Tóm tắt Luận án 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

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, c