Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đánh giá biến động rừng Rừng nước ta thể hiện những đặc trưng cơ bản của rừng mưa nhiệt đới. Theo thống kê của viện điều tra quy hoạch rừng, rừng tự nhiên nước ta trong thời kỳ 1976 – 1990 giảm 2.7 triệu hecta tức 1. Trong thời gian qua tài nguyên rừng nước ta biến đổi rất phức tạp, khó có thể kiểm soát một cách chặt chẽ[13].
Để có cơ sở tin cậy phục vụ chiến lược bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng một cách hợp lý và bảo vệ môi trường sinh thái. Nhà nước giao cho ngành Lâm nghiệp điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng trong các chu kỳ : chu kỳ I (1991 – 1995), chu kỳ II (1996 – 2000), chu kỳ III (năm 2001 – 2005) và chu kỳ IV (năm 2006 – 2010). Trong đó, điều tra, đánh giá biến động rừng là một nội dung quan trọng của chương trình. Rừng luôn biến đổi theo thời gian dưới tác động của thiên nhiên và con người.
Nếu được tác động tích cực rừng sẽ phát triển, ngược lại nếu gặp tác động tiêu cực rừng sẽ bị suy thoái. Vì vậy sự biến động tài nguyên rừng chính là một đặc trưng hết sức cơ bản xét ở trạng thái động của nó. Trong Lâm nghiệp khi đánh giá tài nguyên rừng người ta thường sử dụng hai nhóm chỉ tiêu đó là: biến động về số lượng và biến động về chất lượng, trong đó: - Biến động về số lượng được phân ra các loại biến động chủ yếu sau như sau: + Biến động về tổng diện tích rừng + Biến động về trạng thái rừng + Biến động về sự chuyển hóa giữa các loại rừng và đất khác + Biến động rừng theo chức năng: sản xuất, phòng hộ và đặc dụng + Biến động rừng theo hình thái quản lý - Biến động về chất lượng: biến động về tổ thành loài, biến động về cấu trúc rừng.khi chất lượng rừng bị suy giảm ta gọi đó là sự suy thoái của rừng. n 12 Như sự thay đổi từ rừng kín sang rừng thưa, từ rừng giàu sang rừng nghèo, từ rừng gỗ sang rừng tre nứa, từ rừng sang đất trống đồi núi trọc.
* Nguyên nhân gây biến động rừng Các nguyên nhân chính gây ra biến động rừng và đất Lâm nghiệp bao gồm: nguyên nhân trực tiếp và nguyên nhân gián tiếp: - Nguyên nhân trực tiếp: + Khoanh nuôi bảo vệ rừng + Trồng rừng mới + Khai thác rừng + Cháy rừng + Sâu bệnh hại rừng + Phá rừng làm nương rãy + Chuyển đổi mục đích sử dụng đất - Nguyên nhân gián tiếp: Mật độ dân số, Tỷ lệ hộ nghèo, Tăng trưởng và phát triển kinh tế xã hội, Nhận thức và sự tham gia của người dân Bản đồ hiện trạng rừng là bản đồ chuyên đề tài nguyên rừng được biên vẽ trên nền bản đồ địa hình cùng tỷ lệ, trên đó thể hiện đầy đủ và chính xác vị trí, diện tích các loại trạng thái rừng phù hợp với kết quả thống kê, kiểm kê tài nguyên rừng theo định kỳ. Bằng việc sử dụng màu sắc và ký hiệu thích hợp hiển thị các trạng thái rừng khác nhau, nó cho thấy rõ toàn bộ sự phân bố tài nguyên rừng trên khu vực. Bản đồ hiện trạng rừng là tài liệu quan trọng và cần thiết cho công tác quản lý, phát triển tài nguyên rừng và cho các ngành kinh tế, kỹ thuật khác đang sử dụng và khai thác tài nguyên rừng. Bản đồ hiện trạng rừng được thành lập ra nhằm mục đích: - Thể hiện kết quả thống kê, kiểm kê tài ngyên rừng lên bản vẽ.
- Xây dựng tài liệu cơ bản phục vụ quản lý, phát triển tài nguyên rừng - Là tài liệu phục vụ xây dựng phương án quy hoạch Lâm nghiệp, kế hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên rừng, lập phương án bảo vệ, quản lý rừng, đất n 13 rừng và kiểm tra thực hiện quy hoạch lâm nghiệp đã được phê duyệt của các địa phương và các ngành kinh tế. Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng cho từng cấp hành chính: xã, huyện, tỉnh, toàn quốc. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằm trong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu cho việc quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ.
GIS ngày càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp. Thông qua GIS như thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới; do vậy GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường. Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, viễn thám và GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trở lên dễ dàng hơn và hiệu quả hơn. Trong giai đoạn thế chiến thứ nhất, đã có ứng dụng ảnh hàng không xây dựng bản đồ rừng ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của Mỹ (1940).
Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đọc đoán ảnh hàng không. (Vũ Tiến Hinh & Phạm Ngọc Giao, 1997)[14] Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ RS và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy ở Ấn Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha, giảm 2,4 triệu ha. Từ kết quả đó Ấn độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng với chu kỳ 2 năm để quản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả. (Dutt, Udayalakshmt, 1994)[15] n 14 Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính sự thay đổi về độ che phủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy rõ được khả năng tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh.
Bản đồ lớp phủ rừng của các vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia.[17] Bodart et al (2009), theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ở châu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990-2000 bằng cách sử dụng ảnh vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có thể trước khi một quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau một cách tự động để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô tương tự và phân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát. [16] Hansen và DeFries (2004), sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng trong thời gian 1982-1990 và cuối cùng kết luận rằng, trái ngược với Liên Hiệp Quốc Tổ chức Nông lương (FAO) báo cáo về một sự gia tăng toàn cầu về độ che phủ rừng. Mỹ Latinh và vùng nhiệt đới châu Á là hai khu vực phá rừng chiếm ưu thế. Paraguay cho thấy tỷ lệ cao nhất liên quan đến mất rừng, trong khi Indonesia đã có sự gia tăng lớn nhất trong việc phá rừng từ những năm 1980 đến năm 1990.
[23] Ở Nhật Bản, đã ứng dụng RS và GIS để xây dựng bản đồ địa hình và bản đồ lớp phủ rừng, đây là cơ sở cho việc theo dõi và đánh giá sự phục hồi sinh thái của Siri Kawala Ierd, K.[28] Su-Fen Wang (2004), khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot 5 theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía bắc Đài Loan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh Spot 4 (71%) do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn. Kết quả phân loại ra 3 trạng thái là rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng cây thuộc họ tùng, rừng cây lá rụng. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam n 15 Việt Nam là nước tiếp cận với RS và GIS muộn hơn các nước trong khu vực và trên thế giới. Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt Nam không có khả năng thực hiện việc điều tra rừng.
Thời kỳ này chỉ có số liệu về tài nguyên rừng được công bố trong công trình "Lâm nghiệp Đông Dương" của P. Maurand và số liệu đó thường được xem là tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng ở Việt Nam từ năm 1945 trở về sau. Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc [3]. Đó là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta.
Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc. Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha. Ở miền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha. Kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng ở Việt Nam từ năm 1976 (Viện Điều tra Quy hoạch Rừng).
Mốc quan trọng để đánh dấu sự phát triển của kỹ thuật viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổ của chương trình vũ trụ quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô - Việt tháng 7 - 1980. Kết quả nghiên cứu các công trình khoa học này được trình bày trong hội nghị khoa học về kỹ thuật vũ trụ năm 1982 nhân tổng kết các thành tựu khoa học của chuyến bay vũ trụ Xô - Việt năm 1980 trong đó một phần quan trọng là kết quả sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào mục đích thành lập một loạt các bản đồ chuyên đề như: địa chất, đất, sử dụng đất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng vv.