Đồ án Monitoring sự biến động môi trường rừng ngập mặn khu vực Bãi Nhà Mạc - Đình Vũ tỉnh Hải Phòng bằng công nghệ viễn thám và GIS

1 Tính cấp thiết của đề tài: Trong những năm gần đây, diễn biến của hiệu ứng nhà kính ngày càng phức tạp, hiện tượng biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu đã và đang làm cho những khối băng khổng lồ ở Bắc Cực và nam Cực tan nhanh khiến cho nước biển dâng nhanh hơn thế kỷ trước nhiều. Đây là mối đe doạ đối với các nước có địa hình thấp. Theo đánh giá của Ban Liên chính phủ về biển đổi khí hậu (IPCC) thuộc Liên Hiệp Quốc thì Việt Nam và Bangladesh là hai nước sẽ chịu thiệt hại nặng nề nhất do nước biển dâng. Ở Việt Nam, thực tế cho thấy: Khi những cơn bão lớn đổ bộ vào nước ta trong 3 năm vừa qua, ở những tuyến đê tuy có kết cấu yếu, xây đắp bằng đất nện, nhưng nhờ có các dải rừng ngập mặn(RNM) che chắn đê vẫn đứng vững vàng trước sóng gió. Trong khi đó, ở một số địa phương như ở Cát Hải (Hải Phòng), Hậu Lộc(Thanh Hoá), những nơi rừng ngập mặn phòng hộ bị suy thoái nặng do bị chặt phá hoặc bị chuyển đổi sang cơ cấu kinh tế khác, những tuyến đê kiên cố được xây đắp bằng bê tông hoặc kè đá đã không chịu đựng được sóng gió và đã bị phá hủy nhiều đoạn. Hải Phòng là một trong những tỉnh có diện tích phân bố RNM.Tuy diện tích không nhiều (3.719,9 ha-năm 2006) nhưng nó là hệ sinh thái đặc biệt, có giá trị và ý nghĩa to lớn về đa dạng sinh học đối với việc bảo vệ môi trường, đời sống người dân và phát triển kinh tế xã hội. Bên cạnh đó, RNM cũng rất nhạy cảm với tác động của con người và thiên nhiên (Phan Nguyên Hồng, Nguyễn Duy Minh. 2004) Một số năm trước đây, RNM ở Hải Phòng bị suy thoái rất nhiều do tốc độ phát triển nuôi trồng thuỷ sản ven bờ, các chủ rừng đã khoanh nuôi, đắp đầm nuôi trồng thuỷ sản làm suy giảm một phần hệ sinh thái RNM. Sự chuyển đổi cơ cấu sản xuất chạy theo lợi ích kinh tế trước mắt là nguyên nhân gây ra các hậu quả về sinh thái-môi trường như: gây ô nhiễm môi trường, diện tích đất thoái hoá ngày càng nhanh, nước mặn lấn sâu vào nội địa làm giảm năng suất cây nông nghiệp, nguồn giống tôm cua giảm, môi trường sinh sản và phát triển của nhiều loài hải sản bị suy thoái; bão táp phá đê, nhà cửa, đời sống của người dân ven biển bị đe doạ nghiêm trọng. Dữ liệu viễn thám với đặc điểm đa thời gian và phủ trùm khu vực rộng là một công cụ hữu hiệu cho nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật ngập mặn và đã được thế giới sử dụng từ nhiều năm nay trong lĩnh vực này (Rubi Hernández Cornejo1 2000; B. Satyanarayana 2001; Martin Béland1* 2001), F. BONN (2006) ; Macintosh, D. J., 1, et al. (1999); Ferdinand Bonn, Pham Van Cu (2001)). Ở nước ta đã có nhiều công trình ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu lớp phủ thực vật ngập mặn như : (Lê Thị Vân Huế, 2001; Phạm Văn Cự, 2001; Phan Nguyên Hồng và cộng sự, 1997; Nguyễn Hoàng Trí et al, UNESCO, 2004 Nghiên cứu các phương pháp quan trắc (monitoring) sự biến động môi trường rừng ngập mặn là thiết thực góp phần theo dõi, đánh giá hiện trạng nhằm giám sát và dự báo sự biến động của loại tài nguyên quí giá này trong quần thể sinh thái ven biển Việt Nam nói chung và của Hải Phòng nói riêng. Để tài tốt nghiệp “ Monitoring sự biến động môi trường rừng ngập mặn khu vực Bãi Nhà Mạc-Đình Vũ tỉnh Hải Phòng bằng công nghệ viễn thám và GIS”được lựa chọn là xuất phát từ yêu cầu thực tế đó. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu hiện trạng và đánh giá biến động lớp phủ thực vật ngập mặn bằng công nghệ viễn thám . Để đạt được mục tiêu trên, đề tài tập trung giải quyết những nhiệm vụ sau: + Xây dựng tổng quan về hiện trạng lớp phủ thực vật ngập mặn ở Việt Nam nói chung và ở ven biển Hải Phòng nói riêng. +Tìm hiểu tình hình ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu RNM trên thế giới và ở Việt Nam . +Thu thập tài liệu thống kê, bản đồ và dữ liệu ảnh vệ tinh vùng nghiên cứu + Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ xử lý và đánh giá biến động + Xử lý các dữ liệu ảnh vệ tinh của một số thời điểm chụp vùng nghiên cứu + Thành lập bản đồ, biểu đồ về lớp phủ thực vật ngập mặn và bản đồ biến động giữa hai thời điểm ở khu vực nghiên cứu. + Đánh giá sự biến động của lớp phủ thực vật ngập mặn tại khu vực nghiên cứu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là thảm thực vật ngập mặn trong khu vực Đỡnh Vũ và khu vực bói Nhà Mạc thuộc tỉnh Hải Phũng. Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn: - Về nội dung: Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá các yếu tố nhân tạo ảnh hưởng đến biến động lớp phủ thực vật ngập mặn.Lớp phủ thực vật ngập mặn được xem xét, nghiên cứu như là một đối tượng của lớp phủ bề mặt. - Về không gian: Tập trung 2 khu vực Đình Vũ và bãi Nhà Mạc ven biển Hải Phòng. - Về dữ liệu: Với mục đích khảo sát sự biến động thảm thực vật ngập mặn, quá trình nghiên cứu dựa chủ yếu vào tư liệu viễn thám đa thời gian, bao gồm cặp tư liệu ảnh Landsat chụp năm1989 và 2001. Một số dữ liệu bổ sung khác bao gồm các loại bản đồ, số liệu thống kê, và một số số liệu thực địa đã được kết hợp sử dụng. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu Về mặt khoa học, nghiên cứu góp phần giúp sinh viên mở rộng hiểu biết về lớp phủ thực vật ngập mặn, hiện trạng và sự biến động lớp phủ thực vật ngập mặn vùng ven biển tỉnh Hải Phòng. Bên cạnh đó, nó cho phép đánh giá khả năng của công nghệ viễn thám và GIS trong việc nhận biết hiện trạng và phân tích biến động của lớp phủ thực vật ngập mặn ven biển tỉnh Hải Phòng. Về mặt thực tiễn, các kết quả nghiên cứu của đồ án đưa ra các số liệu biến động RNM tại khu vực nghiên cứu của hai thời điểm cách nhau 12 năm (1989 và 2001) góp phần chỉ ra khuynh hướng biến động của RNM dưới tác động của các quá trình công nghiệp hóa và sự chuyển đổi cơ cấu kinh tế trong khu vực. Đây có thể là tài liệu bổ ích cho công tác quy hoạch, quản lý diện tích đất sản xuất nông nghiệp, đất nuôi tôm và nghiên cứu biện pháp quy hoạch bảo vệ cũng như tái tạo rừng ngập mặn của các xã ven biển Hải Phòng theo hướng phát triển bền vững. 5. Dữ liệu, trang thiết bị và phần mềm Đồ án nghiên cứu đã sử dụng những tài liệu sau: - Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu - Bản đồ hành chính tỉnh Hải Phòng tỉ lệ 1:250 000 - Bản đồ hiện trạng sử dụng đất - Tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, dữ liệu thống kê. - Ảnh vệ tinh Landsat 2 năm 1989-2001 - Một số đề tài đã nghiên cứu liên quan - Máy tính, phần mềm xử lý ảnh ENVI và phần mềm GIS. 6. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nhiệm vụ của đề tài đặt ra, tác giả đã sử dụng kết hợp phương pháp viễn thám với GIS và có thực địa kiểm tra. Phương pháp viễn thám được sử dụng để phân loại các ảnh vệ tinh Landsat, các chức năng phân tích không gian của GIS được sử dụng để tích hợp các kết quả phân lọai ảnh vệ tinh với dữ liệu bản đồ, dữ liệu thống kê thu thập được. Việc đánh giá biến động được tiến hành sau phân loại với sự trợ giúp của công cụ tính bảng chéo (crossing) trong GIS. Phương pháp viễn thám và GIS được áp dụng trong cả các bước phân tích tổng hợp và trình bày kết quả nghiên cứu. Trên thực địa, tác giả đã thu thập các thông tin liên quan đến sử dụng đất trong khu vực RNM. Dữ liệu thực địa bao gồm các ghi chép và ảnh chụp thực địa cũng được nhập và cơ sở dữ liệu trên nền bản đồ để tiện đối sánh trong quá trình phân loại ảnh vệ tinh. Các dữ liệu cần thiết cho đề tài đã được thu thập từ nhiều nguồn: thông qua các cuộc tiếp xúc, trao đổi, hội thảo khoa học, tìm kiếm trên mạng Internet, trên thư viện, và các chuyến khảo sát thực địa. 7. Bố cục của đề tài Đồ án bao gồm .trang, hình, bảng, ảnh, tài liệu tham khảo và phụ lục. Các phần và chương của đồ án được sắp xếp theo thứ tự sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan về rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Hải Phòng - Chương 2: Cơ sở khoa học việc sử dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu biến động rừng ngập mặn. - Chương 3. Ứng dụng viễn thám trong đánh giá biến động lớp phủ thực vật ngập mặn ở Hải Phòng. - Kết luận và kiến nghị - Tài liệu tham khảo. - Phụ lục