Sử Dụng Ảnh Viễn Thám Sentinel 2 Xác Định Biến Động Sinh Khối Và Trữ Lượng Cacbon Rừng Ngập Mặn Trên Mặt Đất Tại Huyện Thái Thụy Tỉnh Thái Bình Giai Đoạn 2015 2019

i

LỜI CẢM ƠN

Báo cáo này là kết quả nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám trong đánh giá biến

động sinh khối trên mặt đất và trữ lƣợng các bon rừng ngập mặn tại huyện Thái Thụy

tỉnh Thái Bình. Nhân dịp hoàn thành đề tài, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu

Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, các thầy cô giáo trong Khoa Quản lý tài nguyên rừng và

Môi trƣờng đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài và đặc biệt là thầy

PGS.TS. Nguyễn Hải Hòa đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức

và kinh nghiệm quý báu giúp tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.

Xin chân thành cảm ơn Cán bộ Sở NN&PTNT, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái

Bình, chính quyền và nhân dân địa phƣơng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp

đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực địa tại địa phƣơng.

Mặc dù đã có cố gắng nhƣng do thời gian và kinh nghiệm của bản thân còn

nhiều hạn chế nên khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong

nhận đƣợc sự chỉ bảo, góp ý của quý thầy, cô giáo để khóa luận của tôi đƣợc hoàn

thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2019

Tác giả

Đỗ Thu Thủy

ii

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên khóa luận: “Sử dụng ảnh viễn thám Sentinel 2 xác định biến động sinh

khối và trữ lượng cácbon rừng ngập mặn trên mặt đất tại huyện Thái Thụy,

tỉnh Thái Bình giai đoạn 2015- 2019”.

2. Sinh viên thực hiện: Đỗ Thu Thủy

3. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Hải Hòa

4. Mục tiêu nghiên cứu:

a. Mục tiêu chung

Nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc nâng cao hiệu quả quản lý của

rừng ngập mặn đồng thời củng cố vững chắc tính hiệu quả của việc sử dụng

công cụ GIS và ảnh viễn thám Sentinel 2A trong đánh giá biến động sinh khối

và trữ lƣợng cácbon rừng ngập mặn.

b. Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá hiện trạng và tình hình quản lý rừng ngập mặn huyện Thái

Thụy, tỉnh Thái Bình.

- Xác định biến động về sinh khối và trữ lƣợng cácbon trên mặt đất của

rừng ngập mặn từ ảnh viễn thám.

- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý bảo vệ góp phần làm tăng

trữ lƣợng cácbon rừng giảm nguồn tác động đối với rừng ngập mặn tại khu vực

nghiên cứu.

5. Ph m vi nghiên cứu

Về nội dung: Đề tài tiến hành tập chung nghiên cứu đánh giá biến động

sinh khối và trữ lƣợng cácbon trên mặt đất giai đoạn đoạn 2015-2019.

iii

Về địa điểm: Đề tài đƣợc tiến hành trên qui mô toàn địa phận huyện

Thái Thụy thuộc tỉnh Thái Bình, nơi có phân bố rừng ngập mặn.

6. Nội dung cơ bản của đề tài

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và hoạt động quản lý rừng ngập mặn tại

huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình

Nghiên cứu xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập

mặn năm 2015, 2017 và 2019

Xác định biến động sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập mặn giai

đoạn 2015- 2017 và 2017- 2019

Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý rừng

ngập mặn tại khu vực nghiên cứu

7. Những kết quả đ t đƣợc

Qua nghiên cứu đề tài đã đạt đƣợc những kết quả sau:

Đề tài đã chỉ ra đƣợc: diện tích rừng ngập mặn huyện Thái Thụy là

1623,97 ha. Rừng ngập mặn chịu trách nhiệm quản lý trực tiếp của UBND xã và

các tổ quản lý, không tiến hành giao rừng ngập mặn cho ngƣời dân.

Xây dựng đƣợc bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn với độ chính xác 85% và

đánh giá độ chính xác của mô hình ƣớc tính trữ lƣợng các bon từ ảnh vệ tinh của

Myeong et al. (2006) bằng kết quả điều tra trên 20 OTC của dự án Nafosted

2017- 2020 do nhóm nghiên cứu PGS.TS. Nguyễn Hải Hòa tiến hành ở những vị

trí và trạng thái rừng khác nhau cho thấy độ chính xác cao với sai số < 20%. Từ

đó xây dựng bản đồ sinh khối trên mặt đất và trữ lƣợng các bon các năm 2015,

2017 và 2019.

Xây dựng bản đồ và xác định biến động sinh khối và trữ lƣợng các bon

trên mặt đất giai đoạn 2015 – 2017 và 2017 – 31/01/2019 cho thấy sự tăng lên

của sinh khối là không nhiều. Từ đó đề xuất các giải pháp hợp lý để nâng cao

hiệu quả công tác quản lý rừng ngập mặn nhằm tăng trữ lƣợng rừng ngập mặn

tại khu vực.

iv

CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

Do Thu Thuy, Hai-Hoa Nguyen, Tran Thi Ngoc Lan, Nguyen Huu Nghia

(2019). Using Sentinel 2 to estimate changes in mangrove biomass and carbon

stocks in Thai Thuy district, Thai Binh province during 2015- 2019. Journal of

Forestry Science and Technology (Đã gửi).

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP............................................................ii

CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .....................................................iv

MỤC LỤC............................................................................................................. v

DANH MỤC BẢNG..........................................................................................viii

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

DANH MỤC SƠ ĐỒ ............................................................................................ x

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

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

1.1. Tổng quan về GIS và viễn thám..................................................................... 3

1.1.1. Tổng quan về GIS ....................................................................................... 3

1.1.2. Tổng quan về viễn thám.............................................................................. 4

1.1.3. Tích hợp GIS và viễn thám ......................................................................... 5

1.2. Tổng quan về vệ tinh Sentinel........................................................................ 6

1.2.1. Giới thiệu về Sentinel.................................................................................. 6

1.2.2. Vệ tinh Sentinel 2A sử dụng trong đề tài.................................................... 7

1.3. Tổng quan về sinh khối và trữ lƣợng cácbon................................................. 9

1.3.1. Sinh khối ..................................................................................................... 9

1.3.2. Trữ lƣợng cacbon ...................................................................................... 10

1.4. Ứng dụng GIS và viễn thám trong ƣớc tính cácbon và sinh khối rừng ....... 10

1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ..................................................................... 10

1.4.2. Các nghiên cứu trong nƣớc ....................................................................... 12

1.5. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 14

CHƢƠNG II MỤC TI U, N I DUNG, PHƢƠNG PH P NGHI N CỨU ..... 16

2.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 16

2.1.1. Mục tiêu chung.......................................................................................... 16

2.1.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................... 16

2.2. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu.................................................................... 16

2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................ 16

2.2.2. Phạm vi nghiên cứu................................................................................... 16

2.3. Dụng cụ, thiết bị, vật liệu nghiên cứu .......................................................... 16

2.4. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 17

vi

2.4.1. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và hoạt động quản lý rừng ngập mặn tại

huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình........................................................................ 17

2.4.2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập

mặn năm 2015, 2017 và 2019 ............................................................................. 17

2.4.3. Xác định biến động sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập mặn giai

đoạn 2015- 2017 và 2017- 2019.......................................................................... 17

2.4.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý rừng

ngập mặn tại khu vực nghiên cứu ....................................................................... 18

2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 18

2.5.1. Phƣơng pháp kế thừa................................................................................. 18

2.5.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 19

CHƢƠNG III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ H I KHU VỰC

NGHIÊN CỨU.................................................................................................... 23

3.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên.................................................................... 23

3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 23

3.1.2. Khí hậu ...................................................................................................... 24

3.1.3. Thủy văn.................................................................................................... 26

3.2. Đặc điểm về kinh tế xã hội........................................................................... 26

3.2.1. Đặc điểm về dân cƣ và đơn vị hành chính ................................................ 26

3.2.2. Văn hóa - Du lịch ...................................................................................... 27

3.2.3. Kinh tế ....................................................................................................... 28

3.2.4. Giáo dục .................................................................................................... 28

CHƢƠNG IV KẾT QUẢ NGHI N CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 29

4.1. Hiện trạng và tình hình quản lý rừng ngập mặn tại huyện Thái Thụy, tỉnh

Thái Bình............................................................................................................. 29

4.1.1. Hiện trạng rừng ngập mặn......................................................................... 29

4.1.2. Hiện trạng quản lý rừng ngập mặn huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình ..... 30

4.1.3. Bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu............................ 33

4.2. Xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng ngập mặn............... 34

4.2.1. Đánh giá độ tin cậy bản đồ trữ lƣợng các bon với kết quả thực địa ......... 34

4.2.2. Bản đồ sinh khối rừng ngập mặn .............................................................. 37

4.2.3. Bản đồ trữ lƣợng các bon rừng ngập mặn................................................. 40

4.3. Xác định biến động sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng ngập mặn........... 44

vii

4.3.1. Biến động sinh khối trên mặt đất giai đoạn 2015 – 2017 và 2017 – 1/2019

............................................................................................................................. 44

4.3.2. Biến động trữ lƣợng các bon giai đoạn 2015- 2017 và 2017- 1/2019 ...... 47

4.4. Đề xuất giải pháp quản lý rừng ngập mặn hƣớng tới chi trả DVMTR tại

huyện Thái Thụy, Thái Bình. .............................................................................. 50

4.4.1. Phƣơng pháp ƣớc tính giá trị hấp thụ các bon rừng ngập mặn ................. 50

4.4.2. Đề xuất giải pháp quản lý rừng ngập mặn hƣớng tới chi trả dịch vụ môi

trƣờng rừng.......................................................................................................... 51

CHƢƠNG V KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ.......................................... 55

5.1. Kết luận ........................................................................................................ 55

5.2. Tồn tại........................................................................................................... 56

5.3. Kiến nghị...................................................................................................... 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC