Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ gis và viễn thám xác định yếu tố nhạy cảm tác động tới sự phân bố của một số loài thực vật quý hiếm tại khu vực vườn quốc gia ba bể tỉnh bắc kạn

Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám xác định yếu tố nhạy cảm ảnh hưởng đến phân bố thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc gia Ba Bể, Bắc Kạn.

• Tác giả: Lô Thị Hòa
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Hùng
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ GIS Và Viễn Thám Xác Định Yếu Tố Nhạy Cảm Tác Động Tới Sự Phân Bố Của Một Số Loài Thực Vật Quý Hiếm Tại Khu Vực Vườn Quốc Gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.1.1. Mục tiêu tổng quát
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.1.3. Yêu cầu của đề tài
• 1.2. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về đa dạng sinh học
• 2.1.1. Khái niệm đa dạng sinh học
• 2.1.2. Giá trị của đa dạng sinh học
• 2.2. Tổng quan về GIS - Geographic Infomation System
• 2.2.1. Khái niệm về GIS
• 2.2.2. Các thành phần của GIS
• 2.2.3. Các nhiệm vụ của GIS
• 2.2.4. Các công nghệ liên quan đến GIS
• 2.3. Tổng quan về viễn thám
• 2.3.1. Khái niệm về viễn thám
• 2.3.2. Các phần tử của hệ thống viễn thám
• 2.3.3. Ưu điểm của công nghệ viễn thám
• 2.3.4. Các ảnh vệ tinh quan sát Trái đất
• 2.3.5. Hiệu quả ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám
• 2.3.6. Giới thiệu về các phần mềm sử dụng
• 2.3.6.1. Phần mềm ArcGIS 10
• 2.3.7. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về GIS - RS
• 2.3.7.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.3.7.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
• 3.2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 3.2.2. Thời gian tiến hành
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.3.1. Điều tra cơ bản
• 3.3.2. Xây dựng quy trình thành lập bản đồ phân vùng bảo tồn đa dạng sinh học theo mức độ nhạy cảm
• 3.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi và xác định các yếu tố tác động tới sự phân bố của loài
• 3.3.4. Ứng dụng phần mềm ArcGIS xây dựng CSDL phân vùng bảo tồn theo mức độ thích nghi
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu
• 3.4.2. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ
• 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.4.4. Phương pháp lập ô tiêu chuẩn
• 3.4.5. Phương pháp tổng hợp
• 3.4.6. Phương pháp điều tra thực địa
• 3.4.7. Phương pháp kết hợp ứng dụng tư liệu viễn thám và GIS
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Tổng quan về phạm vi nghiên cứu
• 4.1.1. Khái quát chung về Vườn Quốc gia Ba Bể
• 4.1.2. Điều kiện tự nhiên
• 4.1.3. Đặc điểm dân sinh kinh tế xã hội môi trường
• 4.2. Xây dựng quy trình thành lập bản đồ phân vùng bảo tồn đa dạng sinh học theo mức độ nhạy cảm
• 4.3. Kết quả thu thập, xử lý cơ sở dữ liệu đầu vào và xây dựng bản đồ chuyên đề
• 4.3.1. Kết quả điều tra xây dựng CSDL thuộc tính
• 4.3.2. Kết quả điều tra thống kê số lượng Nghiến, Đinh và Trai Lý theo ÔTC
• 4.3.3. Thống kê thành phần thực vật sống cùng Nghiến, Đinh và Trai Lý
• 4.4. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc tính sinh vật học và đặc tính sinh thái học của một số loài thực vật quý hiếm (cây Nghiến, cây Đinh, cây Trai Lý)
• 4.4.1. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học cây Nghiến
• 4.4.2. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học cây Đinh
• 4.4.3. Kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học cây Trai Lý
• 4.5. Phân bố địa lý và giá trị
• 4.6. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu xác định các vùng thích nghi đối với cây Nghiến, Đinh và Trai Lý
• 4.7. Kết quả tổng hợp các yếu tố tác động tới cây Nghiến, Đinh, Trai Lý căn cứ theo CSDL không gian và thông tin thuộc tính theo các ÔTC
• 4.8. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn thực vật quý hiếm cũng như cây Nghiến, Đinh và Trai Lý tại Vườn Quốc gia Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn
• 4.8.1. Biện pháp quản lý
• 4.8.2. Biện pháp kỹ thuật
• 4.8.3. Biện pháp giáo dục
• 4.8.4. Biện pháp về quy hoạch bảo tồn
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ứng dụng GIS và Viễn Thám

Ứng dụng GIS và Viễn Thám đã trở thành công cụ quan trọng trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Tại Vườn Quốc Gia Ba Bể, công nghệ này được sử dụng để xác định các yếu tố nhạy cảm ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm. GIS (Hệ thống Thông tin Địa lý) kết hợp với Viễn Thám cho phép phân tích không gian chi tiết, giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và sự phân bố thực vật. Nghiên cứu này nhằm mục đích bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý hiệu quả tài nguyên rừng.

1.1. Tầm quan trọng của GIS và Viễn Thám

GIS và Viễn Thám cung cấp công cụ mạnh mẽ để phân tích và quản lý dữ liệu không gian. Tại Vườn Quốc Gia Ba Bể, chúng được sử dụng để xác định các yếu tố nhạy cảm như độ dốc, hướng phơi, và thủy văn, ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm. Công nghệ này giúp tạo ra các bản đồ phân vùng bảo tồn, hỗ trợ quản lý tài nguyên thiên nhiên hiệu quả.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm mục đích phân vùng thích nghi bảo tồn các loài thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc Gia Ba Bể. Cụ thể, nghiên cứu đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học, xác định các yếu tố sinh thái môi trường, và ứng dụng GIS và Viễn Thám để xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp bảo tồn hiệu quả.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa GIS và Viễn Thám để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm. Dữ liệu được thu thập từ các nguồn khác nhau, bao gồm ảnh vệ tinh, bản đồ địa hình, và khảo sát thực địa. Các phương pháp xử lý dữ liệu bao gồm phân tích không gian, xây dựng cơ sở dữ liệu, và lập bản đồ phân vùng bảo tồn.

2.1. Thu thập và xử lý dữ liệu

Dữ liệu được thu thập từ các nguồn như ảnh vệ tinh Spot 5, bản đồ địa hình, và khảo sát thực địa. Các dữ liệu này được xử lý bằng phần mềm ArcGIS để tạo ra các bản đồ chuyên đề như bản đồ độ dốc, hướng phơi, và thủy văn. Quá trình xử lý dữ liệu đảm bảo tính chính xác và khách quan.

2.2. Phân tích không gian

Phân tích không gian được thực hiện để xác định các yếu tố nhạy cảm ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm. Các yếu tố được phân tích bao gồm độ dốc, hướng phơi, thủy văn, và loại đất. Kết quả phân tích được sử dụng để xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn theo mức độ nhạy cảm.

III. Kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã xác định được các yếu tố nhạy cảm ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc Gia Ba Bể. Các yếu tố này bao gồm độ dốc, hướng phơi, thủy văn, và loại đất. Kết quả phân tích không gian đã được sử dụng để xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn, hỗ trợ quản lý tài nguyên thiên nhiên hiệu quả.

3.1. Xác định yếu tố nhạy cảm

Nghiên cứu đã xác định các yếu tố nhạy cảm như độ dốc, hướng phơi, thủy văn, và loại đất ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài thực vật quý hiếm. Các yếu tố này được phân tích chi tiết để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa môi trường và sự phân bố thực vật.

3.2. Bản đồ phân vùng bảo tồn

Kết quả phân tích không gian được sử dụng để xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn. Bản đồ này giúp xác định các khu vực cần được bảo vệ và quản lý hiệu quả. Các giải pháp bảo tồn được đề xuất dựa trên kết quả phân tích này.

IV. Đề xuất giải pháp bảo tồn

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo tồn dựa trên kết quả phân tích yếu tố nhạy cảm và bản đồ phân vùng bảo tồn. Các giải pháp bao gồm quản lý tài nguyên thiên nhiên, kỹ thuật bảo tồn, và giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng. Những giải pháp này nhằm đảm bảo sự bền vững của đa dạng sinh học tại Vườn Quốc Gia Ba Bể.

4.1. Quản lý tài nguyên thiên nhiên

Các giải pháp quản lý tài nguyên thiên nhiên được đề xuất dựa trên kết quả phân tích yếu tố nhạy cảm. Các biện pháp bao gồm kiểm soát khai thác rừng, bảo vệ các khu vực nhạy cảm, và phục hồi hệ sinh thái rừng.

4.2. Giáo dục nâng cao nhận thức

Giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng là một phần quan trọng trong các giải pháp bảo tồn. Các chương trình giáo dục được thiết kế để nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của đa dạng sinh học và sự cần thiết của việc bảo tồn các loài thực vật quý hiếm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lô Thị Hòa tập trung vào vấn đề suy thoái tài nguyên rừng và áp lực bảo tồn đa dạng sinh học tại tỉnh Bắc Kạn. Rừng tự nhiên tại khu vực này sở hữu nguồn tài nguyên sinh vật phong phú, mang giá trị cao về cả kinh tế lẫn chức năng sinh thái. Tuy nhiên, tình trạng khai thác không hợp lý và tập quán phát nương làm rẫy kéo dài đã dẫn đến suy thoái môi trường sống nghiêm trọng. Dù Nhà nước đã ban hành nhiều chủ trương giao đất giao rừng và triển khai các chương trình lớn như dự án trồng 5 triệu ha rừng nhằm phát huy thế mạnh cây bản địa, áp lực bảo vệ rừng trên thực tế vẫn diễn biến phức tạp.

Khu vực Vườn Quốc gia Ba Bể là trung tâm đa dạng sinh học đặc sắc của vùng Đông Bắc Việt Nam, được công nhận là Di sản thiên nhiên ASEAN (năm 2004) với nhiều loài thực vật quý hiếm nằm trong Sách Đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ thế giới. Trong bối cảnh đó, phương pháp quản lý thủ công truyền thống bộc lộ nhiều hạn chế về khả năng cập nhật không gian và dự báo. Việc ứng dụng công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám (RS) và định vị vệ tinh (GPS) được tác giả lựa chọn làm công cụ giải quyết bài toán phân tích các yếu tố sinh thái, hỗ trợ phân vùng nhạy cảm đối với các loài thực vật quý hiếm.

Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể trong văn bản:

1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu phân vùng thích nghi bảo tồn và đề xuất giải pháp bảo tồn một số loài thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc gia Ba Bể.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học và xác định được một số yếu tố sinh thái - môi trường tác động đến sự phân bố của một số loài thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc gia Ba Bể.
   • Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn thích nghi (theo mức độ nhạy cảm của một số yếu tố môi trường) một số loài thực vật quý hiếm tại Vườn Quốc gia Ba Bể.
   • Đề xuất một số giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học một số loài thực vật đặc hữu, quý hiếm tại Vườn Quốc gia Ba Bể.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm các loài thực vật quý hiếm (trọng tâm là cây Nghiến, Đinh, Trai Lý) cùng các yếu tố môi trường nhạy cảm tác động tới sự phân bố của chúng. Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát diện tích Vườn Quốc gia Ba Bể (tập trung tại địa bàn các xã Nam Mẫu, Nam Cường, Khang Ninh, Cao Thượng, Cao Trĩ, Quảng Khê thuộc huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn). Phạm vi thời gian nghiên cứu thực địa và xử lý dữ liệu được tiến hành từ tháng 01/2014 đến ngày 30/05/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng hệ thống lý luận về đa dạng sinh học dựa trên các nghiên cứu của Lê Trọng Cúc (2002) và Cục Bảo tồn Đa dạng sinh học (2009), phân tích đa dạng sinh học ở ba cấp độ: di truyền (gen), loài và hệ sinh thái, cùng các giá trị dịch vụ sinh thái, điều hòa khí hậu và y dược. Về mặt công nghệ địa tin học, đề tài tiếp cận khung lý thuyết của Đàm Xuân Vận (2008) và Mai Thị Ái Tuyết (2009), xác định năm thành phần cấu thành GIS (phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người, đào tạo) và nguyên lý của hệ thống viễn thám gồm bảy phần tử (nguồn năng lượng, tia phát xạ qua khí quyển, tương tác bề mặt, bộ cảm biến, truyền tải xử lý, giải đoán phân tích và ứng dụng).

Nguồn dữ liệu không gian và thuộc tính được sử dụng bao gồm:

• Tư liệu viễn thám: Cảnh ảnh vệ tinh quang học SPOT-5 chụp tháng 4/2011 với độ phân giải không gian 2,5 m, phiên hiệu mảnh F-48-44-A (dung lượng 371 MB) do công ty Spatial Decisions cung ứng.
• Mô hình số độ cao DEM (Digital Elevation Model) phục vụ trích xuất các thông số địa hình.
• Bản đồ chuyên đề kế thừa: Bản đồ địa hình, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ ranh giới hành chính và tài liệu lưu trữ từ Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể.
• Dữ liệu thuộc tính: Báo cáo kinh tế - xã hội, dân số, hiện trạng quản lý bảo vệ rừng tại các xã nghiên cứu.

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực hiện bao gồm:

• Phương pháp giải đoán ảnh và xử lý dữ liệu viễn thám: Sử dụng phần mềm ENVI để tiền xử lý, nắn chỉnh hình học, phân loại độ che phủ mặt đất dựa trên bộ khóa giải đoán kết hợp mẫu kiểm chứng thực địa, từ đó kết xuất thông tin diện tích và trạng thái thảm thực vật.
• Phương pháp phân tích không gian GIS: Sử dụng bộ công cụ trên phần mềm ArcGIS 10 (và ArcGIS 9.3) gồm ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox để xây dựng Geodatabase, số hóa các lớp chuyên đề (độ dốc, hướng dốc/hướng phơi, thủy hệ, thổ nhưỡng) và thực hiện phép phân tích chồng xếp (overlay) nhằm phân hạng vùng nhạy cảm thích nghi.
• Phương pháp lập ô tiêu chuẩn (ÔTC): Thiết lập 05 ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên mang tính đại diện, diện tích mỗi ô là 2.000 m² (40m x 50m) đối với các trạng thái rừng có tầng cây cao (đường kính ngang ngực D ≥ 6 cm), bố trí cạnh dài chạy dọc theo đường đồng mức. Tại các khu vực sườn núi có địa hình quá dốc, tác giả thiết lập các ô thứ cấp có diện tích nhỏ hơn (100 - 200 m²) thay thế, tuân thủ nguyên tắc cứ chênh lệch 100 m độ cao bố trí 01 ô tiêu chuẩn.
• Phương pháp điều tra thực địa và GPS: Sử dụng máy định vị GPS thu thập tọa độ các điểm xuất hiện của loài và đối chiếu tính chính xác của các đường ranh giới thực phủ giải đoán từ ảnh.
• Phương pháp thống kê: Nhập liệu và tổng hợp số liệu đo đếm lâm học qua phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần mở đầu tập trung xác lập tính cấp thiết của đề tài trên cơ sở thực trạng tài nguyên rừng Bắc Kạn và áp lực bảo tồn tại Vườn Quốc gia Ba Bể. Tác giả nêu rõ mục tiêu tổng quát, ba mục tiêu cụ thể, năm yêu cầu kỹ thuật cần đạt và xác định ý nghĩa khoa học trong việc tích hợp công nghệ địa tin học vào quản lý môi trường sinh thái, đồng thời khẳng định giá trị thực tiễn đối với cơ quan quản lý rừng đặc dụng tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết lý luận về đa dạng sinh học và hệ thống hóa các đặc tính kỹ thuật của GIS và viễn thám. Tác giả phân tích cấu trúc của GIS, so sánh sự khác biệt giữa GIS với các phần mềm liên quan như CAD, Desktop Mapping, hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Về viễn thám, tác giả rà soát các nguồn dữ liệu vệ tinh từ độ phân giải siêu cao (Quickbird, Worldview-1, Ikonos, GeoEye-1) đến độ phân giải cao và trung bình (SPOT-5, IRS, CBERS-2, ASTER, Landsat). Tác giả cũng tổng thuật tình hình ứng dụng GIS - RS trên thế giới trong các lĩnh vực quản lý dầu khí, thủy văn lưu vực sông, bảo tồn sinh vật và rừng; đồng thời đánh giá tình hình nghiên cứu trong nước, chỉ ra ba rào cản lớn tại Việt Nam thời điểm nghiên cứu: thiếu chiến lược phát triển tổng thể, thiếu quy chuẩn dữ liệu thống nhất và sự thiếu cơ chế chia sẻ cơ sở dữ liệu dùng chung giữa các ban ngành.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết địa bàn thực hiện tại các xã Nam Mẫu, Nam Cường, Khang Ninh, Cao Thượng, Cao Trĩ thuộc Vườn Quốc gia Ba Bể trong thời gian từ tháng 01/2014 đến ngày 30/05/2014. Tác giả cụ thể hóa quy trình kỹ thuật gồm bốn bước: điều tra cơ bản điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội; xây dựng quy trình thành lập bản đồ nhạy cảm; xác định các chỉ tiêu giải đoán ảnh và đo đếm ngoài thực địa; ứng dụng ArcGIS và ENVI để xây dựng cơ sở dữ liệu. Chương này quy định chi tiết kỹ thuật lập 05 ô tiêu chuẩn diện tích 2.000 m² và 100 - 200 m² theo đường đồng mức và đai cao 100 m.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương kết quả trình bày toàn bộ số liệu đo đếm thực địa và các lớp bản đồ chuyên đề đã được số hóa:

• Khái quát điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội: Vườn Quốc gia Ba Bể có diện tích 7.610 ha (phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 7.226 ha và trên 300 ha mặt hồ). Tọa độ địa lý: 105,36° Kinh Đông và 22,33° Vĩ Bắc; độ cao biến thiên từ 150 m đến 1.200 m (dãy núi Phja Boóc cao 1.500 m). Dân số vùng lõi và phụ cận gồm 10.470 người (1.745 hộ) sinh sống tại 06 xã; trên 70% là lao động nông nghiệp. Tỷ lệ đất lâm nghiệp chiếm 88,3% diện tích tự nhiên nhưng chỉ có khoảng 2% lao động tham gia trực tiếp vào sản xuất lâm nghiệp.
• Kết quả xây dựng bản đồ thực phủ: Giải đoán từ ảnh SPOT-5 (độ phân giải 2,5 m) cho thấy thảm thực vật bao trùm toàn bộ khu vực. Đất rừng già phân bố tập trung chủ yếu ở xã Nam Cường và xã Nam Mẫu; đất rừng trung bình phân bố đều tại Nam Mẫu, Nam Cường, Khang Ninh và Tây Nam Cao Thượng; đất thảm cỏ tập trung nhiều ở Khang Ninh, Cao Trĩ và phía Đông Cao Thượng.
• Kết quả bản đồ đất: Khu vực chủ yếu là đất đỏ nâu trên núi đá vôi và đất vàng đỏ trên đá macma (thuộc xã Cao Trĩ, Cao Thượng, Nam Mẫu); đất nâu đỏ trên đá macma phân bố tại xã Khang Ninh; đất phù sa sông suối xuất hiện rải rác diện tích hẹp ở Cao Trĩ và Nam Cường.
• Kết quả bản đồ địa hình: Bản đồ độ dốc xác định độ dốc lớn nhất nằm tại các xã Khang Ninh, Cao Trĩ, Cao Thượng. Bản đồ hướng dốc (hướng phơi) cho thấy bức xạ phân bố khắp bề mặt, trong đó hướng Tây, Bắc và Tây Bắc là các hướng phơi đón nhận nhiều ánh sáng; hướng Đông Bắc có hướng phơi ít; vùng mặt hồ và địa hình bằng phẳng có hệ số hướng phơi bằng 1.
• Kết quả bản đồ thủy văn: Thể hiện chi tiết mạng lưới sông Năng và toàn bộ diện tích lòng hồ Ba Bể nằm trọn trong ranh giới hành chính của xã Nam Mẫu.
• Điều tra lâm học và sinh học loài: Đánh giá thành phần loài trong 05 ô tiêu chuẩn, phân tích đặc điểm hình thái, đặc tính sinh vật học và phân bố của cây Nghiến, cây Đinh và cây Trai Lý.
• Đề xuất giải pháp bảo tồn: Tác giả xây dựng bốn nhóm biện pháp gồm quản lý hành chính, kỹ thuật lâm sinh, giáo dục tuyên truyền cộng đồng và quy hoạch vùng bảo tồn.

Phần 5: Kết luận, tồn tại và kiến nghị

Phần kết luận tóm lược những kết quả chính đạt được về việc số hóa các yếu tố môi trường và xác lập cơ sở khoa học phân vùng bảo tồn. Tác giả đồng thời nêu rõ các hạn chế về mặt thời gian khảo sát thực tế, số lượng ô tiêu chuẩn điều tra thực địa và kiến nghị tiếp tục hoàn thiện cơ sở dữ liệu không gian phục vụ công tác giám sát đa dạng sinh học lâu dài tại Vườn Quốc gia Ba Bể.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã lượng hóa chi tiết các thông số sinh thái - khí hậu và cấu trúc khu hệ thực vật tại Vườn Quốc gia Ba Bể thông qua các số liệu tổng hợp trong văn bản.

Về điều kiện khí tượng thủy văn, số liệu do Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể cung cấp ghi nhận nhiệt độ trung bình năm là 22°C (trung bình thực tế các tháng đạt 22,3°C; nhiệt độ cao nhất đạt 39°C, thấp nhất là 0,6°C). Độ ẩm không khí trung bình năm đạt 83,3%. Lượng mưa trung bình năm theo bảng số liệu khí tượng đạt 13,78 mm (chỉ số theo bảng thống kê hàng tháng dao động từ 4,0 mm đến 19,0 mm). Hồ Ba Bể có dung tích chứa trung bình 90 triệu m³ nước trên diện tích mặt nước khoảng 500 ha, giữ vai trò điều tiết giảm lũ trọng yếu cho lưu vực sông Năng, sông Gâm và sông Lô.

Về hiện trạng đa dạng thực vật, khóa luận tổng hợp thành phần thực vật bậc cao có mạch tại Vườn Quốc gia Ba Bể gồm 417 loài, thuộc 300 chi và 114 họ, phân bố chi tiết theo bảng dưới đây:

Nhóm ngành thực vật	Số họ	Tỷ lệ họ (%)	Số chi	Tỷ lệ chi (%)	Số loài	Tỷ lệ loài (%)
Thông đất	2	1,75	2	0,66	4	0,95
Dương xỉ	12	10,52	17	5,66	26	6,23
Hạt trần	3	2,63	3	1,00	3	1,72
Hạt kín	97	85,08	278	92,66	384	92,08
Tổng cộng	114	100,00	300	100,00	417	100,00

Về khu hệ động vật, văn bản ghi nhận Vườn Quốc gia Ba Bể có 81 loài thú (22 loài ghi trong Sách Đỏ), 322 loài chim (07 loài ghi trong Sách Đỏ), 46 loài bò sát - lưỡng cư (15 loài ghi trong Sách Đỏ) và 106 loài cá (11 loài ghi trong Sách Đỏ).

Về giải pháp bảo tồn, tác giả đề xuất bốn nhóm giải pháp cụ thể:

1. Biện pháp quản lý: Tăng cường lực lượng kiểm lâm tại các trạm kiểm soát; kiểm soát chặt chẽ các hoạt động xâm lấn rừng và khai thác lâm sản trái phép; giải quyết mâu thuẫn giữa 70% lao động nông nghiệp sống phụ thuộc vào tài nguyên với diện tích 88,3% đất lâm nghiệp.
2. Biện pháp kỹ thuật: Áp dụng các giải pháp lâm sinh khoanh nuôi tái sinh tự nhiên, xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa quý hiếm (Nghiến, Đinh, Trai Lý) tại các đai cao và lập địa thích hợp.
3. Biện pháp giáo dục: Nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường và bảo tồn đa dạng sinh học cho các cộng đồng dân cư sinh sống xen kẽ trong vườn (người Kinh, Tày, Dao, H’Mông).
4. Biện pháp về quy hoạch bảo tồn: Tích hợp bản đồ phân vùng nhạy cảm vào công tác phân khu chức năng, xác định ranh giới vùng bảo vệ nghiêm ngặt và vùng phục hồi sinh thái trên cơ sở dữ liệu GIS.

Đóng góp chính của khóa luận là đã kết nối quy trình xử lý ảnh vệ tinh SPOT-5 độ phân giải cao (2,5 m) với dữ liệu điều tra thực địa 05 ô tiêu chuẩn để xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu không gian đồng bộ (thực phủ, thổ nhưỡng, độ dốc, hướng phơi, thủy văn), tạo căn cứ định lượng phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn tại Vườn Quốc gia Ba Bể thay vì phương pháp đánh giá định tính đơn thuần.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số mặt tồn tại bắt nguồn từ phạm vi và điều kiện nghiên cứu thực tế:

• Thời gian tiến hành đề tài tương đối ngắn (từ tháng 01/2014 đến 30/05/2014), chưa theo dõi được biến động mùa vụ sinh thái đầy đủ qua các chu kỳ sinh trưởng của thực vật.
• Dung lượng mẫu khảo sát thực địa còn hạn chế với 05 ô tiêu chuẩn (diện tích 2.000 m² và các ô nhỏ 100 - 200 m² thay thế), chưa bao quát toàn bộ các tiểu vùng vi khí hậu và địa hình chia cắt phức tạp của núi đá vôi Ba Bể.
• Nguồn cơ sở dữ liệu nền phụ thuộc vào tài liệu thu thập từ các cơ quan địa phương, gặp rào cản do thiếu quy chuẩn dữ liệu GIS chung và thiếu sự liên kết chia sẻ dữ liệu liên ngành tại thời điểm nghiên cứu.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được văn bản đề cập là:

• Mở rộng phạm vi điều tra ô tiêu chuẩn trên các đai độ cao khác nhau nhằm tăng độ tin cậy cho mô hình dự báo không gian.
• Bổ sung quan trắc chuyên sâu về tính chất lý hóa thổ nhưỡng và điều kiện vi khí hậu dưới tán rừng.
• Ứng dụng quy trình công nghệ GIS - RS đã thiết lập để nghiên cứu phân vùng nhạy cảm cho các loài thực vật đặc hữu khác trong khu vực, chẳng hạn như loài Trúc dây hoặc các loài phong lan quý hiếm.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn đối với:

• Sinh viên, học viên các ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên Rừng, Địa lý Tự nhiên và Bản đồ - Viễn thám: Cung cấp tài liệu tham khảo về quy trình kết hợp phần mềm xử lý ảnh ENVI với phần mềm ArcGIS để số hóa dữ liệu tài nguyên thiên nhiên.
• Cán bộ quản lý bảo tồn tại các Vườn Quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên: Tham khảo phương pháp phân cấp và chồng xếp các bản đồ đơn tính (thực phủ, đất, độ dốc, hướng phơi, thủy văn) phục vụ khoanh vùng bảo vệ các loài gỗ nhóm IIA trên sinh cảnh núi đá vôi.
• Phần đáng tham khảo nhất: Quy trình thiết kế ô tiêu chuẩn theo đường đồng mức và đai cao 100 m, cùng hệ thống bảng số liệu thống kê thành phần loài thực vật bậc cao có mạch và các lớp bản đồ chuyên đề tại khu vực Ba Bể.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng loại ảnh vệ tinh nào và các thông số kỹ thuật chính là gì? Khóa luận sử dụng ảnh vệ tinh quang học SPOT-5 do công ty Spatial Decisions cung ứng. Ảnh có độ phân giải không gian là 2,5 m, dung lượng lưu trữ 371 MB, phiên hiệu mảnh F-48-44-A bao trọn Vườn Quốc gia Ba Bể và vùng đệm, thời gian chụp vào tháng 4/2011 trong điều kiện thời tiết tốt và ánh sáng phù hợp.

2. Quy cách thiết lập ô tiêu chuẩn (ÔTC) điều tra thực địa được tác giả thực hiện như thế nào? Tác giả thiết lập 05 ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên mang tính đại diện. Mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 2.000 m² (kích thước 40m x 50m) đối với trạng thái rừng có tầng cây cao (đường kính ngang ngực D ≥ 6 cm), chiều dài ô chạy dọc theo đường đồng mức. Ở những nơi sườn dốc hiểm trở, tác giả lập các ô nhỏ hơn có diện tích 100 - 200 m² có cùng độ cao thay thế, và tuân thủ quy tắc cứ chênh lệch 100 m độ cao lập 01 ô tiêu chuẩn.

3. Khóa luận tập trung nghiên cứu sự phân bố của những loài thực vật quý hiếm cụ thể nào? Khóa luận tập trung đánh giá đặc điểm hình thái, đặc tính sinh vật học, sinh thái học và xây dựng cơ sở dữ liệu xác định vùng thích nghi cho ba loài cây gỗ quý hiếm thuộc nhóm IIA là cây Nghiến, cây Đinh và cây Trai Lý.

4. Dữ liệu bản đồ hướng dốc (hướng phơi) tại Vườn Quốc gia Ba Bể cho thấy đặc điểm gì? Bản đồ hướng dốc trích xuất từ mô hình số độ cao DEM cho thấy diện tích bề mặt khu vực nghiên cứu đón nhận hướng phơi lớn chủ yếu ở các hướng Tây, Bắc và Tây Bắc. Hướng Đông Bắc là khu vực có hướng phơi ít. Khu vực mặt hồ và các vùng địa hình bằng phẳng có hệ số hướng phơi bằng 1.

5. Tác giả đã chỉ ra sự mất cân đối nào trong cơ cấu dân sinh và lao động tại Vườn Quốc gia Ba Bể? Số liệu khảo sát cho thấy tổng dân số trong vùng là 10.470 nhân khẩu (1.745 hộ) với hơn 5.000 lao động chính, trong đó lao động nông nghiệp chiếm trên 70%. Trong khi diện tích đất lâm nghiệp chiếm tới 88,3% tổng diện tích đất tự nhiên thì chỉ có khoảng 2% lực lượng lao động tham gia trực tiếp vào sản xuất lâm nghiệp, tạo ra mâu thuẫn lớn giữa tiềm năng tài nguyên rừng và cơ cấu nghề nghiệp của người dân.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Lô Thị Hòa đã xây dựng thành công quy trình ứng dụng công nghệ GIS (ArcGIS) và viễn thám (ENVI, ảnh SPOT-5 độ phân giải 2,5 m) tích hợp cùng dữ liệu điều tra 05 ô tiêu chuẩn thực địa để phân tích các yếu tố sinh thái tác động đến sự phân bố của cây Nghiến, Đinh và Trai Lý tại Vườn Quốc gia Ba Bể. Nghiên cứu cung cấp hệ thống bản đồ chuyên đề đa lớp về thực phủ, thổ nhưỡng, độ dốc, hướng phơi và thủy văn, phản ánh rõ nét mối tương quan giữa điều kiện tự nhiên với sự tồn tại của các loài thực vật quý hiếm. Những kết quả định lượng này tạo tiền đề khoa học thiết thực cho công tác phân vùng nhạy cảm và hoàn thiện các giải pháp quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Bắc Kạn là tỉnh có diện tích rừng tự nhiên lớn, mà rừng được đánh giá là một nguồn tài nguyên vô cùng phong phú và quý giá, nguồn tài nguyên này rất đa dạng cả về thành phần lẫn chủng loại, nó không những có giá trị về kinh tế mà còn có giá trị to lớn về sinh thái (Đặng Kim Vui và cs, 2013)[9]. Nhưng do khai thác không hợp lý, phát nương làm rẫy, dẫn đến tài nguyên rừng không ổn định, môi trường sinh thái suy thoái nghiêm trọng (Hoàng Văn Hùng và cs, 2013)[8]. Trong những năm gần đây Đảng và Nhà nước ta có nhiều chủ trương, chính sách giao đất giao rừng cho tập thể, các hộ gia đình khoanh nuôi bảo vệ, nhằm đẩy nhanh công tác trồng rừng phủ xanh đất trống đồi núi trọc, gần đây nhất là kế hoạch trồng 5 triệu ha rừng đã triển khai và thực hiện nhằm phát huy thế mạnh các loài cây bản địa trên các vùng trung du và miền núi (Hoàng Văn Hùng và cs, 2013)[8]. Khu vực Vườn Quốc gia Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn là khu bảo tồn rất giàu về tài nguyên đa dạng sinh học của vùng Đông Bắc Việt Nam.

Tính độc đáo của các nguồn tài nguyên tại khu bảo tồn này đã thu hút được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước, có ý nghĩa quan trọng trong việc khám phá và đánh giá các nguồn tài nguyên có giá trị quốc gia và quốc tế (Hoàng Văn Hùng, 2012)[5]. Kết quả của các công trình này đã góp phần đáng kể vào việc nâng cao hiệu quả công tác quản lý và bảo vệ tính đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Ba Bể. Tại đây, rừng Bắc Kạn có hệ thống động, thực vật phong phú với những nguồn gen quý hiếm khác nhau, ngoài cung cấp một số loại lâm sản, gỗ…. thì đây còn là nơi bảo tồn các loại gen động, thực vật quý hiếm của các vùng núi phía Đông Bắc.

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật, nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã được mô phỏng khá rõ ràng và sinh động. Hệ thống thông tin địa lý và công nghệ viễn thám đã và đang được ứng dụng sâu rộng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là ứng dụng trong quản lý tài nguyên môi trường (Hà Văn Thuân và cs, 2010)[12]. Trong lĩnh vực đa dạng sinh học cũng vậy công nghệ GIS là một công cụ mạnh mẽ trong quản lý, phân vùng bảo tồn sự thích nghi thành lập bản đồ xác định các yếu tố nhạy cảm tác động tới sự phân bố của một số loài thực vật giúp cho người quản lý, người sử dụng dễ dàng tra cứu các thông tin về sự phân bố cũng như phát triển loài của một số loài thực vật. n 2 Sự kết hợp giữa viễn thám và hệ thống thông tin địa lý có sự tham gia của GPS đã thực sự tạo lên một bước ngoặt lớn về công nghệ phân tích và xử lý thông tin, nó có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và sử dụng tài nguyên thiên nhiên.

Theo dõi và phân tích đánh giá tác động của môi trường sống xung quanh tới sự sinh trưởng và phát triển của những loài mà thế giới công nhận là các nguồn gen quý đã và đang là mối quan tâm của các nhà khoa học, các tổ chức bảo tồn trong và ngoài nước. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo: TS.