Luận văn: Xác định bộ chỉ thị xáo trộn môi trường Karst Phong Nha - Kẻ Bàng

Luận văn nghiên cứu xác định bộ chỉ thị xáo trộn môi trường karst, đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ bền vững Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng.

• Tác giả: Trần Thị Nhung
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Văn Bào
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu Xác Định Bộ Chỉ Thị Xáo Trộn Môi Trường Karst Phục Vụ Quản Lý Vườn Quốc Gia Phong Nha - Kẻ Bàng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của bộ chỉ thị môi trường Karst

Bộ chỉ thị môi trường Karst là một hệ thống các tiêu chí khoa học được sử dụng để đánh giá mức độ xáo trộn môi trường trong các khu vực karst. Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng, với địa hình độc đáo có hang động, dòng suối ngầm và các đặc điểm địa chất đặc biệt, cần có những chỉ thị quản lý môi trường chuyên biệt. Các chỉ thị này bao gồm các yếu tố thuộc nhóm tiêu chí địa chất địa mạo, thủy văn, khí quyển, sinh vật và phát triển kinh tế xã hội. Nghiên cứu xác định bộ chỉ thị xáo trộn môi trường karst giúp các nhà quản lý VQG Phong Nha - Kẻ Bàng có cơ sở khoa học để bảo vệ và quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên.

1.1. Định nghĩa chỉ thị xáo trộn môi trường

Chỉ thị xáo trộn môi trường là những thông số định lượng hoặc định tính phản ánh tình trạng suy thoái môi trường trong các khu vực karst. Các chỉ thị này được xây dựng dựa trên các nghiên cứu khoa học quốc tế, đặc biệt từ phương pháp của Beynen và Townsend. Tại VQG Phong Nha - Kẻ Bàng, bộ chỉ thị được điều chỉnh phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội địa phương.

1.2. Vai trò trong quản lý Vườn Quốc gia

Bộ chỉ thị môi trường karst đóng vai trò then chốt trong việc giám sát, đánh giá và dự báo tác động của các hoạt động con người đến hệ sinh thái karst độc đáo. Chúng cung cấp cơ sở khoa học cho các quyết định quản lý, bảo vệ và phát triển du lịch bền vững tại VQG Phong Nha - Kẻ Bàng.

II. Các nhóm chỉ thị chính trong hệ thống đánh giá Karst

Hệ thống bộ chỉ thị môi trường karst VQG Phong Nha - Kẻ Bàng được chia thành năm nhóm tiêu chí chính để đánh giá toàn diện tình trạng môi trường. Nhóm tiêu chí địa chất địa mạo bao gồm các chỉ thị về độ phong hóa, hình thái địa mạo karst, sự thay đổi cấu trúc địa chất. Nhóm tiêu chí thủy văn đánh giá chất lượng nước, lưu lượng dòng chảy, độ hóa học của nước ngầm. Nhóm tiêu chí khí quyển theo dõi ô nhiễm không khí, chất lượng không khí quanh các khu vực du lịch. Nhóm tiêu chí sinh vật đánh giá mật độ rừng, đa dạng sinh học, sức khỏe hệ sinh thái. Nhóm tiêu chí phát triển kinh tế xã hội phản ánh mức độ tác động của các hoạt động kinh doanh, du lịch.

2.1. Chỉ thị địa chất địa mạo

Các chỉ thị này đo lường sự xáo trộn cấu trúc địa chất và hình dạng địa mạo karst. Bao gồm mức độ khai thác khoáng sản, xói mòn đất, sụt lún, hình thành công trình nhân sinh trên địa hình karst. Những thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định sinh thái và an toàn các dòng suối ngầm.

2.2. Chỉ thị thủy văn và sinh vật

Chỉ thị thủy văn kiểm tra chất lượng nước, tính axit-bazo, hàm lượng chất hữu cơ, độ đục nước từ các dòng suối, các hang động. Chỉ thị sinh vật theo dõi mức độ mất che phủ rừng, sự xuất hiện/mất tích các loài động vật quý hiếm, tình trạng thực vật để đánh giá sức khỏe hệ sinh thái karst.

III. Phương pháp lượng hóa và đánh giá chỉ thị

Việc lượng hóa các chỉ thị xáo trộn môi trường karst tại VQG Phong Nha - Kẻ Bàng dựa trên phương pháp của Van Beynen với những điều chỉnh phù hợp với điều kiện địa phương. Mỗi chỉ thị được gán một giá trị điểm số từ 0 đến 10, trong đó 0 đại diện cho tình trạng không bị xáo trộn và 10 đại diện cho suy thoái hoàn toàn. Quá trình thu thập dữ liệu bao gồm khảo sát thực địa, phân tích mẫu nước, ghi nhận hình ảnh vệ tinh, phỏng vấn cộng đồng địa phương. Các dữ liệu được tổng hợp, phân tích thống kê để xác định mức độ xáo trộn chung của môi trường karst khu vực.

3.1. Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu

Thu thập dữ liệu thực hiện qua nhiều phương pháp khoa học bao gồm khảo sát đi bộ, đặt bẫy sinh học, phân tích hóa học nước, ghi nhận GPS. Dữ liệu được lưu trữ, kiểm chứng độ chính xác rồi input vào hệ thống GIS để tạo bản đồ phân bố chỉ thị môi trường trong toàn VQG.

3.2. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ xáo trộn

Thang đánh giá mức độ xáo trộn được phân thành 5 mức: không xáo trộn (0-2 điểm), xáo trộn nhẹ (2-4), xáo trộn trung bình (4-6), xáo trộn nặng (6-8), xáo trộn rất nặng (8-10). Điểm số tổng hợp từ các chỉ thị riêng lẻ giúp xác định khu vực cần ưu tiên bảo vệ hoặc phục hồi môi trường.

IV. Ứng dụng và giải pháp quản lý bền vững

Bộ chỉ thị môi trường karst VQG Phong Nha - Kẻ Bàng được ứng dụng để xây dựng chiến lược quản lý môi trường hiệu quả. Các nhà quản lý sử dụng kết quả đánh giá để điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất, kiểm soát các hoạt động du lịch, hạn chế khai thác khoáng sản trong các khu vực nhạy cảm. Giải pháp giáo dục cộng đồng giúp các cư dân địa phương hiểu rõ tầm quan trọng của bảo vệ môi trường karst. Quản lý các hoạt động du lịch bao gồm giới hạn lượng khách, đào tạo nhân viên du lịch, quy định cách thức tham quan hang động để tối thiểu hóa tác động tiêu cực. Những giải pháp này nhằm đạt được sự cân bằng giữa bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.

4.1. Chiến lược quản lý dựa trên dữ liệu chỉ thị

Quản lý VQG Phong Nha - Kẻ Bàng sử dụng bản đồ chỉ thị xáo trộn để vạch ra các khu vực ưu tiên bảo vệ, khu vực có thể phát triển du lịch kiểm soát. Định kỳ tái đánh giá chỉ thị (hàng năm hoặc hàng 2-3 năm) giúp theo dõi xu hướng suy thoái hoặc cải thiện của môi trường.

4.2. Các biện pháp bảo vệ cụ thể

Biện pháp quản lý bao gồm: phục hồi rừng tại các khu vực bị suy thoái, xây dựng hệ thống xử lý nước thải tại các điểm du lịch, hạn chế tiếp cận hang động quý hiếm, đào tạo lão nông về nông nghiệp bền vững để giảm sử dụng phân bón hóa học. Các giải pháp này hỗ trợ phục hồi và duy trì sức khỏe hệ sinh thái karst dài hạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ MÔI TRƯỜNG KARST VÀ CHỈ SỐ XÁO TRỘN MÔI TRƯỜNG KARST 1. Tổng quan về môi trường karst và KDI Cảnh quan karst được hình thành từ hiện tượng phong hóa đặc trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn. Sự xói mòn không phải do cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí CO2 trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hyđro (H+) tạo thành axit cacbonic (H2CO3), đây chính là nguyên nhân chính ăn mòn đá vôi. Sản phẩm tự nhiên của quá trình phong hóa karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, sông suối ngầm.

Đặc điểm tự nhiên của cảnh quan karst như các hang động với sông suối ngầm, các nhũ đá măng đá là đặc trưng của vùng núi đá vôi. Cảnh quan karst thường tạo nên những danh lam thắng cảnh ngoạn mục. Ví dụ như đồng bằng với điểm đặc biệt là các trang trại ngựa của Inner Bluegrass và hang động của trung tâm Kentucky (Kentucky là khu vực núi đá vôi nổi tiếng nhất trên thế giới),những con suối lớn trong vắt của Florida, và hang động đẹp mắt của New Mexico. Có thể thấy cảnh quan karst bao phủ khoảng 10% diện tích bề mặt Trái đất và được phân bố khắp nơi trên thế giới.Cảnh quan karst trên thực tế là những khu vực rất đặc biệt, mang rất nhiều giá trị khác nhau, có nhiều nơi trong số này là những khu vực được bảo vệ, hiện nay 50 khu vực karst trên thế giới đã được công nhận là Di sản thế giới.

Ngoài vai trò rất quan trọng trong việc lưu giữ những giá trị điển hình của quá trình hình thành địa mạo karst và tính đa dạng địa chất của Trái đất, các vùng karst còn mang nhiều giá trị kinh tế, giá trị nhân sinh và khoa học. Quá trình thành tạo karst còn là một phần của chu trình thành tạo cacbon trên thế giới. Quá trình karst hóa này diễn ra trên bề mặt trái đất và chịu ảnh hưởng của môi trường khí quyển, sinh quyển, thạch quyển và cả yếu tố nhân sinh trong đó. Môi trường karst đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong lịch sử phát triển Trái đất, là môi trường của một hệ thống địa mạo, động thực vật, nước, không khí, đất đai và đá phức tạp và 7 luôn vận động.

Tuy nhiên môi trường karst lại rất nhạy cảm, trạng thái xáo trộn của bất cứ yếu tố nào cũng gây tác động lên phần còn lại của hệ thống (Daoxian, 1998). Việc khôi phục môi trường karst trở về trạng thái ban đầu là công việc vô cùng khó khăn và đòi hỏi đầu tư rất lớn về tài chính. Công tác nghiên cứu bảo tồn các khu vực karst cần được quan tâm và chú trọng. Trong đó, việc đánh giá toàn bộ tác động của con người tới cảnh quan và môi trường karst tại một khu vực mang tính quyết định là tiền đề cho công tác bảo tồn karst và Chỉ số xáo trộn môi trường karst (KDI) -) được đề xuất bởi Beynen and Townsend năm 2005 là công cụ và phương pháp hữu hiệu mang tính khách quan và khả thi cho hoạt động này.

Tổng quan về Chỉ số xáo trộn môi trường karst trong nước và trên thế giới 1. Một số khái niệm Indicator (trong tiếng Anh, Pháp, Nga .) nếu được dịch ra tiếng Việt là "chỉ thị" hoặc "chỉ báo".Gần đây nhất Trần Văn Ý (2015) và Bộ Tài nguyên và Môi trường (Thông tư số 43/2015/TT-BTNMT) đã thống nhất sử dụng thuật ngữ "indicator" là "chỉ thị". Indicator (chỉ thị) là các thông số định tính hoặc định lượng đặc trưng có thể mô tả hoặc đo lường để chứng minh cho một thuộc tính, một vấn đề hay một xu hướng nào đó. Đây là công cụ quan trọng trong việc truyền đạt thông tin quan trọng vì chúng có thể chuyển những kiến thức phức tạp của tự nhiên, xã hội thành các thông tin đơn giản và dễ hiểu.

Index (chỉ số) là một loại chỉ thị đặc biệt dùng để trình bày các thông tin, dữ liệu trong một hình thức kết hợp cao. Chỉ số là một tổ hợp các thông số từ các chỉ thị, đạt được nhờ kết hợp và cân nhắc từ các chỉ thị đã được lựa chọn trước đó. Giữa nguồn thông tin khổng lồ về những tác động của các yếu tố xung quanh làm xáo trộn môi trường karst vốn đã rất nhạy cảm thì việc chọn ra những chỉ thị đặc trưng nhất và có sức ảnh hưởng nhất tới sự xáo trộn của môi trường karst để từ đó bằng nhiều phương pháp khác nhau để có thể tính toán ra được chỉ số xáo trộn môi trường karst. Các chỉ số này có thể hoạch định những kế hoạch phù hợp trong bảo tồn và phát triển khu vực karst.1: Minh họa mối liên hệ giữa index, Indicator và Information 1.

Tổng quan về nghiên cứu chỉ số xáo trộn môi trường karst trên thế giới Phương pháp xác định Chỉ số xáo trộn môi trường karst (KDI) là phương pháp mới để đánh giá toàn bộ tác động của con người tới cảnh quan karst - môi trường karst tại một khu vực. KDI được xác định theo 05 nhóm tiêu chí trong hệ thống karst gồm: địa chất- địa mạo, khí quyển, thủy văn, sinh vật và phát triển kinh tế-xã hội; với tổng số 30 chỉ thị cho mức độ xáo trộn được cho điểm từ 0 tới 3 một cách định lượng hoặc định tính. Số lượng các chỉ thị xác định mức độ xáo trộn có thể giảm đi hoặc tăng lên tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của khu vực. Các chỉ thị được lựa chọn phải dễ xác định và đánh giá lại theo thời gian và không gian cũng như đại diện tiêu biểu cho các thay đổi của môi trường.

Thông tin để đánh giá, cho điểm các chỉ thị bao gồm phân tích, đánh giá các số liệu thu thập ngoài thực địa và các thông tin thu thập từ các tài liệu đã có. KDI tại một khu vực sẽ được tính bằng tổng số điểm của các chỉ thị lựa chọn và cho điểm(theo thang điểm từ 0 tới 3) chia cho tổng số điểm cao nhất có thể của các chỉ thị. KDI sẽ có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 1 tương ứng với mức độ xáo trộn của môi trường karst như sau: 0- 0. KDI được coi là công cụ chuẩn để đối sánh, phân tích, đánh giá tác động của con người tới môi trường karst của một khu vực theo không gian và thời gian và giữa các khu vực karst với nhau.

Ngoài ra phân tích KDI còn cho phép các nhà quản lý xác định được tiêu chí tác động, yếu tố cụ thể nào cần được khắc phục, giảm thiểu để giảm thấp mức độ xáo trộn môi 9 trường karst góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên. Với những ưu việt trên, KDI đã được áp dụng tại một số các khu vực karst ở Mỹ, Ý, Tây Ban Nha, Jamaica… (van Beynen et al 2007, Calo and Parise, 2006;De Waele, 2009; Angulo et al, 2012; Day et al 2011). Trong các nghiên cứu áp dụng này về phương pháp, một số tác giả như De Waele (2009) đã có cải biến và linh hoạt nhất định như xác định biểu hiện mức độ xáo trộn trực tiếp và gián tiếp thay vì đánh giá theo tiêu chí xáo trộn cụ thể nào đó mà trong thực tế rất khó xác định và không có đủ thông tin. Gần đây, Angulo et al (2012) khi phân tích điều kiện thực tế tại khu bảo tồn thiên nhiên Aralar của Tây Ban Nha đã lựa chọn 12 chỉ thị trong 04 nhóm tiêu chí địa chất-địa mạo, thủy văn, sinh vật và mức độ phát triển kinh tế-xã hội khi thành lập bản đồ phân đới chỉ số xáo trộn KDI.

Allen et al (2011) đã thử nghiệm phương pháp xác định KDI trực tuyến cho khu vực karst thuộc địa hạt Warren (bang Kentucky, Mỹ) - một trong những khu vực có đầy đủ thông tin về karst nhất nhằm phổ cập rộng rãi tới cộng đồng phương thức đánh giá và quản lý tài nguyên karst theo cách tiếp cận hệ thống này [23,24,26]. Nghiên cứu chỉ số xáo trộn môi trường karst tại Việt Nam Việt Nam có diện tích địa hình đá vôi trực tiếp trên bề mặt có khoảng 60.000 km2,chiếm khoảng 12% diện tích bề mặt trong đất liền, tạo nên các kiểu địa hình karst độc đáo, phong phú, điển hình cho vùng có khí hậu nhiệt đới - ẩm. Trong đó tập trung chủ yếu ở Quảng Ninh, Hải Phòng, Lạng Sơn, Cao Bằng, Bắc Thái, Hà Giang, Tuyên Quang, Lào Cai, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Bình và một vài điểm nhỏ ở Yên Bái, Hà Tĩnh, Quảng Nam, Kiên Giang [14]. Cảnh quan karst đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội - văn hóa tâm linh.

Các vùng karst nhiệt đới của Việt Nam còn chứa đựng các giá trị độc đáo, nổi bật về mặt khoa học về lịch sử Trái đất, về điều kiện cổ khí hậu - môi trường, về đa dạng sinh học và văn hóa lịch sử. Một số khu vực karst đã được công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới như Vịnh Hạ Long, Vườn Quốc gia Phong Nha- Kẻ Bàng, Công viên Địa chất toàn cầu cao nguyên đá Đồng Văn, Khu di tích Tràng 10 An Ninh Bình. Việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá này hết sức cần thiết và rất cần được đầu tư. Đặc biệt trong bối cảnh hiện nay, tốc độ phát triển kinh tế nhanh cùng với nhu cầu sử dụng và khai thác tài nguyên karst lớn, nhiều hoạt động nhân sinh đang diễn ra hàng ngày trên bề mặt và dưới sâu địa hình karst đe dọa và dẫn tới nguy cơ phá vỡ môi trường karst và phá hủy nguồn tài nguyên này.

Trước các thách thức trên, nhiều nghiên cứu về địa chất-địa mạo, đa đạng sinh học, thổ nhưỡng, sinh kế, du lịch và quy hoạch phát triển biền vững đã được triển khai tại nhiều khu vực karst ở Việt Nam. Các hoạt động hướng tới phát triển bền vững và bảo tồn các vùng đá vôi ở Việt Nam cũng như ở nhiều nơi khác trên thế giới hiện còn gặp nhiều khó khăn do những mâu thuẫn về lợi ích đến từ nhiều phía. Những vùng này thường có phong cảnh đẹp, hữu tình, truyền thống văn hoá dân tộc giàu bản sắc, tài nguyên phong phú, hệ sinh thái, môi trường cũng như các đặc điểm địa chất-địa mạo đa dạng v. Sự phát triển kinh tế-xã hội ở các vùng karst mới chỉ chú trọng đến tăng trưởng kinh tế mà chưa chú ý đúng mức đến bảo vệ môi trường, bảo tồn các di sản văn hóa, tự nhiên v.