Luận văn Nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật phục vụ sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật phục vụ sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum với sự hỗ trợ của công nghệ viễn thám và GIS

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGU N TRUNG TH NH NGHIÊN CỨU I N Đ NG P PHỦ THỰC V T PHỤC VỤ SỬ DỤNG V ẢO VỆ T I NGU ÊN ĐẤT HU ỆN KON P ÔNG, TỈNH KON TUM V I SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ VI N THÁM V GIS LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013
2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGU N TRUNG TH NH NGHIÊN CỨU I N Đ NG P PHỦ THỰC V T PHỤC VỤ SỬ DỤNG V ẢO VỆ T I NGU ÊN ĐẤT HU ỆN KON P ÔNG, TỈNH KON TUM V I SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ VI N THÁM V GIS Chuyên ngành: Quả tài guy và m i trƣờ g Mã số: 60850101 U N VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. ĐẶNG VĂN BÀO Hà Nội – Năm 2013
3. LỜI CẢM ƠN Luậ vă đƣợc hoà thà h tại trƣờ g Đại học Khoa học Tự hi – Đại Học Quốc Gia Hà Nội từ ăm 2011–2013. Để có đƣợc kết quả ày, trƣớc hết tác giả bầy tỏ ò g biết ơ sâu sắc tới PGS.TS. Đặ g Vă Bào à gƣời Thầy đã hƣớ g dẫ , đó g góp hữ g kiế qu báu cho tác giả tro g suốt quá trì h ghi cứu và thực hiệ uậ vă . Xi châ thà h cảm ơ Ba Chủ hiệm Khoa Địa L cù g tất cả các Thày C giáo và cá bộ khoa Địa , Đại học Khoa học Tự hi – Đại Học Quốc Gia Hà Nội, Tru g Tâm Viễ Thám và Geomatic (VTGEO) – Việ Địa Chất – Việ Hà Lâm Khoa Học và C g Nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiệ thuậ ợi và giúp đỡ hiều mặt để tác giả hoà thà h uậ vă . Luậ vă đƣợc sự hỗ trợ của đề tài ghi cứu khoa học cấp hà ƣớc mã số TN3/T19 thuộc Chƣơ g trì h “Khoa học và C g ghệ phục vụ phát triể ki h tế - xã hội vù g Tây Nguy ” (Chƣơ g trì h Tây Nguy 3) do PGS.TS. Đặ g Vă Bào àm chủ hiệm đề tài. Tác giả xi châ thà h cảm ơ sự giúp đỡ, tạo điều kiệ của đề tài. Một ầ ữa xi châ thà h cảm ơ gia đì h tác giả, hữ g tập thể, các cá hâ đã hết sức qua tâm giúp đỡ và tạo điều kiệ thuậ ợi để tác giả có thể hoà thà h uậ vă . Rất mo g hậ đƣợc hiều đó g góp kiế của các hà khoa học, các đồ g ghiệp và bạ đọc để uậ vă đƣợc hoà thiệ hơ . Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2013 Tác giả uậ vă Nguyễn Trung Thành
4. MỤC ỤC MỤC LỤC ................................................................................................................... 1 DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................... 3 DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................... 4 MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 6 CHƢƠNG 1. T NG QUAN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ TH C VẬT PHỤC VỤ BẢO VỆ TÀI NGUY N ĐẤT HUYỆN KON PLÔNG ..................................................................................... 12 1.1. TÀI NGUY N ĐẤT ........................................................................................ 12 1.1.1. Khái quát về tài nguyên và môi trƣờng đất ..................................................... 17 1.1.2. Ảnh hƣởng của đất đến thảm thực vật rừng .................................................... 18 1.2. SUY THÁI TÀI NGUY N ĐẤT ..................................................................... 19 1.2.1. Khái quát về suy thoái tài nguyên đất .............................................................. 19 1.2.2. Xói mòn đất ....................................................................................................... 20 1.3. LỚP PHỦ TH C VẬT VÀ VAI TRÕ BẢO VỆ TÀI NGUY N ĐẤT ............ 21 1.3.1. Chức năng chung của lớp phủ thực vật với thổ nhƣỡng ................................. 21 1.3.2. Vai trò của lớp phủ thực vật với xói mòn đất .................................................. 23 1.4. THÔNG TIN VIỄN THÁM TRONG NGHI N CỨU LỚP PHỦ TH C VẬT VÀ XÓI MÕN ĐẤT ...................................................................................... 24 1.4.1. Thông tin trên ảnh viễn thám ........................................................................... 24 1.4.2. Chiết xuất thông tin .......................................................................................... 27 1.4.3. Các phƣơng pháp đánh giá biến động .............................................................. 27 1.4.4. Nguyên tắc nghiên cứu biến động bằng GIS .................................................... 29 1.5. GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÕN ĐẤT ..................................................... 31 1.5.1. Cấu trúc dữ liệu cho mô hình xói mòn ............................................................. 32 1.5.2. Dữ liệu đầu vào của mô hình xói mòn .............................................................. 32 1.5.3. Định dạng dữ liệu và các hệ số xói mòn đất ..................................................... 33 CHƢƠNG 2. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ TH C VẬT VÀ XÓI MÕN ĐẤT HUYỆN KON PLÔNG .................................................... 39 2.1. ĐIỀU KIỆN T NHI N .................................................................................. 39 2.1.1. Địa chất .............................................................................................................. 39 2.1.2. Địa mạo .............................................................................................................. 44 2.1.3. Khí hậu .............................................................................................................. 48 2.1.4. Thủy văn ............................................................................................................ 50 2.1.5. Đất ..................................................................................................................... 50 2.1.6. Rừng .................................................................................................................. 56 2.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI ...................................................................... 57 1
5. 2.2.1. Đánh giá chung tình hình phát triển kinh tế - xã hội huyện giai đoạn 2005 - 2010 ............................................................................................................................. 57 2.2.2. Thực trạng phát triển các ngành, lĩnh vực kinh tế .......................................... 59 2.2.3. Khu vực dịch vụ ................................................................................................ 64 CHƢƠNG 3. BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ TH C VẬT VÀ XÓI MÕN ĐẤT HUYỆN KON PLÔNG ............................................................................................................. 66 3.1. ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ TH C VẬT .......................................... 66 3.1.1. iến động lớp rừng huyện Kon Plông .............................................................. 66 3.1.2. Phân tích biến động lớp phủ thực vật huyện Kon Plông ................................. 77 3.2. ĐÁNH GIÁ XU HƢỚNG XÓI MÕN ĐẤT ..................................................... 79 3.2.1. ản đồ xói mòn đất huyện Kon Plông .............................................................. 79 3.2.2. Đánh giá xu hƣớng xói mòn đất huyện Kon Plông .......................................... 95 3.3. ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ VÀ BẢO VỆ TÀI NGUY N ĐẤT ....... 99 3.3.1. Phân tích nguyên nhân suy thoái lớp phủ rừng và gia tăng xói mòn đất ........ 99 3.3.2. Một số định hƣớng sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất ................................... 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 105 2
6. DANH SÁCH CÁC ẢNG Bả g 1.1. Qua hệ giữa độ che phủ và ƣợ g đất bị xói mò ................................................ 24 Bả g 1.2. Phâ oại mức độ xói mò đất ............................................................................... 24 Bả g 1.3. Hệ số K của các oại đất........................................................................................ 34 Bả g 1.4. Hệ số mũ m theo độ dốc ....................................................................................... 36 Bả g 1.5. Bả g tra hệ số C ................................................................................................... 37 Bả g 1.6. Bả g tra hệ số P .................................................................................................... 37 Bả g 2.1. Bả g phâ bố hiệ trạ g sử dụ g đất của huyệ .................................................... 55 Bả g 2.2. Tă g trƣở g ki h tế huyệ Ko P g .................................................................. 57 Bả g 2.3. Tă g trƣở g và cơ cấu GTSX gà h g âm thủy sả ....................................... 60 Bả g 3.1.Khóa phâ oại và giải đoá ả h ............................................................................ 68 Bả g 3.2.Ma trậ biế độ g ớp phủ rừ g giai đoạ 1990-2000 ............................................ 77 Bả g 3.3.Ma trậ biế độ g ớp phủ thực vật giai đoạ 2000-2013 ....................................... 78 Bả g 3.4. Các cấp xói mò và các yếu tố ả h hƣở g ăm 1990 ............................................ 98 Bả g 3.5. Các cấp xói mò và các yếu tố ả h hƣở g ăm 2000 ............................................ 98 Bả g 3.6. Các cấp xói mò và các yếu tố ả h hƣở g ăm 2013 ............................................ 98 3
7. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1a. Sơ đồ phƣơ g pháp ghi cứu ................................................................................ 9 Hình 1b. Sơ đồ khu vực ghi cứu ...................................................................................... 10 Hình 1.1. Sơ đồ tƣơ g tác các hâ tố hì h thà h thổ hƣỡ g .............................................. 17 Hì h 1.2. Phả xạ phổ của đất, ƣớc và thực vật ................................................................... 27 Hình 1.3. Các Phƣơ g pháp đá h giá biế độ g ớp phủ thực vật từ ả h viễ thám ............... 28 Hì h 1.4. Nguy tắc ghi cứu biế độ g tro g GIS ......................................................... 30 Hì h 1.5. Cấu trúc dữ iệu cho m hì h xói mò ................................................................... 32 Hình 1.6. Các bƣớc tí h toá bả đồ hệ sốR ......................................................................... 33 Hình 1.7. Các bƣớc thà h ập bả đồ hệ số K ....................................................................... 34 Hình 1.8. Các bƣớc thà h ập bả đồ hệ số LS ...................................................................... 35 Hì h 2.1. Tru g tâm Huyệ .................................................................................................. 39 Hì h 2.2. Vết ộ boxit tr vỏ pho g hóa baza .................................................................... 40 Hì h 2.3. Bả đồ địa chất huyệ Ko P g trích từ bả đồ Địa chất 1:200.000 tờ Quả g Ngãi và Mă g Đe ............................................................................................................... 41 Hì h 2.4. Vết ộ đã Gơ ai cổ tại Ko P g .......................................................................... 42 Hì h 2.5. Vỏ pho g hóa fera it tr đá baza (phầ tr ), dƣới à vỏ pho g hóa tr đá gra it tại Ma g Cà h (Ko P g) ........................................................................................ 43 Hì h 2.6. Lớp bouxit aterit tr đá baza tại Ko P g ộ gay tr bề mặt do ớp thổ nhƣỡ g bị xói mò ............................................................................................................... 43 Hì h 2.7. Vỏ pho g hóa aterit bouxit tr đá baza tại Ko P g ....................................... 43 Hì h 2.8. Bả đồ chia cắt ga g huyệ Ko P g ............................................................... 45 Hì h 2.9. Bả đồ chia cắt sâu huyệ Ko P g.................................................................... 46 Hình 2.10. Pediment hóa trên cao nguyên, Tumơrông, Kon Plông ........................................ 48 Hình 2.11. Lƣợ g mƣa tru g bì h thá g của một số ăm đo tại trạm Mă g Đe ................... 48 Hình 2.12. Sƣơ g mù tr cao guy Mă g Đe , Ko P g tro g tỉ h Kon Tum .............. 49 Hì h 2.13. Bả đồ Thổ hƣỡ g huyệ Ko P g ................................................................. 52 Hì h 2.14. Lớp trầm tích Neoge ......................................................................................... 53 Hì h 3.1. Khu vực xây dự g thủy điệ thƣợ g Ko Tum...................................................... 66 Hì h 3.2. Mặt cắt ca h tác dọc theo suối............................................................................... 67 Hình 3.3. 03 ả h La dSat TM và ETM ................................................................................. 68 Hình 3.4. Ả h phâ oại 1990, 2000 và 2013 ........................................................................ 70 Hì h 3.5. Diệ tích (ha) các đối tƣợ g phâ oại ăm từ ả h 1990, 2000, 2013 ..................... 71 Hình 3.6. Bả đồ phâ oại ớp phủ rừ g ăm 1990 .............................................................. 72 Hình 3.7. Bả đồ phâ oại ớp phủ rừ g ăm 2000 .............................................................. 73 Hì h 3.8. Bả đồ biế độ g ớp phủ rừ g giai đoạ 1990-2000 ............................................ 75 4
8. Hì h 3.9. Bả đồ biế độ g ớp phủ rừ g giai đoạ 2000-2013 ............................................ 76 Hì h 3.10. Biế độ g diệ tích của RCPC sa g các oại hì h khác giai đoạ 1990-2000 ...... 77 Hì h 3.11. Biế độ g diệ tích RCPT sa g các oại hì h khác giai đoạ 1990-2000 ............. 78 Hì h 3.12. Biế độ g diệ tích của RCPC sa g các oại hì h khác giai đoạ 2000-2013 ...... 79 Hì h 3.13. Biế độ g diệ tíchcủa RCPT sa g các oại hì h khác giai đoạ 2000-2013 ........ 79 Hì h 3.14. Bả đồ hệ số xói mòn do mƣa (R) ....................................................................... 82 Hì h 3.15. Bả đồ hệ số khá g xói của đất (K) ..................................................................... 83 Hì h 3.16. Bả đồ hệ số độ dốc và chiều dài sƣờ (LS) ........................................................ 84 Hì h 3.17. Bả đồ hệ số ớp phủ thực vật (C) - 1990 ............................................................ 85 Hì h 3.18. Bả đồ hệ số ớp phủ thực vật (C) - 2000 ............................................................ 86 Hì h 3.19. Bả đồ hệ số ớp phủ thực vật (C) - 2013 ............................................................ 87 Hì h 3.20. Bả đồ hệ số ca h tác (P) - 1990 ......................................................................... 88 Hì h 3.21. Bả đồ hệ số ca h tác (P) - 2000 ......................................................................... 89 Hì h 3.22. Bả đồ hệ số ca h tác (P) - 2013 ......................................................................... 90 Hì h 3.23. Bả đồ phâ cấp xói mò tiềm ă g huyệ Ko P g ........................................ 91 Hì h 3.24. Bả đồ phâ cấp xói mò thực – 1990 ................................................................. 92 Hì h 3.25. Bả đồ phâ cấp xói mò thực – 2000 ................................................................. 93 Hì h 3.26. Bả đồ phâ cấp xói mò thực – 2013 ................................................................. 94 Hì h 3.27. Diệ tích các cấp xói mò tiềm ă g ................................................................... 95 Hì h 3.28. Diệ tích ớp phủ rừ g và xói mò ăm 1990 ...................................................... 95 Hì h 3.29. Diệ tích ớp phủ rừ g và xói mò ăm 2000 ....................................................... 96 Hì h 3.30. Diệ tích ớp phủ rừ g và xói mò ăm 2013 ...................................................... 96 Hì h 3.31. Rừ g bị phá gay cạ h khu đị h cƣ mới ............................................................. 97 Hì h 3.32. Rừ g guy si h tại khu vực Bắc Mă g Cà h ................................................. 100 Hì h 3.33. Rừ g guy si h tại khu bảo tồ Ko Ka Ki h ở phía đ g am Ko P g ... 100 Hì h 3.34. Qua g cả h khu rừ g guy si h sau khi quy hoạch khu tái đị h cƣ thủy điệ Thƣợ g Ko Tum ............................................................................................................... 100 Hì h 3.35. Đƣờ g giao th g khu xây dự g thủy điệ Thƣợ g Ko Tum và khu rừ g nguyên sinh ........................................................................................................................ 100 Hì h 3.36. Rừ g guy si h bị chặt phá àm rẫy tại Mă g Cà h ....................................... 101 Hì h 3.37. Lớp phủ rừ g bị chặt phá ăm 2010 để trồ g sắ .............................................. 101 5
9. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Lớp phủ thực vật à một tro g yếu tố qua tro g tro g các dạ g tài guy thi hi . Sự thay đổi ở một mức độ ào đó của ớp phủ thực vật ả h hƣở g mạ h tới các các hâ tố hƣ: đất, dò g chảy, khí hậu Nói một cách khác, sự thay đổi hay biế đổi của ớp phủ thực vật sẽ kéo theo sự biế đổi các dạ g tài guy khác. Nguy hâ của sự biế đổi ày có thể đế từ hiều phía hƣ: biế đổi khí hậu, hoạt độ g của co gƣời, các hoạt độ g địa chất Với vai trò qua trọ g tro g các dạ g tài guy thi hi hƣ vậy, việc theo dõi và ghi cứu sự biế độ g của ớp phủ thực vật à thực sự cầ thiết. Đá h giá sự biế đổi đó kết hợp với các hâ tố khác hƣ: địa mạo, địa chất, thủy vă sẽ cho chú g ta một cơ sở khoa học tro g việc quy hoạch, phát triể tài guy thi hi phục vụ phát triể ki h tế - xã hội. Huyệ Ko P g đƣợc hì h thà h tr cơ sở chia tách huyệ Ko P g cũ ( ay à huyệ Ko Rẫy). Huyệ Ko P g mới đƣợc chia tách ăm 2002 chƣa thà h ập thị trấ , tru g tâm hà h chí h của huyệ đó g châ tr địa bà th Mă g Đe xã Đắk Lo g.Huyệ gồm có 9 xã à: Đắk Lo g, Mă g Bút, Mă g Cà h, Ngọc Tem, Đăk Ri g, Đăk N , Đăk Tă g, Xã Hiếu. Dâ số 18.886 (2008), các dâ tộc bả địa Xơ Đă g (Mơ âm, Kado g), H’r chiếm hơ 97% dâ số. Phầ ớ diệ tích của huyệ ằm tr dãy Trƣờ g Sơ Nam, dọc theo đƣờ g chia ƣớc của thƣợ g guồ ƣu vực s g Trà Khúc. Đây cũ g à ơi có mật độ rừ g phò g hộ có mật độ che phủ ớ hất Viết Nam đạt 78%. Với địa hì h và ớp phủ đặc trƣ g hƣ vậy, sự biế độ g ớp phủ tại đây sẽ ả h hƣở g đế các điều kiệ tự hi và ki h tế xã hội vù g hạ ƣu của ƣu vực. Kh g gia của huyệ Ko P g ằm ở phầ thƣợ g ƣu của s g Đăk B a chảy về s g S Sa , của các s g suối đổ về đồ g bằ g Quả g Ngãi. Việc bảo vệ ớp phủ rừ g i qua với bảo vệ đa dạ g si h học, chố g xói mò đất và giữ 6
10. guồ ƣớc gầm trở thà h vấ đề có tí h cấp bách, số g cò với các c g trì h thủy điệ , thủy ợi, đặc biệt à giảm thiểu tai biế ũ ụt ở hạ ƣu. Chí h vì vậy huyệ Ko P g đƣợc chọ à vù g ghi cứu của đề tài. Có hiều phƣơ g pháp khác hau cũ g hƣ hiều cách tiếp cậ khác hau có thể đƣợc ựa cho để ghi cứu ớp phủ thực vật. Tro g các phƣơ g pháp ghi cứu, các phƣơ g pháp viễ thám và GIS à hữ g phƣơ g pháp hiệ đại, à hữ g c g cụ mạ h có khả ă g giúp giải quyết hữ g vấ đề ở tầm v m (về kh g gia ) tro g thời gia gắ hay đa thời gia . ể theo dõi ớp phủ thực vật, gh a à đá h giá kh g chỉ các biế độ g về mặt diệ tích mà cả về kh g gia , thời gia diễ ra các biế độ g ày, việc tậ dụ g c g ghệ viễ thám và GIS à điều đã đƣợc hiều tr thế giới. Tuy hi việc áp dụ g chú g vào hữ g hoà cả h cụ thể cũ g rất cầ đƣợc ghi cứu để tìm ra hữ g cách tiếp cậ hợp cũ g hƣ đá h giá khả ă g của chú g một cách đú g đắ . Với các do u tr , học vi đã ựa chọ vấ đề “Nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật phục vụ bảo vệ tài nguyên đất huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum với sự hỗ trợ của công nghệ Viễn Thám và GIS” àm đề tài uậ vă thạc sỹ của mình. 2. Mục tiêu Ứ g dụ g c g ghệ viễ thám và GIS để đá h giá đƣợc biế độ g ớp phủ thực vật từ ăm 1990 đế 2013, àm cơ sở cho việc xây dự g bả đồ xói mò đất và xác đị h xu hƣớ g xói mò đất qua các thời kỳ, phục vụ sử dụ g hợp tài guy và bảo vệ m i trƣờ g đất huyệ Ko P g tỉ h Ko Tum. 3. Nội dung nghiên cứu Để đạt đƣợc mục ti u tr , uậ vă tập tru g giải quyết một số ội du g sau: - Tổ g qua tì h hình các ghi cứu ứ g dụ g c g ghệ viễ thám và GIS tro g đá h giá biế độ g ớp phủ thực vật và xói mò đất; - Phâ tích các hâ tố ả h hƣở g tới biế độ g ớp phủ thực vật và xói mò đất huyệ Ko P g; 7