i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN HỮU HUỲNH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM PHÂN VÙNG BẢO TỒN THÍCH NGHI ĐA DẠNG SINH HỌC TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY - NAM ĐỊNH Chuyên ngành : Khoa học môi trường Mã số : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Văn Hùng Thái Nguyên - 2013 i LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, nội dung công trình nghiên cứu khoa học là của riêng tôi, không trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học của tác giả khác. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Huỳnh ii LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo cao học khoá 19 giai đoạn 2011 - 2013 tại trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên. Trong quá trình hoàn thành luận văn thạc sỹ, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng QL ĐT Sau đại học trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS. Hoàng Văn Hùng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Trong quá trình học tập, triển khai nghiên cứu đề tài và những kết quả đã đạt được hôm nay, tôi không thể quên được công lao giảng dạy và hướng dẫn của các thầy giáo, cô giáo trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên và các thầy cô giáo hợp tác giảng dạy tại Phòng QL ĐT Sau đại học. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Vườn Quốc gia Xuân Thủy - tỉnh Nam Định đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố khách quan cũng như chủ quan nên không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Kính mong nhận được sự chia sẻ và những ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học, thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Một lần nữa, tôi xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 8 năm 2013 Tác giả Nguyễn Hữu Huỳnh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích, mục tiêu của đề tài 3 3. Ý nghĩa của đề tài 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Cơ sở khoa học 5 1.1.1. Một số khái niệm 5 1.1.2. Các công ước quốc tế 6 1.1.3. Cơ sở thực tiễn 6 1.1.4. Cơ sở pháp lý 8 1.2. Tổng quan về GIS - Geographic Information System 9 1.2.1. Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý 9 1.2.2. Các thành phần cơ bản của một hệ thống thông tin địa lý 10 1.3. Tổng quan về viễn thám 11 1.3.1. Khái niệm về viễn thám 11 1.3.2. Thành phần cơ bản và nguyên lý làm việc của viễn thám 12 1.4. Các nghiên cứu tương tự trên thế giới 13 1.5. Các nghiên cứu tương tự ở Việt Nam 19 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 25 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 25 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 25 2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 25 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 25 iv 2.2.2. Thời gian tiến hành 25 2.3. Nội dung nghiên cứu 25 2.3.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên v.v. tác động tới đa dạng sinh học của VQG 25 2.3.2. Hiện trạng đa dạng sinh học khu hệ thực vật tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định 25 2.3.3. Số hóa ảnh vệ tinh tạo bản đồ nền 25 2.3.4. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đối với bảo tồn đa dạng sinh học và xây dựng các lớp bản đồ theo các yếu tố nhạy cảm 25 2.3.5. Ứng dụng phần mềm ArcGIS xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn theo mức độ nhạy cảm dựa trên ảnh viễn thám làm bản đồ nền. 26 2.3.6. Đề xuất các giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học Vườn Quốc gia Xuân Thủy, Nam Định 26 2.4. Phương pháp nghiên cứu 26 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu và phân vùng 26 2.4.2. Lựa chọn và thiết lập ô nghiên cứu 27 2.4.3. Phương pháp phỏng vấn 27 2.4.4. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ 27 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. Kết quả điều tra cơ bản 30 3.1.1. Vị trí địa lý 30 3.1.2. Đặc điểm địa hình 31 3.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng 31 3.1.4. Đặc điểm khí hậu 31 3.1.5. Đặc điểm của lớp thực bì 32 3.2. Hiện trạng đa dạng sinh học khu hệ thực vật tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định 34 3.2.1. Đa dạng về lớp phủ thực vật rừng 34 3.2.1.1. Rừng ngập mặn 34 3.2.1.2. Rừng Phi lao. 35 3.2.1.3. Hiện trạng đất trống và mặt nước 35 3.2.1.4. Các kiểu Sinh cảnh đất ngập nước 35 3.2.2. Đa dạng mức độ loài 41 v 3.2.3. Đa dạng sinh học khu hệ thực vật thủy sinh của Vườn quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định 43 3.2.3.1. Thực vật ngập nước định kỳ 43 3.2.3.2. Thực vật ngoi lên mặt nước 44 3.2.3.3. Thực vật có lá nổi trên mặt nước. 45 3.2.3.4. Thực vật chìm trong nước 46 3.2.3.5. Lớp chim 46 3.2.3.6. Lớp thú 48 3.2.3.7. Các lớp bò sát, lưỡng cư và côn trùng 48 3.2.3.8. Tài nguyên thuỷ sản 48 3.3. Kết quả số hóa ảnh vệ tinh 51 3.4. Kết quả phân cấp mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đối với bảo tồn đa dạng sinh học và xây dựng các lớp bản đồ theo các yếu tố nhạy cảm đó 52 3.4.1. Phân cấp yếu tố quản lý rừng 52 3.4.2. Phân cấp theo sinh kế 53 3.4.3. Phân cấp mức độ che phủ 54 3.4.4. Phân cấp yếu tố thủy văn 55 3.4.5. Phân cấp theo yếu tố khoảng cách tới các khu dân cư 56 3.5. Bản đồ chồng ghép 57 3.6. Đề xuất biện pháp bảo tồn đa dạng sinh học 58 3.6.1. Với UBND tỉnh Nam Định 58 3.6.2. Những đề xuất với Ban quản lý VQG Xuân Thuỷ 59 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61 1. Kết luận 61 2. Đề nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT GIẢI NGHĨA CBD : Công ước về đa dạng sinh học CITES : Công ước về buôn bán quốc tế các loài động thực vật hoang dã nguy cấp BÐKH : Biến đổi khí hậu ĐNN : Đất ngập nước ĐDSH : Đa dạng sinh học HST : Hệ sinh thái MAB : Chương trình con người và sinh quyển PTNT : Phát triển nông thôn RNM : Rừng ngập mặn IPGRI : Viện tài nguyên di truyền quốc tế IUCN : Hiệp hội quốc tế bảo vệ thiên nhiên SĐVN : Sách đỏ Việt Nam UBND : Uỷ ban nhân dân OTC : Ô tiêu chuẩn UNESCO : Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc VQG : Vườn Quốc Gia WWF : Quỹ quốc tế về bảo vệ thiên nhiên vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Số lượng các loài thực vật tìm thấy trong vùng RNM ven biển huyện Giao Thủy 7 Bảng 2.1. Phân cấp yếu tố quản lý rừng 28 Bảng 2.2. Phân cấp mức độ ảnh hưởng của yếu tố thủy văn 28 Bảng 2.3. Phân cấp mức độ che phủ 28 Bảng 2.4. Phân cấp yếu tố khoảng cách tới các khu dân cư 28 Bảng 2.5. Phân cấp theo yếu tố sinh kế 29 Bảng 3.1. Thành phần thực vật bậc cao có mạch VQG Xuân Thuỷ 41 Bảng 3.2. Thực vật có lá nổi trên mặt nước 46 Bảng 3.3. Danh lục các loài chim quý hiếm tại VQG Xuân Thuỷ 47 Bảng 3.4. Kết quả phân cấp yếu tố quản lý rừng 52 Bảng 3.5. Tổng hợp kết quả phân cấp theo yếu tố sinh kế 53 Bảng 3.6. Kết quả phân cấp mức độ che phủ 54 Bảng 3.7. Kết quả phân cấp mức độ ảnh hưởng của yếu tố thủy văn 55 Bảng 3.8. Kết quả phân cấp theo yếu tố khoảng cách tới các khu dân cư 56 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin địa lý 10 Hình 1.2. Nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh 12 Hình 3.1: Bản đồ vị trí Vườn Quốc gia Xuân Thủy - Nam Định 30 Hình 3.2. Ảnh vệ tinh VQG Xuân Thủy 51 Hình 3.3. Bản đồ nền của vườn quốc gia 51 Hình 3.4. Bản đồ phân cấp yếu tố quản lý rừng 52 Hình 3.5. Bản đồ phân cấp theo yếu tố sinh kế 53 Hình 3.6. Bản đồ phân cấp mức độ che phủ 54 Hình 3.7. Bản đồ phân cấp mức độ ảnh hưởng của yếu tố thủy văn 55 Hình 3.8. Bản đồ phân cấp theo yếu tố khoảng cách tới các khu dân cư 56 Hình 3.9. Bản đồ phân vùng đa dạng theo các yếu tố nhạy cảm 57 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội thì sự mất mát về đang dạng sinh học cũng đã diễn ra. Đặc biệt các nguồn tài nguyên sinh vật có giá trị nhiều loài quý hiếm đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng (Hoàng Văn Hùng và cs, 2012) [15]. Trong tiến trình tiếp theo đòi hỏi chúng ta phải có nhận thức và hành động đầy đủ hơn để đạt được sự bền vững, trong đó nhu cầu nghiên cứu để bảo tồn các loài đặc hữu, quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng có nhiều giá trị không chỉ về sinh học mà còn về sinh thái môi trường (Đặng Kim Vui và cs, 2013) [27]. Vào đầu thế kỷ 21, chúng ta đã nhận thấy tài nguyên sinh học là có giới hạn và chúng ta đang khai thác vượt quá những giới hạn này, do đó đang làm giảm tính đa dạng sinh học. Mỗi năm, dân số loài người ngày càng tăng hơn so với trước đây, các loài đang bị diệt vong với tốc độ nhanh nhất trong lịch sử (Rod Buckney et al., 2011), [34]. Các hoạt động của con người ngày càng làm suy giảm khả năng chu cấp cho sự sống của Trái đất, sự tăng dân số và nhu cầu tiêu dùng lại đòi hỏi ngày càng nhiều tài nguyên thiên nhiên (Hoàng Văn Hùng và Nguyễn Thanh Hải, 2011)[14]. Những tác động có tính hủy diệt cùng lúc gây ra bởi một số lượng lớn những người nghèo và một số ít người giàu có nhu cầu tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên đang dần phá vỡ sự cân bằng vốn đã và đang tồn tại giữa nhu cầu tiêu thụ tài nguyên của con người và khả năng đáp ứng của Trái đất (Aronson, J and Shmida, A., 1992) [29]. Sự xói mòn các hệ thống hỗ trợ cuộc sống hành tinh sẽ còn tiếp diễn cho đến khi con người cân bằng được nhu cầu của mình với các quá trình và khả năng đáp ứng của các nguồn tài nguyên thiên. Do đó các vấn đề liên quan đến bảo tồn đa dạng sinh học không thể tách rời các vấn đề phát triển kinh tế - xã hội (Nguyễn Viết Cách, 2005); [4]. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học công nghệ, các ứng dụng GIS (Geographic Information System) được liên tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ tài nguyên môi trường (Đặng Kim Vui và cs, 2013; Hoàng Văn Hùng và cs, 2012)[26], [15]. Từ chương trình kiểm kê nguồn tài nguyên thiên nhiên của Canada trong những năm 1960, đến những chương trình GIS cấp [...]... bảo tồn thích nghi đa dạng sinh học tại vườn quốc gia Xuân Thủy - Nam Định 2 Mục đích, mục tiêu của đề tài - Mục đích của đề tài: Nghi n cứu phân vùng thích nghi bảo tồn đa dạng sinh học và đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định - Mục tiêu cụ thể của đề tài: + Nghi n cứu khả năng ứng dụng của công nghệ GIS và viễn thám trong phân vùng bảo tồn đa dạng sinh. .. dạng sinh học + Phân vùng bảo tồn đa dạng sinh học theo mức độ nhạy cảm + Đề xuất phương hướng bảo tồn đa dạng sinh học tại vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định 3 Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghi n cứu khoa học - Đây là cơ hội cho người đọc hiểu thêm về gis, đồng thời cũng có cơ hội nâng cao sự hiểu biết về việc bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên - Nâng... sinh vật tại VQG Xuân Thủy, tỉnh Nam Định - Các yếu tố tác động tới sự phân cấp đa dạng sinh học tại VQG Xuân Thuỷ: quản lý rừng, thủy văn, giao thông, độ che phủ, khoảng cách tới khu dân cư 2.1.2 Phạm vi nghi n cứu Phân vùng bảo tồn thích nghi đa dạng sinh học khu vực VQG Xuân Thuỷ 2.2 Địa điểm và thời gian tiến hành 2.2.1 Địa điểm nghi n cứu Vườn quốc gia Xuân Thuỷ - Nam Định 2.2.2 Thời gian tiến... cao kỹ năng sử dụng và tích hợp các phần mềm tin học ứng dụng 4 - Ý nghĩa trong thực tiễn - Kết quả nghi n cứu có thể giúp cho các nhà hoạch định chính sách đưa ra các quyết định đúng đắn trong việc thực hiện các chương trình, dự án bảo tồn đa dạng sinh học tại vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định - Quy trình thực hiện có thể áp dụng để phân vùng bảo tồn cho vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định 5 Chương... 109/2003/NĐ-CP của Chính phủ về bảo tồn và phát triển bền vững đất ngập nước Việt Nam - Quyết định 01/2003/QĐ - TTg của Thủ tướng chính phủ về việc chuyển Khu bảo tồn đất ngập nước Xuân Thủy thành Vườn quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định - Quyết định 04/2004 của Bộ Tài Nguyên và Môi trường phê duyệt kế hoạch hành động về bảo tồn và phát triển bền vững các vùng đất ngập nước giai đoạn 200 4-2 010 - Quyết định. .. sinh thái nhằm mang lại lợi ích lớn nhất cho thế hệ hiện tại và vẫn suy trì tiềm năng của chúng để đáp ứng nhu cầu và nguyện vọng của thế hệ tương lai (Từ điển đa dạng sinh học và phát triển bền vững, 2001) Nguyên lý khoa học của bảo tồn đa dạng sinh học chính là sinh học bảo tồn Theo Soule (1985): Sinh học bảo tồn là một khoa học đa ngành được xây dựng nhằm hạn chế các mối đe dọa đối với đa dạng sinh. .. nhạy cảm Phân cấp mức độ ảnh hưởng cho từng yếu tố 26 2.3.5 Ứng dụng phần mềm ArcGIS xây dựng bản đồ phân vùng bảo tồn theo mức độ nhạy cảm dựa trên ảnh viễn thám làm bản đồ nền 2.3.6 Đề xuất các giải pháp bảo tồn đa dạng sinh học Vườn Quốc gia Xuân Thủy, Nam Định 2.4 Phương pháp nghi n cứu 2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu và phân vùng - Thu thập số liệu sơ cấp: kết quả điều tra khảo sát, dựa trên... 2.3 Nội dung nghi n cứu 2.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên v.v tác động tới đa dạng sinh học của VQG 2.3.2 Hiện trạng đa dạng sinh học khu hệ thực vật tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định 2.3.3 Số hóa ảnh vệ tinh tạo bản đồ nền 2.3.4 Phân cấp mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố đối với bảo tồn đa dạng sinh học và xây dựng các lớp bản đồ theo các yếu tố nhạy cảm Phân cấp mức... khoa học 1.1.1 Một số khái niệm Đa dạng sinh học (Biodiversity) là sự giàu có, phong phú và đa dạng về nguyên liệu di truyền, về loài và các hệ sinh thái Vì vậy, đa dạng sinh học bao gồm đa dạng ở mức độ trong loài là sự đa dạng, phong phú các gen trong quần thể gọi là đa dạng di truyền hay đa dạng gen; đa dạng ở mức độ loài là sự phong phú các loài gọi là đa dạng loài; và sự phong phú về các hệ sinh. .. bố và mức độ bảo tồn đối với một số thành phần của đa dạng sinh học GIS giúp các nhà nghi n cứu xác định các loài có khả năng hiện diện trong vùng quản lý hay không (vùng gián đoạn) Những loài này được dùng làm chỉ thị cho đa dạng sinh học hoặc cho sự vắng mặt, đối với một vùng cụ thể Bảo tồn những loài đang bị đe doạ: Hiện nay ô nhiễm môi trường đang đe doạ sự tồn tại của nhiều loài sinh vật, trong . chương trình, dự án bảo tồn đa dạng sinh học tại vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định. - Quy trình thực hiện có thể áp dụng để phân vùng bảo tồn cho vườn quốc gia Xuân Thủy Nam Định. 5 Chương. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN HỮU HUỲNH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM PHÂN VÙNG BẢO TỒN THÍCH NGHI ĐA DẠNG SINH HỌC TẠI VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY - NAM ĐỊNH. dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định - Mục tiêu cụ thể của đề tài: + Nghi n cứu khả năng ứng dụng của công nghệ GIS và viễn thám trong phân vùng bảo tồn đa dạng sinh học.