tháng 5 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Trọng Cương ii
CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt tắt Thiết bị đo phổ phản xạ và bức xạ nhiệt tiên Advanced Spaceborne Thermal ASTER tiến Emission and ReflectanceRadiometer Kênh ảnh có bước sóng nhìn thấy từ 450-510 BLUE nm Bộ NN Ministry of Agriculture and Food Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn và PTNT Industry Combine Mangrove Recognition CMRI Chỉ số rừng ngập mặn kết hợp Index Đường kính thân cây tại vị trí cách mặt đất D1.3 1,3m ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long Mekong Delta DEM Mô hình số độ cao Digital Elavation Model Discriminant Normalized Vegetation DNVI Chỉ số Thảm thực vật Bình thường Phân biệt Index Food and Agriculture Organization FAO Tổ chức nông lương liên hợp quốc of the United Nations GIS Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System GLMC Ma trận mức độ đồng xuất hiện màu xám Grey Level Co Occurrence Matrix GPS Hệ thống định vị toàn cầu Global Positioning System Kênh ảnh có bước sóng nhìn thấy từ 500-575 GREEN nm Hvn Chiều cao từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng Vệ tinh độ phân giải siêu cao IKONOS của IKONOS Hoa Kỳ LANDS Chương trình quan trắc trái đất bằng vệ tinh AT của Hoa Kỳ MFI Chỉ số rừng ngập mặn MFI Mangrove Forest Index MI Chỉ số rừng ngập mặn MI Mangrove Index MKA Mẫu Khóa ảnh MLC Phân loại xác suất cực đại Maxximum Likelihood Classification Chỉ số xác suất thực vật rừng ngập mặn Mangrove Probability Vegetation MPVI Index MRI Chỉ số phân tích rừng ngập mặn Mangrove Recognition Index MVI Chỉ số thực vật rừng ngập mặn Mangrove Vegetation Index National Aeronautics and Space NASA Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc tế Administration Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa Normalized Difference Vegetation NDVI Index Chỉ số thảm thực vật đất ngập nước Normalized Difference Wetland NDWVI Vegetation Index NIR Kênh ảnh có bước sóng cận hồng ngoại Near Infrared Reflectance OTC Ô tiêu chuẩn PAC Phân tích thành phần chính Principal Component Analysis QUICKB Ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao của Hoa Kỳ IRD Viễn thám siêu cao tần hoặc hệ thống chụp Radio Detection and Ranging RADAR ảnh sử dụng sóng điện từ trường siêu cao tần iii
Từ viết Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt tắt Kênh ảnh có bước sóng nhìn thấy từ 640 – RED 760 nm RF Thuật toán Rừng ngẫu nhiên Random Forest RGB Tổ hợp màu Đỏ Xanh Lam Red: Green:Blue RNM Rừng ngập mặn Mangroves RoF Rừng luân phiên Rotation Forest SAR Radar độ mở tổng hợp Synthetic Aperture Radar SAVI Chỉ số thực vật có hiệu chỉnh L Soil Adjusted Vegetation Index Vệ tinh quan sát trái đất thuộc Chương trình Sentinel Copernicus của Cơ quan Không gian Châu Âu SPOT Vệ tinh độ phân giải cao của Pháp Chương trình thành lập mô hình số độ cao Shuttle Radar Topography Mission SRTM bằng bay quét Radar trên tàu con thoi của Hoa Kỳ SVM Thuật toán máy vector hỗ trợ Support Vector Machine SWIR Kênh ảnh có bước sóng ngắn hồng ngoại Short Wavelength Infrared UAV Thiết bị bay không người lái Unmanned Aerial Vehicle iv
MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ ..........................................................................x TRANG THÔNG TIN VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ....... xii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .........................................5 1.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ PHÂN BỐ VÀ HIỆN TRẠNG RỪNG NGẬP MẶN ......5 1.1.1. Nghiên cứu phân bố và hiện trạng rừng ngập mặn trên thế giới .......................... 5 1.1.2. Phân bố và hiện trạng RNM tại Việt Nam ............................................................. 7 1.2. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG NGẬP MẶN ........................................9 1.2.1. Đặc điểm sinh thái của hệ sinh thái ngập mặn và rừng ngập mặn trên thế giới ... 9 1.2.2. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn Việt Nam. .............................................. 10 1.3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ĐẶC ĐIỂM QUANG PHỔ CỦA RỪNG NGẬP MẶN TRÊN CÁC TƯ LIỆU VIỄN THÁM ................................................................................14 1.3.1. Đặc điểm quang phổ của Rừng ngập mặn trên các dữ liệu viễn thám quang học ........................................................................................................................................ 14 1.3.2. Tổng quan nghiên cứu về đặc điểm phản xạ của rừng ngập mặn trong dữ liệu Radar .............................................................................................................................. 19 1.4. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ SỬ DỤNG CÁC TƯ LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ THÀNH LẬP RỪNG NGẬP MẶN.......................................................................................................21 1.4.1. Sử dụng ảnh máy bay trong thành lập bản đồ rừng ngập mặn ........................... 21 1.4.2. Sử dụng tư liệu viễn thám có độ phân giải trung bình ......................................... 22 1.4.3. Sử dụng ảnh tư liệu viễn thám có độ phân giải cao ............................................. 25 1.5. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CHỈ SỐ PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN 26 1.5.1. Tổng quan về phương pháp phân loại rừng ngập mặn ........................................ 26 1.5.2. Các chỉ số sử dụng trong nghiên cứu thành lập bản đồ Rừng ngập mặn ............ 28 1.6. TỔNG QUAN VỀ KẾT HỢP TƯ LIỆU ẢNH QUANG HỌC VÀ ẢNH RADAR TRONG GIÁM SÁT RỪNG NGẬP MẶN .....................................................................................33 ĐÁNH GIÁ CHUNG ...................................................................................................... 35 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU .............................37 2.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KHU VỰC VEN BIỂN PHÍA BẮC ....................................37 2.1.1. Khu vực 1: Ven biển Đông Bắc ............................................................................ 37 v
2.1.2. Khu vực 2: Ven biển đồng bằng sông Hồng ........................................................ 38 2.2. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................40 2.2.1. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh ..................... 40 2.2.2. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh Thái Bình ........................ 42 2.2.3. Đặc điểm cơ bản về tự nhiên, kinh tế xã hội của Thành phố Hải Phòng ........... 43 CHƯƠNG 3: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................45 3.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .....................................................................................45 3.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ..................................................................................45 3.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................................................................45 3.3.1. Khu vực nghiên cứu ............................................................................................. 45 3.3.2. Thời gian nghiên cứu ........................................................................................... 45 3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .....................................................................................46 3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................47 3.5.1. Cơ sở phương pháp luận ...................................................................................... 47 3.5.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm phân bố và sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh phía Bắc .................................................................................................................. 48 3.5.3. Phương pháp lựa chọn tư liệu ảnh vệ tinh thích hợp để phân loại rừng ngập mặn khu vực phía Bắc ............................................................................................................ 48 3.5.4. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc .................. 54 3.5.5. Phương pháp phân loại rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám ................................................................................................................................ 56 3.5.6. Phương pháp đánh giá biến động rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía bắc giai đoạn 2016 – 2020 ................................................................................................... 59 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................61 4.1. ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC PHÍA BẮC ...............61 4.1.1. Phân bố rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc ........................................... 61 4.1.2. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn các tỉnh ven biển miền Bắc.................. 62 4.2. LỰA CHỌN TƯ LIỆU VIỄN THÁM THÍCH HỢP ĐỂ PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN VEN BIỂN CÁC TỈNH PHÍA BẮC .................................................................................64 4.2.1. Đặc điểm phản xạ của rừng ngập mặn và các trạng thái lớp phủ khu vực nghiên cứu trên các tư liệu viễn thám ........................................................................................ 64 4.2.2. Đánh giá khả năng giám sát rừng ngập mặn của các tư liệu ảnh ....................... 68 4.2.3. Thảo luận và lựa chọn tư liệu ảnh viễn thám phù hợp để phân loại rừng ngập mặn cho các tỉnh ven biển phía Bắc ...................................................................................... 70 vi
4.3. KẾT QUẢ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN CÁC TỈNH VEN BIỂN PHÍA BẮC ..................................................................................................74 4.3.1. Lựa chọn phương pháp tổ hợp ảnh để phân loại rừng ngập mặn ....................... 74 4.3.2. Lựa chọn phương pháp phân loại rừng ngập mặn ............................................. 79 4.3.3. Kết hợp các loại tư liệu quang học và radar để phân loại rừng ngập mặn ........ 80 4.4. PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN KHU VỰC NGHIÊN CỨU TỪ CÁC TƯ LIỆU VIỄN THÁM .........................................................................................................................80 4.4.1.. Kiểm tra phân bố các giá trị chỉ số với từng trạng thái lớp phủ ........................ 80 4.4.2. Tính các giá trị của chỉ số đối với từng trạng thái trên các tư liệu ảnh .............. 83 4.4.3. Thành lập ngưỡng phân loại rừng ngập mặn từ các chỉ số thực vật ................... 86 4.4.3. Phân loại rừng ngập mặn từ các ngưỡng chỉ số cho một số tỉnh ven biển phía Bắc ........................................................................................................................................ 93 4.5. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG NGẬP MẶN MỘT SỐ TỈNH VEN BIỂN PHÍA BẮC GIAI ĐOẠN 2016 – 2020 ...................................................................................................100 4.5.1. Biến động diện tích rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu từ các tư liệu viễn thám và khi kết hợp hai tư liệu với nhau ............................................................................... 101 4.5.2. Kết quả xác định các vị trí biến động trên ảnh ở khu vực phân bố rừng ngập mặn ...................................................................................................................................... 102 4.6. XÂY DỰNG HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG NGẬP MẶN CHO CÁC TỈNH PHÍA BẮC TỰ ĐỘNG TRÊN GEE ....................................................119 4.6.1. Chuẩn bị cơ sở dữ liệu ....................................................................................... 120 4.6.2. Phân loại và đánh giá biến động rừng ngập mặn ............................................. 120 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ .................................................................131 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................135 PHẦN PHỤ LỤC...................................................................................................145 vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Biến động diện tích rừng ngập măn thế giới từ năm 1980 – 2005 ........................ 6 Bảng 1.2: Diện tích rừng ngâp mặn tại Việt Nam giai đoạn 1943 – 2015............................. 8 Bảng 1.3: Các đặc tính của tín hiệu phản xạ ngược phụ thuộc vào các thành phần kết cấu rừng ngập mặn, sinh khối và đặc điểm lâm phần ................................................................ 20 Bảng 1.4: Các chỉ số lập bản đồ rừng ngập mặn hiện có dùng để tách rừng ngập mặn khỏi các pixel không phải là rừng ngập mặn. .............................................................................. 29 Bảng 2.1: Đặc điểm tự nhiên vùng ven biển Đông Bắc....................................................... 38 Bảng 2.2: Đặc điểm tự nhiên vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ ........................................ 39 Bảng 3.1. Mô tả các trạng thái sử dụng đất ......................................................................... 51 Bảng 3.2. Các điểm mẫu và điểm kiểm chứng các trạng thái lớp phủ ................................ 51 Bảng 4.1. Diện tích rừng ngập mặn năm giai đoạn 2020 theo thống kê .............................. 61 Bảng 4.2: Số ảnh, chu kỳ lặp ảnh tại một vị trí khi sử dụng ảnh Landsat8, Sentinel-2, Sentinel-1 và kết hợp chúng với nhau trong điều kiện lý thuyết ......................................... 68 Bảng 4.3: Số ảnh, chu kỳ lặp ảnh tại một vị trí khi sử dụng các tư liệu ảnh và kết hợp các tư liệu này với nhau trong điều kiện thực tế ............................................................................ 70 Bảng 4.4: Các đặc điểm của ảnh Landsat-8 và Sentinel-2................................................... 72 Bảng 4.5: Biến động giá trị chỉ số NDVI giữa các cảnh ảnh Sentinel-2 trung bình năm giai đoạn 2018-2020 ................................................................................................................... 76 Bảng 4.6: Biến động giá trị VH giữa các cảnh ảnh Sentinel-1 trung bình năm giai đoạn 2018- 2020 ..................................................................................................................................... 77 Bảng 4.7: Hệ số biến động giữa ảnh đơn thời gian và ảnh trung bình theo từng khoảng thời gian....................................................................................................................................... 78 Bảng 4.8: Giá trị các trung bình, nhỏ nhất và lớn nhất của chỉ số CMRI của các trạng thái lớp phủ ở các khu vực .......................................................................................................... 83 Bảng 4.9: Giá trị các trung bình, nhỏ nhất và lớn nhất của chỉ số MFI của các trạng thái lớp phủ ở các khu vực ................................................................................................................ 84 Bảng 4.10: Giá trị các trung bình, nhỏ nhất và lớn nhất của chỉ số MVI của các trạng thái lớp phủ ở các khu vực .......................................................................................................... 85 Bảng 4.11: Giá trị các trung bình, nhỏ nhất và lớn nhất của kênh VH của các trạng thái lớp phủ ở các khu vực ................................................................................................................ 85 viii
Bảng 4.12: Ngưỡng phân loại các trạng thái của các khu vực nghiên cứu .......................... 87 Bảng 4.13: Kết quả tính toán ma trận nhầm lẫn về sử dụng đất và che phủ đất tại 3 khu vực nghiên cứu bằng các chỉ trên các tư liệu ảnh ....................................................................... 88 Bảng 4.14: Ma trận phân loại và kết quả hệ số Kappa trên ảnh Sentinel-2 và Sentinel-1 khu vực Bàng La, Đại Hợp ......................................................................................................... 89 Bảng 4.15: Ma trận phân loại và kết quả hệ số Kappa trên ảnh Sentinel-2 và Sentinel-1 khu vực Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh. ...................................................................................... 90 Bảng 4.16: Ma trận phân loại và kết quả hệ số Kappa trên ảnh Sentinel-2 và Sentinel-1 khu vực Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. .......................................................................................... 91 Bảng 4.17: Diện tích rừng ngập mặn từ ảnh Sentinel-2 và Sentinel-1 các khu vực nghiên cứu mẫu (ha) ............................................................................................................................... 93 Bảng 4.18: Diện tích rừng ngập mặn tính đến tháng 12 năm 2020 các tỉnh theo các chỉ số trên hai tư liệu ảnh ............................................................................................................. 100 Bảng 4.19: Diện tích rừng ngập mặn năm 2016 và năm 2020 trên hai tư liệu ảnh và khi kết hợp hai tư liệu .................................................................................................................... 101 Bảng 4.20: Kết quả biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 bằng ảnh Sentinel-2 ở khu vực nghiên cứu ....................................................................................... 107 Bảng 4.21: Kết quả biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 bằng ảnh Sentinel-1 ở các khu vực.................................................................................................... 111 Bảng 4.22: Kết quả biến động diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 khi kết hợp hai tư liệu Sentinel-1 và Sentinel-2 với nhau ở các khu vực ................................................... 115 Bảng 4.23: Biến động diện tích rừng ngập mặn các quận, huyện của khu vực nghiên cứu giai đoạn 2016 - 2020 ............................................................................................................... 116 ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ Hình 1.1: Phân bố rừng ngập mặn trên thế giới và sự đa dạng của các loài cây ................... 5 Hình 1.2: Biến động diện tích rừng ngập mặn trên thế giới. ................................................. 6 Hình 1.3: Các thành phần chính của điểm ảnh trong dữ liệu viễn thám của rừng ngập mặn ............................................................................................................................................. 14 Hình 1.4: Mô phỏng ảnh hưởng của nước thủy triều đến phản xạ quang phổ..................... 16 Hình 1.5: Tỉ lệ phản xạ của các trạng thái khác nhau trên ảnh Landsat-8 ........................... 17 Hình 1.6: Tỷ lệ phản xạ của rừng ngập mặn và thảm thực vật trên cạn (A); rừng ngập mặn với thực vật trên cạn rậm rạp và thưa thớt (B) trên ảnh Sentinel-2 ..................................... 17 Hình 1.7: Sự khác biệt về phản xạ của các lớp thảm thực vật khác nhau với sóng radar .... 19 Hình 3.1: Các cảnh ảnh Landsat-8 (a) và ảnh Sentinel-2 (b) khu vực nghiên cứu .............. 50 Hình 3.2.:Tạo điểm mẫu trên bản đồ kiểm kê và kiểm tra các điểm mẫu trong khu vực có phân bố rừng ngập mặn trên QGIS 3.18 .............................................................................. 52 Hình 3.3: Sơ đồ tóm tắt quá trình nghiên cứu ...................................................................... 60 Hình 4.1: Phân bố rừng ngập mặn các tỉnh ven biển phía Bắc ............................................ 61 Hình 4.2: Một số hình ảnh về rừng ngập mặn tại vùng ven biển Đông Bắc........................ 63 Hình 4.3: Một số hình ảnh về rừng ngập mặn tại vùng Đồng bằng Bắc Bộ ........................ 64 Hình 4.4: Đồ thị phản xạ của các trạng thái lớp phủ trên ảnh Sentinel-2 năm 2020 ........... 65 Hình 4.5: Đồ thị phản xạ của các trạng thái lớp phủ trên ảnh Landsat-8 ............................ 66 Hình 4.6: Giá trị phản xạ kênh VV và VH các trạng thái trên ảnh Sentinel-1 .................... 67 Hình 4.7: Ảnh Sentinel-2 có mây chụp ngày 31/10/2020 và ảnh rất ít mây chụp ngày 11/12/2020 khu vực ven biển Quảng Ninh .......................................................................... 69 Hình 4.8: Kết quả kiểm tra phân phối của các chỉ số đối với rừng ngập mặn ..................... 81 Hình 4.9: Kết quả kiểm tra phân phối của các chỉ số với đối tượng lớp phủ mặt nước ...... 82 Hình 4.10: Kết quả kiểm tra phân phối của các chỉ số với đối tượng khác ......................... 82 Hình 4.11: Các kiểu rừng ngập mặn được phân loại từ Sentinel-1 (10mx10m) so với PlanetScope (3mx3m): Bàng La-Đại Hợp (a); Quảng Yên (b,c) và Tiên Yên (d,e) ........... 95 Hình 4.12: Bản đồ phân loại rừng ngập mặn bằng giá trị VH trên ảnh Sentinel-1 của tỉnh Quảng Ninh (a), Thành phố Hải Phòng (b) và tỉnh Thái Bình (c) ....................................... 97 Hình 4.13: Bản đồ phân loại rừng ngập mặn bằng Chỉ số CMRI trên ảnh Sentinel-2 của tỉnh Quảng Ninh (a), Thành phố Hải Phòng (b) và tỉnh Thái Bình (c) ....................................... 99 Hình 4.14: Biến động diện tích các khu vực từ các phương pháp khác nhau .................... 101 x
Hình 4.15: Hình ảnh giải đoán khu vực biến động rừng ngập mặn năm 2020 so với 2016 trên ảnh Sentinel-2 .................................................................................................................... 103 Hình 4.16: Bản đồ biến động rừng ngập mặn tỉnh Thái Bình giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-2 ........................................................................................................................... 104 Hình 4.17: Bản đồ biến động rừng ngập mặn TP Hải Phòng giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-2 ........................................................................................................................... 105 Hình 4.18: Bản đồ biến động rừng ngập mặn Tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-2 .................................................................................................................... 106 Hình 4.19: Hình ảnh giải đoán khu vực biến động rừng ngập mặn năm 2020 so với 2016 trên ảnh Sentinel-1 .................................................................................................................... 107 Hình 4.20: Bản đồ biến động rừng ngập mặn tỉnh Thái Bình giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-1 ........................................................................................................................... 108 Hình 4.21: Bản đồ biến động rừng ngập mặn TP Hải Phòng giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-1 ........................................................................................................................... 109 Hình 4.22: Bản đồ biến động rừng ngập mặn tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2016-2020 trên ảnh Sentinel-1 ........................................................................................................................... 110 Hình 4.23: Bản đồ biến động rừng ngập mặn tỉnh Thái Bình giai đoạn 2016-2020 khi kết hợp ảnh Sentinel-1 và ảnh Sentinel-2 ................................................................................ 112 Hình 4.24: Bản đồ biến động rừng ngập mặn TP Hải Phòng giai đoạn 2016-2020 khi kết hợp ảnh Sentinel-1 và ảnh Sentinel-2 ....................................................................................... 113 Hình 4.25: Bản đồ biến động rừng ngập mặn tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2016-2020 khi kết hợp ảnh Sentinel-1 và ảnh Sentinel-2 ................................................................................ 114 Hình 4.26: Các vực mất rừng tại xã Thụy Trường, Thụy Xuân huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình .................................................................................................................................... 118 Hình 4.27: Các vực có rừng mới tại xã Thụy Hải, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ....... 119 xi
TRANG THÔNG TIN VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN I. THÔNG TIN CHUNG - Tên đề tài luận án và cơ sở đào tạo: + Tên Đề tài Luận án: Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía bắc Việt Nam + Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Lâm nghiệp - Nghiên cứu sinh: + Họ và tên NCS: Nguyễn Trọng Cương + Khóa đào tạo: 2015 – 2019 + Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng; Mã số: 9620211 - Người hướng dẫn khoa học: + Hướng dẫn 1: PGS.TS Trần Quang Bảo + Hướng dẫn 2: PGS.TS Nguyễn Hải Hòa II. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Về học thuật: Rừng ngập mặn vốn là hệ sinh thái chịu nhiều tác động và dễ bị tổn thương nhất là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việc quản lý, giám sát và cập nhật diễn biến rừng ngập mặn là họat động cần được triển khai hàng năm. Kết quả của luận án cho phép đưa ra các phương pháp cập nhật, theo dõi biến động rừng ngập mặn tự động trên nền tảng công nghệ mới chính xác và kịp thời. Ứng dụng Hướng dẫn các bước đánh giá biến động rừng ngập mặn tự động cho phép các nhà quản lý, nhà khoa học có thể kiểm tra nhanh chóng diện tích và sự biến động rừng ngập mặn ở một khu vực bất kỳ trong các khoảng thời gian khác nhau bằng cách kết hợp cả hai loại tư liệu quang học và Radar. - Về lý luận: Luận án là công trình nghiên cứu kỹ lưỡng về đặc điểm quang phổ của rừng ngập mặn trong các tư liệu viễn thám trung bình, về khả năng giám sát rừng ngập mặn của các tư liệu ảnh Landsat-8, Sentinel-1, Sentinel-2; Lựa chọn tư liệu phù hợp để phân loại rừng ngập mặn; Phương pháp phân loại rừng ngập mặn từ các ngưỡng chỉ số; Kết hợp các tư liệu Quang học và Radar để giám sát rừng ngập mặn. xii
Thông qua kết quả của luận án, khẳng định khả năng sử dụng ảnh vệ tinh Sentinel-1 và Sentinel-2 và kết hợp hai tư liệu ảnh này trong việc xác định biến động rừng ngập mặn cho một số tỉnh ven biển phía bắc nói riêng và cả nước nói chung, Luận án một lần nữa khẳng định việc sử dụng chỉ số rừng ngập mặn kết hợp CMRI và giá trị tán xạ ngược VH để phân loại và giám sát rừng ngập mặn là hoàn toàn phù hợp và có độ chính xác cao. Luận án cung cấp cơ sở lý luận cho việc áp dụng các ngưỡng chỉ số rừng ngập mặn trên nền tảng công nghệ Google Earth Engine để phân loại và giám sát rừng ngập mặn có thể được sử dụng để tham khảo cho các nghiên cứu về sau. - Những điểm mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của Luận án (1) Xây dựng được bộ ngưỡng phân loại rừng ngập mặn cho một số tỉnh phía Bắc từ chỉ số rừng ngập mặn kết hợp CMRI cho ảnh Sentinel-2 và giá trị tán xạ ngược VH cho ảnh Sentinel-1 đối với một số tỉnh ven biển phía bắc (2) Kết hợp hai tư liệu viễn thám quang học Sentinel-2 và Radar Sentinel-1 để giám sát biến động rừng ngập mặn cho 2 tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng và Thái Bình giai đoạn 2016 – 2020 hoàn toàn tự động trên nền tảng Google Earth Engine. (3) Xây dựng được Hướng dẫn kỹ thuật kết hợp hai ảnh Sentinel-1 và Sentinel- 2 trên nền tảng Google Earth Engine cho phép phân loại tự động và giám sát biến động rừng ngập mặn cho các tỉnh phía bắc. Hà nội, tháng 5 năm 2022 Tập thể người hướng dẫn Nghiên cứu sinh Hướng dẫn 1 Hướng dẫn 2 PGS.TS Trần Quang Bảo PGS.TS Nguyễn Hải Hòa Nguyễn Trọng Cương xiii
MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn đề tài: Rừng ngập mặn là vùng đất ngập nước thủy triều với sự tập hợp đa dạng của cây cối và bụi rậm và nằm ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới giữa vĩ độ khoảng 30 độ Nắc và 30 độ Nam, Lee và Yeh (2009) [83]. Rừng ngập mặn là tài nguyên quý giá về nhiều mặt như làm chậm dòng chảy và phát tán rộng nước triều, làm giảm mạnh độ cao của sóng khi triều cường, bảo vệ đê biển, hạn chế xâm nhập mặn và bảo vệ nước ngầm. Ngoài ra. RNM còn là nơi bảo vệ đa dạng sinh học, bảo vệ các động vật khi nước triều dâng và sóng lớn …Bên cạnh đó, chúng cung cấp một loạt các dịch vụ hệ sinh thái cũng như môi trường sống cho nhiều loài thủy sản biển, lọc nước, ổn định bờ biển, đa dạng sinh học, Abdul Aziz và cộng sự (2015) [19], Giri và cộng sự (2015) [53], Rahman và cộng sự (2013) [96]. Rừng ngập mặn cung cấp một số dịch vụ hệ sinh thái và bảo vệ khu vực ven biển cho các đường bờ biển nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới, Veettil và cộng sự (2018) [118]. Nhưng rừng ngập mặn ven biển nhiệt đới và bán nhiệt đới nằm trong số các hệ sinh thái bị đe doạ và dễ bị tổn thương nhất trên toàn thế giới, Valiela và cộng sự (2001) [116]. Ở nước ta, theo Phan Nguyên Hồng và Hoàng Thị San (1993) [137] thống kê của Maurand năm 1943 có khoảng 400.000 ha rừng ngập mặn và chủ yếu là ở Nam bộ (có 250.000 ha) trong đó vùng Rừng Sát (40.000 ha), Cà Mau (150.000 ha), miền Trung và miền Bắc là (40.000 ha) và các nơi khác (20.000 ha). Tuy nhiên, con số số này giảm đi còn 286.400 ha vào năm 1975, Phan Nguyên Hồng và Hoàng Thị San (1993) [137] và chỉ còn 156.608 ha (giảm còn 39,1% so với năm 1943) vào năm 2000, Phạm Thu Thuỷ và cộng sự (2019) [16]. Hội thảo về Thực trạng rừng ngập mặn Việt Nam tổ chức tại TP Đà Nẵng vào tháng 3/2012 đã nhận định: Có đến 80% diện tích rừng ngập mặn của Việt Nam đã bị biến mặt trong nửa thế kỷ qua. Nguyên nhân chủ yếu là do ảnh hưởng của sự phát triển kinh tế, công nghiệp hóa và phong trào nuôi tôm. Trước thực trạng trên, Chính phủ đã đã có nhiều giải pháp nhằm bảo vệ, khôi phục lại rừng ngập mặn. Việc bảo vệ và khôi phục rừng ngập mặn không chỉ phục vụ mục tiêu phát triển bền vững, bảo tồn và phát triển nguồn gen mà đặc biệt là ứng phó với biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng ngày càng mạnh mẽ đến đất nước chúng ta. Do vậy yêu cầu về giám sát, phục hồi và bảo vệ rừng ngập mặn là hết sức bức thiết. Viễn thám đã được chứng minh là rất cần thiết trong việc theo dõi và lập bản đồ các hệ sinh thái rừng ngập mặn vốn bị đe dọa cao. Nhiều nghiên cứu về chủ đề này đã được thực hiện trên thế giới. Giám sát rừng ngập mặn tại chỗ là một nhiệm vụ đầy thách thức, bởi vì những hệ sinh thái này khó tiếp cận, việc khảo sát có thể tốn kém và mất thời gian, nhưng giám sát tại chỗ vẫn được coi là một nguồn thông tin quan trọng, Moritz Zimmermann và cộng sự (2001) [87]. Dữ liệu cảm biến từ xa cung cấp một nguồn thông tin bổ sung, chúng ngày càng được sử dụng nhiều hơn, Kuenzer và 1
cộng sự (2011) [81], các vệ tinh quan sát trái đát là công cụ viễn thám tuyệt vời để giám sát rừng ngập mặn, Cárdenas và cộng sự (2017) [33]. Ngày nay, hơn 300 vệ tinh quan sát trái đất từ hơn 15 quốc gia đang hoạt động, Cárdenas và cộng sự (2017) [33]. Trong khi nhiều nhà khai thác cung cấp dữ liệu thương mại, một số dữ liệu lại cung cấp miễn phí. Về nguồn tư liệu viễn thám, có thể nói sự phát triển của các công trình nghiên cứu về giám sát rừng ngập mặn gắn liền với lịch sử phát triển của ảnh viễn thám. Các phương pháp truyền thống về đất ngập nước ven biển để giám sát và lập bản đồ thường tốn nhiều thời gian, công sức và tốn kém chi phí đồng thời họ thường không phát hiện ra những thay đổi trên các vùng rộng lớn ven biển, Ghosh và cộng sự (2016) [50]. Trong những năm gần đây, với sự tiến bộ của công nghệ viễn thám đã hỗ trợ rất nhiều trong công tác điều tra, giám sát tài nguyên rừng nói chung và rừng ngập mặn nói riêng. Trong đó, những nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học trong điều tra, giám sát, đánh giá hiện trạng rừng được dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do đặc điểm của hệ thống chụp ảnh quang học và cận hồng ngoại phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời nên ảnh quang học chịu nhiều ảnh hưởng của thời tiết, trên ảnh thường có nhiều mây, mù làm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng thông tin trên ảnh. Đây là một trong những hạn chế cơ bản của ảnh quang học, nhất là đối với những nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa như Việt Nam. Một hạn chế cơ bản khác của ảnh vệ tinh quang học là chỉ cung cấp các thông tin về đặc tính phản xạ và hấp thụ của các đối tượng trên bề mặt trong vùng sóng nhìn thấy do đó trên ảnh thường thiếu các thông tin về cấu trúc và độ gồ ghề của bề mặt nghiên cứu Khác với ảnh quang học, do được chụp ở vùng sóng micro có bước sóng dài hơn (cỡ cm), do đó ảnh vệ tinh Radar cho phép cung cấp các thông tin về độ gồ ghề, kết cấu vật chất và đặc điểm cấu trúc của của các đối tượng trên bề mặt đất. Hơn nữa, các sóng radar có khả năng đâm xuyên qua mây nên việc chụp ảnh radar không phụ thuộc vào thời tiết, có thể chụp cả ban ngày lẫn ban đêm nên có tính chủ động và khả năng thành công rất cao trong việc thu chụp ảnh. Mặc dù vậy, ảnh Radar cũng có những nhược điểm rất cơ bản như nhiều biến dạng về hình học bao gồm co ngắn phía trước, chồng đè, bóng, mức độ nhiễu lớn và hình ảnh các đối tượng trên ảnh Radar nhiều khi không hoàn toàn giống với nhận thức thông thường của con người. Vì vậy việc xử lý hình học, xử lý nhiễu và khai thác các thông tin trên ảnh Radar khó khăn hơn rất nhiều so với ảnh quang học truyền thống dẫn đến hạn chế việc ứng dụng ảnh Radar nhất là ở Việt Nam. Để tận dụng được các ưu thế của hai loại tư liệu, đồng thời hạn chế các yếu điểm của hai tư liệu viễn thám mở để giải quyết vấn đề giám sát rừng ngập mặn ven biển ở khu vực phía Bắc vốn có nhiều đặc trưng, nghiên cứu sinh thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng tư liệu viễn thám quang học và radar trong giám sát rừng ngập mặn ven biển ở một số tỉnh phía bắc Việt Nam’’. Đề tài được thực hiện nhằm 2
giải quyết các câu hỏi sau: 1). Đặc điểm của rừng ngập mặn ven biển ở khu vực phía Bắc trên các tư liệu viễn thám trung bình có gì khác biệt so với các trạng thái lớp phủ khác? 2). Các chỉ số thực vật đã được sử dụng để phân loại rừng ngập mặn trên thế giới có phù hợp cho việc giám sát rừng ngập mặn ở phía Bắc không? 3). Làm thế nào để giám sát rừng ngập mặn khu vực phía Bắc bằng cách kết hợp được cả dữ liệu viễn thám quang học và radar cho khu vực Phía Bắc? 4). Có thể kết hợp được các công nghệ hiện đại để giám sát rừng ngập mặn cho các tỉnh ven biển phía Bắc hoàn toàn tự động, nhanh chóng, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả không? 2. Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu được đặc điểm quang phổ của rừng ngập mặn ở các tỉnh ven biển phía Bắc trên các tư liệu viễn thám; - Lực chọn được tư liệu viễn thám và phương pháp phân loại phù hợp phù hợp đề phân loại rừng ngập mặn các tỉnh ven biển khu vực phía Bắc; - Xác định được ngưỡng phân loại rừng ngập mặn một số tỉnh ven biển phía Bắc - Đánh giá được biến động về diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2016-2020 ở một số tỉnh ven biển phía Bắc - Xây dựng được hướng dẫn kỹ thuật phân loại rừng ngập mặn cho khu vực ven biển 3. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là toàn bộ rừng ngập mặn ven biển ở khu vực phía Bắc thuộc các tỉnh Quảng Ninh, Thái Bình và TP Hải Phòng, sử dụng các tư liệu viễn thám miễn phí có độ phân giải trung bình gồm tư liệu ảnh Radar Sentinel- 1, tư liệu ảnh quang học Sentinel-2 và ảnh Landsat-8. 4. Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi cấp 1: Nghiên cứ điểm để xây dựng ngưỡng phân loại rừng ngập mặn tại các vùng đại diện gồm các huyện Tiên Yên và TX Quảng Yên, hai xã Bàng La (quận Đồ Sơn), Đại Hợp (huyện Kiến Thuỵ) thuộc Thành phố Hải Phòng Phạm vi cấp 2: Phân loại và đánh giá biến động tại 3 tỉnh thành gồm: tỉnh Quảng Ninh, TP Hải Phòng và tỉnh Thái Bình Thời gian thu thập số liệu trên các ô tiêu chuẩn được tiến hành vào năm 2019, thời gian thu thập điểm mẫu cuối năm 2020 và nghiên cứu toàn bộ các cảnh ảnh của năm 2016 và 2020 5. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn: (1) Kết hợp hai tư liệu viễn thám quang học Sentinel-2 và Radar Sentinel- với số lượng lớn các cảnh ảnh giúp hạn chế tối đa ảnh hưởng của thuỷ triều đến kết quả phân loại rừng ngập mặn và ứng dụng được công nghệ tiên tiến cho phép giám sát 3
được rừng ngập mặn thời ở điểm hiện tại hoặc trong quá khứ với kết quả nhanh chóng và đảm bảo độ chính xác cho phép, giúp tối đa giảm chi phí điều tra thực địa rừng ngập mặn. (2) Xây dựng được bộ ngưỡng phân loại rừng ngập mặn cho các tỉnh phía Bắc từ chỉ số rừng ngập mặn kết hợp CMRI cho ảnh Sentinel-2 và giá trị tán xạ ngược VH cho ảnh Sentinel-1 đối với một số tỉnh ven biển phía Bắc và phân loại, giám sát biến động diện tích rừng ngập mặn các tỉnh Quảng Ninh, TP Hải Phòng và Thái Bình giai đoạn 2016 – 2020 một cách nhanh chóng, đảm bảo độ chính xác và hoàn toàn tự động trên nền tảng Google Earth Engine. (3) Xây dựng được Hướng dẫn kỹ thuật kết hợp hai ảnh Sentinel-1 và Sentinel- 2 trên nền tảng Google Earth Engine cho phép phân loại tự động và giám sát biến động rừng ngập mặn cho các tỉnh phía bắc. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan nghiên cứu về Rừng ngập mặn trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1. Nghiên cứu phân bố rừng ngập mặn trên thế giới Theo Hamilton và Casey (2016) [62] thống kê của FAO (2007) [42], diện tích rừng ngập mặn trên thế giới có khoảng 152,310 km2 và rừng ngập mặn phân bố rải rác ở 124 quốc gia trên thế giới, phần lớn là phát triển các nước ở châu Á, Chow và Jeffrey (2018) [36]. Tuy nhiên, tác giả Alongi (2002) [22] dẫn theo Mark Spalding thì năm 2010 thì rừng ngập mặn phân bố ở 123 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn cầu với diện tích tổng cộng 152.000 km2 kéo dài từ 32°N đến 38°S và phân bố trên vùng ven biển Tây Bắc Thái Bình Dương và bờ biển châu Phi, rừng ngập mặn bị hạn chế bởi khí hậu khô cằn, Saenger (2002) [101]. Chúng che phủ đến 75% bờ biển nhiệt đới và cận nhiệt đới (hình 1.1), Giri và cộng sự (1996) [52], Spalding (1997) [106]. Rừng ngập mặn thường xanh râm mát thường nằm dọc theo vùng chuyển tiếp giữa đất liền và biển trong vùng ven biển cửa sông, cửa sông và môi trường rạn, có đặc điểm là gió mạnh, ngập nước khác nhau, nhiệt độ cao và đất bùn yếm khí, Lugo và Snedaker (1974) [18], Kathiresan và Bingham (2001) [78]. Rừng ngập mặn phát triển trong vùng xích đạo đạt được sinh khối tối đa. Những điều kiện thuận lợi này cho phép cây cối tăng trưởng tối ưu, với tán cây đạt đến độ cao 30-40m, FAO (2007) [42], Tomlinson (1986) [110] đồng thời, do mức nhiệt độ thấp hơn nên lượng sinh khối giảm với độ lớn ngày càng gia tăng, Alongi (2002) [22], Blasco và cộng sự (1996) [32]. Trong các điều kiện môi trường kém thuận lợi, rừng ngập mặn hình thành những vùng đồi mồi bị cằn cỗi với tán cây có độ cao 1-2 m, phân bố rừng ngập mặn trên thế giới được thể hiện trên Hình 1.1. Nguồn: Tomlinson (1986) [110] Hình 1.1: Phân bố rừng ngập mặn trên thế giới và sự đa dạng của các loài cây 5