Luận văn thạc sĩ sử dụng chỉ số viễn thám để giám sát và phát hiện mất rừng tại tỉnh thừa thiên huế giai đoạn 2017 2019

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sử dụng chỉ số viễn thám để giám sát và phát hiện mất rừng tại tỉnh thừa thiên huế giai đoạn 2017, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Vũ Văn Thái
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hải Hòa
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Và Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Chỉ Số Viễn Thám Trong Giám Sát Mất Rừng Tại Thừa Thiên Huế (2017-2020)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Sử Dụng Chỉ Số Viễn Thám

Nghiên cứu sử dụng chỉ số viễn thám trong giám sát mất rừng tại tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2017-2020 là một chủ đề quan trọng. Việc áp dụng công nghệ viễn thám giúp theo dõi và phát hiện kịp thời tình trạng mất rừng, từ đó đưa ra các biện pháp bảo vệ hiệu quả. Tình hình mất rừng tại Việt Nam đang diễn ra nghiêm trọng, đặc biệt là ở các tỉnh miền Trung như Thừa Thiên Huế, nơi có diện tích rừng lớn nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức trong công tác quản lý và bảo vệ.

1.1. Khái Niệm Về Mất Rừng Và Tác Động

Mất rừng được định nghĩa là sự chuyển đổi từ đất có rừng sang không còn rừng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến đa dạng sinh học mà còn tác động đến khí hậu và sinh kế của người dân địa phương. Theo FAO, nạn phá rừng gây ra khoảng 80% mất rừng toàn cầu.

1.2. Vai Trò Của Viễn Thám Trong Giám Sát Rừng

Công nghệ viễn thám cho phép thu thập dữ liệu từ xa, giúp phát hiện và giám sát tình trạng rừng một cách hiệu quả. Ảnh vệ tinh Sentinel-2 là một trong những công cụ hữu ích trong việc theo dõi diễn biến rừng tại Thừa Thiên Huế.

II. Vấn Đề Mất Rừng Tại Thừa Thiên Huế

Tỉnh Thừa Thiên Huế đang phải đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng liên quan đến mất rừng. Diện tích rừng giảm sút do nhiều nguyên nhân, bao gồm khai thác trái phép, chuyển đổi mục đích sử dụng đất và biến đổi khí hậu. Việc giám sát và phát hiện kịp thời tình trạng mất rừng là rất cần thiết để bảo vệ tài nguyên rừng.

2.1. Nguyên Nhân Chính Gây Mất Rừng

Các nguyên nhân chính gây mất rừng tại Thừa Thiên Huế bao gồm khai thác gỗ trái phép, phát triển nông nghiệp và đô thị hóa. Những hoạt động này không chỉ làm giảm diện tích rừng mà còn ảnh hưởng đến hệ sinh thái địa phương.

2.2. Tác Động Của Mất Rừng Đến Môi Trường

Mất rừng gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm sự suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng khí thải carbon. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn đến cuộc sống của người dân địa phương.

III. Phương Pháp Sử Dụng Chỉ Số Viễn Thám Trong Nghiên Cứu

Nghiên cứu áp dụng các chỉ số viễn thám như NDVI, NBR và IRSI để theo dõi và giám sát tình trạng mất rừng. Các chỉ số này giúp đánh giá độ che phủ rừng và phát hiện kịp thời các khu vực bị mất rừng.

3.1. Các Chỉ Số Viễn Thám Được Sử Dụng

Chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) được sử dụng để đánh giá độ xanh của thực vật. NBR (Normalized Burn Ratio) giúp xác định các khu vực bị cháy, trong khi IRSI (Infrared Ratio for Soil Index) hỗ trợ trong việc phân tích đất.

3.2. Quy Trình Phân Tích Dữ Liệu Viễn Thám

Quy trình phân tích bao gồm thu thập dữ liệu từ ảnh vệ tinh, xử lý và phân tích để xác định ngưỡng giá trị có rừng và không có rừng. Điều này giúp đưa ra các kết luận chính xác về tình trạng mất rừng.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Mất Rừng Tại Thừa Thiên Huế

Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích rừng tại Thừa Thiên Huế đã giảm đáng kể trong giai đoạn 2017-2020. Việc áp dụng các chỉ số viễn thám đã giúp phát hiện kịp thời các khu vực mất rừng, từ đó hỗ trợ các cơ quan chức năng trong công tác quản lý.

4.1. Diện Tích Mất Rừng Được Xác Định

Nghiên cứu đã xác định được diện tích mất rừng lên tới hàng ngàn hecta trong giai đoạn nghiên cứu. Các chỉ số viễn thám đã cho thấy tính chính xác cao trong việc phát hiện các khu vực bị mất rừng.

4.2. Đánh Giá Độ Chính Xác Của Các Chỉ Số

Độ chính xác của các chỉ số viễn thám được đánh giá thông qua việc so sánh với dữ liệu thực địa. Kết quả cho thấy các chỉ số này có khả năng phát hiện mất rừng với độ chính xác cao.

V. Giải Pháp Nâng Cao Hiệu Quả Giám Sát Mất Rừng

Để nâng cao hiệu quả giám sát mất rừng, cần áp dụng các giải pháp công nghệ hiện đại và tăng cường hợp tác giữa các cơ quan chức năng. Việc xây dựng phần mềm phát hiện tự động mất rừng cũng là một trong những giải pháp quan trọng.

5.1. Ứng Dụng Công Nghệ Mới

Công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy có thể được áp dụng để phân tích dữ liệu viễn thám một cách hiệu quả hơn. Điều này giúp phát hiện mất rừng nhanh chóng và chính xác hơn.

5.2. Tăng Cường Hợp Tác Giữa Các Cơ Quan

Hợp tác giữa các cơ quan quản lý, nghiên cứu và cộng đồng địa phương là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả công tác giám sát và bảo vệ rừng. Sự tham gia của cộng đồng sẽ giúp tăng cường nhận thức và trách nhiệm trong việc bảo vệ tài nguyên rừng.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu sử dụng chỉ số viễn thám trong giám sát mất rừng tại Thừa Thiên Huế đã chỉ ra tầm quan trọng của công nghệ trong việc bảo vệ tài nguyên rừng. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng để áp dụng các công nghệ mới và cải thiện hiệu quả giám sát.

6.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng mất rừng mà còn đề xuất các giải pháp thiết thực để bảo vệ tài nguyên rừng tại Thừa Thiên Huế.

6.2. Hướng Đi Tương Lai

Trong tương lai, việc áp dụng công nghệ viễn thám sẽ tiếp tục được mở rộng, nhằm nâng cao khả năng giám sát và bảo vệ rừng. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các công cụ và phương pháp mới để cải thiện hiệu quả giám sát.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương I. Tuy nhiên tại điểm 3 điều này có định nghĩa rừng: "Rừng là một hệ sinh thái bao gồm các loài thực vật rừng, động vật rừng, nấm, vi sinh vật, đất rừng và các yếu tố môi trường khác, trong đó thành phần chính là một hoặc một số loài cây thân gỗ, tre, nứa, cây họ cau có chiều cao được xác định theo hệ thực vật trên núi đất, núi đá, đất ngập nước, đất cát hoặc hệ thực vật đặc trưng khác; diện tích liên vùng từ 0,3 ha trở lên; độ tàn che từ 0,1 trở lên". Như vậy, có thể hiệu ngược lại, mất rừng sẽ là trạng thái ngược lại của rừng tức là không còn tồn tại của thực vật, diện tích liên vùng nhỏ hơn 0,3 ha và độ tàn che dưới 0,1 ha. Trong khuôn khổ của nghiên cứu này sử dụng khái niệm mất rừng là việc chuyển trạng thái đất có rừng (rừng trồng và rừng tự nhiên) từ trạng thái có rừng chuyển sang trạng thái đất trống.

Nguyên nhân mất rừng Mất rừng có thể do nhiều yếu tố gây ra, có thể do con người hoặc nguồn gốc tự nhiên, gây ra nạn phá rừng. Các yếu tố tự nhiên bao gồm cháy rừng tự nhiên hoặc các bệnh do ký sinh trùng gây ra có thể dẫn đến phá rừng. Tuy nhiên, các hoạt động của con người là một trong những nguyên nhân chính gây ra nạn phá rừng toàn cầu. Theo Tổ chức Nông lương (FAO), việc mở rộng nông nghiệp gây ra gần 80% nạn phá rừng trên toàn cầu, với việc xây dựng các cơ sở hạ tầng như đường sá hay đập nước, cùng với các hoạt động khai thác và đô thị hóa, là nguyên nhân còn lại của nạn phá rừng.

Nông nghiệp Có thể nói nông nghiệp là nguyên nhân chính dẫn đến việc mất rừng. Theo FAO, nông nghiệp gây ra khoảng 80% nạn phá rừng; thậm chí 33% nạn phá rừng do nông nghiệp gây ra là hậu quả của nông nghiệp tự cung tự cấp - chẳng hạn như nông nghiệp nông dân địa phương ở các nước đang phát triển [40]. Nông nghiệp thương mại hoặc công nghiệp (trồng trọt và chăn nuôi) gây ra khoảng 40% diện tích rừng bị mất - do tìm kiếm không gian để trồng thực phẩm, sợi hoặc nhiên liệu sinh học (như đậu nành, dầu cọ, thịt bò, gạo, ngô, bông và mía). Cũng đặc biệt thú vị khi lưu ý rằng vật nuôi được cho là nguyên nhân gây ra khoảng 14% nạn phá rừng toàn cầu.

Những lý do chính khiến diện tích đất rộng lớn đòi hỏi phải vừa chăn nuôi vừa trồng thực phẩm. Xây dựng Việc xây dựng cơ sở hạ tầng của con người cũng là nguyên nhân dẫn đến nạn phá rừng. Cụ thể hơn, 10% vụ phá rừng có thể là do các cơ sở hạ tầng mới phục vụ lối sống hiện tại của con người theo 4 cách chính: giao thông vận tải, chuyển đổi và tạo ra năng lượng [40]. Một mặt, các con đường, đường ray, bến cảng hoặc sân bay đã được xây dựng để chuyển tất cả các loại hàng hóa - từ ngũ cốc và trái cây đến gia vị, khoáng chất hoặc nhiên liệu hóa thạch - trực tiếp đến các trung tâm thương mại hoặc đến các địa điểm chuyển đổi.

Vì vậy, ban đầu chỉ có cây ăn quả, nhưng đã sớm có đường xá cho phép vận chuyển trái cây đi các vùng khác. Và trong khi một số hàng hóa đã được và được thu gom thủ công, những loại khác như than, dầu, khí đốt tự nhiên, sinh khối, nhưng cũng như thịt, sữa hoặc rượu mạnh, đòi hỏi phải xây dựng các cơ sở hạ tầng khai thác, vận chuyển. Đô thị hóa Sự chuyển dịch dân cư đang khiến người dân chuyển từ nông thôn ra thành thị cũng góp phần vào nạn phá rừng (5%, theo FAO). Sự tăng trưởng đô 6 thị này - trong đó 68% dân số thế giới dự kiến sẽ sống ở các thành phố vào năm 2050 - đang dẫn đến sự tăng trưởng theo cấp số nhân của các địa điểm tiêu dùng và nhà ở [40].

Và khi các thành phố trở nên lớn hơn để có thể chứa nhiều người hơn, chúng thách thức các ranh giới tự nhiên xung quanh chúng, thường dẫn đến nạn phá rừng. Đây là một trong những nguyên nhân khiến nạn phá rừng diễn ra. Cháy rừng Các đám cháy tự nhiên trong các khu rừng nhiệt đới có xu hướng hiếm nhưng dữ dội. Các đám cháy do con người đốt thường được sử dụng để giải phóng đất đai để sử dụng trong nông nghiệp.

Đầu tiên, gỗ có giá trị được khai thác, sau đó phần thực vật còn lại bị đốt cháy để nhường chỗ cho các loại cây trồng như đậu nành hoặc chăn thả gia súc. Năm 2019, số vụ cháy do con người gây ra đã tăng vọt. Tính đến tháng 8 năm 2019, hơn 80.000 đám cháy đã bùng cháy ở Amazon, tăng gần 80% so với năm 2018 [39]. Tác hại của mất rừng Mất rừng gây ra nhiều hậu quả cho các hệ sinh thái tự nhiên và nó đặt ra những vấn đề nghiêm trọng đối với khả năng phục hồi của không chỉ mỗi quốc gia mà còn của cả hành tinh chúng ta.

Ảnh hưởng của mất rừng đến đa dạng sinh học Hậu quả được biết đến nhiều nhất của việc mất rừng là đe dọa đa dạng sinh học. Trên thực tế, rừng đại diện cho một số trung tâm đa dạng sinh học thực sự nhất. Từ động vật có vú đến chim, côn trùng, động vật lưỡng cư hay thực vật, rừng là nơi cư trú của nhiều loài quý hiếm và mong manh. Lưu ý rằng 80% động vật và thực vật trên cạn sống trong rừng [40].

Với việc phá hủy các khu rừng, các hoạt động của con người đang đặt toàn bộ hệ sinh thái vào tình trạng nguy hiểm, tạo ra sự mất cân bằng tự nhiên và khiến sự sống bị đe dọa. Thế giới tự nhiên rất phức tạp, liên kết với nhau và được tạo thành từ hàng nghìn yếu tố phụ thuộc lẫn nhau và trong số các 7 chức năng khác, cây cối cung cấp bóng râm và nhiệt độ lạnh hơn cho động vật và các cây nhỏ hơn hoặc thảm thực vật có thể không tồn tại được với sức nóng của ánh sáng mặt trời trực tiếp. Bên cạnh đó, cây cối cũng cho động vật ăn trái cây trong khi cung cấp thức ăn và nơi ở cần thiết để chúng tồn tại. Ảnh hưởng của mất rừng đến sinh kế Rừng khỏe mạnh hỗ trợ sinh kế của 1,6 tỷ người trên toàn cầu, một tỷ người trong số họ thuộc nhóm nghèo nhất thế giới.

Điều này có nghĩa là có rất nhiều người phụ thuộc vào rừng để sinh tồn và sử dụng chúng để săn bắt và hái lượm các sản phẩm thô cho quá trình nông nghiệp quy mô nhỏ của họ. Nhưng ở các nước đang phát triển như Indonesia, Việt Nam, Brazil hoặc Mexico, hệ thống quản lý đất đai còn nhiều hạn chế đã vô tình cho phép các doanh nghiệp lớn có được những khu đất này và sử dụng chúng cho các mục đích khác, làm gián đoạn và ảnh hưởng không nhỏ cuộc sống của người dân địa phương. Điều này dẫn đến việc người dân địa phương sau đó phải thực hiện một trong hai lựa chọn. Họ có thể quyết định từ bỏ mảnh đất “của mình” và di cư đến một nơi khác, tránh xung đột và chấp nhận thách thức của một cuộc sống mới khác.

Hoặc họ có thể ở lại và làm việc cho các công ty khai thác trong những đồn điền - thường bị trả lương không công bằng và làm việc trong những điều kiện vô nhân đạo. Ở một số quốc gia như Mexico, chủ sở hữu đồn điền thường bị buộc phải chia sẻ lợi nhuận của họ với các tập đoàn địa phương để giữ cho họ tồn tại và tránh bị đốt cháy hoa màu [40]. Ảnh hưởng của mất rừng đến an toàn lương thực Mất rừng làm lương thực có thể dẫn đến mất an ninh lương thực trong tương lai. Ngày nay, 52% diện tích đất được sử dụng để sản xuất lương thực bị tác động vừa phải hoặc nghiêm trọng bởi xói mòn đất [40].

Về lâu dài, đất thiếu dinh dưỡng, trong lành có thể dẫn đến năng suất thấp và mất an toàn vệ sinh thực phẩm. Ảnh hưởng của mất rừng đến xói lở đất Mất rừng làm suy yếu và thoái hóa đất. Đất rừng thường không chỉ giàu chất hữu cơ hơn mà còn có khả năng chống xói mòn, thời tiết xấu và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hơn. Điều này xảy ra chủ yếu là do rễ cây giúp cố định cây trong đất và cây che nắng giúp đất khô từ từ.

Do đó, việc mất rừng có thể đồng nghĩa với việc đất ngày càng trở nên mỏng manh, khiến khu vực này dễ bị ảnh hưởng bởi các thảm họa thiên nhiên như lở đất và lũ lụt. Ảnh hưởng của mất rừng đến biến đổi khí hậu Mất rừng cũng góp phần rất lớn vào biến đổi khí hậu. Cây cối hấp thụ và lưu trữ CO2 trong suốt cuộc đời của chúng, nếu nói về rừng nhiệt đới, chúng chứa hơn 210 gigatons carbon. Và điều đáng lo ngại là việc phá hủy những cây rừng có hai tác dụng phụ tiêu cực lớn.

Thứ nhất, chặt cây có nghĩa là chúng sẽ thải CO2 trở lại bầu khí quyển mà chúng đang giữ. Thứ hai, ít cây hơn đồng nghĩa với việc giảm khả năng thu nhận và lưu trữ CO2 nói chung của hành tinh. Cả hai tác động này đều góp phần tiêu cực vào hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Trên thực tế, trong khi lương thực và nông nghiệp chiếm 24% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, mất rừng được ước tính là nguyên nhân gây ra 10-15% tổng lượng khí thải CO2 do con người gây ra [39].

Xu hướng khu vực mất rừng Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO) ước tính tỷ lệ mất rừng hàng năm là khoảng 1,3 triệu km vuông mỗi thập kỷ, mặc dù tốc độ này đã chậm lại ở một số nơi vào đầu thế kỷ 21 do các hoạt động quản lý rừng được tăng cường và thiết lập các khu vực bảo tồn thiên nhiên [38]. Trên khắp thế giới, mất rừng xảy ra hầu hết ở các vùng nhiệt đới, nơi có nhiều loại rừng khác nhau: từ rừng mưa ẩm ướt đến rừng nhiệt đới khác rụng lá vào mùa khô và trở thành rừng cây. Bởi vì ranh giới giữa các loại rừng này là tùy ý và không rõ ràng, các ước tính khác nhau về mức độ phá rừng đã xảy ra ở vùng nhiệt đới [38]. 9 Một số nơi trên thế giới đã quản lý để bảo vệ rừng của họ khỏi nạn phá rừng trong khi những nơi khác thì diện tích rừng của họ bị suy giảm.