Nghiên Cứu Sự Thay Đổi Diện Tích Rừng Phòng Hộ Làm Cơ Sở Đề Xuất Giải Pháp Quản Lý Lưu Vực Bền Vững Trên Địa Bàn Tỉnh Vĩnh Phúc

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự 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 văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong

bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Những số liệu trong các bảng, biểu

phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá đƣợc thu thập từ các nguồn

khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng

nhƣ số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú

thích nguồn gốc.

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 văn của Hội đồng khoa học./.

Hà Nội, ngày 29 tháng 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Đinh Văn Tùng

ii

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc tiên, xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô giáo Trƣờng Đại

học Lâm nghiệp đã dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Phùng Văn Khoa - Trƣởng khoa Quản

lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, TS. Nguyễn Thị Ngọc đã hƣớng dẫn tận

tình và tạo mọi điều kiện, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện và hoàn

thành luận văn.

Xin gửi tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp lòng biết ơn chân thành đã

tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Mặc dù bản thân đã cố gắng trong quá trình thực hiện nghiên cứu

nhƣng do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn luận văn này còn nhiều

thiếu sót và hạn chế.

Kính mong nhận đƣợc sự góp ý của thầy cô và các bạn./.

Hà Nội, ngày 29 tháng 9 năm 2017

Tác giả luận văn

Đinh Văn Tùng

iii

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii

MỤC LỤC........................................................................................................iii

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................vi

DANH MỤC CÁC BẢNG..............................................................................vii

DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................ix

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1

Chƣơng I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................. 3

1.1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ RỪNG ............................................................... 3

1.2. PHÂN LOẠI RỪNG............................................................................... 4

1.3. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG GIS VÀ VIỄN THÁM......................... 6

1.3.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS........................................................... 6

1.3.2. Viễn Thám ........................................................................................ 6

1.4. CHỈ SỐ THỰC VẬT NDVI ................................................................. 13

1.5. Tình hình nghiên cứu ............................................................................ 15

1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................. 15

1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ................................................... 18

Chƣơng II. Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, nội dung và phƣơng pháp nghiên

cứu................................................................................................................... 21

2.1. Mục tiêu ................................................................................................ 21

2.1.1. Mục tiêu tổng quát .......................................................................... 21

Xây dựng bản đồ đánh giá biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh

Phúc........................................................................................................... 21

2.1.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................... 21

iv

2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 21

2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................. 22

2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 22

2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu.......................................................... 22

2.4.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 24

Chƣơng III. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI

TỈNH VĨNH PHÚC......................................................................................... 30

3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ...................................................................... 30

3.1.1. Vị trí địa lý...................................................................................... 30

3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa thế:............................................................. 30

3.1.3. Đặc điểm sông suối......................................................................... 31

3.1.4. Đặc điểm khí hậu ............................................................................ 31

3.1.5. Thuỷ văn ......................................................................................... 32

3.1.6. Đất đai - thổ nhƣỡng....................................................................... 33

3.1.7. Hiện trạng tài nguyên rừng ............................................................. 34

3.2. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI......................................................... 36

3.2.1. Nguồn nhân lực............................................................................... 36

3.2.2. Thực trạng kinh tế xã hội................................................................ 38

3.2.3. Văn hóa xã hội ................................................................................ 43

3.2.4. Tổ chức quản lý và sản xuất kinh doanh ........................................ 45

3.2.5. Hoạt động chế biến gỗ và lâm sản.................................................. 46

3.2.6. Các hoạt động sản xuất lâm nghiệp khác ....................................... 47

3.3. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ảnh hƣởng đến hoạt động

sản xuất lâm nghiệp của tỉnh........................................................................ 48

3.3.1. Những ảnh hƣởng tích cực.............................................................. 48

3.3.2. Những ảnh hƣởng tiêu cực.............................................................. 49

Chƣơng IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.......................... 51

v

4.1.Thành lập bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ khu vực nghiên cứu......... 51

4.1.1. Xây dựng mẫu khóa ảnh ................................................................. 51

4.1.3. Đánh giá độ chính xác phƣơng pháp giải đoán ảnh........................ 56

4.2. Biến động diện tích rừng phòng hộ khu vực nghiên cứu giai đoạn năm

1990 - 2017 .................................................................................................. 59

4.2. 1. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1990 - 1995.......... 60

................................................................................................................... 61

4.2.2. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1995- 2000 ............. 62

4.2.3. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2000 - 2005............ 64

4.2.4. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2005 - 2010............ 65

4.2.5. Biến động đất rừng phòng hộ giai đoạn 2010- 2015 ...................... 67

4.2.6. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2015-2017............. 69

4.2.7. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1990 - 2017........... 71

4.3. Nguyên nhân biến động diện tích rừng phòng hộ................................. 75

4.3.1. Nguyên nhân tăng diện tích có rừng............................................... 75

4.3.2. Nguyên nhân giảm diện tích có rừng.............................................. 79

4.4. Đề xuất các giải pháp quản lý bền vững............................................... 82

4.4.1. Giải pháp về kỹ thuật...................................................................... 82

4.4.2. Giải pháp về quản lý tổ chức .......................................................... 85

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO

vi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt

GIS Geographic information system Hệ thống thông tin địa lý

GPS Global Information System Hệ thống định vị toàn cầu

RS Remote sensing Viễn thám

TM Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề

ETM Enhance Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề tăng c−ờng

MSS Multispectral Scanner System Hệ thống quét đa phổ

HRV High Resolution Visible

Imaging System

Hệ thốngảnhnhìnthấycó

độ phân giải cao

NDVI Normalized Diffirencial

Vegetation Index

Chỉ số thực vật chuẩn hoá

HSR High Resolution Stereoscopic Máy chụp ảnh lập thể lực

phân giải

DEM Digital Elevation Model Mô hình số độ cao

VQG Vƣờn quốc gia

KTXH Kinh tế xã hội

PCCCR Phòng cháy chữa cháy rừng

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT Nội dung Trang

1.1 Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM 8

1.2 Phân loại NDVI theo chất lƣợng thực vật trong lớp phủ bề mặt 14

1.3 Khoá phân loại rừng theo giá trị NDVI ảnh Landsat 14

2.1 Mẫu khóa ảnh giải đoán ảnh 21

2.2 Dữ liệu ảnh viễn thám thu thập trong nghiên cứu 22

3.1 Thành phần thực vật bậc cao phân theo các ngành, họ, chi 34

3.2 Thành phần động vật rừng ở Vĩnh Phúc 35

3.3 Dân số tỉnh Vĩnh Phúc qua các năm 37

3.4 Hiện trạng sử dụng lao động toàn tỉnh giai đoạn 2011 - 2015 38

3.5 Giá trị sản xuất nông lâm thủy sản (GO) qua các năm 40

3.6 Giá trị sản xuất qua các năm 42

4.1 Tổng hợp kết quả xây dựng mẫu khóa ảnh vệ tinh các năm 51

4.2 Diện tích đất rừng phòng hộ qua các năm nghiên cứu 54

4.3

Đánh giá độ chính xác phƣơng pháp giải đoán ảnh từ năm 1990

- 2017

58

4.4

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

1990-1995

60

4.5

Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ 1990-1995 tỉnh

Vĩnh Phúc

60

4.6

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

1995-2000

62

4.7 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ 1995-20 62

4.8

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

2000-2005

64

viii

4.9

Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai

đoạn 2000-2005

64

4.10

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

2005-2010

66

4.11

Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai

đoạn 2005-2010

66

4.12

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

2010-2015

68

4.13

Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai

đoạn 2010-2015

68

4.14

Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn

2015-2017

69

4.15

Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai

đoạn 2015-2017

70

4.16 Diện tích rừng phòng hộ qua các năm nghiên cứu 72

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

TT Nội dung Trang

2.1

Các bƣớc tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh từ phần mềm

eCognition 26

2.2 Cây phân loại tự động trong phần mêm eCognition 28

4.1 Mẫu khóa đối tƣợng rừng trồng 52

4.2 Mẫu khóa đối tƣợng rừng tự nhiên 52

4.3 Mẫu khóa đối tƣợng đất trống 53

4.4 Mẫu khóa đối tƣợng đất khác 53

4.5 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 1990 55

4.6 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 1995 55

4.7 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2000 55

4.8 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2005 55

4.9 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2010 56

4.10 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2015 56

4.11 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2017 56

4.12 Các điểm mẫu kiểm tra 57

4.13 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 1990-1995 61

4.14 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 1995-2000 63

4.15 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2000-2005 65

4.16 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2005-2010 67

4.17 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2010-2015 69

4.18 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2015-2017 71

4.19 Diện tích rừng phòng hộ qua các năm 72

4.20 Biến động diện tích rừng phòng hộ qua các năm 73

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Vĩnh Phúc là tỉnh đồng bằng nằm trong Vùng Kinh tế trọng điểm Bắc

Bộ có tổng diện tích tự nhiên 123.513ha. Dân số 1.054,4 ngàn ngƣời phân bố

ở 137 xã, phƣờng, thị trấn trên địa bàn 9 huyện thành. Theo Quyết định số

667/QĐ-CT ngày 01 tháng 3 năm 2016 của Chủ tịch UBND tỉnh Vĩnh Phúc

về Phê duyệt kết quả thực hiện Phƣơng án Kiểm kê rừng tỉnh Vĩnh Phúc

giai đoạn 2014-2015, tổng diện tích đất lâm nghiệp 33.928,7ha, chiếm 27,5%

diện tích tự nhiên toàn tỉnh, trong đó diện tích đất rừng đặc dụng 15.807,6ha,

đất rừng phòng hộ 4.170,8ha, đất rừng sản xuất 13.950,3ha.

Rừng Vĩnh Phúc có vai trò phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ môi trƣờng,

bảo tồn nguồn gen động thực vật, nghiên cứu khoa học, bảo vệ các công trình

kết cấu hạ tầng..., ngoài ra rừng Vĩnh Phúc còn đóng vai trò quan trọng trong

phát triển kinh tế xã hội nhƣ cung cấp lâm sản cho nhu cầu tại chỗ và phục vụ

các mục đích an ninh quốc phòng của tỉnh. Trong những năm gần đây hiện

trạng rừng Vĩnh Phúc có nhiều thay đổi do sự tác động mạnh của sự phát triển

kinh tế xã hội tại địa phƣơng đặc biệt là khu vực rừng đầu nguồn của tỉnh. Sự

biến động này có những tác động tích cực song cũng có những ảnh hƣởng xấu

đến môi trƣờng đất và nguồn nƣớc tại các lƣu vực và cũng từ trƣớc đến nay

trên địa bàn tỉnh chƣa có nghiên cứu nào về việc sử dụng ảnh viễn thám theo

dõi sự thay đổi của lớp hiện trạng rừng. Mặc dù hàng năm đều có các báo cáo

về hiện trạng và tình hình biến động rừng, nhƣng hầu hết các báo cáo này chủ

yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ rừng bằng phƣơng pháp truyền

thống, đó là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và đòi hỏi nhiều thời

gian. Đứng trƣớc thực tế đó, việc tìm ra sự thay đổi hiện trạng rừng và các

nguyên nhân nhằm giúp các nhà hoạch định chính sách đƣa ra các biện pháp

quản lý bảo vệ và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất, nƣớc là một việc

làm hết sức cần thiết và quan trọng.

2

Hiện nay có nhiều phƣơng pháp cũng nhƣ cách tiếp cận khác nhau để

theo dõi, nghiên cứu sự thay đổi của lớp hiện trạng rừng. Trong đó, các

phƣơng pháp ứng dụng ảnh Viễn thám và GIS là những phƣơng pháp hiện

đại, là những công cụ mạnh có khả năng giúp giải quyết những vấn đề về

không gian ở tầm vĩ mô trong một thời gian ngắn và trên một diện tích rộng.

Nghiên cứu, đánh giá sự thay đổi lớp hiện trạng rừng qua các giai đoạn

khác nhau đã có nhiều tác giả đề cập trong nhiều công trình và đề tài nghiên

cứu. Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào những hoàn cảnh cụ thể cũng rất cần

đƣợc nghiên cứu để tìm ra cách tiếp cận hợp lý cũng nhƣ đánh giá khả năng

ứng dụng của chúng một cách đúng đắn. Từ các lý do nhƣ đã nêu, đƣợc sự

đồng ý của khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi trƣờng và Phòng đào tạo sau

đại học tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sự thay đổi diện tích

rừng phòng hộ làm cơ sở đề xuất giải pháp quản lý lưu vực bền vững trên

địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc”