Tom tat luan an_HANH 1011.pdf

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ THÖY HẠNH

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ

TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI

TỈNH HÕA BÌNH VỚI SỰ TRỢ GIÖP CỦA CÔNG NGHỆ

VIỄN THÁM VÀ GIS

CHUYÊN NGÀNH: BẢN ĐỒ, VIỄN THÁM VÀ GIS

Mã số: 62 44 02 14

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ

HÀ NỘI, 2015

2

Công trình được hoàn thành tại

Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS.TS.Nguyễn Ngọc Thạch

2. TS. Trần Vân Anh

Phản biện 1: PGS.TS. Nhữ Thị Xuân

Trường ĐHKHTN- ĐHQGHN

Phản biện 2: GS.TS. Võ Chí Mỹ

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội

Luận án dự kiến sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Cơ

sở chấm luận án tiến sĩ họp tại phòng 418 – nhà T1- trường Đại

học Khoa học tự nhiên – ĐHQGHN vào hồi 14 giờ, ngày 26

tháng 11 năm 2015.

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

3

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:

Thông tin về lớp phủ, biến động lớp phủ rất cần thiết

đối với công tác quy hoạch, quản lý và sử dụng hợp lý tài

nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Trong nhiều trường

hợp, nhiệm vụ nghiên cứu biến động lớp phủ diễn ra trên quy

mô lớn lại yêu cầu nhanh chóng có kết quả. Vì vậy, tư liệu viễn

thám là công cụ đắc lực trợ giúp cho nhiệm vụ này.

Tại Hòa Bình, sự tăng trưởng dân số và mô hình sản

xuất hợp tác xã thời kỳ trước Đổi mới làm cho vấn nạn thiếu

lương thực trở nên trầm trọng, người dân tự do phát rừng làm

nương rãy để tự đáp ứng nhu cầu lương thực. Điều này khiến

cho lớp phủ rừng trở nên cạn kiệt, năm 1994 lớp phủ rừng chỉ

còn 28%. Sau đó, xu hướng này bị đảo ngược với sự gia tăng

đáng kể của rừng tái sinh tự nhiên và rừng trồng. Đây là kết quả

của sự thay đổi trong chính sách, các chương trình trồng cây

gây rừng được phát động. Mặt khác, trong bối cảnh công nghiệp

hóa, hiện đại hóa đất nước và hội nhập kinh tế những năm 2000,

Hòa Bình thu hút ngày càng nhiều dự án đầu tư phát triển công

nghiệp và dịch vụ. Do đó lớp phủ đặc biệt là lớp phủ rừng cũng

biến đổi mạnh. Sự hiểu biết về động thái thảm phủ diễn ra như

thế nào, nguyên nhân gì gây nên biến động đó là vô cùng cần

thiết đối với quy hoạch sử dụng tài nguyên của tỉnh. Vì vậy tác

giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu biến động lớp phủ trong quá

trình phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hòa Bình với sự trợ giúp

của công nghệ viễn thám và GIS”.

2. Mục tiêu đề tài:

- Phát hiện xu hướng biến động lớp phủ tỉnh Hòa Bình giai

đoạn 1994- 2003 và 2003-2013 bằng công nghệ viễn thám và

GIS.

4

- Xác lập mối quan hệ giữa biến động lớp phủ với các yếu tố địa

lý tự nhiên và kinh tế xã hội qua các giai đoạn nghiên cứu, góp

phần quản lý tài nguyên đảm bảo phát triển bền vững.

3. Phạm vi nghiên cứu:

Khu vực lựa chọn nghiên cứu là toàn bộ lãnh thổ tỉnh

Hòa Bình theo ranh giới hành chính mới nhất năm 2008, từ

20°19' đến 21°08' vĩ độ Bắc và từ 104°48' đến 105°40' kinh độ

Đông.

4. Những điểm mới của luận án:

- Đây là nghiên cứu đầu tiên thử nghiệm tích hợp tư liệu vệ tinh

Landsat 8 với kênh NDVI, DEM và kênh thành phần chính để

nâng cao độ chính xác kết quả phân loại ảnh khu vực đồi núi.

- Xác định được biến động lớp phủ tỉnh Hòa Bình theo không

gian và thời gian giai đoạn 1994-2003 và 2003-2013.

- Phát hiện được các nguyên nhân chính gây biến động lớp phủ

rừng:

+ Giai đoạn 1994-2003: khả năng tiếp cận, hoạt động khai thác

khoáng sản.

+ Giai đoạn 2003-2013: khả năng tiếp cận, hoạt động du lịch,

cơ cấu lao động, cơ cấu nguồn thu nhập.

- Dự báo được xu hướng biến động lớp phủ rừng đến năm 2020

và định hướng phát triển và bảo vệ lớp phủ rừng bền vững.

5. Luận điểm bảo vệ:

Luận điểm 1: Việc kết hợp tư liệu ảnh Landsat với kênh DEM,

NDVI và kênh thành phần chính giúp nâng cao độ chính xác kết

quả phân loại ảnh khu vực miền núi.

5

Luận điểm 2: Áp dụng phương pháp sau phân loại và phương

pháp trước phân loại cho phép xác định biến động cả về loại

hình và trạng thái lớp phủ tỉnh Hòa Bình thời kỳ 1994-2013.

Luận điểm 3: Sử dụng mô hình Hồi quy logistic bội đã phát

hiện được mối quan hệ giữa các yếu tố địa lý tự nhiên, kinh tế

xã hội với biến động lớp phủ rừng tỉnh Hòa Bình giai đoạn

1994-2013.

Luận án gồm 3 chương với 193 trang, 40 bảng, 72 hình,

biểu đồ và bản đồ chuyên đề minh hoạ.

6

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LỚP PHỦ, BIẾN ĐỘNG

LỚP PHỦ

Chương này trình bày tổng quan về các công trình đã

nghiên cứu có liên quan, lý luận về lớp phủ, biến động lớp phủ,

các hệ thống phân loại lớp phủ, nguyên nhân và hậu quả của

biến động lớp phủ, phân tích các phương pháp nghiên cứu và

hình thành hướng tiếp cận mới trong nghiên cứu biến động lớp

phủ sử dụng trong luận án.

1.1. Tổng quan tài liệu

Những năm 70, 80, 90, nhiều nhà nghiên cứu đã phát

triển các phương pháp xác định biến động lớp phủ cũng như đi

tìm các nguyên nhân và xây dựng các mô hình dự báo biến

động trong tương lai.

Các nghiên cứu gần đây-sau năm 2000 đi sâu vào tính

phức tạp liên quan đến quá trình biến động lớp phủ để thấy

được mối quan hệ hai chiều đối với từng trường hợp cụ thể

trong vô số các yếu tố ở phạm vi không gian và thời gian khác

nhau. Theo đó, các phát hiện và sự giải thích ngày càng phong

phú.

Trong những năm qua, hoạt động nghiên cứu lớp phủ

tại Việt Nam đã hình thành những tiền đề quan trọng về cơ sở

dữ liệu, đang dần tiếp cận với công nghệ trên thế giới. Tuy

nhiên, những kết quả đạt được còn khiêm tốn, các công trình

nghiên cứu chủ yếu mới chỉ khai thác thế mạnh của viễn thám

trong lập bản đồ, rất ít các nghiên cứu về quan hệ giữa biến

động lớp phủ với các yếu tố địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội.

Các nghiên cứu về khu vực Hòa Bình được tiến hành ở

nhiều phạm vi không gian và phạm vi khoa học khác nhau,

7

trong đó Hòa Bình là một hợp phần hoặc ngược lại, bản đồ lớp

phủ chỉ là một phần dữ liệu đầu vào của các mô hình. Đây là

nguồn tài liệu quan trọng cho luận án và là cơ sở để tác giả phát

triển hướng nghiên cứu nhằm thực hiện mục tiêu đã đề ra. Tại

Hòa Bình chưa có một nghiên cứu nào về biến động lớp phủ

trên phạm vi toàn tỉnh có tính đến ảnh hưởng tổng hợp của các

yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội được mô hình hóa bằng một mô

hình toán học phù hợp trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện

đại hóa đất nước, hội nhập kinh tế và toàn cầu hóa, phục vụ sử

dụng hợp lý tài nguyên, bảo vệ môi trường và đảm bảo phát

triển bền vững.

1.2. Xây dựng cơ sở lý luận và lựa chọn phƣơng pháp áp

dụng cho luận án

1.2.1. Khái niệm sử dụng trong luận án

Nhìn chung các khái niệm về lớp phủ, sử dụng đất, biến

động lớp phủ có sự giao thoa và cũng có những điểm khác

nhau. Tuy nhiên, trong khuôn khổ của luận án, các thuật ngữ

này được hiểu như sau:

Lớp phủ đất (land cover) là bề mặt vật lý của trái đất

(thực vật, đất trống, mặt nước, các công trình xây dựng…) có

thể quan sát được bằng mắt hoặc trên tư liệu ảnh viễn thám. Sử

dụng đất (land use) chỉ đất được con người sử dụng như thế nào

(đất giao thông, đất ở, đất nông nghiệp…), cho thấy tác động

của con người lên mặt đất, là không gian chức năng tương ứng

với mục đích kinh tế xã hội của con người. Lớp phủ đất là bề

mặt có thể quan sát được còn sử dụng đất chỉ không gian chức

năng không phải lúc nào cũng có thể quan sát được. Tuy nhiên

lớp phủ mặt đất và sử dụng đất có liên quan với nhau, căn cứ

vào lớp phủ mặt đất có thể đoán được loại hình sử dụng đất và

ngược lại.

8

Biến động lớp phủ (land cover change) chỉ sự thay đổi

của lớp phủ bao gồm hai loại chủ yếu: biến đổi về loại lớp phủ

(land cover conversion) và biến đổi bên trong bản thân một loại

lớp phủ (land cover modification). Land cover conversion là sự

thay thế toàn bộ lớp phủ này bằng loại lớp phủ khác như nông

nghiệp chuyển thành đô thị, đất trống chuyển thành rừng. Đây

là những biến đổi lớn rất dễ dàng nhận biết. Ngược lại, Land

cover modification là loại biến đổi tinh tế, khó nhận biết hơn,

chỉ làm thay đổi về tính chất mà không thay đổi về loại lớp phủ,

ví dụ như sự thay đổi về sinh khối, mật độ cây, tán rừng, sự

phát triển của cây lúa ở các thời kỳ khác nhau. Trong luận án

này tác giả đề xuất sử dụng thuận ngữ “biến động về loại lớp

phủ” để chỉ “land cover conversion” và “biến động về trạng thái

lớp phủ” chỉ “land cover modification”.

1.2.2 Kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám để thành lập bản đồ lớp

phủ, biến động lớp phủ tại tỉnh Hòa Bình

- Kỹ thuật phân tích thành phần chính: làm nổi bật thông tin về

thực vật, tách riêng kênh thành phần chính cho thấy sự tương

phản rõ nhất giữa thực vật và các đối tượng khác để sử dụng

làm kênh bổ trợ trong quá trình phân loại ảnh.

- Tạo ảnh chỉ số NDVI để sử dụng làm kênh bổ trợ trong quá

trình phân loại ảnh và tính ảnh hiệu NDVI.

- Phương pháp trước phân loại: trừ ảnh NDVI để nghiên cứu

biến động về trạng thái lớp phủ.

- Phương pháp sau phân loại bằng thuật toán xác suất cực đại-

MLC trên nhiều bộ dữ liệu khác nhau: dữ liệu phổ thuần túy, dữ

liệu phổ kết hợp kênh NDVI và kênh DEM, dữ liệu phổ tích

hợp kênh NDVI, DEM và kênh thành phần chính, từ đó lựa

chọn kết quả phân loại tốt nhất phục vụ nghiên cứu biến động

về loại hình lớp phủ.

9

1.2.3 Mô hình hồi quy Logistic bội phân tích mối quan hệ

biến động lớp phủ rừng với các yếu tố địa lý tỉnh Hòa Bình

Hàm hồi quy logistic bội có dạng

(1.1)

P: xác suất xảy ra sự kiện 0, 1

β0: số hạng tự do

β1, β2, …, βn: hệ số hồi quy

X1, X2, …, Xn: biến giải thích (biến độc lập)

Xác suất xảy ra sự kiện 0,1 được tính theo công thức sau:

(1.2)

10

Hình 1.1: Các bước tiến hành nghiên cứu

11

CHƢƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

VÀ SỰ HÌNH THÀNH LỚP PHỦ TỈNH HÒA BÌNH

Chương 2 sẽ trình bày đặc điểm địa lý tự nhiên, những

thay đổi về kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình trong giai đoạn 1994-

2013 và đặc điểm lớp phủ, từ đó tác giả phân tích và lựa chọn

các yếu tố đưa vào mô hình phân tích hồi quy.

2.1. Đặc điểm tự nhiên

Hòa Bình là một tỉnh miền núi thuộc vùng Tây Bắc

Việt Nam, giới hạn ở tọa độ 20°19'-21°08' vĩ độ Bắc, 104°48'-

105°40' kinh độ Đông.

Trên lãnh thổ của tỉnh theo chỉ tiêu độ cao có ba phức

hệ địa hình cơ bản là phức hệ địa hình miền núi, phức hệ địa

hình đồi và phức hệ địa hình đồng bằng thung lũng. Miền núi

thấp có độ cao tuyệt đối từ 500 mét trở lên tới 1520 m. Miền

đồi từ 200 m đến 500 m. Địa hình đồng bằng thung lũng ở độ

cao dưới 200 m.

Về đặc điểm phân bố lớp phủ theo đai địa hình: đai độ

cao dưới 200 m là các đồng bằng thung lũng, một phần bị

ngập nước, được sử dụng để nuôi trồng thủy sản hoặc trồng cây

lương thực như lúa, ngô, khoai, đậu…, là nơi dân cư tập trung

đông đúc và được đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng. Lớp phủ chủ

yếu là mặt nước, nông nghiệp hoặc dân cư. Đai độ cao 200 m –

500 m, lớp phủ là đất trống, cây bụi, rừng tái sinh, rừng trồng

và một phần nhỏ là nông nghiệp (ở các huyện Đà Bắc, Mai

Châu). Đai độ cao 500 m – 1000 m là rừng tái sinh, rừng tự

nhiên – một phần đã được đưa vào bảo tồn (ở Thương Tiến –

Kim Bôi) và rừng trồng. Đai độ cao trên 1000 m là rừng tự

nhiên giàu còn sót lại cũng đã được quy hoạch thành các khu

Bảo tồn thiên nhiên (ở Đà Bắc, Mai Châu) hoặc là các dãy núi

12

đá vôi trọc, phủ cây bụi hoặc cây đã mọc thành rừng tự nhiên

nhưng nghèo.

Nhóm nhân tố địa lý - địa hình có vai trò cao nhất trong

năm nhóm nhân tố sinh thái phát sinh thảm thực vật rừng Việt

Nam, trong đó độ vĩ và độ cao giữ vai trò quan trọng, hình

thành các vành đai thực vật theo độ vĩ và độ cao. Địa hình đồi

núi cũng ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tiếp cận của người

dân. Hầu hết những nơi có địa hình núi cao, hiểm trở thường bị

sự cô lập về địa lý, đi kèm với sự nghèo đói cũng như khó khăn

trong việc tiếp cận các hệ thống cơ sở hạ tầng – kinh tế. Để đến

được các cơ sở khám chữa bệnh hoặc trường học, chợ, người

dân ở khu vực này sẽ phải tốn thời gian, công sức hơn so với

những nơi có địa hình bằng phẳng. Chính điều này đã hình

thành tâm lý ngại đi lại của phần lớn người dân, cuộc sống

quanh quẩn, bó hẹp trong phạm vi làng xã không hội nhập với

sự phát triển của thời đại, là nguyên nhân gây cản trở sự phát

triển kinh tế xã hội miền núi cũng như tăng khoảng cách chênh

lệch về tốc độ phát triển giữa miền núi và đồng bằng. Việc đưa

các biến độ cao, độ dốc, chia cắt ngang, chia cắt sâu, địa mạo

vào mô hình MLR phân tích vừa đại diện cho ảnh hưởng của

yếu tố tự nhiên, vừa đại diện cho ảnh hưởng của khả năng tiếp

cận đến biến động lớp phủ.

2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội

Ở Hòa Bình, dân số tăng nhanh, số người trong độ tuổi

lao động thất nghiệp tăng dẫn đến nạn khai thác rừng bừa bãi

mà nhà nước vẫn không kiểm soát được. Mặt khác, một số đồng

bào các dân tộc thiểu số có tập quán du canh du cư, đốt rừng

làm rãy gây suy thoái nhanh rừng đầu nguồn và các vụ cháy

rừng. Phân bố dân cư không đồng đều và bất bình đẳng về kinh

tế (nghèo đói) có thể là nguyên dân dẫn đến biến đổi lớp phủ

rừng. Trong nghiên cứu này, tác giả chọn mật độ dân số,

13

khoảng cách đến điểm dân cư và tỉ lệ hộ nghèo là biến giải thích

cho biến động lớp phủ rừng với giả thuyết ở các xã nghèo, các

xã có mật độ dân số cao và nơi gần điểm dân cư, áp lực lên

rừng lớn và có thể dẫn đến mất rừng và suy thoái rừng.

Cơ cấu kinh tế của tỉnh có nhiều biến động, tỷ trọng

ngành Công nghiệp- xây dựng tăng nhanh từ 16% năm 1994 lên

17% năm 2000, 32% năm 2010 và 35% năm 2014, trong khi tỷ

trọng ngành Nông –Lâm-Ngư nghiệp giảm mạnh từ 55% năm

1994 xuống 49% năm 2000, 35% năm 2010 và còn 31% năm

2014, tỷ trọng ngành Dịch vụ-Thương mại tăng nhẹ từ 29%

năm 1994 lên 34% năm 2000, 33% năm 2010 và 34% năm

2014. Cơ cấu kinh tế phản ánh cơ cấu nguồn thu nhập của nông

hộ và gây ảnh hưởng mạnh đến biến động lớp phủ rừng. Vì vậy,

nhóm biến cơ cấu thu nhập được lựa chọn đưa vào mô hình

phân tích MLR.

Cơ cấu lao động của Hòa Bình cũng có nhiều chuyển

biến, nếu như ở giai đoạn đầu, sinh kế của người dân Hòa Bình

chủ yếu phụ thuộc vào Nông- lâm nghiệp, thì sang giai đoạn

sau, ngày càng nhiều người lao động tham gia vào các hoạt

động dịch vụ, công nghiệp và xây dựng, điều này giảm áp lực

cho rừng nên rừng có thể được phục hồi tự nhiên. Để chứng

minh giả thuyết này, nghiên cứu sinh chọn cơ cấu lao động làm

biến giải thích.

14

CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ VÀ

BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ TỈNH HOÀ BÌNH DƢỚI TÁC

ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ

HỘI TRONG GIAI ĐOẠN 1994-2003 VÀ 2003-2013

3.1. Tƣ liệu sử dụng

- Tư liệu chính: ảnh vệ tinh Landsat năm 1994, 2003 và 2013.

- Tư liệu bổ trợ: tư liệu ảnh hàng không, bản đồ địa hình, bản đồ

hiện trạng rừng, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, số liệu điều tra

nông nghiệp nông thôn, niên giám thống kê, thông tin khảo sát

thực địa, điều tra xã hội học.

3.2. Hiện trạng lớp phủ và biến động lớp phủ

Hình 3.1: Nghiên cứu BĐLP theo phương pháp trước phân loại

15

16

Năm 1994 và 2003, mật độ NDVI mức trung bình (0,2 -

0,4) chiếm ưu thế với 56,5% và 66,9%. Năm 2013, mật độ

NDVI mức cao (0,4-0,6) chiếm tỉ lệ lớn 63,9%. Những con số

này chứng tỏ chất lượng lớp phủ đang tốt dần lên.

Hình 3.2: Nghiên cứu BĐLP theo phương pháp sau phân loại

Trong sơ đồ phương pháp sau phân loại, việc phân loại

ảnh được tiến hành trên 3 bộ dữ liệu:

- Các kênh ảnh Landsat

- Các kênh ảnh Landsat kết hợp với ảnh NDVI và DEM

- Các kênh ảnh Landsat kết hợp với ảnh NDVI, DEM

và kênh thành phần chính chứa nhiều thông tin về thực vật nhất

(PCi).

Quá trình phân loại ảnh được tóm tắt trong sơ đồ dưới

đây:

17

Hình 3.3: Phân loại ảnh trên các bộ dữ liệu khác nhau

- Nhận xét: độ chính xác có xu hướng tăng khi bổ sung

kênh DEM+NDVI và tiếp tục tăng khi thêm kênh thành phần

chính PCi.

18

Hình 3.4: Biểu đồ so sánh diện tích các loại lớp phủ năm 1994,

2003 và 2013

Các lớp rừng giàu, rừng trồng khép tán và dân cư luôn

có xu hướng tăng trong khi rừng tự nhiên nghèo, nông nghiệp,

đất trống có xu hướng giảm, riêng lớp mặt nước biến động

không đáng kể. Tổng diện tích các loại rừng năm 1994 là

133767,1 ha, 187823,7 ha năm 2003 và 238673,5 ha năm 2013,

như vậy độ che phủ rừng tăng từ 29% năm 1994 lên 41% năm

2003 và 52% năm 2013.

Chồng xếp các bản đồ lớp phủ ở hai thời điểm sẽ được

bản đồ biến động với chú giải bao gồm hơn 60 loại biến động.

Tuy nhiên, kết quả trên cho thấy lớp phủ rừng chiếm đa số so

với các loại lớp phủ khác. Do đó, các biến động về loại lớp phủ

sẽ được gộp thành 5 nhóm sau: mất rừng và suy thoái rừng, tái

sinh rừng tự nhiên, mở rộng rừng trồng, biến động khác và

không biến động.

19

20

3.3. Phân tích mối quan hệ giữa biến động lớp phủ rừng và

các yếu tố địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội

Qua phần tổng quan về các nguyên nhân gây biến động

lớp phủ và căn cứ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của tỉnh

Hòa Bình, nghiên cứu sinh lựa chọn phân tích tác động của 26

yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội (được phân vào 7 nhóm) đối

với biến động lớp phủ rừng ở ba khía cạnh: mở rộng rừng trồng,

tái sinh rừng tự nhiên cũng như phá rừng và suy thoái rừng

bằng mô hình hồi quy logistic đa biến.

Bảng 3.3: Các biến phụ thuộc

1 Mất rừng và suy thoái rừng

2 Tái sinh rừng tự nhiên

3 Mở rộng rừng trồng

Bảng 3.4: Các nhóm biến độc lập

1 Khả năng tiếp cận

2 Địa mạo, khí hậu, thổ nhưỡng

3 Mật độ dân số, nghèo đói

4 Hoạt động khai thác khoáng sản

5 Hoạt động du lịch

6 Cơ cấu lao động

7 Cơ cấu thu nhập

21

Hình 3.5: Sơ đồ các bước phân tích mối quan hệ giữa biến động

lớp phủ rừng và các yếu tố địa lý TN, KTXH

3.3.1. Mất rừng và suy thoái rừng:

Mô hình MLR cho mất rừng và suy thoái rừng 1994-2003.

(Xi: biến độc lập, Bi: hệ số hồi quy trong phương trình (1.2)).

Xi

Đơn vị Bi S.E Wald df Sig, Exp(B)

R_Pov % 0,008 0,003 5,979 1 0,014 1,008

clima(1) * -2,845 -0,341 4,503 1 0,034 0,058

22

clima(3) * -1,309 0,403 10,574 1 0,001 0,270

clima(9) * -1,032 -0,501 4,235 1 0,040 0,356

FS m -0,001 0,000 5,906 1 0,015 0,901

Road1 1 km 0,092 -0,015 36,087 1 0,000 1,096

Road2 0,5 km -0,076 0,021 12,867 1 0,000 0,927

Rive2 0,5 km -0,103 -0,029 12,977 1 0,000 0,902

Mine 1 km -0,034 0,011 9,888 1 0,002 0,967

Constant -3,853 0,624 0,000 1 0,995 0,000

Mô hình MLR cho mất rừng và suy thoái rừng 2003-2013

23

Xi Đơn vị B S.E Wald df Sig. Exp(B)

P_FHH % 0,003 0,007 0,242 1 0,006 1,003

P_SHH % -0,001 0,005 0,055 1 0,008 0,901

P_IL % -0,012 0,007 3,155 1 0,001 0,688

P_SL % -0,002 0,005 0,173 1 0,007 0,802

Clima(1) * -0,643 0,899 0,511 1 0,005 0,526

Clima(4) * 0,534 0,806 0,439 1 0,005 1,705

Clima(6) * -0,414 0,499 0,689 1 0,004 0,661

Clima(8) * -0,464 0,413 1,264 1 0,003 0,629

Clima(9) * -1,123 0,639 3,095 1 0,001 0,325

Morpho(15) * 0,791 0,452 3,068 1 0,001 2,206

Morpho(16) * 0,27 0,421 0,413 1 0,005 1,31

Slop 100 0,078 0,031 6,329 1 0,000 1,081

Ele 100 m -0,024 0,024 1 1 0,003 0,976

LD km/km2 -0,054 0,04 1,806 1 0,002 0,947

FS m -0,001 0 3,299 1 0,001 0,901

Road1 1 km 0,016 0,016 0,991 1 0,003 1,016

Road2 500 m -0,042 0,021 3,816 1 0,001 0,959

Rive1 1 km 0,006 0,019 0,114 1 0,007 1,006

Rive2 500 m -0,002 0,026 0,005 1 0,009 0,998

Mine 1 km -0,014 0,011 1,484 1 0,002 0,914

Tou 1 km -0,008 0,009 0,951 1 0,003 0,992

Constant -2,147 5,46 0 1 0,997 0

24

3.3.2. Tái sinh rừng tự nhiên

Mô hình MLR cho tái sinh rừng tự nhiên 1994-2003

Xi Đơn vị Bi S.E. Wald df Sig. Exp(B)

PD Người/km2 -0,002 0,000 16,461 1 0,000 0,998

R_Pov % -0,005 0,002 5,932 1 0,015 0,905

P_FHH % -0,045 0,023 3,786 1 0,052 0,946

P_FL % -0,047 0,024 3,895 1 0,048 0,954

Soil(13) * 0,894 0,370 5,856 1 0,016 2,446

Soil(20) * 0,894 0,374 5,712 1 0,017 2,445

Soil(21) * 0,958 0,377 6,472 1 0,011 2,606

clima(6) * 1,307 0,357 13,435 1 0,000 3,696

clima(7) * 1,580 0,499 10,027 1 0,002 4,855

25

clima(8) * 1,030 0,301 11,717 1 0,001 2,801

Slop 100 0,369 0,022 280,958 1 0,000 1,447

Ele 100 m 0,189 0,017 124,319 1 0,000 1,208

FS m 0,001 0,000 23,414 1 0,000 1,001

Rive2 500 m 0,124 0,018 45,862 1 0,000 1,132

Resi km 0,210 0,027 60,025 1 0,000 1,234

Constant -4,802 0,567 71,714 1 0,000 0,008

Mô hình MLR cho tái sinh rừng tự nhiên 2003-2013

26

Xi Đơn vị B S.E. Wald df Sig. Exp(B)

P_BHH % 0,097 0,018 28,772 1 0 1,908

P_BL % 0,031 0,009 11,688 1 0,001 1,032

Soil(1) * 2,319 0,799 8,429 1 0,004 10,162

Soil(9) * 1,186 0,456 6,762 1 0,009 3,274

Soil(25) * 0,973 0,475 4,191 1 0,041 2,645

Clima(4) * -1,491 0,308 23,404 1 0 0,225

Clima(11) * -1,798 0,33 29,647 1 0 0,166

Morpho(4) * -1,007 0,333 9,142 1 0,002 0,365

Slop 100 0,098 0,023 17,679 1 0 1,103

FS m 0,001 0 16,02 1 0 1,001

Road1 1 km 0,039 0,012 10,771 1 0,001 1,04

Road2 500 m 0,053 0,016 11,259 1 0,001 1,948

Resi 1 km 1,328 0,039 116,000 1 0 3,772

Constant -2,718 0,551 24,318 1 0 0,066

27

3.3.3. Mở rộng rừng trồng

Mô hình MLR cho mở rộng rừng trồng 1994-2003

Xi Đơn vị Bi S.E. Wald df Sig. Exp(B)

P_IHH % -0,231 0,100 5,288 1 0,021 0,794

Soil(10) * 2,299 0,057 4,736 1 0,030 9,968

Soil(12) * 2,099 0,805 6,792 1 0,009 8,160

Soil(13) * 2,136 0,818 6,819 1 0,009 8,469

Soil(15) * 1,499 0,748 4,017 1 0,045 4,478

Soil(19) * 1,691 0,846 3,994 1 0,046 5,427

Morpho(2) * -2,164 0,067 4,115 1 0,043 0,115

28

Slop 100 -0,113 0,035 10,489 1 0,001 0,919

Ele 100 m -0,319 0,037 76,467 1 0,000 0,727

FS M -0,001 0,000 3,907 1 0,048 0,999

Road1 1 km -0,095 0,018 29,186 1 0,000 0,909

Road2 500 m -0,055 0,024 5,227 1 0,022 0,656

Resi 1 km -0,148 0,044 11,586 1 0,001 0,862

Constant -1,83 0,412 0,000 1 0,996 0,000

Mô hình MLR cho mở rộng rừng trồng 2003-2013

29

Xi Đơn vị Bi S.E. Wald df Sig. Exp(B)

PD người/km2 0,002 0 101,371 1 0 1,002

R_Pov % -0,022 0,003 69,113 1 0 0,978

P_FHH % 0,093 0,026 12,452 1 0 1,091

P_AL % -0,01 0,005 4,155 1 0,042 0,99

P_BL % 0,339 0,034 101,339 1 0 1,713

P_FL % 0,539 0,042 165,996 1 0 2,583

Soil(8) * -1,317 0,6 4,818 1 0,028 0,268

Soil(14) * -1,746 0,579 9,11 1 0,003 0,174

Soil(19) * 2,304 0,786 8,59 1 0,003 10,016

Morpho(16) * -1,32 0,444 8,855 1 0,003 0,267

Ele 100 m 0,292 0,036 66,992 1 0 1,34

Road1 1 km -0,243 0,026 84,584 1 0 0,987

Road2 500 m -0,361 0,032 130,499 1 0 0,973

Rive1 1 km -0,096 0,026 13,989 1 0 0,901

Rive2 500 m -0,497 0,051 93,497 1 0 0,960

Mine 1 km 0,065 0,021 9,477 1 0,002 1,067

Tou 1 km 0,321 0,018 313,35 1 0 1,726

Resi 1 km 0,189 0,068 7,813 1 0,005 1,828

Constant -1,409 3,830 0 1 0,997 0

30

Kiểm chứng mô hình

Để kiểm chứng tính đúng đắn của các mô hình, nghiên

cứu sinh so sánh bản đồ xác suất biến động theo mô hình với

bản đồ biến động thực tế, đồng thời tiến hành điều tra tại các

điểm chìa khóa. Kết quả cho thấy các mô hình có độ tin cậy ở

mức khá và phù hợp với thực tế.

3.4. Dự báo biến động lớp phủ rừng và định hƣớng phát

triển – bảo vệ lớp phủ rừng đến năm 2020

Trên cơ sở các bản đồ xác suất biến động lớp phủ rừng,

nghiên cứu sinh xây dựng bản đồ dự báo nguy cơ mất rừng và

suy thoái rừng, khả năng tái sinh rừng tự nhiên và khả năng mở

rộng rừng trồng đến năm 2020 với giả thuyết các nhân tố tác

động và tốc độ biến động không thay đổi.

31

Các bản đồ dự báo là cơ sở khoa học quan trọng để

định hướng phát triển, bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên

rừng trong quá trình phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020. Kết

quả nghiên cứu cho phép tác giả đề xuất các giải pháp bảo vệ và

phát triển lớp phủ rừng bao gồm: trồng rừng, bảo vệ rừng trồng,

bảo vệ rừng tự nhiên, khoanh nuôi tái sinh.

32

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

1. Luận án đã tổng quan được cơ sở lý luận cũng như

tình hình nghiên cứu lớp phủ, biến động lớp phủ trên thế giới và

tại Việt Nam, từ đó xác định được phương pháp nghiên cứu phù

hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Hòa Bình.

2. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định tích hợp công

nghệ viễn thám và GIS với phân tích thống kê không gian là

hướng nghiên cứu lớp phủ, biến động lớp phủ trong mối quan

hệ với các yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội tối ưu, đánh giá được

xu thế biến động kịp thời, đáp ứng yêu cầu kiểm kê nhanh tài

nguyên, giám sát tài nguyên môi trường trên phạm vi rộng lớn.

3. Ảnh hiệu NDVI có ưu thế nổi bật trong việc xác định

nhanh biến động lớp phủ về trạng thái đặc biệt là lớp phủ rừng.

Bản đồ biến động mật độ NDVI cho thấy chất lượng lớp phủ

rừng Hòa Bình tăng lên qua các giai đoạn nghiên cứu.

4. Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý ảnh sử dụng dữ

liệu bổ trợ cho phép nâng cao độ chính xác phân loại ảnh. Đây

là công trình đầu tiên trên thế giới và tại Việt Nam thử nghiệm

tích hợp kênh DEM+NDVI+PCi trong quá trình phân loại ảnh

trên tư liệu vệ tinh Landsat 8 kể từ khi vệ tinh này được phóng

lên quỹ đạo 11/2013.

5. Kết quả nghiên cứu thể hiện phân bố không gian của

các loại lớp phủ, biến động lớp phủ, tốc độ biến động cũng như

xu hướng biến động, trong đó lớp phủ rừng, đặc biệt là rừng

trồng và rừng tái sinh tăng nhanh cả về chất lượng và diện tích,

ngược lại diện tích lớp nông nghiệp, đất trống và cây bụi giảm.

6. Nghiên cứu đã phân tích các đặc điểm địa lý tự

nhiên, kinh tế xã hội ảnh hưởng đến lớp phủ và biến động lớp

phủ tỉnh Hòa Bình, sau đó lựa chọn các biến phù hợp đưa vào

mô hình biến động rừng để thấy được vai trò của từng yếu tố

cũng như định lượng được mối quan hệ giữa mất rừng và suy

33

thoái rừng, tái sinh rừng tự nhiên, mở rộng rừng trồng với các

yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội.

7. Nghiên cứu đã phát hiện các nguyên nhân gây biến

động lớp phủ rừng thay đổi theo bối cảnh kinh tế xã hội, trong

đó:

-Mất rừng và suy thoái rừng: giai đoạn 1994-2003: mất rừng và

suy thoái rừng xảy ra ở gần các điểm khai thác khoáng sản, ở

nơi dễ tiếp cận và xa trung tâm, giai đoạn 2003-2013: mất rừng

và suy thoái rừng vẫn xảy ra ở nơi dễ tiếp cận và xa trung tâm,

ít xảy ra tại các xã có kinh tế không phụ thuộc vào rừng. Điểm

chung của hai giai đoạn là nguy cơ mất rừng cao ở nơi dễ tiếp

cận và xa trung tâm, thấp ở các tiểu vùng khí hậu nóng, mưa

nhiều, mùa lạnh và mùa khô ngắn, yếu tố địa mạo, thổ nhưỡng

và nghèo đói ảnh hưởng không đáng kể đến mất rừng và suy

thoái rừng.

- Tái sinh rừng tự nhiên: ở cả hai giai đoạn, cơ hội tái sinh rừng

tự nhiên cao tại nơi khó tiếp cận và có tương quan không chặt

chẽ với các yếu tố địa mạo, thổ nhưỡng, mật độ dân số, nghèo

đói. Ngoài ra, tái sinh rừng tự nhiên giai đoạn 2003-2013 còn

chịu ảnh hưởng của yếu tố cơ cấu lao động và khí hậu: kinh tế ít

phụ thuộc vào rừng thì cơ hội tái sinh càng cao, khí hậu nóng,

mưa ít và mùa khô kéo dài sẽ không tạo điều kiện thuận lợi cho

tái sinh tự nhiên.

- Mở rộng rừng trồng: Ở cả hai giai đoạn, rừng chủ yếu được

trồng ở nơi dễ tiếp cận. Đặc biệt, yếu tố đóng vai trò quan trọng

nhất ở giai đoạn sau là hoạt động du lịch và cơ cấu lao động.

Các yếu tố địa mạo, khí hậu, hoạt động khai thác khoáng sản,

nghèo đói hầu như không ảnh hưởng đáng kể đến mở rộng rừng

trồng ở cả hai giai đoạn.

8. Kết quả nghiên cứu cho phép dự báo được xu hướng

biến động lớp phủ rừng đến năm 2020 và định hướng phát triển,

bảo vệ lớp phủ rừng bền vững.

34

Kiến nghị

1. Tăng cường công tác truyền thông, nâng cao ý thức

bảo vệ rừng cho người dân sống gần rừng và xung quanh khu

bảo tồn, để từ đó xã hội hóa công tác bảo vệ rừng, đồng thời

nâng cao vai trò, năng lực và trách nhiệm của cán bộ kiểm lâm

cũng như chính quyền địa phương, xử lý nghiêm ngặt các hành

vi khai thác lâm sản trái phép, xây dựng quy chế hướng dẫn quy

trình và thời gian khai thác lâm sản.

2. Thực hiện tốt công tác quy hoạch bảo vệ và phát

triển rừng như dành quỹ đất hợp lý trong từng hộ dân để trồng

cây làm củi đun, kéo dài thời gian giao đất giao rừng trên 50

năm, nhất là đối với các hộ trồng cây bản địa mới khuyến khích

được người dân đầu tư dài kỳ vào trồng rừng. Bên cạnh đó cần

có sự hỗ trợ về kỹ thuật trồng rừng, chăm sóc và khai thác, đặc

biệt là hỗ trợ để tiếp cận thị trường tiêu thụ gỗ sao cho việc

trồng rừng vừa mang lại hiệu quả kinh tế cho người dân vừa đạt

được các mục đích sinh thái của rừng trồng.

3. Rừng trên núi đá vôi cần được bảo tồn và quản lý

nghiêm ngặt vì nếu bị chặt phá thì sẽ không thể trồng lại được

trên lớp đất rất mỏng đó.

35

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

1. Nguyễn Thị Thúy Hạnh, Trần Vân Anh (2009), Sử dụng

ảnh thành phần chính để xác định biến động lớp phủ mặt đất

khu vực Bắc Ninh, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số

27, tháng 7/2009, tr85-91.

2. Nguyễn Thị Thúy Hạnh (2011), Xây dựng Mô hình số địa

hình bằng công nghệ LiDAR, Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản

đồ, số 8, tháng 6/2011, tr35-41.

3. Nguyễn Thị Thúy Hạnh (2012), Khảo sát độ chính xác

phương pháp phân tích thành phần chính ảnh vệ tinh đa phổ

Landsat trong theo dõi biến động đất nông nghiệp khu vực đồng

bằng sông Hồng, Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ, số 11,

tháng 3/2012, tr53-59.

4. Nguyễn Thị Thúy Hạnh, Trần Ngọc Diễn (2013),

Application of principal component analysis technique to

multispectral image Landsat for monitoring change of

agricultural land in the North Delta, Vietnam, Proceeding of

the 34th Asian Conference on Remote Sensing, 20-24 Oct 2013,

Bali, Indonesia.

5. Nguyễn Thị Thúy Hạnh, Trần Ngọc Diễn (2013), Khai thác

phần mềm GIS mã nguồn mở WILWIS phục vụ điều tra hiện

trạng trượt lở đất khu vực Tương Dương- Nghệ An, Kỷ yếu Hội

thảo khoa học công nghệ lần thứ nhất, ĐH TN&MT HN, Hà

Nội – 11/2013, tr251-256.

6. Nguyen Thi Thuy Hanh, Tran Ngoc Dien (2014), Detect

land cover change by using NDVI diffencing and post-

classification: a case study in Hoa Binh- Vietnam, Proceeding

of the 35th Asian Conference on Remote Sensing, 27-31 Oct

2014, Nay Pyi Taw, Myanmar.

36

7. Nguyen Thi Thuy Hanh, Tran Ngoc Dien (2014),

Composition of spectral and ancillary data in land cover

classification: a case study in Hoa Binh - Vietnam, Proceeding

of the 12th SEAGA International Conference 25-28 Nov 2014,

Siem Reap, Cambodia.

8. Phạm Thị Thanh Thủy, Nguyễn Thị Thúy Hạnh, Nguyễn

Thị Lệ Hằng, Phạm Thanh Tình (2014), Ứng dụng GIS và

phương pháp phân tích đa chỉ tiêu trong đánh giá tính hợp lý về

vị trí không gian của phương án quy hoạch sử dụng đất khu

công nghiệp huyện Quế Võ- Bắc Ninh, Kỷ yếu hội thảo Hội

nghị khoa học Địa lý –Quản lý tài nguyên, ĐHKHTN-

ĐHQGHN, tr341-351, Hà Nội – 10/2014.

9. Phạm Thị Thanh Thủy, Nguyễn Thị Kim Uyên, Phạm Thanh

Tình, Nguyễn Thị Thúy Hạnh (2014), Ứng dụng GIS trong

đánh giá tiềm năng đất đai và định hướng sử dụng đất nông

nghiệp huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên, Tuyển tập báo cáo Hội

nghị khoa học ngành Địa hình quân sự lần thứ tư, tr 270-279,

Hà Nội - 2014.

10. Nguyễn Thị Thúy Hạnh, Phạm Thị Thanh Thủy, Trần

Ngọc Diễn (2014), Sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian trong giám

sát biến động lớp phủ: nghiên cứu trường hợp tỉnh Hòa Bình,

Kỷ yếu hội thảo Ứng dụng GIS toàn Quốc lần thứ 6, tr 379-388,

Cần Thơ - 11/ 2014.