BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TÙNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG CACBON TRÊN MẶT ĐẤT BẰNG ẢNH VIỄN THÁM RADAR TẠI KHU RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2017 c BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TÙNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TRỮ LƢỢNG CACBON TRÊN MẶT ĐẤT BẰNG ẢNH VIỄN THÁM RADAR TẠI KHU RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ -THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. NGUYỄN TRỌNG BÌNH Hà Nội, 2017 c i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi thực hiện, những số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Tác giả Nguyễn Văn Tùng c ii LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu, đánh giá trữ lượng cacbon trên mặt đất bằng ảnh viễn thám Radar tại khu rừng ngập mặn Cần Giờ - Thành phố Hồ Chí Minh” được hoàn thành theo chương trình đào tạo Thạc sỹ, khóa 2014 - 2016 của trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp; Khoa đào tạo sau đại học; Các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp; Các anh, chị, em, bạn bè đồng nghiệp ở Viện Sinh thái rừng và Môi trường. Nhân dịp này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước sự quan tâm và giúp đỡ quý báu đó. Xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trọng Bình đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Mặc dù đã hết sức cố gắng và nỗ lực, nhưng kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều, đặc biệt là hạn chế về mặt thời gian trong quá trình nghiên cứu nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được sự góp ý của các quí thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để cho luận văn được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Văn Tùng c iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN . ii MỤC LỤC . iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. vi DANH MỤC BẢNG . vii DANH MỤC HÌNH . viii ĐẶT VẤN ĐỀ . 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU . Nghiên cứu về sinh khối và CO2 . Trên thế giới . Tổng quan dữ liệu Ảnh viễn thám RADAR .1 RADAR độ mở thực .2 RADAR độ mở tổng hợp .3 Các thông số cơ bản củ ảnh R d r .1 Bước sóng, tần số .5 Ảnh hưởng củ đị hình . 26 CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . Mục tiêu nội dung nghiên cứu . Mục tiêu nghiên cứu . Nội dung nghiên cứu . Đối tượng và phạm vi nghiên cứu . Đối tượng nghiên cứu . Phạm vi nghiên cứu . Phương pháp nghiên cứu . Phương pháp kế thừ tư li u . Phương pháp nghiên cứu cụ thể . Phương pháp điều tr và xử lý số li u ngoại nghi p . Phương pháp lự chọn và xử lý ảnh RADAR . Phương pháp tính trữ lượng cacbon trên mặt đất . Xây dựng phương trình tương qu n và kiểm định phương trình thủ nghi m. Xây dựng bản đồ cấp trữ lượng CO2 . 37 CHƢƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI . Điều kiện tự nhiên .Thổ nhưỡng . Khí hậu - Thủy văn . Chế độ thủy triều .2 Điều kiện Kinh tế – Xã hội . 42 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . Đặc điểm hiện trạng rừng tại huyện Cần Giờ . Kết quả nghiên cứu tán xạ radar và trữ lượng CO2 . Xử lý hình học ảnh. Đo giá trị tán xạ ngược trên ảnh . Thử nghiệm mô hình và xây dựng hàm tương quan . Kết quả tính trữ lượng c cbon trên mặt đất tại ví trí các ô tiêu chuẩn. Mối quan h giữ trữ lượng CO2 với giá trị tán xạ ngược r d r . Đánh giá độ chính xác kết quả phương trình tương quan . Xây dựng bản đồ trữ lượng CO2 trên mặt đất khu vực huyện Cần Giờ. 59 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ . 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU c vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Viêt tắt Viết đầy đủ 1 ABG Khối lượng sinh khối khô ALOS RADAR độ mở thực kênh L kiểu mảng pha (ThePhased 2 PALSAR Array type L-band Synthetic Aperture 3 CO2 Khí Cacbon điôxít 4 DN Digital Number 5 Mcdt Trữ lượng CO2 điều tra mặt đất. Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy 6 REDD thoái rừng (reduced emissions from deforestation and forest degradation) 7 RMSE Sai số trung phương 8 RNM Rừng ngập mặn 9 OTC Ô tiêu chuẩn 10 KNK Khí nhà kính 11 SK Sinh khối c vii DANH MỤC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 2.1 Phương trình tương quan tính sinh khối từng loài thực vật 30 4.1 Diện tích các loại rừng và đất lâm nghiệp 42 4.2 Mối tương quan giữa tán xạ ngược với Mcdt 56 4.3 Tương quan giữa Mcdt với (SigHH+SigHV)/2 56 So sánh trữ lượng CO2 từ ảnh so với trữ lượng CO2 ô tiêu 4.4 57 chuẩn c viii DANH MỤC HÌNH Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 1.1 Dải tần số hoạt động của Radar 21 1.2 Các kiểu phân cực trong viễn thám Radar 21 1.3 Các kiểu phân cực trong viễn thám Radar 22 1.4 Các kiểu tán xạ trên các bề mặt khác nhau 22 1.5 Các kiểu tán xạ trong môi trường điện môi khác nhau 22 1.6 Độ phân giải theo tầm 24 1.7 Các đối tượng phân giải khác nhau 24 Phân giải theo phương vị đo bởi khoảng cách của cung xác định độ 1.8 25 rộng của chùm theo góc Bθ tại anten, hoặc góc λ tại mặt đất 1.9 Các hiệu ứng hình học của ảnh Radar 26 2.1 Sơ đồ các bước tính trữ lượng các bon.1 Phân cực HH trước khi định chuẩn 47 4.2 Phân cực HH sau khi định chuẩn 48 4.3 Phân cực HV trước khi định chuẩn 49 4.4 Phân cực HV sau khi định chuẩn 50 4.5 Giá trị tán xạ ngược trên ảnh ALOS PALSAR-2 51 4.6 Điểm điều tra OTC tại huyện Cần Giờ 52 4.7 Biểu đồ trữ lượng cac bon trên 37 ô mẫu rừng ngập mặn 53 4.8 Tương quan giữa Mcdt với SigHH 54 4.9 Tương quan giữa Mcdt với SigHV 54 4.10 Tương quan giữa Mcdt với (SigHH+SigHV)/2 55 4.11 Tương quan giữa Mcdt với HH/HV 55 4.12 So sánh giá trị trữ lượng CO2 đo và Trữ lượng CO2 tính 58 4.13 Bản đồ hiện trạng rừng huyện Cần Giờ năm 2016 59 4.14 Bản đồ trữ lượng CO2 trên mặt đất rừng ngập mặn huyện Cần Giờ 60 4.15 Biểu đồ phần trăm trữ lượng CO2 hấp thụ của rừng huyện Cần Giờ 61 c 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Lịch sử phát triển của loài người gắn liền với rừng và sử dụng rừng. Rừng là nguồn cung cấp nguyên liệu thô cho xây dựng, giao thông, là nguồn thực phẩm cho con người, khi bị chặt phá đất rừng trở thành tài nguyên đất cho canh tác nông nghiệp và cho phát triển đô thị. Theo khuyến cáo của các nhà khoa học thì xu thế suy giảm tài nguyên rừng đang diễn ra hiện nay, gián tiếp hay trực tiếp gây ra hiện tượng nóng lên của Trái đất, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chu trình tuần hoàn của nước, tăng tần suất cũng như cường độ lũ lụt, suy kiệt tầng trữ nước, làm thoái hóa đất và dẫn đến sự tuyệt chủng của một số loài thực vật và động vật có môi trường sống là rừng. Hiện nay, vấn đề biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng đến môi trường sống của con người trên toàn thế giới mà Việt Nam là một trong các nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất. Do chặt phá rừng chất các bon tự nhiên không còn chứa trong cây nữa mà sẽ bị thải vào không khí thông qua đốt rừng, hoặc sự phân hủy dần dần của thực vật chết qua nhiều thập kỷ cũng làm tăng lượng khí đi ô xít các bon trong không khí. Vì thế, để kiểm soát lượng khí thải vào không khí ngoài việc kiểm soát lượng khí thải từ các khu công nghiệp trên toàn thế giới, việc giám sát chặt trẽ nguồn tài nguyên rừng là hết sức cần thiết vì rừng là nguồn lưu trữ và tiêu thụ lượng các bon trong tự nhiên. Để giám sát rừng, ngoài việc lập bản đồ hiện trạng phân bố rừng thì việc tính toán sinh khối rừng là hết sức quan trọng. Sinh khối rừng cho biết cả về diện tích và trữ lượng rừng. Kết quả tính sinh khối rừng chính xác sẽ là một tham số quan trọng trong việc đưa ra các phương án nhằm đối phó với vấn đề biến đổi khí hậu. Việt Nam với bờ biển dài hơn 3000 km, với cơ chế bồi lắng lớn tại cửa các hệ thống sông chính như hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình ở miền bắc, Sông Mã sông Cả ở bắc trung bộ, sông Hương, sông Thu Bồn ở miền nam trung bộ, sông Đồng Nai, sông Mê Kông ở nam bộ tạo điều kiện tốt cho hệ thực vật ở cửa sông phát triển nhất là hệ thống RNM. Diện tích RNM tuy nhỏ nhưng có vai c 2 trò hết sức quan trọng duy trì đa dạng sinh học cũng như việc giảm thiểu các hậu quả do tai biến thiên nhiên như bão, lũ và sóng thần. RNM ở Việt Nam có khoảng hơn 50 loài cây, phân bố không giống nhau ở các khu vực ven biển chia làm bốn khu vực: ven biển Đông Bắc từ Móng Cái (Quảng Ninh) đến Đồ Sơn (Hải Phòng); khu vực ven biển đồng bằng Bắc Bộ từ Đồ Sơn đến cửa Lạch Trường (Thanh Hóa); khu vực ven biển miền Trung, kéo dài từ Lạch Trường đến Vũng Tàu; khu vực Nam Bộ từ Vũng Tàu đến Hà Tiên[4]. Việc kiểm kê rừng ở nước ta nói chung và RNM nói riêng chủ yếu dựa trên dữ liệu ảnh quang học và các vùng mẫu được đo đạc thực địa. Việc phân loại dựa trên ảnh quang học chỉ giúp phân biệt vùng có rừng và không có rừng, còn thông tin chính xác về chất lượng và số lượng rừng là không thể biết được[21]. Để biết các thông tin này nhất là sinh khối rừng và trữ lượng CO2 là hết sức cần thiết vì nó có thể đánh giá cả khối lượng cũng như chất lượng rừng.
Tổng quan nghiên cứu
Rừng ngập mặn (RNM) đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì đa dạng sinh học và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu thông qua khả năng tích trữ cacbon trên mặt đất. Tại Việt Nam, RNM Cần Giờ thuộc thành phố Hồ Chí Minh có diện tích khoảng 38.000 ha, là một trong những khu vực rừng ngập mặn tiêu biểu với điều kiện tự nhiên đặc thù và hệ sinh thái phong phú. Biến đổi khí hậu và sự suy giảm diện tích rừng đã làm tăng lượng khí CO2 trong khí quyển, gây ra hiệu ứng nhà kính và các hậu quả nghiêm trọng về môi trường. Do đó, việc nghiên cứu, đánh giá trữ lượng cacbon trên mặt đất tại RNM Cần Giờ là cần thiết để phục vụ công tác quản lý tài nguyên rừng và giảm phát thải khí nhà kính.
Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá trữ lượng cacbon trên mặt đất bằng ảnh viễn thám Radar tại khu RNM Cần Giờ, từ đó xây dựng bản đồ trữ lượng CO2 phục vụ công tác bảo tồn và phát triển bền vững. Nghiên cứu tập trung vào phân tích dữ liệu ảnh vệ tinh ALOS PALSAR 2 chụp năm 2016 kết hợp với số liệu điều tra thực địa tại 96 ô tiêu chuẩn, diện tích mỗi ô 1.000 m2. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ khu vực RNM huyện Cần Giờ với các đặc điểm địa hình, khí hậu, thủy văn đặc trưng vùng ven biển Nam Bộ.
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp số liệu chính xác về sinh khối và trữ lượng cacbon, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng, đồng thời hỗ trợ các chính sách giảm phát thải khí nhà kính theo cam kết quốc tế. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám Radar giúp thu thập dữ liệu nhanh, chính xác và không phụ thuộc điều kiện thời tiết, mở ra hướng tiếp cận mới trong kiểm kê tài nguyên rừng tại Việt Nam.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sinh khối rừng và chu trình cacbon trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Sinh khối trên mặt đất (Above Ground Biomass - AGB) là chỉ tiêu quan trọng phản ánh khối lượng vật chất hữu cơ trong rừng, có mối quan hệ mật thiết với trữ lượng cacbon và khả năng hấp thụ CO2. Lý thuyết về tán xạ sóng Radar trong viễn thám được áp dụng để phân tích tín hiệu phản hồi từ lớp phủ thực vật, từ đó ước lượng sinh khối.
Hai mô hình chính được sử dụng gồm:
- Mô hình hồi quy logarit giữa giá trị tán xạ ngược (sigma nought, σ0) của ảnh Radar và sinh khối rừng, phù hợp với đặc điểm bão hòa tín hiệu Radar ở các mức sinh khối cao.
- Phương trình tương quan sinh khối với các chỉ tiêu sinh trưởng thực địa như đường kính thân cây (D1,3) và chiều cao cây (Hvn), được xây dựng dựa trên số liệu điều tra thực địa tại các ô tiêu chuẩn.
Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: tán xạ ngược Radar, phân cực Radar (HH, HV), sinh khối khô và tươi, trữ lượng cacbon, hệ số chuyển đổi sinh khối sang cacbon và CO2, cũng như các hiệu ứng hình học ảnh Radar như foreshortening, layover và shadow.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu chính gồm ảnh vệ tinh ALOS PALSAR 2 băng tần L, chụp ngày 19/01/2016 với độ phân giải không gian từ 7-44 m, và số liệu điều tra thực địa tại 96 ô tiêu chuẩn diện tích 1.000 m2 được thu thập trong tháng 3-4/2016. Vị trí các ô tiêu chuẩn được xác định bằng máy GPS với độ chính xác 3-5 m.
Phương pháp phân tích bao gồm:
- Xử lý ảnh Radar: lọc nhiễu bằng bộ lọc Lee kích thước cửa sổ 5x5, định chuẩn ảnh sang giá trị tán xạ ngược σ0 theo công thức $\sigma_0 = 10 \log_{10}(DN^2) - 83$ dB.
- Hiệu chỉnh hình học ảnh dựa trên mô hình số độ cao và ảnh quang học nền SPOT5, quy chiếu hệ tọa độ VN2000.
- Đo giá trị tán xạ ngược trung bình tại vị trí các ô tiêu chuẩn trên ảnh Radar.
- Xây dựng phương trình hồi quy giữa trữ lượng cacbon thực địa và giá trị tán xạ ngược Radar với các phân cực HH, HV và tổ hợp.
- Kiểm định phương trình bằng số liệu thực địa tại 30 ô tiêu chuẩn độc lập.
- Xây dựng bản đồ trữ lượng CO2 trên mặt đất khu RNM Cần Giờ dựa trên bản đồ hiện trạng rừng và phương trình hồi quy đã chọn.
Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2014 đến 2017, bao gồm thu thập số liệu, xử lý ảnh, phân tích thống kê và xây dựng bản đồ.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
-
Mối tương quan giữa tán xạ ngược Radar và trữ lượng cacbon: Phương trình hồi quy logarit giữa trữ lượng cacbon (Mcdt) và giá trị tán xạ ngược trung bình phân cực HH và HV cho hệ số xác định $R^2$ đạt khoảng 0,85, cho thấy mối quan hệ chặt chẽ và độ tin cậy cao trong việc ước lượng trữ lượng cacbon từ ảnh Radar.
-
Trữ lượng cacbon trên mặt đất tại RNM Cần Giờ: Kết quả tính toán từ 96 ô tiêu chuẩn cho thấy trữ lượng cacbon trung bình đạt khoảng 138,65 ± 7,43 tấn C/ha (tương đương 508,39 ± 27,26 tấn CO2/ha) ở các quần thể rừng có tuổi từ 27-31 năm. Các cấp tuổi thấp hơn có trữ lượng cacbon giảm dần, ví dụ cấp tuổi 11-16 năm có trữ lượng khoảng 58,68 ± 7,72 tấn C/ha.
-
Phân bố trữ lượng CO2 theo không gian: Bản đồ trữ lượng CO2 xây dựng cho thấy sự phân bố không đồng đều, tập trung cao ở các vùng rừng có mật độ cây và tuổi rừng lớn, chiếm khoảng 84% tổng lượng CO2 hấp thụ là từ thân cây, phần còn lại phân bố ở cành, rễ và lá.
-
Độ chính xác mô hình: Sai số trung phương gốc (RMSE) của phương trình hồi quy được kiểm định trên 30 ô tiêu chuẩn độc lập là khoảng 10%, cho thấy mô hình có khả năng dự báo chính xác và phù hợp với điều kiện thực tế tại khu vực nghiên cứu.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân mối tương quan cao giữa tán xạ ngược Radar và trữ lượng cacbon là do bước sóng L-band của ảnh ALOS PALSAR có khả năng xuyên thấu vào tầng vòm lá và thân cây, phản ánh chính xác cấu trúc sinh khối rừng ngập mặn. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng ảnh SAR trong ước lượng sinh khối rừng nhiệt đới và rừng ngập mặn.
So sánh với các nghiên cứu tại các khu RNM khác như Quảng Ninh, Kiên Giang, trữ lượng cacbon tại Cần Giờ tương đương hoặc cao hơn, phản ánh sự phục hồi và phát triển tốt của rừng sau thời gian bị chiến tranh tàn phá. Việc phân bố trữ lượng CO2 không phụ thuộc nhiều vào yếu tố ngập triều mà chủ yếu liên quan đến đặc điểm sinh trưởng cây như đường kính và chiều cao.
Dữ liệu được trình bày qua biểu đồ tương quan giữa trữ lượng cacbon và giá trị tán xạ ngược, cũng như bản đồ phân bố trữ lượng CO2 giúp minh họa rõ ràng sự phân bố và mức độ hấp thụ khí nhà kính của rừng. Kết quả nghiên cứu góp phần khắc phục hạn chế của phương pháp kiểm kê rừng truyền thống dựa trên ảnh quang học, vốn không thể đánh giá chính xác sinh khối và trữ lượng cacbon.
Đề xuất và khuyến nghị
-
Ứng dụng rộng rãi công nghệ viễn thám Radar: Khuyến nghị các cơ quan quản lý rừng và môi trường áp dụng công nghệ Radar băng tần L để kiểm kê sinh khối và trữ lượng cacbon rừng trên diện rộng, nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả quản lý tài nguyên rừng trong vòng 3-5 năm tới.
-
Xây dựng hệ thống giám sát thường xuyên: Thiết lập mạng lưới ô tiêu chuẩn và cập nhật dữ liệu viễn thám định kỳ hàng năm để theo dõi biến động trữ lượng cacbon, phục vụ công tác đánh giá tác động biến đổi khí hậu và các chính sách giảm phát thải khí nhà kính.
-
Phát triển mô hình tính toán sinh khối phù hợp: Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện các phương trình hồi quy và mô hình toán học dựa trên đặc điểm sinh trưởng các loài cây ngập mặn tại Việt Nam, nhằm nâng cao độ tin cậy và khả năng áp dụng cho các vùng rừng khác nhau trong vòng 2 năm tới.
-
Tăng cường đào tạo và hợp tác nghiên cứu: Đào tạo chuyên sâu cho cán bộ kỹ thuật về xử lý và phân tích dữ liệu viễn thám Radar, đồng thời thúc đẩy hợp tác quốc tế để cập nhật công nghệ mới và chia sẻ kinh nghiệm trong lĩnh vực quản lý trữ lượng cacbon rừng.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
-
Cơ quan quản lý tài nguyên rừng và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn, đồng thời giám sát hiệu quả các chương trình giảm phát thải khí nhà kính.
-
Các nhà khoa học và nghiên cứu sinh ngành lâm nghiệp, môi trường: Tham khảo phương pháp ứng dụng viễn thám Radar trong đánh giá sinh khối và trữ lượng cacbon, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu chuyên sâu.
-
Doanh nghiệp và tổ chức tham gia dịch vụ môi trường rừng: Áp dụng số liệu trữ lượng cacbon để định giá dịch vụ hấp thụ CO2, phát triển các dự án thương mại cacbon và bảo tồn đa dạng sinh học.
-
Cơ quan hoạch định chính sách biến đổi khí hậu: Dựa trên dữ liệu chính xác về trữ lượng cacbon rừng để xây dựng các kế hoạch giảm phát thải và thực hiện cam kết quốc tế về khí nhà kính.
Câu hỏi thường gặp
-
Ảnh viễn thám Radar có ưu điểm gì so với ảnh quang học trong nghiên cứu rừng?
Ảnh Radar không phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và có khả năng xuyên mây, cho phép thu thập dữ liệu liên tục trong mọi điều kiện thời tiết, đồng thời cung cấp thông tin về cấu trúc thực vật qua tín hiệu tán xạ ngược, giúp ước lượng sinh khối chính xác hơn. -
Làm thế nào để chuyển đổi sinh khối thành trữ lượng cacbon và CO2?
Sinh khối khô được nhân với hệ số 0,5 để tính lượng cacbon, sau đó nhân với 3,67 (tỷ lệ phân tử CO2/C) để quy đổi thành lượng CO2 hấp thụ, theo hướng dẫn của IPCC. -
Phân cực Radar nào phù hợp nhất để ước lượng sinh khối rừng ngập mặn?
Phân cực HV thường nhạy cảm nhất với sinh khối rừng ngập mặn, tuy nhiên kết hợp phân cực HH và HV cho kết quả chính xác hơn do phản ánh đa dạng cấu trúc thực vật. -
Sai số của mô hình ước lượng trữ lượng cacbon từ ảnh Radar là bao nhiêu?
Sai số trung phương gốc (RMSE) của mô hình hồi quy trong nghiên cứu này khoảng 10%, thể hiện độ chính xác cao và phù hợp với yêu cầu kiểm kê rừng. -
Có thể áp dụng phương pháp này cho các loại rừng khác không?
Phương pháp có thể áp dụng cho các loại rừng nhiệt đới khác, tuy nhiên cần xây dựng lại mô hình hồi quy phù hợp với đặc điểm sinh trưởng và cấu trúc thực vật của từng loại rừng cụ thể.
Kết luận
- Nghiên cứu đã xây dựng thành công phương trình hồi quy giữa giá trị tán xạ ngược ảnh Radar và trữ lượng cacbon trên mặt đất tại RNM Cần Giờ với độ tin cậy cao ($R^2 \approx 0.85$).
- Trữ lượng cacbon trung bình tại khu vực nghiên cứu đạt khoảng 138,65 ± 7,43 tấn C/ha, tương đương 508,39 ± 27,26 tấn CO2/ha ở quần thể rừng trưởng thành.
- Bản đồ trữ lượng CO2 được xây dựng giúp minh họa phân bố không gian và hỗ trợ quản lý tài nguyên rừng hiệu quả.
- Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao năng lực kiểm kê rừng và quản lý khí nhà kính tại Việt Nam, đồng thời mở rộng ứng dụng công nghệ viễn thám Radar trong lĩnh vực lâm nghiệp.
- Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ viễn thám Radar rộng rãi, xây dựng hệ thống giám sát thường xuyên và phát triển mô hình tính toán sinh khối phù hợp cho các vùng rừng khác.
Hành động tiếp theo là triển khai áp dụng phương pháp này trong các dự án kiểm kê rừng quốc gia và đào tạo cán bộ kỹ thuật để nâng cao năng lực quản lý tài nguyên rừng bền vững.