Tổng quan nghiên cứu

Quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng, với diện tích rừng tự nhiên và rừng trồng khoảng 3.723,53 ha, chiếm độ che phủ 58,74%, là khu vực có giá trị sinh thái và môi trường quan trọng. Bán đảo Sơn Trà không chỉ là nơi cư trú của nhiều loài động thực vật quý hiếm mà còn đóng vai trò thiết yếu trong cung ứng dịch vụ môi trường rừng (DVMTR) như bảo vệ đất, điều tiết nguồn nước và bảo tồn đa dạng sinh học. Tuy nhiên, trong giai đoạn 2015-2019, diện tích rừng tại đây có sự biến động đáng kể với mức giảm lần lượt 35,63 ha (2015-2017) và 38,55 ha (2017-2019), chủ yếu do các hoạt động phát triển kinh tế xã hội và khai thác trái phép.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm ứng dụng công nghệ ảnh viễn thám Sentinel-2 và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường trên địa bàn quận Sơn Trà, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. Nghiên cứu tập trung trong giai đoạn 2015-2019, với phạm vi không gian giới hạn trong quận Sơn Trà, nhằm cung cấp dữ liệu chính xác, kịp thời phục vụ công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

Việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS không chỉ giúp đánh giá chính xác biến động diện tích rừng mà còn hỗ trợ xây dựng bản đồ hiện trạng và biến động rừng với độ chính xác tổng thể trên 80% và chỉ số Kappa lớn hơn 0,8. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế xã hội địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Dịch vụ môi trường rừng (DVMTR): Theo Nghị định 99/2010/NĐ-CP, DVMTR bao gồm các giá trị sử dụng của môi trường rừng như bảo vệ đất, điều tiết nguồn nước, hấp thụ carbon, bảo tồn đa dạng sinh học và cung ứng nguồn gen. Khái niệm PFES (Chi trả dịch vụ môi trường rừng) được định nghĩa là quan hệ tài chính giữa người sử dụng và người cung ứng dịch vụ môi trường rừng, nhằm khuyến khích bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

  • Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Là tập hợp phần cứng, phần mềm, dữ liệu không gian và con người, phục vụ cho việc thu thập, quản lý, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. GIS hỗ trợ phân tích biến động diện tích rừng thông qua các bản đồ hiện trạng và biến động.

  • Công nghệ viễn thám (Remote Sensing): Sử dụng ảnh vệ tinh Sentinel-2 với độ phân giải 10m, cho phép thu nhận dữ liệu đa thời gian, phục vụ phân loại và đánh giá biến động lớp phủ rừng dựa trên đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên.

  • Phân tích nguyên nhân biến động rừng: Áp dụng phương pháp cây vấn đề (Problem Tree) để xác định các nguyên nhân mất rừng, suy thoái rừng và tăng diện tích rừng.

  • Đề xuất giải pháp: Sử dụng phương pháp cây mục tiêu (Objective Tree) kết hợp phân tích SWOT nhằm xây dựng các giải pháp nâng cao hiệu quả chính sách chi trả DVMTR.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu:

    • Số liệu sơ cấp: Thu thập qua bảng hỏi và phỏng vấn 30 hộ dân, 30 chủ rừng và cán bộ quản lý địa phương, Hạt Kiểm lâm, các cơ quan chức năng.
    • Số liệu thứ cấp: Văn bản pháp luật, báo cáo kinh tế xã hội, bản đồ địa hình, bản đồ kiểm kê rừng, dữ liệu từ Chi cục Kiểm lâm và UBND phường Thọ Quang.

  • Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh:

    • Tiền xử lý ảnh Sentinel-2 (2015, 2017, 2019) bằng phần mềm Erdas Imagine 2014, bao gồm nắn chỉnh hình học, lọc nhiễu.
    • Phân tích ảnh sử dụng chỉ số thực vật NDVI, phân tích thành phần chính (PCA).
    • Phân loại ảnh theo phương pháp hướng đối tượng bằng phần mềm eCognition 9, xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh dựa trên khảo sát thực địa.
    • Đánh giá độ chính xác phân loại bằng ma trận sai số, độ chính xác người sản xuất, người sử dụng và chỉ số Kappa.

  • Phân tích biến động diện tích rừng: Chồng xếp bản đồ phân loại các năm để xác định biến động diện tích rừng giai đoạn 2015-2017 và 2017-2019, sử dụng phần mềm QGIS/ArcGIS.

  • Phân tích nguyên nhân biến động: Áp dụng phương pháp cây vấn đề (Problem Tree) dựa trên dữ liệu khảo sát và phỏng vấn.

  • Đề xuất giải pháp: Kết hợp cây mục tiêu (Objective Tree) và phân tích SWOT để xây dựng các giải pháp khả thi, phù hợp với điều kiện thực tế địa phương.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong năm 2020, tập trung phân tích dữ liệu giai đoạn 2015-2019.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường:

    • Diện tích rừng đủ tiêu chí tính độ che phủ năm 2019 là 3.723,53 ha, chiếm 58,74% diện tích quận Sơn Trà.
    • Giai đoạn 2015-2017, diện tích rừng giảm 35,63 ha; giai đoạn 2017-2019 giảm 38,55 ha, chủ yếu nằm ngoài quy hoạch 3 loại rừng.
    • Rừng tự nhiên chiếm 3.582,04 ha, rừng trồng 141,49 ha.

  2. Độ chính xác phân loại ảnh viễn thám:

    • Độ chính xác tổng thể phân loại ảnh Sentinel-2 đạt trên 80%.
    • Chỉ số Kappa trên 0,8, đảm bảo độ tin cậy cao cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng và biến động rừng.

  3. Thực trạng công tác quản lý và chi trả dịch vụ môi trường rừng:

    • Tổng diện tích rừng cung ứng DVMTR là 3.197 ha, trong đó Hạt Kiểm lâm Sơn Trà quản lý 2.517,6 ha (78,7%), UBND phường Thọ Quang quản lý 512,8 ha (16%), các công ty quản lý 166,6 ha (5,3%).
    • Nguồn kinh phí chi trả DVMTR chủ yếu từ các đơn vị kinh doanh du lịch sinh thái (khoảng 95%) và cơ sở sản xuất nước sạch (5%), với tổng kinh phí ủy thác khoảng 5,5 tỷ đồng/năm.
    • Các nhóm hộ nhận khoán bảo vệ rừng thực hiện tốt công tác tuần tra, bảo vệ rừng với 210 đợt tuần tra trong năm 2019.

  4. Nguyên nhân biến động diện tích rừng:

    • Các nguyên nhân chính gồm: phát triển hạ tầng, xây dựng khu du lịch, khai thác gỗ trái phép, xâm lấn rừng, tác động của các loài sinh vật ngoại lai.
    • Các hoạt động kinh tế xã hội gia tăng áp lực lên tài nguyên rừng, làm suy thoái đa dạng sinh học và giảm diện tích rừng.

Thảo luận kết quả

Biến động diện tích rừng tại quận Sơn Trà phản ánh sự tác động phức tạp của các yếu tố tự nhiên và nhân sinh. Mức giảm diện tích rừng khoảng 35-38 ha trong mỗi giai đoạn 2 năm cho thấy sự cần thiết trong việc tăng cường quản lý và bảo vệ rừng. Kết quả phân loại ảnh viễn thám với độ chính xác cao cho phép theo dõi biến động rừng một cách kịp thời và chính xác, hỗ trợ hiệu quả cho công tác quản lý tài nguyên.

So sánh với các nghiên cứu tương tự tại Việt Nam và quốc tế, việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS đã được chứng minh là công cụ hữu hiệu trong giám sát biến động rừng, giúp phát hiện sớm các nguy cơ mất rừng và suy thoái. Tuy nhiên, tại Sơn Trà, các hoạt động phát triển kinh tế như du lịch và xây dựng hạ tầng vẫn là thách thức lớn, đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý và cộng đồng dân cư.

Việc thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đã góp phần nâng cao nhận thức và trách nhiệm của các chủ rừng, nhóm hộ nhận khoán trong công tác bảo vệ rừng. Tuy nhiên, nguồn kinh phí còn hạn chế và cơ chế chi trả chưa hoàn toàn phù hợp với thực tế biến động diện tích rừng, cần được điều chỉnh để tăng tính bền vững.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ biến động diện tích rừng theo năm, bản đồ hiện trạng và biến động rừng giai đoạn 2015-2019, cũng như bảng tổng hợp số liệu chi trả dịch vụ môi trường rừng theo từng chủ thể quản lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường công tác quản lý và bảo vệ rừng:

    • Triển khai các biện pháp tuần tra, kiểm soát chặt chẽ hơn, đặc biệt tại các khu vực có nguy cơ mất rừng cao.
    • Thời gian thực hiện: ngay trong năm 2021.
    • Chủ thể thực hiện: Hạt Kiểm lâm Sơn Trà phối hợp UBND phường Thọ Quang.

  2. Nâng cao hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng:

    • Rà soát, điều chỉnh hệ số chi trả phù hợp với chất lượng và biến động diện tích rừng thực tế.
    • Thời gian thực hiện: trong vòng 1-2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Quỹ Bảo vệ và Phát triển rừng.

  3. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thường xuyên:

    • Thiết lập hệ thống giám sát biến động rừng liên tục, cập nhật dữ liệu hàng năm để kịp thời phát hiện và xử lý các vi phạm.
    • Thời gian thực hiện: xây dựng hệ thống trong năm 2021, vận hành liên tục.
    • Chủ thể thực hiện: Trung tâm GIS thành phố Đà Nẵng, Chi cục Kiểm lâm.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng:

    • Tổ chức các chương trình đào tạo, tuyên truyền về vai trò của rừng và chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng cho người dân và các nhóm hộ nhận khoán.
    • Thời gian thực hiện: liên tục hàng năm.
    • Chủ thể thực hiện: UBND phường Thọ Quang, các tổ chức xã hội.

  5. Phát triển du lịch sinh thái bền vững:

    • Xây dựng quy hoạch phát triển du lịch gắn với bảo vệ rừng, hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường rừng.
    • Thời gian thực hiện: trong 3 năm tới.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Du lịch, UBND quận Sơn Trà.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp và môi trường:

    • Lợi ích: Cập nhật dữ liệu biến động rừng, hỗ trợ xây dựng chính sách quản lý và chi trả dịch vụ môi trường rừng hiệu quả.
    • Use case: Quy hoạch bảo vệ rừng, giám sát tài nguyên rừng.

  2. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực lâm nghiệp, môi trường:

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động rừng.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu, giảng dạy chuyên ngành.

  3. Chủ rừng, nhóm hộ nhận khoán bảo vệ rừng:

    • Lợi ích: Hiểu rõ về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng, nâng cao hiệu quả bảo vệ rừng.
    • Use case: Tham gia bảo vệ rừng, nhận hỗ trợ tài chính từ chính sách.

  4. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực du lịch sinh thái và sản xuất nước sạch:

    • Lợi ích: Nắm bắt trách nhiệm chi trả dịch vụ môi trường rừng, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng.
    • Use case: Thực hiện nghĩa vụ tài chính, phát triển du lịch bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Ảnh viễn thám Sentinel-2 có ưu điểm gì trong nghiên cứu biến động rừng?
    Ảnh Sentinel-2 có độ phân giải không gian 10m, đa phổ, cho phép thu thập dữ liệu đa thời gian với độ chính xác cao, phù hợp để phân loại và theo dõi biến động diện tích rừng một cách chi tiết và kịp thời.

  2. Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại Sơn Trà được thực hiện như thế nào?
    Chính sách được triển khai qua việc chi trả kinh phí từ các đơn vị sử dụng dịch vụ môi trường rừng (như doanh nghiệp du lịch sinh thái) cho các chủ rừng và nhóm hộ nhận khoán bảo vệ rừng, nhằm khuyến khích bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

  3. Nguyên nhân chính dẫn đến biến động diện tích rừng tại Sơn Trà là gì?
    Bao gồm các hoạt động phát triển kinh tế xã hội như xây dựng hạ tầng, khu du lịch, khai thác gỗ trái phép, xâm lấn rừng và sự tác động của các loài sinh vật ngoại lai, làm giảm diện tích và chất lượng rừng.

  4. Phương pháp phân tích biến động diện tích rừng được áp dụng trong nghiên cứu?
    Sử dụng công nghệ viễn thám Sentinel-2 kết hợp GIS để phân loại ảnh, xây dựng bản đồ hiện trạng và biến động rừng qua các năm, đồng thời áp dụng ma trận sai số để đánh giá độ chính xác phân loại.

  5. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng?
    Cần điều chỉnh hệ số chi trả phù hợp, tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng, ứng dụng công nghệ giám sát hiện đại, tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng và phát triển du lịch sinh thái bền vững.

Kết luận

  • Ứng dụng ảnh viễn thám Sentinel-2 và GIS đã thành công trong việc phân tích biến động diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường tại quận Sơn Trà giai đoạn 2015-2019 với độ chính xác trên 80%.
  • Diện tích rừng cung ứng dịch vụ môi trường có xu hướng giảm nhẹ, chủ yếu do các hoạt động phát triển kinh tế và khai thác trái phép.
  • Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng đã góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ rừng nhưng cần được điều chỉnh để phù hợp hơn với thực tế biến động rừng.
  • Đề xuất các giải pháp khả thi bao gồm tăng cường quản lý, điều chỉnh chính sách chi trả, ứng dụng công nghệ giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc quản lý tài nguyên rừng bền vững tại Sơn Trà, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nhà quản lý và nghiên cứu trong tương lai.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời duy trì cập nhật dữ liệu viễn thám và GIS để giám sát biến động rừng liên tục, đảm bảo phát triển bền vững tài nguyên rừng trên địa bàn.