Ứng dụng công nghệ viễn thám và điều tra thực địa ước tính trữ lượng cácbon rừng ngập mặn làm cơ sở đề xuất chi trả các bon tại huyện thái thụy tỉnh thái bình

Nghiên cứu ứng dụng viễn thám, điều tra thực địa ước tính trữ lượng cácbon rừng ngập mặn Thái Thụy, Thái Bình, đề xuất chi trả các bon.

• Tác giả: Phạm Minh Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hải Hòa
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Rừng và Môi trường
• Đề tài: Ứng dụng công nghệ viễn thám và điều tra thực địa ước tính trữ lượng Cácbon rừng ngập mặn làm cơ sở đề xuất chi trả Các bon tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• 1. PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Khái niệm cơ bản
• 1.1.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
• 1.2. Tổng quan về rừng ngập mặn
• 1.2.1. Vai trò của rừng ngập mặn ven biển Việt Nam
• 1.2.2. Phân bố RNM trên thế giới và Việt Nam
• 1.3. Sinh khối và trữ lƣợng các bon
• 1.3.1. Trữ lƣợng các bon
• 1.3.2. Thƣơng mại cácbon từ rừng
• 1.3.3. Chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng (PFES)
• 1.4. Sử dụng GIS và viễn thám để ƣớc tính sinh khối và trữ lƣợng các bon
• 1.4.1. Trên thế giới
• 1.4.2. Tại Việt Nam
• 1.5. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. PHẦN II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu hiện trạng và tình hình quản lý rừng ngập mặn tỉnh Thái Bình
• 2.3.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập mặn tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 2.3.3. Nghiên cứu cơ hội, khó khăn và thách thức đối với chi trả dịch vụ cácbon rừng tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 2.3.4. Đề xuất một số giải pháp thực hiện tri trả Các bon rừng ngập mặn cho huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Hiện trạng và tình hình quản lý rừng ngập mặn tỉnh Thái Bình
• 2.4.2. Bản đồ hiện trạng, sinh khối và trữ lƣợng cácbon rừng ngập mặn tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 2.4.3. Xác định cơ hội, khó khăn và thách thức đối với chi trả dịch vụ Các bon rừng tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 2.4.4. Đề xuất giải pháp thực hiện chi trả cácbon rừng ngập mặn cho huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 3. PHẦN III: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên
• 3.2. Đặc điểm về kinh tế – văn hóa – xã hội
• 3.2.1. Dân số và mật độ dân số
• 4. PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Hiện trạng và hoạt động quản lý rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu
• 4.1.1. Hiện trạng rừng ngập mặn
• 4.1.2. Hoạt động quản lý rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu
• 4.2. Xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng ngập mặn
• 4.2.1. Hiện trạng rừng ngập mặn và trữ lƣợng các bon tại OTC
• 4.2.2. Bản đồ sinh khối và trữ lƣợng lƣợng cácbon rừng ngập mặn
• 4.3. Cơ hội, khó khăn và thách thức đối với chi trả dịch vụ Các bon rừng tại huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình
• 4.4. Giải pháp thực hiện tri trả cácbon rừng ngập mặn
• 4.4.1. Cơ sở đề xuất giải pháp quản lý rừng ngập mặn hƣớng tới tham gia chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng
• 4.4.2. Giải pháp quản lý về cơ chế chính sách
• 4.4.3. Giải pháp đối với chính quyền địa phƣơng
• 4.4.4. Một số giải pháp hỗ trợ chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng
• 5. PHẦN V: KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giải mã tiềm năng tín chỉ các bon từ rừng ngập mặn Thái Thụy

Rừng ngập mặn huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình, không chỉ là lá chắn xanh bảo vệ vùng ven biển mà còn là một bể chứa các bon khổng lồ, đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính toàn cầu. Nằm trong vùng lõi của Khu dự trữ sinh quyển châu thổ sông Hồng, hệ sinh thái này sở hữu tiềm năng to lớn trong việc tạo ra tín chỉ các bon rừng. Việc ước tính chính xác trữ lượng cácbon là bước đi đầu tiên, mang tính nền tảng để định lượng giá trị môi trường mà khu rừng này mang lại. Thông qua việc lượng hóa khả năng hấp thụ carbon, địa phương có thể xây dựng cơ sở khoa học vững chắc để tham gia vào thị trường các bon tự nguyện và triển khai các cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES). Nghiên cứu của Phạm Minh Tuấn (2018) đã tiên phong áp dụng các phương pháp hiện đại để đánh giá tiềm năng này, mở ra một hướng đi mới cho công tác bảo tồn rừng ngập mặn gắn liền với phát triển kinh tế. Việc hiểu rõ và định giá được giá trị các bon không chỉ thúc đẩy hoạt động quản lý rừng bền vững mà còn tạo ra nguồn tài chính ổn định, góp phần cải thiện sinh kế cho cộng đồng địa phương, đồng thời thực hiện cam kết quốc gia về chống biến đổi khí hậu.

1.1. Hệ sinh thái ven biển Thái Thụy và vai trò bể chứa các bon

Hệ sinh thái rừng ngập mặn tại Thái Thụy là một phần quan trọng của dải ven biển Bắc Bộ, với các loài cây đặc trưng như Trang (Kandelia obovata) và Bần chua (Sonneratia caseolaris). Những cánh rừng này hoạt động như một bể chứa các bon tự nhiên vô cùng hiệu quả. Chúng hấp thụ khí CO2 từ khí quyển thông qua quá trình quang hợp và lưu trữ nó dưới dạng sinh khối rừng ngập mặn (thân, cành, lá, rễ) và trong trầm tích. So với các hệ sinh thái rừng trên cạn, rừng ngập mặn có khả năng lưu giữ các bon cao hơn gấp nhiều lần, biến chúng thành một trong những giải pháp dựa vào thiên nhiên hiệu quả nhất để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Việc bảo vệ và phát triển những khu rừng này chính là bảo vệ một kho dự trữ các bon tự nhiên quý giá.

1.2. Hấp thụ carbon và cam kết giảm phát thải khí nhà kính

Quá trình hấp thụ carbon của rừng ngập mặn đóng góp trực tiếp vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính của Việt Nam theo Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC). Khi rừng bị suy thoái hoặc mất đi, lượng các bon khổng lồ được lưu trữ sẽ bị giải phóng trở lại khí quyển, làm trầm trọng thêm hiệu ứng nhà kính. Do đó, việc giám sát tài nguyên rừng và định lượng khả năng hấp thụ CO2 của chúng là yêu cầu cấp thiết. Các dữ liệu khoa học về trữ lượng các bon không chỉ phục vụ công tác báo cáo quốc gia mà còn là bằng chứng thuyết phục để kêu gọi đầu tư vào các dự án bảo tồn và phát triển rừng.

1.3. Cơ hội từ thị trường các bon tự nguyện và tín chỉ các bon rừng

Việc ước tính được trữ lượng các bon mở ra cơ hội cho Thái Thụy tham gia vào thị trường các bon tự nguyện. Tại thị trường này, các tổ chức và doanh nghiệp có nhu cầu bù đắp lượng phát thải của mình sẽ mua các tín chỉ các bon rừng. Mỗi tín chỉ đại diện cho một tấn CO2 được hấp thụ hoặc tránh phát thải. Nguồn tài chính thu được từ việc bán tín chỉ có thể được tái đầu tư vào công tác quản lý, bảo vệ và trồng mới rừng ngập mặn. Đây là một cơ chế tài chính bền vững, biến giá trị môi trường vô hình của rừng thành một nguồn lực kinh tế hữu hình, thúc đẩy công tác bảo tồn rừng ngập mặn tại địa phương.

II. Khó khăn trong quản lý rừng bền vững và định giá carbon

Mặc dù tiềm năng là rất lớn, công tác quản lý rừng bền vững và định giá carbon tại huyện Thái Thụy vẫn đối mặt với không ít thách thức. Các phương pháp truyền thống trong giám sát tài nguyên rừng thường tốn kém, mất nhiều thời gian và không cung cấp được số liệu cập nhật, bao quát trên quy mô lớn. Điều này gây khó khăn cho việc xây dựng một bức tranh tổng thể và chính xác về sự thay đổi của sinh khối rừng ngập mặn theo thời gian. Thêm vào đó, nhận thức của một bộ phận cộng đồng về vai trò của rừng trong việc lưu trữ các bon còn hạn chế. Các hoạt động kinh tế như nuôi trồng thủy sản thiếu quy hoạch có thể xâm lấn, làm suy giảm diện tích và chất lượng rừng. Theo phân tích SWOT trong nghiên cứu, thách thức lớn bao gồm tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và ô nhiễm môi trường. Việc thiếu một cơ sở khoa học vững chắc về trữ lượng các bon là rào cản lớn nhất, ngăn cản địa phương xây dựng các đề án chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) một cách hiệu quả và minh bạch. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ cao để giải quyết bài toán này là vô cùng cấp thiết.

2.1. Hạn chế của phương pháp giám sát tài nguyên rừng truyền thống

Các phương pháp điều tra thực địa truyền thống, dù cung cấp số liệu chi tiết tại các ô mẫu, lại gặp hạn chế về tính đại diện khi mở rộng ra toàn bộ khu vực. Việc đo đếm thủ công đòi hỏi nguồn nhân lực lớn, chi phí cao và khó thực hiện thường xuyên, đặc biệt tại các khu vực địa hình phức tạp, khó tiếp cận của hệ sinh thái ven biển Thái Thụy. Do đó, việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng theo thời gian thực để phát hiện sớm các thay đổi như mất rừng hay suy thoái trở nên khó khăn. Điều này làm giảm hiệu quả của công tác quản lý và hoạch định chính sách bảo tồn rừng ngập mặn.

2.2. Thách thức trong công tác bảo tồn rừng ngập mặn tại địa phương

Công tác bảo tồn rừng ngập mặn tại Thái Thụy đối mặt với sức ép từ phát triển kinh tế - xã hội. Việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất, đặc biệt là phá rừng để làm đầm nuôi trồng thủy sản, vẫn là một mối đe dọa. Bên cạnh đó, ô nhiễm từ rác thải sinh hoạt và hoạt động công nghiệp cũng ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của hệ sinh thái. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc thiếu phân công trách nhiệm rõ ràng và sự tham gia hạn chế của cộng đồng vào quá trình ra quyết định cũng là những điểm yếu trong mô hình quản lý hiện tại, cần được cải thiện để hướng tới quản lý rừng bền vững.

2.3. Sự cấp thiết của cơ sở khoa học cho chi trả dịch vụ môi trường rừng

Cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) là một công cụ chính sách tiến bộ, tuy nhiên để triển khai hiệu quả, nó đòi hỏi phải có một cơ sở khoa học minh bạch. Việc chi trả phải dựa trên kết quả, tức là lượng các bon thực tế mà khu rừng cung cấp. Nếu không có dữ liệu tin cậy về trữ lượng và tốc độ hấp thụ carbon, việc xác định mức chi trả sẽ mang tính chủ quan, thiếu công bằng và khó thu hút sự tham gia của các bên. Do đó, nghiên cứu ước tính trữ lượng các bon chính là chìa khóa để xây dựng một hệ thống PFES khả thi, công bằng và hiệu quả cho rừng ngập mặn.

III. Hướng dẫn dùng GIS và viễn thám ước tính trữ lượng cácbon

Để khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống, công nghệ GIS và viễn thám đã được ứng dụng như một giải pháp đột phá trong giám sát tài nguyên rừng. Phương pháp này cho phép thu thập dữ liệu trên một khu vực rộng lớn một cách nhanh chóng, đồng bộ và định kỳ. Nghiên cứu tại Thái Thụy đã sử dụng ảnh vệ tinh Sentinel-2A với độ phân giải cao để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn năm 2017. Dữ liệu ảnh sau khi được xử lý và hiệu chỉnh hình học sẽ trải qua quá trình phân loại không kiểm định (Iso Cluster Unsupervised Classification) để xác định ranh giới các kiểu thảm phủ khác nhau, bao gồm rừng ngập mặn, mặt nước, và đất trống. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò là công cụ trung tâm để tích hợp, quản lý và phân tích các lớp dữ liệu không gian này. Đặc biệt, nghiên cứu đã sử dụng phương pháp nội suy không gian IDW (Inverse Distance Weighted) trong GIS để xây dựng bản đồ phân bố sinh khối rừng ngập mặn và trữ lượng các bon toàn khu vực từ các điểm dữ liệu thu thập tại thực địa. Sự kết hợp này mang lại độ chính xác cao, tiết kiệm chi phí và cung cấp một bộ công cụ mạnh mẽ cho việc định giá carbon và quản lý tài nguyên.

3.1. Quy trình xử lý ảnh vệ tinh Sentinel để phân loại hiện trạng rừng

Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Sentinel-2A chụp ngày 21/04/2017. Quy trình xử lý ảnh bao gồm nhiều bước. Đầu tiên là tổ hợp các kênh phổ (Composite Bands) để tạo ảnh màu, giúp giải đoán đối tượng dễ dàng hơn. Tiếp theo, ảnh được tăng cường chất lượng và hiệu chỉnh hình học để đảm bảo tọa độ chính xác. Sau đó, ảnh được cắt theo ranh giới hành chính của huyện Thái Thụy để tập trung vào khu vực nghiên cứu. Cuối cùng, phương pháp phân loại không kiểm định Isodata được áp dụng để nhóm các pixel có đặc tính quang phổ tương đồng thành các lớp khác nhau. Kết quả là một bản đồ hiện trạng sơ bộ, làm cơ sở cho các bước phân tích và đánh giá độ chính xác tiếp theo.

3.2. Vai trò của hệ thống thông tin địa lý GIS trong phân tích không gian

GIS và viễn thám là hai công nghệ song hành. Nếu viễn thám cung cấp dữ liệu đầu vào thì GIS là nền tảng để lưu trữ, truy vấn, phân tích và trình bày các thông tin đó dưới dạng bản đồ. Trong nghiên cứu này, GIS được dùng để quản lý tọa độ các ô điều tra, chồng xếp bản đồ hiện trạng rừng với các lớp bản đồ khác và quan trọng nhất là thực hiện các phân tích không gian. Công cụ nội suy trong GIS cho phép ngoại suy giá trị từ các điểm đo đạc rời rạc ra toàn bộ khu vực, tạo ra các bản đồ phân bố liên tục về sinh khối và trữ lượng các bon, cung cấp cái nhìn trực quan cho nhà quản lý.

3.3. Ứng dụng phương pháp nội suy IDW để lập bản đồ sinh khối

Phương pháp nội suy Trọng số Nghịch đảo Khoảng cách (IDW) là một kỹ thuật phân tích không gian trong GIS. Nguyên tắc của nó là giá trị tại một điểm chưa biết sẽ được tính toán dựa trên trung bình trọng số của các điểm đã biết xung quanh. Các điểm càng gần thì trọng số ảnh hưởng càng lớn. Sau khi tính toán sinh khối rừng ngập mặn tại 25 ô tiêu chuẩn, các giá trị này cùng với tọa độ của chúng được nhập vào GIS. Công cụ IDW sau đó sẽ tạo ra một bề mặt raster liên tục, thể hiện sự phân bố sinh khối trên toàn bộ diện tích rừng ngập mặn của huyện, từ đó dễ dàng xây dựng bản đồ trữ lượng các bon.

IV. Phương pháp điều tra thực địa và xây dựng mô hình sinh khối

Để đảm bảo tính chính xác cho các mô hình xây dựng từ dữ liệu viễn thám, phương pháp điều tra thực địa đóng vai trò không thể thiếu. Đây là bước cung cấp "dữ liệu thật" (ground truth) để hiệu chỉnh và kiểm chứng kết quả từ phân tích ảnh vệ tinh. Nghiên cứu đã thiết lập 25 ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích 500m2 (20m x 25m) mỗi ô, phân bố đại diện cho các điều kiện rừng khác nhau tại 5 xã ven biển của huyện Thái Thụy. Trong mỗi OTC, các chỉ tiêu về cấu trúc rừng như đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao, mật độ và thành phần loài được đo đếm chi tiết. Dữ liệu này sau đó được sử dụng để tính toán sinh khối rừng ngập mặn thông qua việc áp dụng các phương trình allometric đã được kiểm chứng. Cụ thể, nghiên cứu sử dụng phương trình của Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự (2016) cho hai loài chính là Trang và Bần chua. Cuối cùng, trữ lượng các bon được ước tính bằng cách nhân tổng sinh khối khô với hệ số chuyển đổi các bon (thường là 0.47 - 0.5). Sự kết hợp chặt chẽ giữa đo đạc thực địa và mô hình toán học đã tạo ra một bộ dữ liệu gốc tin cậy, làm nền tảng cho việc nội suy không gian và định giá carbon.

4.1. Thiết lập ô tiêu chuẩn OTC và thu thập số liệu cấu trúc rừng

Việc lựa chọn vị trí và thiết lập 25 ô tiêu chuẩn (OTC) được thực hiện dựa trên bản đồ hiện trạng rừng và khảo sát thực địa để đảm bảo tính đại diện. Vị trí mỗi ô được xác định chính xác bằng máy định vị GPS. Tại mỗi OTC, tất cả các cây có đường kính tại vị trí 1.3m (D1.3) được đo đếm, đồng thời ghi nhận loài cây, chiều cao vút ngọn và đường kính tán. Các số liệu này phản ánh cấu trúc và tình trạng sinh trưởng của khu rừng, là những biến số đầu vào quan trọng cho các mô hình tính toán sinh khối rừng ngập mặn.

4.2. Áp dụng phương trình allometric để tính sinh khối rừng ngập mặn

Phương trình allometric là các mô hình toán học biểu thị mối quan hệ giữa các kích thước dễ đo đạc của cây (như đường kính, chiều cao) với sinh khối của chúng. Thay vì chặt hạ cây để cân đo, phương pháp này cho phép ước tính sinh khối một cách gián tiếp và không phá hủy. Nghiên cứu đã áp dụng các phương trình được xây dựng riêng cho loài Trang (B = 0,04975 * D^1,94748) và Bần chua (B = 0,000318 * D^4,19917) để tính toán sinh khối trên mặt đất cho từng cây trong OTC, sau đó quy đổi ra đơn vị tấn/ha.

4.3. Từ sinh khối đến ước tính tổng trữ lượng các bon trên mặt đất

Sinh khối là tổng khối lượng vật chất hữu cơ khô, trong đó các bon là một thành phần chính. Trữ lượng các bon trong một cây hoặc một khu rừng được tính bằng cách nhân tổng sinh khối khô của nó với một hệ số chuyển đổi. Hệ số này biểu thị tỷ lệ phần trăm khối lượng các bon trong sinh khối khô. Theo các nghiên cứu quốc tế, hệ số này thường dao động quanh mức 0.5. Sau khi tính được tổng sinh khối rừng ngập mặn trên một hecta từ dữ liệu OTC, việc nhân với hệ số này sẽ cho ra kết quả cuối cùng là trữ lượng các bon (tấn C/ha), đây chính là chỉ số cốt lõi để định giá carbon và tạo ra tín chỉ các bon rừng.

V. Kết quả ước tính trữ lượng cácbon rừng ngập mặn Thái Thụy

Nghiên cứu đã mang lại những kết quả định lượng cụ thể và có giá trị cao, lần đầu tiên cung cấp một bức tranh toàn diện về trữ lượng các bon của hệ sinh thái ven biển Thái Thụy. Từ việc xử lý ảnh vệ tinh Sentinel-2A, bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn năm 2017 đã được thành lập với độ chính xác tổng thể lên tới 83,3%, một con số đáng tin cậy cho các ứng dụng quản lý. Dựa trên dữ liệu từ 25 OTC, nghiên cứu đã tính toán được sinh khối rừng ngập mặn và trữ lượng các bon tại từng điểm điều tra. Kết quả cho thấy sự biến động đáng kể về trữ lượng các bon giữa các khu vực khác nhau, phụ thuộc vào tuổi rừng, mật độ và thành phần loài. Ví dụ, các OTC có loài Bần chua với đường kính lớn thường có trữ lượng các bon cao hơn. Bằng cách sử dụng phương pháp nội suy IDW, các bản đồ phân bố sinh khối và trữ lượng các bon toàn huyện đã được xây dựng. Các bản đồ này không chỉ là một sản phẩm khoa học mà còn là công cụ trực quan, hỗ trợ đắc lực cho các nhà hoạch định chính sách trong việc xác định các vùng có giá trị các bon cao cần ưu tiên bảo vệ và triển khai thí điểm các dự án chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES).

5.1. Bản đồ hiện trạng phân bố rừng ngập mặn huyện Thái Thụy 2017

Kết quả phân loại ảnh vệ tinh đã xây dựng thành công bản đồ hiện trạng rừng ngập mặn huyện Thái Thụy năm 2017, phân chia thành 4 lớp chính: rừng ngập mặn, mặt nước, đất trống và đối tượng khác. Độ chính xác của lớp rừng ngập mặn đạt 96,1%, cho thấy khả năng ứng dụng cao của ảnh Sentinel-2A trong việc nhận diện và khoanh vẽ ranh giới rừng. Bản đồ này là dữ liệu không gian nền tảng, xác định phạm vi để thực hiện các bước tính toán và nội suy trữ lượng các bon, đồng thời phục vụ hiệu quả cho công tác giám sát tài nguyên rừng.

5.2. Kết quả tính toán sinh khối và trữ lượng các bon từ 25 OTC

Dữ liệu từ 25 OTC cho thấy cấu trúc rừng không đồng nhất. Mật độ cây dao động từ 540 cây/ha đến 1380 cây/ha, đường kính trung bình từ 6,95 cm đến 17,16 cm. Sự khác biệt này dẫn đến sự chênh lệch lớn về sinh khối rừng ngập mặn và trữ lượng các bon giữa các ô. Các kết quả tính toán chi tiết tại từng OTC (được trình bày trong Bảng 4.10 của tài liệu gốc) là cơ sở dữ liệu gốc, có độ tin cậy cao, đóng vai trò là các điểm neo để thực hiện nội suy không gian và xây dựng bản đồ phân bố trữ lượng các bon cho toàn khu vực nghiên cứu.

5.3. Xây dựng bản đồ phân bố trữ lượng các bon và đánh giá độ chính xác

Sản phẩm cuối cùng và quan trọng nhất của nghiên cứu là bộ bản đồ thể hiện sự phân bố không gian của sinh khối rừng ngập mặn và trữ lượng các bon. Các bản đồ này được tạo ra bằng công cụ nội suy IDW trong phần mềm ArcGIS, cho thấy rõ các vùng "nóng" về lưu trữ các bon. Đây là tài liệu quý giá cho công tác quy hoạch bảo tồn rừng ngập mặn, giúp nhà quản lý xác định các khu vực ưu tiên và đưa ra các quyết định dựa trên bằng chứng khoa học, hướng tới việc định giá carbon một cách công bằng và minh bạch.

VI. Đề xuất giải pháp chi trả các bon tại hệ sinh thái ven biển

Trên cơ sở các kết quả khoa học đã đạt được, nghiên cứu đã đề xuất một số giải pháp chiến lược nhằm hiện thực hóa cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) cho các bon tại hệ sinh thái ven biển Thái Thụy. Trọng tâm của các giải pháp này là xây dựng một lộ trình rõ ràng để tham gia vào thị trường các bon tự nguyện. Phân tích SWOT được thực hiện để nhận diện các điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức. Điểm mạnh lớn nhất là kinh nghiệm và động lực bảo vệ rừng của cộng đồng. Tuy nhiên, điểm yếu là thiếu kiến thức khoa học, ngân sách hạn hẹp và cơ chế quản lý chưa rõ ràng. Cơ hội đến từ sự hỗ trợ của chính phủ, các tổ chức quốc tế và nhận thức ngày càng tăng về giá trị của rừng. Để tận dụng cơ hội và khắc phục điểm yếu, cần có các giải pháp đồng bộ. Về chính sách, cần xây dựng khung pháp lý cụ thể cho việc chi trả các bon rừng ngập mặn. Về kỹ thuật, cần tiếp tục ứng dụng GIS và viễn thám để giám sát tài nguyên rừng một cách thường xuyên. Về xã hội, cần tăng cường sự tham gia của cộng đồng vào quá trình quản lý và đảm bảo họ được hưởng lợi công bằng từ các khoản chi trả. Việc triển khai thành công mô hình này tại Thái Thụy sẽ là một tiền lệ quan trọng, có thể nhân rộng ra các vùng ven biển khác của Việt Nam.

6.1. Phân tích SWOT Cơ hội và thách thức cho chi trả dịch vụ các bon

Mô hình SWOT chỉ ra rằng, cơ hội lớn nhất cho việc triển khai chi trả các bon là sự ủng hộ từ các chính sách quốc gia và sự quan tâm của các dự án quốc tế. Nhận thức của người dân về vai trò của rừng ngày càng cao là một điểm mạnh. Tuy nhiên, thách thức từ biến đổi khí hậu, nước biển dâng, và các hoạt động kinh tế thiếu bền vững vẫn còn hiện hữu. Điểm yếu cố hữu là thiếu ngân sách và cơ chế phối hợp giữa các bên liên quan. Việc phân tích này giúp địa phương xây dựng chiến lược phù hợp, phát huy thế mạnh, nắm bắt cơ hội và giảm thiểu rủi ro.

6.2. Các giải pháp về cơ chế chính sách và quản lý rừng bền vững

Để thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng, cần có một hành lang pháp lý rõ ràng. Đề xuất bao gồm việc xây dựng các quy định cụ thể về phương pháp xác định trữ lượng các bon, cơ chế giám sát, báo cáo và thẩm định (MRV), cũng như cách thức phân chia lợi ích cho cộng đồng. Song song đó, cần tăng cường hiệu quả mô hình quản lý rừng hiện tại, phân công trách nhiệm rõ ràng hơn cho UBND xã và các tổ tự quản, đồng thời thúc đẩy các hoạt động tuần tra, bảo vệ rừng dựa vào cộng đồng để đảm bảo quản lý rừng bền vững.

6.3. Hướng tới xây dựng cơ chế chi trả các bon PFES hiệu quả

Mục tiêu cuối cùng là xây dựng một cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES) hiệu quả và bền vững. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa chính quyền địa phương, các nhà khoa học, doanh nghiệp và cộng đồng. Cần thành lập một quỹ phát triển rừng cấp địa phương để quản lý các nguồn thu từ dịch vụ môi trường, đảm bảo các khoản tiền được sử dụng một cách minh bạch và đúng mục đích cho việc bảo vệ và phát triển rừng. Việc thí điểm thành công mô hình này không chỉ giúp bảo tồn rừng ngập mặn mà còn tạo ra một nguồn tài chính mới, góp phần phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu ngày càng trở nên nghiêm trọng và thách thức đối với tất cả các quốc gia trên trái đất. Nồng độ khí nhà kính cao (chủ yếu là CO 2) trong bầu khí quyển đã đƣợc chứng minh là nguyên nhân chính dẫn đến biến đổi khí hậu (UNFCCC, 2007). Với mục đích giảm thiểu biến đổi khí hậu, công ƣớc khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) năm 1992 và Nghị định thƣ Kyoto năm 1997 đã đƣợc phê chuẩn. Các cơ sở pháp lý này rất quan trọng để chứng minh cam kết của cộng đồng quốc tế trong việc giảm phát thải và ngăn ngừa biến đổi khí hậu.

Thƣơng mại phát thải Các bon đƣợc coi là một công cụ quan trọng trong quá trình giảm phát thải và bảo vệ chống lại sự thay đổi khí hậu. Giao dịch của cơ chế phát triển sạch (CDM), đặc biệt là sáng kiến giảm thiểu phát thải do mất rừng và suy thoái rừng (REDD và REDD+) đang đóng vai trò quan trọng trong việc buôn bán các-bon trong lâm nghiệp. Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu mới về sinh khối và trữ lƣợng các bon của các khu rừng trên toàn cầu, cả hai đều cần thiết trong quá trình phát thải và giảm thiểu biến đổi khí hậu. Có 3 cách tiếp cận chính để nghiên cứu về sinh khối và trữ lƣợng Các bon của rừng.

Bao gồm việc khảo sát thực nghiệm, xây dựng các mô hình toán học cho sinh khối và ƣớc lƣợng trữ lƣợng các bon đƣợc sử dụng rộng rãi. Tại Việt Nam việc xác định trữ lƣợng sinh khối và tích lũy Các bon rừng cho tới nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, tuy nhiên đa số các công trình vẫn tiến hành theo phƣơng pháp truyền thống Công nghệ viễn thám đƣợc sử dụng trong nƣớc cho tới nay phần nào mới chỉ đáp ứng đƣợc công tác thành lập bản đồ phân bố rừng, kiểm kê rừng… thông qua các dữ liệu ảnh viễn thám quang học nhƣ Landsat, SPOT Việc xác định sinh khối của HST rừng bằng phƣơng pháp viễn thám, đặc biệt là viễn thám siêu cao tần chủ động (viễn thám radar) đã có một số nghiên cứu và đem lại những kết quả nhất định, tuy nhiên đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn nhƣng ứng dụng này còn rất hạn chế. Do đó, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ viễn thám và điều tra thực địa ước tính trữ lượng các bon rừng ngập mặn làm cơ sở đề xuất chi trả các bon tại huyện Thái Thụy tỉnh Thái Bình” là thực sự cần thiết. Kết quả 1 nghiên cứu của đề tài góp phần vào việc đánh giá thực trang công tác quản lý rừng ngập mặn tại địa phƣơng, góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận , xây dựng bản đồ hiện trạng rừng, xây dựng đƣợc mối liên hệ sinh khối, lƣợng Các bon tích lũy với một số nhân tố điều tra từ đó đánh giá đƣợc khả năng lƣu trữ Các bon trên mặt đất của rừng ngập mặn, đề xuất giải pháp nâng cao ứng dụng dịch vụ chi trả môi trƣờng rừng, đóng góp vào công tác chống biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu.

2 PHẦN I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm cơ bản 1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống thông tin địa lý ( Geographic Information System - GIS) là một hệ thống dựa trên cơ sở máy tính nhằm hỗ trợ và thúc đẩy quá trình nhập và lƣu trữ giữ liệu, phân tích dữ liệu và hiển thị các dữ liệu, đặc biệt trong các trƣờng hợp chúng ta phải thao tác với các dữ liệu địa lý (Roft A. Viễn thám (RS) Viễn thám (Remote sensing – RS) đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng thông qua việc phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện.

Những phƣơng tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc với hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu. Viễn thám dùng để thu nhận thông tin khách quan về bề mặt trái đất và các hiện tƣợng trong khí quyển nhờ các bộ phận cảm biến (Sensors) đƣợc lắp đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo. Công nghệ viễn thám cho phép ghi lại đƣợc các biến đổi tài nguyên và môi trƣờng, đã giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng hiệu quả hơn. Viễn thám cung cấp nhanh tƣ liệu ảnh có độ phân giải cao, làm dữ liệu cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ và cơ sở dữ liệu địa lí quốc gia.

Tách thông tin trong viễn thám có thể phân thành 5 loại: - Phân loại: Là quá trình tách, gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian cho bởi ảnh của đối tƣợng cần nghiên cứu. - Phát hiện biến động: Là sự phát hiện và tách các sự biến động dựa trên dữ liệu ảnh đa thời gian. 3 - Tách các đại lƣợng vật lý: Chiết tách các thông tin tự nhiên nhƣ đo nhiệt độ, trạng thái khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trƣng phổ hoặc thị sai của ảnh lập thể. - Tách các chỉ số: Tính toán xác định các chỉ số mới ( Chỉ số thực vật NDVI, chỉ số xây dựng SAVI, …) - Xác định các đặc điểm: Xác định thiên tai, các dấu hiệu phục vụ tìm kiếm khảo cổ…  Ảnh vệ tinh Sentinel Vệ tinh này có khối lƣợng 2300 kg đƣợc phóng 03/04/2014.

Vệ tinh Sentinel -1A cung cấp các ảnh Radar với các độ phân giải, độ phủ khác nhau, độ phân giải cao nhất là 5x 5m ở chế độ strip map, Phục vụ điều tra, giám sát các đối tƣợng trên bề mặt Trái đất. Với các ƣu thế về khả năng chụp ảnh không phụ thuộc thời tiết, bất kể ngày đêm ảnh vệ tinh Sentinel-1A đã đƣợc sử dụng để lập bản đồ ngập lụt. Đặc trƣng bởi độ phân giải cao, có thể giám sát bề mặt Trái đất cả ngày & đêm, thậm chí qua cả mƣa, mây bao phủ, do đó hình ảnh thu đƣợc liên tục ngay cả trong mùa mƣa. Với 13 kênh phổ, từ dải ánh sáng nhìn thấy & cận hồng ngoại đến dải hồng ngoại sóng ngắn với các độ phân giải không gian khác nhau, đầu thu đa phổ của Sentinel-2A mang lại khả năng giám sát mặt đất ở cấp độ chƣa từng có.

Sentinel-2 là vệ tinh quan sát Trái đất quang học đầu tiên có ba băng phổ nằm trong dải “rìa đỏ” (red edge), cung cấp thông tin quan trọng về trạng thái của thực vật. Sentinel-2A đƣợc phóng lên quĩ đạo ngày 23/6/2015. Khi vệ tinh thứ hai (Sentinel-2B) đƣa vào sử dụng thì cả hai sẽ có chu kỳ lặp lại là 5 ngày, nếu kết hợp với Landsat 8 thì chu kỳ quan sát trái đất sẽ là 3 ngày. 4 Với dữ liệu này thì độ phân giải không gian cao hơn Landsat 8.

Sentinel- 2A có nhiệm vụ giám sát các hoạt động canh tác nông nghiệp, rừng, sử dụng đất, thay đổi thực phủ/ sử dụng đất. Băng tần của Sentinel 2A. Central Band Resolution Description Wavelength B1 60 m 443 nm Ultra blue (Coastal and Aerosol) B2 10 m 490 nm Blue B3 10 m 560 nm Green B4 10 m 665 nm Red Visible and Near Infrared B5 20 m 705 nm (VNIR) Visible and Near Infrared B6 20 m 740 nm (VNIR) Visible and Near Infrared B7 20 m 783 nm (VNIR) Visible and Near Infrared B8 10 m 842 nm (VNIR) Visible and Near Infrared B8a 20 m 865 nm (VNIR) B9 60 m 940 nm Short Wave Infrared (SWIR) B10 60 m 1375 nm Short Wave Infrared (SWIR) B11 20 m 1610 nm Short Wave Infrared (SWIR) B12 20 m 2190 nm Short Wave Infrared (SWIR) Nguồn: http://gisgeography. Tổng quan về rừng ngập mặn 1.

Khái niệm Rừng ngập mặn (Mangrove- RNM) là kiểu rừng phát triển trên vùng đất lầy, ngập nƣớc mặn vùng cửa sông, ven biển, dọc theo các sông ngòi, kênh rạch. RNM là thuật ngữ mô tả hệ sinh thái thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới đƣợc hình thành trên nền các thực vật vùng triều cƣờng với tổ hợp động thực vật đặc trƣng [13]. Vai trò của rừng ngập mặn ven biển Việt Nam Rừng ngập mặn giữ vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển, ngăn chặn gió bão, hạn chế xói lở,mở rộng diện tích đất liền và điều hòa khí hậu. RNM không những cung cấp các lâm sản có giá trị nhƣ gỗ, củi, than, tannin mà còn là nguồn cũng cấp nơi ở, thức ăn cho các loài thủy sản.

Là nơi cƣ trú và làm tổ của nhiều loài chim, thú,… RNM là nơi lƣu trữ, cung cấp tài nguyên động thực vật Sản phẩm lâm nghiệp: Loài cây lâm nghiệp cho gỗ, củi, than, làm thuốc, cây cho nuôi ong, cây cho nhựa sản xuất nƣớc giải khát, công nghiệp sợi, giấy, ván ép… Nơi cung cấp thức ăn cho các loài động vật đặc biệt cho các loại thủy sản. Nơi cƣ trú, nuôi dƣ ng các loài động vật, đặc biệt các loài thủy sản. Góp phần duy trì bền vững năng suất thủy sản ven bờ. RNM có vai trò Sinh thái - Môi trƣờng vô cùng to lớn Là lá phổi xanh điều hòa khí hậu trong vùng, giữ độ mặn lớp đất mặt, hạn chế sự xâm nhập mặn vào đất liền.

Là bức tƣờng xanh vững chắc làm giảm tốc độ dòng chảy, giảm thiệt hại do thiên tai: gió, bão, sóng thần. 6 Mở rộng diện tích đất bồi, hạn chế xói lở: RNM giúp trầm tích bồi tụ nhanh hơn, ngăn chặn tác động của song biển, giảm tốc độ gió, vật cản cho trầm tích lắng đọng, hạn chế xói lở và quá trình xâm thực bờ biển. RNM có vai trò văn hóa: Là một hệ sinh thái rừng đặc biệt chỉ có ở bờ biển vùng nhiệt đới. Rừng ngập mặn là nơi gặp g giữa hệ sinh thái biển và hệ sinh thái trên đất liền.

Quá trình trao đổi vật chất và năng lƣợng trong hệ sinh thái này diễn ra với cƣờng độ lớn nhất và tốc độ nhanh nhất trong các hệ sinh thái rừng. Đây là một hệ sinh thái rừng có tính đa dạng sinh học rất cao, ý nghĩa to lớn về sinh thái, môi trƣờng, du lịch,…Vì vậy, nghiên cứu và bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn đƣợc rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Phân bố RNM trên thế giới và Việt Nam Trên thế giới: RNM phân bố chủ yếu ở vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới của cả 2 bán cầu, trong khoảng từ 300 Bắc và 380 Nam, dọc bờ biển Châu Phi, Châu Đại Dƣơng, Châu Á và Châu Mỹ.