Ứng dụng GIS trong đánh giá thích nghi sinh thái cây thảo quả với các điều kiện sinh khí hậu tỉnh Lào Cai

Bài báo giới thiệu ứng dụng công nghệ GIS như là một công cụ để đánh giá mức độ thích nghi sinh thái của cây Thảo quả với các điều kiện khí hậu nói chung và sinh khí hậu nói riêng. Nghiên cứu được thực hiện tại tỉnh Lào Cai - một tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện khí hậu rất đa dạng. Bước đầu kết quả nghiên cứu đã chỉ ra mức độ thích nghi của cây Thảo quả rất khác biệt giữa các khoanh vi sinh khí hậu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng GIS trong đánh giá thích nghi sinh thái cây thảo quả với các điều kiện sinh khí hậu tỉnh Lào CaiKiều Quốc Lập và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ93(05): 29 - 33ỨNG DỤNG GIS TRONG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THÍCH NGHI SINH THÁICỦA CÂY THẢO QUẢ VỚI CÁC ĐIỀU KIỆN SINH KHÍ HẬU TỈNH LÀO CAIKiều Quốc Lập, Đỗ Thị Vân Hương*Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTHệ thống thông tin địa lí (GIS) có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu đánh giá cơ bản.Bài báo giới thiệu ứng dụng công nghệ GIS như là một công cụ để đánh giá mức độ thích nghisinh thái của cây Thảo quả với các điều kiện khí hậu nói chung và sinh khí hậu nói riêng. Nghiêncứu được thực hiện tại tỉnh Lào Cai - một tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện khí hậu rất đa dạng.Bước đầu kết quả nghiên cứu đã chỉ ra mức độ thích nghi của cây Thảo quả rất khác biệt giữa cáckhoanh vi sinh khí hậu. Dựa vào kết quả này kết hợp với các nghiên cứu đánh giá tổng hợp khácđể định hướng quy hoạch cây trồng phù hợp.Từ khóa: GIS, sinh khí hậu, đánh giá thích nghi, cây Thảo quả.ĐẶT VẤN ĐỀ*Ngày nay chúng ta đang chứng kiến sự pháttriển mạnh mẽ cùng với những ứng dụng tolớn của công nghệ thông tin. Hệ thống thôngtin địa lí (GIS) là một nhánh của công nghệthông tin nhằm thu thập, lưu trữ, thể hiện vàchuyển đổi các dữ liệu mang tính chất khônggian từ thế giới thực để giải quyết các bài toánứng dụng phục vụ cho các mục đích cụ thể. GIScòn là công cụ để đánh giá, nghiên cứu, phântích và mô phỏng các dữ liệu không gian.Lào Cai là tỉnh miền núi phía Bắc của ViệtNam có điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiênnhiên rất đặc sắc. Tài nguyên khí hậu đadạng, có sự phân hoá rõ rệt. Đây chính là điềukiện thuận lợi để phát triển đa dạng các loạicây trồng từ cây trồng nhiệt đới, cận nhiệt đếncây trồng ôn đới. Những năm gần đây theođịnh hướng chỉ đạo chuyển dịch cơ cấu câytrồng vật nuôi, tỉnh Lào Cai đặc biệt chú ýđến những cây trồng mạng lại hiệu quả kinhtế cao, bền vững với môi trường tự nhiên.Thảo quả là cây dược liệu và hương liệu rấtcó giá trị, đang được tỉnh đặc biệt quan tâmđịnh hướng mở rộng diện tích. Trong bài báonày, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứuứng dụng công nghệ GIS như là một phươngpháp chủ đạo để đánh giá mức độ thích nghicủa các điều kiện sinh khí hậu ảnh hưởng đếnquá trình sinh trưởng và phát triển của cây*Tel: 0917 758595, Email: vanhuongdhkh@gmail.comThảo quả. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoahọc để đề xuất các giải pháp quy hoạch, mởrộng diện tích trồng cây.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUTrong quá trình nghiên cứu chúng tôi sử dụngmột số phương pháp sau:- Phương pháp tiếp cận kiểu Boolean: Khiđánh giá thích nghi sinh thái cây Thảo quảchúng tôi tiến hành chia những vùng ra làm 2nhóm: thích nghi và không thích nghi. Trongtrường hợp này, các tiêu chuẩn tham gia đánhgiá đều chuyển về giới hạn Boolean, các tiêuchuẩn (các lớp thông tin) được chồng xếp đểnhận dạng những vùng thỏa mãn tất cả cácgiới hạn.- Phương pháp phân tích thứ bậc: Các yếutố sinh khí hậu (SKH) có mức độ ảnh hưởngkhác nhau đến sự sinh trưởng phát triển củacây Thảo quả. Trong quá trình lựa chọn tiêuchuẩn đánh giá, phương pháp phân tích thứbậc (AHP) được áp dụng để gán các trọng sốWi cho các tiêu chuẩn. Các tiêu chuẩn đượcphân loại theo thang điểm chuẩn để có thể sosánh được với nhau.- Phương pháp chồng lớp (Overlay): Đâyđược coi là phương pháp đồng thời cũng làcông cụ quan trọng trong ứng dụng công nghệGIS. Bản đồ Sinh khí hậu và bản đồ đánh giálà kết quả của việc chồng xếp các lớp bản đồvà các giá trị thành phần.- Phương pháp đánh giá đa tiêu chuẩn: Bảnđồ đánh giá thích nghi của cây Thảo quả đối29Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyênhttp://www.lrc-tnu.edu.vnKiều Quốc Lập và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆvới các điều kiện SKH được xây dựng theo kĩthuật MCE (Multi Criteria Evaluation) trênnền GIS. Đây là kĩ thuật đánh giá đa tiêuchuẩn dựa trên các chỉ tiêu SKH ảnh hưởngđến cây trồng.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨUChỉ tiêu thích nghi sinh thái của cây Thảoquả với các điều kiện khí hậuThảo quả là cây thường xanh quanh năm, đặcbiệt ưa bóng và ưa ẩm. Điều kiện sinh tháiquan trọng nhất là phải trồng dưới tán rừng, ởđộ cao từ 1600 - 2200m, nơi thường xuyên cómây mù, ẩm ướt và nhiệt độ trung bình nămkhá thấp. Điều kiện khí hậu ảnh hưởng đếncây Thảo quả được nhiều tác giả nghiên cứu.Trên cơ sở phân tích tổng hợp, chúng tôi đãđưa ra các ngưỡng sinh thái thích nghi của điềukiện khí hậu đối với cây Thảo quả (Bảng1). Đâycũng được coi là ngưỡng sinh thái chuẩn để lựachọn chỉ tiêu đánh giá trên GIS.Thành lập bản đồ đánh giá dựa trên côngnghệ GISDựa vào hệ thống chỉ tiêu khí hậu và các số liệuphân tích chúng tôi tiến hành xây dựng các bảnđồ thành phần trên nền GIS (Ứng dụng phầnmềm Mapinfo). Các bản đồ thành phần baogồm: Bản đồ nhiệt độ, bản đồ lượng mưa, bảnđồ độ dài mùa lạnh, bản đồ độ dài mùa khô. Sauđó tiến hành thành lập bản đồ đánh giá các mứcđộ thích nghi của cây Thảo quả với điều kiệnSKH tỉnh Lào Cai. Bản đồ đánh giá được thựchiện qua 3 bước sau:- Bước 1: Tiến hành chồng xếp các bản đồthành phần cho ra kết quả bản đồ sinh khí hậu.Toàn tỉnh có 12 loại SKH, với 31 khoanh viSKH riêng biệt, có ranh giới khép kín. Trongđó, loại sinh khí hậu IIC2a chiếm diện tích lớnnhất, loại sinh khí hậu IIIC3a có số lần lặp lạinhiều nhất (6 lần).- Bước 2: Xây dựng công thức đánh giá. Đểđánh giá tổng hợp mức độ thích nghi đối vớiđiều kiện khí hậu, chúng tôi tiến hành xâydựng công thức đánh giá các mức độ thíchnghi như sau:S =n∑i=1( W i × Xi ) ×m∑j =1Ci93(05): 29 - 33Trong đó: + S là các mức độ thích nghi SKHđối với cây Thảo quả (S1 rất thích nghi, S2tương đối thích nghi, S3 ít thích nghi, N khôngthích nghi).+ Wi là trọng số của các yếu tố sinh khí hậu(nhiệt độ trung bình năm, lượng mưa trungbình năm, độ dài mùa lạnh, độ dài mùa khô).+ Xi là điểm của các yếu tố tham gia đánh giá.+ Cj là giá trị Boolean của cá ...