Nghiên cứu khả năng sử dụng ảnh vệ tinh quang học kết hợp với ảnh vệ tinh ra-đa đánh giá sinh khối, tích trữ Cacbon và hấp thụ CO2 bởi thảm thực vật rừng khu vực Vườn Quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk.

Biến đổi khí hậu hiện nay không còn là dự báo, mà đã trở thành mối đe dọa và thách thức nghiêm trọng đối với toàn nhân loại, trong đó có Việt Nam. Biến đổi khí hậu và mối quan hệ của nó với lượng phát thải khí CO2 đang là vấn đề được quan tâm toàn cầu.

Thực vật có khả năng hấp thụ CO2 thông qua quá trình quang hợp, được tích lũy dưới dạng sinh khối. Do vậy, hệ sinh thái rừng có vai trò rất quan trọng trong chu trình các bon toàn cầu. Vì lý do đó, UN-FCC, nghị định thư Kyoto và chương trình UN-REDD đã ghi nhận vai trò tích lũy cacbon hay hấp thụ CO2 của rừng. Có thể nói đây là một cơ hội đối với những nước đang phát triển như Việt Nam có thể đóng góp vào việc giảm thiểu tác động của biển đổi khí hậu thông qua việc bảo tồn và phát triển rừng. Để nhận được sự chi trả từ các nước phát triển và các tổ chức quốc tế, các quốc gia có rừng sẽ cần phải đưa ra bằng chứng về khả năng tích trữ cacbon, hấp thụ CO2 và những thay đổi đối với rừng quốc gia mình hay nói cách khác là phải có một hệ thống “Đo lường-Báo cáo và Thẩm định” (MRV). Vấn đề đặt ra hiện nay là làm sao tính toán được khả năng tích trữ cacbon và hấp thụ CO2của thảm thực vật rừng trên một khu vực rộng lớn với độ chính xác cao, trong một thời gian ngắn với chi phí thấp.

Công nghệ viễn thám được xem xét là một công cụ hữu ích, và có nhiều loại ảnh viễn thám đã và đang được sử dụng trong vấn đề này. Hiện nay, có hai loại ảnh vệ tinh có tiềm năng và thường được sử dụng là ảnh vệ tinh quang học và ảnh vệ tinh ra-đa. Đối với ảnh vệ tinh quang học, do chụp ảnh ở vùng bước sóng nhìn thấy và cận hồng ngoại, phù hợp với cảm nhận của mắt con người và đã được sử dụng trong một thời gian dài, nên các kỹ thuật xử lý đã quen thuộc, đơn giản trong giải đoán, chiết xuất thông tin, cũng như tiếp cận nguồn dữ liệu, thuận lợi cho việc thành thành lập các bản đồ chi tiết về lớp phủ thực vật. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của ảnh quang học là phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và chỉ cung cấp được thông tin bề mặt của đối tượng lớp phủ, điều này đã làm hạn chế khả năng ứng dụng vào tính toán sinh khối rừng. Khác với ảnh quang học, ảnh vệ tinh ra-đa chụp ảnh ở vùng bước sóng micro, do vậy, những nhược điểm của ảnh quang học cũng chính là ưu điểm mà ảnh vệ tinh ra-đa có được, như thời gian chụp không bị phụ thuộc vào ngày hay đêm, không bị ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết, có được thông tin về cấu trúc của đối tượng, đối rừng, và đây là những thông tin quan trọng liên quan đến việc tính toán sinh khối rừng. Tuy nhiên ảnh vệ tinh ra-đa cũng có những nhược điểm như ảnh bị nhiễu, nhiều biến dạng hình học nên đòi hỏi kỹ thuật xử lý cao.

Với những lý do đã nêu trên, Viện Công nghệ vũ trụ đã đề xuất và chủ trì thực hiện đề tài "Nghiên cứu khả năng sử dụng ảnh vệ tinh quang học kết hợp với ảnh vệ tinh ra-đa đánh giá sinh khối, tích trữ Cacbon và hấp thụ CO2 bởi thảm thực vật rừng khu vực Vườn Quốc gia Yok Đôn, tỉnh Đắk Lắk", mã số: VAST 01.03/15-16, do TS. Nguyễn Viết Lương làm chủ nhiệm. Đề tài được thực hiện trong thời gian 2 năm và được nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KHCNVN vào ngày 23/8/2017 và xếp loại Xuất sắc.

Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu – Vườn quốc gia Yok Đôn (ranh giới khu vực nghiên cứu màu vàng)

Đề tài đã hoàn thành các mục tiêu : (i) Xác lập cơ sở khoa học cho phương pháp kết hợp ảnh vệ tinh quang học và ảnh vệ tinh ra-đa trong tính toán sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 bởi kiểu thảm thực vật rừng khu vực nghiên cứu; (ii) Xây dựng phương pháp, quy trình công nghệ thành lập bản đồ sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 sử dụng công nghệ viễn thám và GIS; (iii) Tính toán tổng lượng sinh khối, tích trữ cacbon và hấp thụ CO2 bởi kiểu thảm thực vật rừng khu vực nghiên cứu.

Đề tài đã xây dựng bản đồ thảm thực vật rừng chi tiết khu vực nghiên cứu (tỷ lệ 1: 25.000), nơi có mùa mưa và mùa khô rõ rệt và hai loại rừng thường xanh và rừng rụng lá.

Bản đồ lớp phủ Vườn Quốc gia Yok Đôn Tây Nguyên, Việt Nam

Đã xây dựng mô hình ước lượng sinh khối rừng bằng việc kết hợp hai loại vệ tinh quang học (Landsat 8 OLI) và ảnh vệ tinh radar (ALOS 2 PALSAR 2): Sinh khối (tấn.ha−1) = 516.85 − 44.27 Contract + 183.67 Correlation + 569.15 Dissimilarity - 128.45 Entropy − 140.82 Homogeneity − 42.06 Mean + 52.26 SecondMoment - 37.94 Variance + 22.53σ̊forest + 301.28 NDVI mùa mưa.

Đã xây dựng bản đồ sinh khối rừng khu vực nghiên cứu (tỷ lệ 1: 25.000).

Bản đồ sinh khối rừng khu vực Vườn Quốc gia Yok Đôn, Tây Nguyên, Việt Nam

Đề tài đã công bố 3 bài báo, trong đó 01 bài báo tại Tạp chí Land/MDPI (thuộc danh mục ISI) "Mapping tropical forest biomass by combining ALOS-2, Landsat 8, and field plots data." Land 5, no. 4 (2016): 31’ ; 01 bài báo quốc tế có phản biện tại Tạp chí Advances in Remote Sensing "Estimation of tropical forest structural characteristics using ALOS-2 SAR data." Adv. Remote Sens 5 (2016): 131-144’ ; 01 bài báo tại Tạp chí Các Khoa học về trái đất "Land cover mapping in Yok Don National Park, Central Highlands of Viet Nam using Landsat 8 OLI images" VIETNAM JOURNAL OF EARTH SCIENCES 39, no. 4 (2017)’.

Bên cạnh các kết quả khoa học, đề tài đã hỗ trợ đào tạo thành công 01 Tiến sĩ từ Trường Đại học Chiba, Nhật Bản.

Nguồn tin : TS. Nguyễn Viết Lương, Viện Công nghệ vũ trụ, Chủ nhiệm đề tài
Xử lý tin: Thanh Hà