Ứng dụng Sentinel-2 trong giám sát hiện trạng thảm thực vật rừng ngập mặn ven biển tỉnh Cà Mau

Abstract

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng và biến động thảm thực vật rừng ngập mặn ven biển thông qua ứng dụng ảnh vệ tinh Sentinel-2 tại khu vực nghiên cứu thuộc tỉnh Cà Mau. Dữ liệu nghiên cứu bao gồm ảnh Sentinel-2 các năm 2019, 2021 và 2026 kết hợp với số liệu điều tra thực địa tại 36 ô tiêu chuẩn. Trên cơ sở đó, nghiên cứu tiến hành tính toán các chỉ số phổ thực vật gồm NDVI, SAVI, LAI, S2REP, sau đó sử dụng phân tích thành phần chính (PCA) để xác định trọng số và xây dựng chỉ số tổng hợp đánh giá trạng thái quang học của thảm thực vật rừng ngập mặn (Mangrove Integrity Index-MII). Chỉ số MII được chuẩn hóa và phân cấp thành ba mức gồm thấp, trung bình và cao dựa trên các ngưỡng được xác định từ kết quả phân tích thống kê nhằm đánh giá hiện trạng và biến động thảm rừng ngập mặn qua các năm nghiên cứu. Kết quả cho thấy thành phần chính thứ nhất giải thích 88,001% tổng phương sai của bộ dữ liệu, phản ánh khả năng tổng hợp tốt các chỉ số viễn thám trong xây dựng MII. Kết quả kiểm định giữa MII và sinh khối trên mặt đất (AGB) cho thấy hệ số tương quan R = 0,527 và hệ số xác định R² = 0,278. Bên cạnh đó, phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA) cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các mức MII (Sig. = 0,029). Phân tích hậu kiểm Tukey HSD cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nhóm MII thấp và MII cao. Kết quả phân tích hiện trạng cho thấy giai đoạn 2019-2021 thảm thực vật rừng ngập mặn có xu hướng suy giảm, với mức MII thấp phân bố chủ yếu dọc theo tuyến ven biển từ Gành Hào, Long Điền, Đông Hải đến Vĩnh Hậu và Hiệp Thành. Đến giai đoạn 2021-2026, hiện trạng thảm thực vật có xu hướng cải thiện khi diện tích chuyển từ mức MII thấp sang mức trung bình và cao tăng đáng kể, phản ánh hiệu quả của các hoạt động bảo vệ và phục hồi rừng ngập mặn. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tích hợp dữ liệu ảnh Sentinel-2 với các chỉ số phổ và phân tích PCA là phương pháp hiệu quả trong giám sát hiện trạng thảm thực vật rừng ngập mặn theo không gian và thời gian, góp phần cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác quản lý, bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu.