Ứng dụng GIS trong nghiên cứu đa dạng sinh học Bắc Kạn


Đăng lúc: 16:06:08 25/06/2016 - Đã Đọc: 756
Từ khóa Từ khóa:

Việt Nam là một trong 10 quốc gia có đa dạng sinh học thuộc loại cao nhất trên  thế giới với các hệ sinh thái đặc thù, nhiều giống, loài đặc hữu có giá trị khoa học và  kinh tế cao, nhiều nguồn gen quý hiếm.

Là một tỉnh với diện tích rừng tự nhiên vào loại lớn nhất trong các tỉnh vùng Đông Bắc Việt Nam (95,3% diện tích). Bắc Kạn có tài nguyên rừng khá đa dạng, phong  phú. Ngoài khả năng cung cấp gỗ, tre, nứa còn nhiều loại động vật, thực vật quý hiếm, có giá trị và được coi là một trung tâm bảo tồn nguồn gen thực vật của vùng Đông Bắc. Hệ động vật của tỉnh Bắc Kạn có giá trị tự bảo tồn nguồn gen cao với nhiều loại đặc hữu và quý hiếm. Nhiều cây trồng, vật nuôi được trồng và phát triển theo định hướng hàng hóa mang lại hiệu quả kinh tế cao. Do đó, nhiệm vụ bảo tồn những nguồn gen này đang là cấp thiết đối với tỉnh Bắc Kạn.

Bằng công nghệ GIS sử dụng phần mềm ArcGIS, trung tâm viễn thám không gian trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên đã thực hiện biên tập bản đồ sinh cảnh cho tỉnh Bắc Kạn. Sử dụng bản đồ sinh cảnh vừa xây dựng làm bản đồ nền cho xây dựng các bản đồ phân bố sinh vật Bắc Kạn. Thiết lập các điểm ghi lại từ quá trình thực địa thực hiện, kết hợp với dữ liệu thu thập, dữ liệu điều tra thực hiện mô tả phân bố các loài sinh vật trên địa bàn tỉnh, cụ thể như sau:

 

Hình 1. Sơ đồ xây dựng bản đồ chuyên đề đa dạng sinh học

A, Chuẩn bị

Thu thập các tài liệu có liên quan đến đánh giá đa dạng sinh học trên địa bàn tỉnh. Các báo cáo, chuyên đề đánh giá, và các số liệu điều tra phòng vấn người dân trên địa bàn để đánh giá sự xuất hiện, phân bố và quy mô các loài sinh vật tỉnh Bắc Kạn. Thu thập và thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu không gian phục vụ cho việc mô phỏng sự phân bố các loài sinh vật trên địa bàn tỉnh. Dữ liệu không gian thu thập được chuyển về phần mềm ArcGIS và được chuyển về cùng một hệ tọa độ chung VN_2000.                                         

Hình 2: Hệ tọa độ VN 2000 trong phần mềm arcGIS

B, Xây dựng các loại bản đồ

(1), xây dựng bản đồ sinh cảnh:

Dữ liệu chính cho xây dựng bản đồ sinh cảnh là lớp dữ liệu về kiểm kê rừng Bắc Kạn kết hợp với dữ liệu điều tra bổ sung. Thực hiện thao tác trên lớp bản đồ kiểm kê đất rừng Bắc Kạn, thực hiện gộp các nhóm đất đai thuộc từng loại sinh cảnh với nhau. tiến hành vẽ lớp bản đồ chuyên để thể hiện các loại sinh cảnh tỉnh Bắc Kạn.

Description: D:\SC_BACKAN.jpg

Hình 3: Bản đồ phân bố sinh cảnh tỉnh Bắc Kạn

(2), Xây dựng bản đồ các dạng thủy vực

Mạng lưới sông ngòi Bắc Kạn tương đối phong phú nhưng đa số là các nhánh thượng nguồn với đặc điểm chung là ngắn, dốc, thuỷ chế thất thường. Bắc Kạn là đầu nguồn của 5 con sông lớn của vùng Đông Bắc là sông Lô, sông Gâm, sông Kỳ Cùng, sông Bằng, sông Cầu.

Trong nghiên cứu các dạng thủy vực trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn thực hiện nghiên cứu các loài sau: Động vật nổi, thực vật nổi, động vật đáy và các loài cá có trên địa bàn tỉnh. Để xây dựng bản đồ các dạng thủy vực theo các đối tượng nghiên cứu như trên ta cần thu thập các dữ liệu về hệ thống thủy văn, các số liệu thực địa khảo sát về các loài thủy vực, đặc biệt là hệ thống điểm khảo sát ghi lại bằng GPS trên các tuyến điều tra của khu vực nghiên cứu.

Nhập dữ liệu ghị lại thực địa từ GPS đối với khảo sát đa dạng thủy vực. Thực hiện lần lượt nhập và chuyển các bảng dữ liệu khỏa sát các loài cá, động vật đáy, thực vật nổi và động vật nổi vào phần mềm. Nhập và lựa chọn hệ tọa độ cho dữ liệu, ta thu được kết quả như sau:

Description: C:\Users\TRANG\Downloads\thuy_vuc.jpg

Hình 4. Bản đồ phân bố các dạng thủy vực

(3), Xây dựng bản đồ thảm thực vật

Bản đồ thảm thực vật là bản đồ xác định các đơn vị thảm thực vật phân bố trong không gian, được xắp xếp theo một hệ thống nhất định. Để xác định các đơn vị kiểu thảm thực vật cần phân chia, phân loại các nhóm cây theo các tiêu chuẩn xác định thành các quần hợp thực vật. Các quần hợp thực vật với các loài trong đó có cùng một số các tính chất chung chia xẻ nhau về ngoại mạo và đặc điểm sinh thái, được xác định thành một đơn vị theo mức độ ưu thế về thành phân loài, tính chất riêng của số loài đặc sắc trong quần hệ đó. Một quần hệ này phân biệt với một quần hợp khác dựa trên các tính chất đó.

Với sự hỗ trợ của công nghệ Viễn thám, GIS và máy định vị vệ tinh GPS để xác định các kiểu thực vật rừng, bản đồ số GIS hiện trạng lớp phủ thảm phủ thực vật ở tỉnh Bắc Kạn đã được xây dựng.

Ảnh Landsat được nắn chuyển về hệ tọa độ quốc gia VN2000. Việc xử lý, phân tích ảnh theo các phương pháp chung của kỹ thuật xử lý ảnh số viễn thám. Với phương pháp phân loại thì có kết hợp cả phân loại số có giám sát và phân loại bằng mắt thường. Xác định vị trí các điểm và tuyến khảo sát thục địa (để xác định các kiểu thảm, các loài cây chính trong quần hợp thực vật) bằng GPS cầm tay theo hệ toạ độ UTM sau đó chuyển về hệ tọa độ VN2000

Cùng với lớp thông tin nền của hệ cơ sở dữ liệu GIS, lớp thông tin bản đồ số với các thuộc tính chi tiết về số lượng thành phần loài (bản đồ kiểm kê rừng 2013 tỷ lệ 1/50.000), loài ưu thế, diện tích các kiểu thảm phủ thực vât tại mỗi khu vực đã được thiết lập như sau:

Description: G:\USB__Data\anh\thamtv.jpg

Hình 5. Bản đồ phân bố thảm thực vật ở Bắc kạn

(4), Xây dựng bản đồ chim, thú, bò sát, ếch nhái

Các loài sinh vật hoặc nhóm loài trong tự nhiên có sự phân bố không đồng đều ở các dạng sinh cảnh, do các đặc điểm về tập tính, điều kiện thích nghi về nơi ở và kiếm ăn mà mỗi loài đều có sự phân bố theo các dạng sinh cảnh riêng.

Dựa vào số liệu ghi lại từ thực địa và tài liệu thu thập phân bố các loài sinh vật theo sinh cảnh trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn. Sử dụng các lớp dữ liệu phân bố sinh cảnh và lớp dữ liệu ghi lại các điểm GPS. Nhập dữ liệu ghi lại từ GPS vào phần mềm ArcGIS, sau đó chuyển dữ liệu hiển thị sang dạng điểm của phần mềm ArcGIS. Lựa chọn các biểu tượng các loài sinh vật theo từng mã điểm và sinh cảnh phân bố trên địa bàn tỉnh.

Thực hiện biên tập bản đồ phân bố chim, thú, bò sát, ếch nhái thông qua việc sử dụng các lớp dữ liệu nền và lớp dữ liệu phân bố sinh vật. Dựa theo các dạng sinh cảnh, ta có thể đánh giá sự phân bố các loài bò sát, lưỡng cư, chim, thú theo sinh cảnh như sau:

Description: G:\USB__Data\anh\BAN_DO_BO_SAT.jpg

Hình 6. Bản đồ phân bố bò sát, ếch nhái tỉnh Bắc Kạn

 

Description: G:\USB__Data\anh\BAN_DO_CHIM.jpg

Hình 7. Bản đồ phân bố chim tỉnh Bắc Kạn

 

Description: H:\BAN_DO_THU.jpg

Hình 8. Bản đồ phân bố các loài thú tỉnh Bắc Kạn

Theo phương pháp xây dựng bản đồ chuyên đề đã được đưa ra, kết quả thực hiện đã xây dựng được 5 bản đồ sản phẩm bao gồm: Bản đồ thảm thực vật, bản đồ các dạng thủy vực, bản đồ phân bố chim, bản đồ phân bố thú, bản đồ bò sát và ếch nhái. Các bản đồ này đã được xây dựng trên phần mềm ArcGIS có tỷ lệ 1:50.000, đã được in và đối soát thực địa, cho thấy các bản đồ có độ tin cậy cao.

Viết bài: GIRC

Trung tâm Địa tin học - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Địa chỉ: Xã Quyết Thắng - TP. Thái Nguyên | Tel: 0904.031.103

Email: girc.tuaf@gmail.com | Website: www.girc.tuaf.edu.vn