Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và ảnh hưởng tới xói mòn lưu vực sông Trà Khúc bằng viễn thám và GIS

• Chuyên ngành: Bảo vệ và tái tạo tài nguyên thiên nhiên
• Đề tài: Nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông Trà Khúc bằng viễn thám và GIS
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÓI MÒN VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1. Tổng quan về nghiên cứu Xói Mòn
• 1.2. Mô hình và mô hình hóa Xói Mòn
• 1.3. Các xu hướng mới trong nghiên cứu Xói Mòn
• 1.4. Vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên đất và các biện pháp hạn chế
• 1.5. Đánh giá biến động lớp phủ thực vật bằng ảnh vệ tinh
• 1.6. Ảnh vệ tinh và các thông tin phản ánh về hiện trạng lớp phủ
• 1.7. Nghiên cứu lập bản đồ hiện trạng lớp phủ từ ảnh vệ tinh
• 1.8. Nghiên cứu theo dõi biến động lớp phủ thực vật từ ảnh vệ tinh
• 1.9. Điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc
• 2. CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG TIẾP CẬN ĐA QUY MÔ TRONG XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM THEO DÕI BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT LƯU VỰC
• 2.1. Thông tin trên ảnh viễn thám và tiếp cận đa quy mô trong chiết xuất
• 2.2. Các phương pháp đánh giá biến động
• 2.3. Hệ thống phân loại lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
• 2.4. Thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
• 2.5. Hiệu chỉnh ảnh hưởng của địa hình đến bức xạ
• 2.6. Phân loại có kiểm định
• 2.7. Tính chỉ số thực vật
• 2.8. Phân loại dưới pixel
• 2.9. Kết hợp thông tin
• 2.10. Theo dõi biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
• 2.11. Định chuẩn tương đối
• 2.12. Thành lập bản đồ khu vực biến động
• 2.13. Phân tích các đặc trưng biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
• 2.14. Hạn chế của việc sử dụng ảnh viễn thám trong đánh giá biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc và cách khắc phục
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA XÓI MÒN LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC BẰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
• 3.1. Phương pháp mô hình trong đánh giá xói mòn đất
• 3.2. Các mô hình đánh giá lượng đất mất do xói mòn
• 3.3. Mô hình kinh nghiệm
• 3.4. Mô hình nhận thức
• 3.5. Áp dụng GIS trong mô hình hóa đánh giá xói mòn đất lưu vực sông Trà Khúc
• 3.6. Lựa chọn mô hình
• 3.7. Xây dựng cơ sở dữ liệu
• 3.8. Thành lập bản đồ xói mòn và xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc
• 3.9. Bản đồ hệ số K
• 3.10. Bản đồ hệ số LS
• 3.11. Bản đồ hệ số P
• 3.12. Bản đồ xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc
• 3.13. Bản đồ xói mòn lưu vực sông Trà Khúc
• 3.14. Ưu điểm của phương pháp mô hình hóa xói mòn bằng hệ thống thông tin địa lý so với phương pháp truyền thống
• 4. CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỚI XÓI MÒN VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT LƯU VỰC SÔNG
• 4.1. Ảnh hưởng biến động lớp phủ thực vật tới xói mòn lưu vực sông
• 4.2. Tiếp cận theo mô hình toán
• 4.3. Tiếp cận theo phân tích không gian
• 4.4. Sử dụng hợp lý tài nguyên đất lưu vực sông Trà Khúc
• 4.5. Xói mòn và vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên đất
• 4.6. Sử dụng quan hệ giữa lớp phủ thực vật và xói mòn trong qui hoạch
• 4.7. Nhận xét về bản đồ qui hoạch giảm thiểu xói mòn lưu vực sông
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Luận án tiến sĩ và bối cảnh nghiên cứu

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc bảo vệ và tái tạo tài nguyên thiên nhiên thông qua nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông Trà Khúc. Sử dụng công nghệ viễn thám và GIS, nghiên cứu nhằm đánh giá tác động của biến động lớp phủ thực vật đến quá trình xói mòn, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý tài nguyên bền vững. Lưu vực sông Trà Khúc được chọn làm khu vực nghiên cứu do tình trạng xói mòn nghiêm trọng và sự biến đổi mạnh mẽ của lớp phủ thực vật trong những thập kỷ gần đây.

1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm mục tiêu đánh giá biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông Trà Khúc thông qua việc sử dụng ảnh vệ tinh và phân tích không gian bằng GIS. Các nhiệm vụ chính bao gồm: xử lý ảnh viễn thám, thành lập bản đồ lớp phủ thực vật, mô hình hóa xói mòn, và phân tích mối quan hệ giữa biến động lớp phủ thực vật và xói mòn. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ công tác quản lý lưu vực sông và bảo tồn đa dạng sinh học.

II. Phương pháp nghiên cứu và công nghệ áp dụng

Nghiên cứu sử dụng công nghệ viễn thám để thu thập và xử lý dữ liệu về lớp phủ thực vật. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được áp dụng để mô hình hóa quá trình xói mòn dựa trên phương trình USLE (Universal Soil Loss Equation). Các bước nghiên cứu bao gồm: hiệu chỉnh ảnh, phân loại lớp phủ thực vật, tính toán chỉ số thực vật, và phân tích biến động không gian và thời gian. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác tác động của biến động lớp phủ thực vật đến xói mòn.

2.1. Xử lý ảnh viễn thám

Ảnh vệ tinh được sử dụng để theo dõi biến động lớp phủ thực vật qua các năm. Quá trình xử lý bao gồm hiệu chỉnh hình học, phân loại có kiểm định, và tính toán chỉ số thực vật (NDVI). Các phương pháp này giúp chiết xuất thông tin chính xác về hiện trạng và biến động của lớp phủ thực vật.

2.2. Mô hình hóa xói mòn bằng GIS

Phương trình USLE được áp dụng để tính toán lượng đất mất do xói mòn. Các bản đồ hệ số R, K, LS, C, và P được xây dựng để mô phỏng quá trình xói mòn. Kết quả cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông Trà Khúc.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra sự biến động mạnh mẽ của lớp phủ thực vật tại lưu vực sông Trà Khúc trong giai đoạn 1989-2001. Sự suy giảm lớp phủ thực vật dẫn đến gia tăng đáng kể tình trạng xói mòn. Kết quả này được sử dụng để đề xuất các biện pháp quản lý tài nguyên thiên nhiên và giảm thiểu xói mòn thông qua việc tái tạo lớp phủ thực vật và quy hoạch sử dụng đất hợp lý.

3.1. Biến động lớp phủ thực vật

Kết quả phân tích cho thấy diện tích rừng tại lưu vực sông Trà Khúc giảm đáng kể từ năm 1989 đến 2001. Sự biến động này chủ yếu xảy ra ở các khu vực có độ dốc cao, nơi xói mòn diễn ra mạnh mẽ nhất.

3.2. Ảnh hưởng đến xói mòn

Sự suy giảm lớp phủ thực vật làm gia tăng lượng đất mất do xói mòn. Kết quả mô hình hóa cho thấy các khu vực có lớp phủ thực vật thấp có mức độ xói mòn cao hơn đáng kể so với các khu vực được bảo vệ tốt.

IV. Đánh giá và kết luận

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của viễn thám và GIS trong việc đánh giá biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông Trà Khúc. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo tồn đa dạng sinh học. Các giải pháp đề xuất có thể áp dụng rộng rãi tại các khu vực có điều kiện tương tự.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển phương pháp tiếp cận đa quy mô trong xử lý ảnh viễn thám và mô hình hóa xói mòn bằng GIS. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về quản lý lưu vực sông và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Các biện pháp quy hoạch sử dụng đất và tái tạo lớp phủ thực vật được đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu có thể áp dụng để giảm thiểu xói mòn và bảo vệ tài nguyên đất tại lưu vực sông Trà Khúc và các khu vực tương tự.