Các thuật ngữ liên quan được sử dụng trong đề tài

- Rừng phòng hộ: Theo luật Bảo vệ và phát triển rừng năm 2004 [23], rừng phòng hộ là loại rừng được sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống xa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu góp phần bảo vệ môi trường.

- Rừng phòng hộ đầu nguồn

Theo Quyết định 186/2006/QĐ-TTG ngày 14/8/2006[26], đưa ra khái niệm về rừng phòng hộ đầu nguồn là: Rừng phòng hộ đầu nguồn là rừng được xác lập nhằm tăng cường khả năng điều tiết nguồn nước của các dòng chảy, hồ chứa nước để hạn chế lũ lụt, giảm xói mòn, bảo vệ đất, hạn chế bồi lấp các lòng sông, lòng hồ.

Rừng phòng hộ đầu nguồn được xác lập dựa trên các tiêu chí và chỉ số về diện tích, lượng mưa, độ dốc, độ cao, đất. Quy mô của rừng phòng hộ đầu nguồn phù hợp với quy mô của lưu vực sông và việc quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn gắn với việc quản lý tổng hợp lưu vực sông.

 -Vùng đầu nguồn: Là hệ thống phức hợp do 3 hệ thống con tạo thành: Hệ thống kinh tế, hệ thống sinh thái, hệ thống xã hội. Do sự tồn tại của điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội có tính chất khu vực, nên các hệ thống này có sự khác biệt khá rõ nét về đặc điểm ranh giới, cấu trúc, chức năng, vật chất... về thực chất là phân vùng đầu nguồn hoặc lưu vực thành các đơn vị diện tích khác nhau, trong đó mỗi đơn vị diện tích đều có sự đồng nhất về kinh tế, sinh thái và xã hội. Thông qua mối quan hệ qua lại giữa các bộ phận tổ thành trong nội bộ của các hệ thống đó sẽ là những căn cứ khoa học có tính chiến lược để quy hoạch phát triển vùng đầu nguồn, cho việc lợi dụng hợp lý và bền vững tài nguyên thiên nhiên nhằm thúc đẩy sự phát triển hài hòa và bền vững ở vùng đầu nguồn

- Cấp phòng hộ đầu nguồn (vùng xung yếu)

Cấp phòng hộ đầu nguồn là một chỉ tiêu phản ánh nguy cơ suy thoái tài nguyên nước và đất của một khoảnh đất nào nó, được biểu hiện bằng một trong ba mức độ từ thấp đến cao, gồm: ít xung yếu (IXY), xung yếu (XY) và rất xung yếu (RXY). Yêu cầu xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn cũng tăng dần theo ba cấp phòng hộ đầu nguồn này.

Cấp đầu nguồn là tập hợp những cảnh quan có những đặc trưng nhất định về mặt địa lý, địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu thủy văn và kinh tế xã hội. Mỗi cấp đầu nguồn thích hợp cho một kiểu sử dụng đất đặc trưng, như vậy phân cấp đầu nguồn cho phép xác định vị trí của những vùng rủi ro có liên quan đến sử dụng đất.

Phân cấp đầu nguồn: Phân cấp đầu nguồn là phân chia cảnh quan (hoặc diện tích đầu nguồn) thành các cấp khác nhau, như là sự mô tả  tiềm năng về nguy cơ xói mòn theo đặc điểm tiềm năng địa hình dựa vào các đặc trưng địa lý và môi trường của chúng. Phân cấp đầu nguồn tập trung vào quá trình suy thoái đất và nước cũng như những biện pháp ngăn chặn chúng thông qua việc sử dụng đất thích hợp [9].

  Mức nhạy cảm ở vùng đầu nguồn không đồng nhất, phụ thuộc vào điểm của những nhân tố quyết định đến tiềm năng xói mòn và nguy cơ khô hạn, trong đó quan trọng nhất là độ dốc, độ cao, loại đất và chế độ mưa. Khi độ dốc càng lớn, độ cao càng tăng, khả năng chứa nước của đất càng thấp, lượng mưa càng nhiều thì mức nhảy cảm càng cao. Việc phân tích tính nhạy cảm của vùng đầu nguồn, phân chia và ghép nhóm các diện tích trong nó thành những cấp có mức nhạy cảm khác nhau và cần có những biện pháp quản lý khác nhau được gọi là phân cấp đầu nguồn.

Như vậy, thực chất phân cấp đầu nguồn là việc nghiên cứu những đặc điểm của vùng đầu nguồn, ghép chúng thành những nhóm lớn nhỏ khác nhau theo tiềm năng xói mòn và khô hạn.

Ở Việt Nam, vùng đầu nguồn được phân chia thành 3 cấp với mức độ xung yếu khác nhau [9]:

- Vùng rất xung yếu: Bao gồm những nơi đầu nguồn nước, có độ dốc lớn, gần sông, gần hồ có nguy cơ bị xói mòn mạnh, có yêu cầu cao nhất về điều tiết nước.

- Vùng xung yếu: Bao gồm những nơi có độ dốc, mức độ xói mòn và điều tiết nguồn nước trung bình, nơi có điều kiện kết hợp phát triển sản xuất lâm nghiệp, có yêu cầu cao về bảo vệ đất và sử dụng đất

- Vùng ít xung yếu: Bao gồm những nơi có độ dốc thấp, ít nguy cơ xảy ra xói mòn, dòng chảy và các sự cố khác về môi trường.

Suy thoái rừng rừng phòng hộ đầu nguồn: Các khái niệm về suy thoái rừng phòng hộ còn rất hạn chế và chưa có khái niệm chính thống, có một số nghiên cứu đề cập như sau: Suy thoái rừng rừng phòng hộ đầu nguồn là quá trình biến đổi của rừng theo chiều hướng làm giảm dần khả năng đảm bảo chức năng phòng hộ, chủ yếu là chức năng giữ đất và bảo vệ nguồn nước. Rừng phòng hộ đầu nguồn bị suy thoái nghiêm trọng là rừng bị biến đổi đến mức không còn khả năng tự phục hồi để đảm bảo được các chức năng phòng hộ của nó trong một khoảng thời gian nhất định [20].

- Các nghiên cứu liên quan trên thế giới và Việt Nam

+ Tình hình nghiên cứu trên thế giới

       Lược sử nghiên cứu về rừng phòng hộ đầu nguồn thường gắn liền với các nghiên cứu về xói mòn đất, thủy văn rừng, phương pháp phân cấp đầu nguồn…do vậy có thể điểm qua một số nét lớn có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài như sau:

• Về xói mòn đất
  • Về chức năng phòng hộ nguồn nước của  rừng
  • Về phương pháp phân cấp đầu nguồn

- Ứng dụng công nghệ thông tin (GIS) và viễn thám đánh giá suy thoái thực vật vùng đầu nguồn

Thảo luận: Điểm qua các công trình nghiên cứu về xói mòn, chức năng phòng hộ của rừng, các phương pháp nghiên cứu về phân cấp phòng hộ, đánh giá hiện trạng rừng trên thế giới cho thấy có nhiều nghiên cứu công phu, sâu rộng. Những kết quả nghiên cứu này đã cung cấp thêm những thông tin về mối quan hệ phức tạp giữa thảm thực vật rừng với điều tiết nguồn nước, xói mòn...làm rõ vai trò phòng hộ của rừng, ưu và nhược điểm của một số phương pháp nghiên cứu đầu nguồn. Mặc dù những phân tích còn chưa nhiều nhưng đây là những dẫn liệu và định hướng quan trọng cho nghiên cứu của đề tài.

+ Ở trong nước

• Về xói mòn đất
• Về chức năng phòng hộ nguồn nước của rừng
• Về phương pháp phân cấp phòng hộ và nghiên cứu liên quan

- Ứng dụng công nghệ thông tin (GIS) và viễn thám thành lập bản đồ suy thoái rừng phòng hộ

           Thảo luận: Những tiến bộ khoa học về nghiên cứu xói mòn đất, thủy văn rừng, các phương pháp phân cấp phòng hộ, đánh giá mức suy thoái đầu nguồn đã tạo ra cơ sở đề xuất các giải pháp tác động, xây dựng cấu trúc mong muốn của thảm thực vật rừng phòng hộ đầu nguồn. Các nghiên cứu này thường được áp dụng cho các lưu vực sông lớn, vùng thủy điện, còn thiếu các nghiên cứu cụ thể quy mô nhỏ, chi lưu vực nhỏ, nơi có ý nghĩa quan trọng cho vùng sản xuất, canh tác và sinh sống của người dân vùng núi. Đặc biệt ở lưu vực nhỏ trên địa bàn huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn những nghiên cứu về phân cấp phòng hộ, đánh giá mức suy thoái thảm thực vật rừng phòng hộ, đề xuất các kiểu sử dụng đất hay các phương thức tác động phù hợp cho rừng phòng hộ nói chung và rừng phòng hộ đầu nguồn nói riêng còn ít ỏi, như vậy đề tài đặt ra nhằm giải quyết và làm sáng tỏ phần nào đó các vấn đề nêu trên.

Vai trò của rừng trong việc điều tiết nguồn nước, đảm bảo cung cấp nước mùa khô và hạn chế lũ lụt vào mùa mưa đã được thừa nhận. Ở Việt Nam việc điều tiết nguồn nước tại các lưu vực sông suối, hồ chứa để đảm bảo tính ổn định bền vững của môi trường sống và sự hoạt động của các công trình đã đưa chức năng phòng hộ của rừng lên tầm quan trọng mới. Việc xây dựng các khu rừng phòng hộ đầu nguồn trở thành cấp bách và không thể thiếu đối với mỗi lưu vực. Song để quy hoạch sắp xếp một cách khoa học cần phân cấp xung yếu cho từng diện tích đầu nguồn để xây dựng phương pháp và quy trình quy phạm phục vụ việc quy hoạch các dự án phòng hộ đầu nguồn. Trong những năm qua, nước ta đã triển khai nhiều chương trình nhằm tăng độ che phủ của rừng (tính đến năm 2009, độ che phủ của rừng là 39,1% tăng 10% so với năm 1995)[1]. Đây là những lỗ lực lớn của ngành lâm nghiệp, khẳng định tính đúng đắn của các giải pháp tác động, khẳng định vai trò quan trọng của rừng đối với sự phát triển bền vững đất nước.

Tuy  nhiên ở nhiều nơi, rừng vẫn bị suy giảm, sự suy giảm đó kéo theo sự suy giảm các chức năng phòng hộ, vì nhu cầu bảo vệ nước và đất, đảm bảo an toàn sinh thái ở vùng đầu nguồn, việc rà soát rừng và phân cấp phòng hộ đầu nguồn nhằm đề xuất các biện pháp quản lý và biện pháp tác động đối với từng vùng, ngăn ngừa các quá trình bào mòn, rửa trôi, phục hồi thảm thực vật để bảo vệ tài nguyên đất một cách hiệu quả là cần thiết và đang được quan tâm, đặc biệt ở các mức xung yếu khác nhau diện tích rừng thực sự cần thiết là bao nhiêu, phân bố cụ thể ở những địa điểm nào, cần có những biện pháp tác động nào để đảm bảo an toàn về môi trường, giảm thiểu những thiên tai như hạn hán, lũ lụt, hoang hóa đất đai… gây tổn hại đến đời sống của con người và thiên nhiên đang là những câu hỏi chưa được giải đáp thỏa đáng.

Huyện Chợ Mới nằm ở phía Nam của tỉnh Bắc Kạn, địa hình núi cao, bị chi phối bởi các dãy núi cánh cung kéo dài từ bắc xuống nam, địa hình có bề mặt bị bào mòn, chia cắt mạnh, vì thế rà soát đánh giá hiện trạng và phân cấp rừng phòng hộ đầu nguồn là vấn đề cần thiết hiện nay. Tuy nhiên việc nghiên cứu phân loại các khu rừng phòng hộ và phân cấp rừng đầu nguồn theo mức độ xung yếu, suy thoái để xác định các kiểu sử dụng đất và hệ thống các biện pháp quản lý hiệu quả ở Bắc Kạn còn ít ỏi và tản mạn, thực tế này đã gây khó khăn cho sản xuất, cụ thể là:

- Chưa có cơ sở khoa học đầy đủ cho việc xác định diện tích và phân bố cần thiết của rừng phòng hộ cho từng điều kiện cụ thể:  Trên quan điểm chức năng phòng hộ đầu nguồn của rừng, các cấp phòng hộ phụ thuộc vào điều kiện địa hình, điều kiện đất đai và khí hậu - thuỷ văn, vì vậy tùy theo mức độ nhạy cảm mà các giải pháp tác động, quy mô rừng phòng hộ cần được xác định cho phù hợp. Thực tế trong một số trường hợp người ta lại tăng diện tích rừng lên quá mức cần thiết làm hạn chế phát triển các hoạt động sử dụng đất khác, ngược lại một số trường hợp khác người ta lại giảm hay tác động quá mức đến rừng làm ảnh hưởng xấu đến môi trường, do đó, việc quy hoạch rừng, phân cấp phòng hộ phần nào chưa đạt hiệu quả. Thực tế đó không những là một trong những nguyên nhân cơ bản gây tổn thất về kinh tế, mà còn góp phần làm tăng mâu thuẫn giữa cuộc sống vốn đang khó khăn của nhiều người dân với sự tồn tại của rừng, giữa yêu cầu phát triển bền vững vốn rừng với sự suy thoái của tài nguyên rừng và môi trường.

- Thiếu các đánh giá mức độ suy thoái thảm thực vật trong từng điều kiện cụ thể,  làm cơ sở đề xuất  biện pháp kỹ thuật hoàn chỉnh, các kiểu sử dụng đất phù hợp‎ trong từng điều kiện cụ thể: Quá trình phát triển rừng là một tiến trình bao gồm nhiều giai đoạn kế tiếp, với chiều hướng và tốc độ phát triển khác nhau tuỳ thuộc vào lịch sử hình thành của từng đối tượng cũng như đặc điểm của hoàn cảnh. Chính vì vậy, ngoài việc lựa chọn phương thức lâm sinh phù hợp cho một đối tượng nào đó, còn phải xác định hàng loạt biện pháp kỹ thuật liên hoàn thuộc phương thức lâm sinh này để thoả mãn những đòi hỏi cụ thể của đối tượng tác động trong từng giai đoạn nhất định. Tuy nhiên, cho đến nay chúng ta vẫn thiếu cơ sở xác định được những hệ thống biện pháp kỹ thuật lâm sinh, các kiểu sử dụng đất phù hợp. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho kết quả của hoạt động phát triển rừng còn rất hạn chế.

Để góp phần giải quyết những tồn tại nêu trên, đề tài “Nghiên cứu phân cấp rừng phòng hộ đầu nguồn trên địa bàn huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn” được thực hiện.

- Nghiên cứu nhằm rà soát được thực trạng phân bố rừng phòng hộ đầu nguồn, căn cứ vào các chỉ tiêu phân cấp thành lập bản đồ phân cấp phòng hộ đầu nguồn khu vực nghiên cứu

- Phân cấp được mức độ suy thoái thảm thực vật rừng và đề xuất được những kiểu sử dụng đất, các biện pháp quản lý thích hợp cho từng cấp đầu nguồn ở địa phương

- Rà soát và đánh giá thực trạng phân bố rừng và đất rừng tại khu vực nghiên cứu.

- Phân cấp phòng hộ và cho điểm các tiêu chí phân cấp

- Phân cấp rừng theo mức độ suy thoái

- Đánh giá đặc điểm một số trạng thái rừng suy thoái nghiêm trọng làm cơ sở đề xuất kiểu sử dụng đất và biện pháp quản lý thích hợp tại khu vực nghiên cứu

- Đề xuất biện pháp quản lý và kỹ thuật tác động cho đối tượng nghiên cứu

Tải file Nghiên cứu phân cấp rừng phòng hộ đầu nguồn trên địa bàn huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn tại đây

3.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu thứ cấp

Kế thừa các tài liệu thứ cấp: Các loại bản đồ, số liệu thống kê tại khu vực nghiên cứu, các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, các tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu.

3.4.2 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám SPOT 5

3.4.3 Phương pháp điều tra ngoài thực địa

*  Lập tuyến điều tra thực địa: Tuyến điều tra đại diện được lập nhằm điều tra bổ sung đặc điểm các trạng thái thực vật, các chỉ tiêu trong phân cấp phòng hộ.  Trong giải đoán ảnh kết hợp hai phương pháp chỉ số NDVI và phân loại có kiểm định theo thuật toán kiểm định với 20 điểm lấy mẫu và 60 điểm kiểm định  cho 1 xã . Trong đó điều tra chi tiết một số chỉ tiêu của từng trạng thái trên 36 OTC/ 3 xã

3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu

3.4.4.1 Tính toán giá trị ngưỡng cho tiêu chí tham gia trong giải đoán ảnh để rà soát hiện trạng rừng và đất rừng

3.4.4.2 Phân cấp phòng hộ và mức độ suy thoái thảm thực vật vùng phòng hộ

3.4.4.3 Tính toán một số chỉ tiêu khi điều tra trên ô tiêu chuẩn

Đề tài triển khai trong 2 năm trên địa bàn 3 xã thuộc huyện Chợ Mới của tỉnh Bắc Kạn làm cơ sở khoa học quan trọng để xây dựng biện pháp quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn, đầu tư có hiệu quả vào những khu vực đã được phân cấp cho phù hợp, giảm thiểu được các tác động do hạn hán, lũ lụt cho người dân sống gần lưu vực hoặc cho vùng hạ lưu chịu ảnh hưởng‎

- Khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

- Huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kan