Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Hệ thống giao thông vận tải đường bộ giữ vai trò huyết mạch trong phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc phòng - an ninh. Tại vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), cùng với tốc độ phát triển kinh tế và mật độ phương tiện cơ giới gia tăng nhanh chóng, ô nhiễm môi trường không khí, tiếng ồn và suy thoái cảnh quan đang trở thành vấn đề cấp bách. Theo số liệu của Bộ Công Thương được tác giả trích dẫn, nhu cầu năng lượng cuối cùng của ngành giao thông năm 2014 là 11,1 MTOE, dự báo năm 2020 đạt 16,0 MTOE và năm 2030 lên tới 29,8 MTOE (tốc độ tăng trưởng trung bình giai đoạn 2014–2030 là 6%). Lượng nhiên liệu xăng và dầu diesel tiêu thụ thải ra môi trường lượng lớn chất độc hại (TSP, $\text{PM}{10}$, $\text{PM}{2,5}$, $\text{SO}_2$, $\text{NO}_2$, $\text{CO}$).

Trong công tác quản lý môi trường giao thông, giải pháp trồng và phát triển hệ thống cây xanh dọc các tuyến quốc lộ bước đầu đã được triển khai nhưng còn bộc lộ nhiều bất cập:

  • Cây xanh phân bố không đồng bộ, khoảng cách và vị trí trồng chưa hợp lý;
  • Cơ cấu loài cây còn đơn điệu, nhiều loài bộc lộ sự không phù hợp với dải đất ven đường (tán thấp, rễ ăn nổi gây hư hại nền đường, dễ gãy đổ trong mùa mưa bão, rụng lá nhiều);
  • Các dải phân cách, đảo giao thông còn tồn tại nhiều mảng bê tông khô cứng hoặc thiếu chăm sóc;
  • Thiếu các cơ sở khoa học môi trường đầy đủ (đặc biệt là mối tương quan giữa đặc tính đất đai, khả năng cản lọc ô nhiễm không khí và đặc tính sinh thái của từng loài cây) để phục vụ công tác quy hoạch đồng bộ.

Xuất phát từ thực tế đó, luận án tiến hành nghiên cứu nhằm cung cấp luận cứ khoa học môi trường cho việc quy hoạch, phân bố lại diện tích xanh và xác định tập đoàn cây trồng phù hợp trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định 2 nhóm mục tiêu chính:

  1. Nghiên cứu, đánh giá thực trạng việc quy hoạch cây xanh trên một số tuyến quốc lộ vùng ĐBSH;
  2. Đánh giá mức độ phù hợp của một số loài cây xanh với điều kiện sinh thái môi trường và tác động tích cực tới môi trường của các dải cây xanh trên một số tuyến quốc lộ vùng ĐBSH; trên cơ sở đó xác định cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp hợp lý cho định hướng quy hoạch cây xanh đối với các tuyến đường quốc lộ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các loài cây thân gỗ, cây bụi và cây thân thảo đã sử dụng hoặc có tiềm năng phát triển trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH; các chức năng cảnh quan - môi trường của cây xanh; môi trường đất, nước, không khí dọc các tuyến đường.
  • Phạm vi không gian: Tập trung khảo sát, đánh giá trên 5 tuyến quốc lộ trọng điểm thuộc vùng ĐBSH gồm: Quốc lộ 1A, Quốc lộ 2, đường Võ Văn Kiệt (Bắc Thăng Long – Nội Bài), Quốc lộ 18 và Quốc lộ 5 cũ. Trong đó, thực hiện đề xuất quy hoạch cây xanh chi tiết theo các đoạn đặc thù cho đường Võ Văn Kiệt và đoạn Quốc lộ 2 cũ (Nội Bài – Vĩnh Yên).
  • Phạm vi thời gian: Luận án được thực hiện, tổng hợp dữ liệu và bảo vệ năm 2017.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã hệ thống hóa lịch sử và các hướng nghiên cứu quốc tế về cây xanh cảnh quan và lâm nghiệp đô thị qua các thời kỳ:

  • Lịch sử gây trồng và quản lý: Từ Ai Cập cổ đại (1.500 năm TCN), Trung Quốc (thời nhà Chu 1.100 TCN – 256 TCN, thời Hán, Đường), Triều Tiên (Vương quốc Shilla 57 TCN), Sri Lanka (543 TCN và 161–137 TCN). Ở châu Âu, các công trình đầu tiên về cây xanh đô thị của Jame Lyte (1578), Jhon Evelyn (1662), William Lawson (1681); mô hình quy hoạch cây xanh đường phố thời Henry IV, Napoleon III (Pháp), quy hoạch cây tiêu huyền (London Plane) tại London, cây Đoan tại đại lộ Unter Den Linden (Berlin, Đức), mô hình "thành phố trong khu vườn" tại Singapore và các quy định bảo tồn tại Sydney (Australia).
  • Quy hoạch và thiết kế cảnh quan: Các công trình của Merlin (1993), Miller (1988), Brenda & Robert (1996), Laurie (1969), Ingel (1986) về tích hợp mảng xanh vào quy hoạch hạ tầng.
  • Quản trị mảng xanh và ứng dụng công nghệ: Công trình của Benavides – Meza (1992), Miller & Bate (1978), Clark & Kjielgren (1989), Hayashi (1987); ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và máy tính trong quản lý cây xanh của Pherson (1985), Weinstein (1983), Miller & Marano (1986).
  • Chức năng sinh thái và giảm thiểu ô nhiễm: Rowntree & Nowak (1991), Heisler (1986, 1989), Grey & Deneke (1978), Decourt (1978, 1979), Shephard (1978), Nevers (1995), Andreson (1984), Lindsay (1972), Beck (1994), Federer (1976), Jim (1982), Rowntree (1989) về vai trò của cây xanh trong hấp thụ $\text{CO}_2$, cản gió, giảm ồn và vi khí hậu.
  • Khía cạnh xã hội và chính sách: Các nghiên cứu của Grey (1978), Page (1983), Weber (1982), Johnson (1982), Tate (1976).

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

  • Cơ sở kiến trúc cảnh quan và quy hoạch đô thị: Các công trình của Lê Văn Nin (1982/198x) về quy hoạch công trình và cây xanh thích ứng khí hậu nóng ẩm; Hàn Tất Ngạn (1996, 1999) về kiến trúc cảnh quan và nghệ thuật vườn - công viên; Võ Đình Hiệp (2007) về tiểu cảnh và quảng trường; Doãn Quốc Khoa (1999, 2000) về cơ sở cảnh quan học trong khai thác yếu tố tự nhiên phục vụ quy hoạch đô thị.
  • Phân loại và tuyển chọn cây xanh: Trần Hợp (2003) về cây xanh và cây cảnh TP.HCM; Trần Viết Mỹ (2003) về luận cứ khoa học bố trí mảng xanh nội thành TP.HCM; Trần Tuấn Hiệp (2007) về phân loại và kỹ thuật trồng cây trên đường ô tô; Nguyễn Thị Thanh Thủy (1997), Chế Đình Ly (1998) về quản lý môi trường cảnh quan đô thị.
  • Khả năng quan trắc và xử lý ô nhiễm của thực vật: Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng của Huỳnh Thị Minh Hằng và Đào Phú Quốc về khả năng làm sạch $\text{NO}_x$, $\text{SO}_2$ của cây Keo lá tràm và cây Sanh.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình trong nước trước đây chủ yếu tập trung vào cảnh quan nội thị (Hà Nội, TP.HCM), chú trọng góc độ kiến trúc - thẩm mỹ hoặc thuần túy lâm sinh, ít đi sâu vào hệ thống đường quốc lộ liên vùng. Các nghiên cứu về khả năng làm sạch khí ô nhiễm chủ yếu dừng lại trong phòng thí nghiệm. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách:

  1. Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng đất, nước, không khí và cấu trúc dải cây xanh thực tế trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH;
  2. Xác định định lượng hiệu quả giảm thiểu chất ô nhiễm không khí và tiếng ồn của các dải cây xanh ven đường;
  3. Thiết lập cơ sở khoa học môi trường gắn với phương châm "đất nào – cây ấy" để quy hoạch tập đoàn cây xanh cụ thể cho từng đoạn đường quốc lộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Tiếp cận sinh thái học cảnh quan và môi trường: Xem dải giao thông là một hệ sinh thái mở, trong đó dải cây xanh đóng vai trò như một màng đệm sinh học ngăn cản lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn thải cơ giới sang khu dân cư và đất canh tác xung quanh.
  • Nguyên lý "Đất nào – cây ấy": Đánh giá sự tương thích giữa đặc tính lý hóa học của thổ nhưỡng ven đường (độ chua $\text{pH}_{\text{KCl}}$, hàm lượng mùn/chất hữu cơ, đạm, lân, kali dễ tiêu, thành phần cơ giới) với đặc tính sinh lý, sinh thái và nhu cầu dinh dưỡng của từng loài cây.
  • Hệ thống tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 362:2005 về quy hoạch cây xanh sử dụng công cộng trong các đô thị; QCVN 08-MT:2015/BTNMT về chất lượng nước mặt (cột B1); phân loại độ chua đất và độ phì theo thang chuẩn FAO-UNESCO.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp kế thừa và thu thập tài liệu: Tổng hợp dữ liệu quy hoạch giao thông, số liệu phát triển mạng lưới đường bộ, khí hậu, thủy văn và các nghiên cứu thực vật liên quan.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Khảo sát hiện trạng cây trồng, đo đạc kích thước tán, đường kính thân, chiều cao, mật độ và tình trạng sâu bệnh dọc 5 tuyến quốc lộ.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn các chuyên gia lâm nghiệp, quy hoạch đô thị và khoa học môi trường để sàng lọc danh mục cây trồng.
  • Phương pháp quan trắc và lấy mẫu phân tích:
    • Môi trường không khí: Quan trắc 2 đợt (mùa khô và mùa mưa) tại lề đường, sau hàng cây và vị trí đối chứng không có hàng cây (khoảng cách 5m, 10m, 15m) để đo nồng độ Bụi TSP, $\text{PM}{10}$, $\text{PM}{2,5}$, $\text{SO}_2$, $\text{NO}2$, $\text{CO}$ và mức ồn tương đương ($L{\text{eq}}$).
    • Môi trường đất: Thu thập mẫu đất tại tầng mặt lề đường có cây và không có cây, phân tích độ chua $\text{pH}{\text{KCl}}$, chất hữu cơ (CHC %), đạm dễ tiêu ($\text{N}{\text{dt}}$), lân dễ tiêu ($\text{P}_2\text{O}_5$), kali dễ tiêu ($\text{K}_2\text{O}$).
    • Môi trường nước: Lấy mẫu nước mặt tại mương rãnh dọc các tuyến đường, phân tích pH, DO, TSS, COD, $\text{BOD}_5$, $\text{NH}_4^+$, $\text{Cl}^-$, $\text{NO}_3^-$, $\text{PO}_4^{3-}$, As, Cd, Pb, Cu, Zn, Fe, Hg và dầu mỡ.
  • Phương pháp mô hình hóa và xử lý không gian: Ứng dụng phần mềm MapInfo để lập bản đồ vị trí lấy mẫu và định vị hướng tuyến; phần mềm AutoCAD để xây dựng phối cảnh 2D, 3D các mô hình mặt cắt ngang dải cây xanh.

Bảng vị trí quan trắc và mã hiệu mẫu đại diện

Tuyến đường Vị trí địa lý Mẫu không khí Mẫu nước Mẫu đất
Quốc lộ 2 (Điểm 1) Xã Yên Lập, huyện Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc K1, K2, K3, K4 NM1, NM2, NM3 Đ1, Đ2, Đ3
Quốc lộ 2 (Điểm 2) Thôn Trung Thôn, xã Thanh Xuân, Sóc Sơn, Hà Nội K5, K6, K7, K8 Không lấy Không lấy
Võ Văn Kiệt Thôn Gia Trung, thị trấn Quang Minh, Mê Linh, Hà Nội K9, K10, K11, K12 Không lấy Đ4, Đ5
Quốc lộ 18 Xã Lê Ninh, huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh K13, K14, K15, K16 NM4 Đ6, Đ7
Quốc lộ 5 UBND xã Kim Xuyên, huyện Kim Thành, Hải Dương K17, K18, K19, K20 Không lấy Đ9
Quốc lộ 1A Phường Phúc Thành, TP. Ninh Bình (bờ tây sông Vân) K21, K22, K23, K24 NM5 Đ10, Đ11

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng kết mạng lưới đường bộ Việt Nam và vùng ĐBSH, đồng thời phân tích các tiêu chí phân loại cây xanh đường giao thông.

Thực trạng mạng lưới đường bộ Việt Nam theo cấp quản lý:

  • Quốc lộ: 21.100 km (chiếm 4,0%);
  • Đường đô thị: 26.950 km (chiếm 5,0%);
  • Đường tỉnh: 28.910 km (chiếm 5,1%);
  • Đường huyện: 58.430 km (chiếm 10,0%);
  • Đường liên xã: 144.670 km (chiếm 25,0%);
  • Đường thôn xóm, trục nội đồng: 289.790 km (chiếm 51,0%);
  • Đường cao tốc: 741 km.

Các hệ thống phân loại cây xanh đường bộ được tác giả phân tích:

  1. Theo công dụng kết hợp hình dạng (Ortho Book, 1989): Cây thân gỗ (cây bóng mát, cây dáng đặc biệt; phân theo chiều cao: $>12\text{ m}$, $6–12\text{ m}$, $<6\text{ m}$), cây che phủ đất (chống xói mòn taluy, có hoa hoặc không có hoa).
  2. Theo nguồn gốc: Cây tự nhiên và cây trồng nhân tạo (trên các tuyến quốc lộ hiện nay chủ yếu là cây trồng nhân tạo).
  3. Theo cơ sở bảo vệ môi trường: Cây cải thiện vi khí hậu, lọc bụi, chắn gió (giảm tốc độ gió $20–60%$), ngăn tiếng ồn (cây lá rộng giảm tới $25%$ tiếng ồn), tiết phitônxit diệt khuẩn.
  4. Theo nhu cầu sử dụng: Cây che bóng, cây phủ xanh và cây trang trí.
  5. Theo thành phần thực vật học và kích thước: Cây lá rộng, lá kim, nhiệt đới, ôn đới; cây gỗ lớn (cao $>20–25\text{ m}$), gỗ trung bình ($10–20\text{ m}$), gỗ nhỏ ($<10\text{ m}$).
  6. Theo chủ thể quản lý: Cây xanh công cộng (thuộc ngành công viên, cây xanh quản lý) và cây xanh khác (khuôn viên, đất canh tác, tôn giáo).

Chương 2. Đối tượng, nội dung, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày căn cứ lựa chọn 5 tuyến quốc lộ nghiên cứu dựa trên vai trò kết nối tam giác kinh tế Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh và trục Bắc – Nam. Trình bày chi tiết quy trình lấy mẫu, các tiêu chuẩn và thang đánh giá chất lượng đất, nước, không khí.

Thang tiêu chuẩn đánh giá độ chua và dinh dưỡng đất (theo FAO-UNESCO và phương pháp phân tích đất):

  • Độ chua ($\text{pH}_{\text{KCl}}$): $<4,5$ (Rất chua); $4,6–5,0$ (Chua vừa); $5,1–5,5$ (Chua nhẹ); $5,6–6,0$ (Gần trung tính); $>6,0$ (Trung tính).
  • Chất hữu cơ (CHC %): $<1,0%$ (Nghèo); $1,0–2,0%$ (Trung bình); $>2,0%$ (Giàu).
  • Đạm dễ tiêu ($\text{N}_{\text{dt}}$): $<4\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Nghèo); $4–6\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Trung bình); $>6\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Giàu).
  • Lân dễ tiêu ($\text{P}_2\text{O}_5$): $<5\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Nghèo); $5–10\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Trung bình); $>10\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Giàu).
  • Kali dễ tiêu ($\text{K}_2\text{O}$): $<10\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Nghèo); $10–20\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Trung bình); $>20\text{ mg}/100\text{g}$ đất (Giàu).

Chương 3. Kết quả nghiên cứu

Chương này công bố toàn bộ số liệu thực nghiệm về môi trường, khả năng chắn lọc ô nhiễm của cây xanh, danh mục cây trồng và phương án thiết kế quy hoạch cụ thể.

1. Hiệu quả ngăn cản chất ô nhiễm không khí và tiếng ồn của các dải cây xanh

Kết quả đo đạc vào mùa khô và mùa mưa chứng minh dải cây xanh làm giảm rõ rệt nồng độ các chất ô nhiễm và độ ồn so với khu vực không có cây xanh:

Hiệu quả giảm chất ô nhiễm tại một số tuyến nghiên cứu (Số liệu mùa khô):

Tuyến quốc lộ Thông số Lề đường có cây Sau hàng cây Lề đường không cây Sau lề đường không cây Mức giảm có cây (%) Mức giảm không cây (%) Chênh lệch hiệu quả (%)
Đường Võ Văn Kiệt (sau hàng cây 10m) Bụi TSP ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Bụi $\text{PM}{10}$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Bụi $\text{PM}
{2,5}$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{SO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{NO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{CO}$ ($\text{mg}/\text{m}^3$)
Độ ồn (dBA)
64
54
30
68
54
3,697
81,5
19
16
9
48
39
3,470
58,7
75
65
35
76
65
3,772
83,4
53
44
23
65
54
3,694
69,8
70,31%
70,37%
70,00%
29,41%
27,78%
6,14%
27,98%
29,33%
32,31%
34,29%
14,47%
16,92%
2,07%
16,31%
40,98%
38,06%
35,71%
14,94%
10,85%
4,07%
11,67%
Quốc lộ 18 (sau hàng cây 15m) Bụi TSP ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Bụi $\text{PM}_{10}$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{SO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{NO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Độ ồn (dBA)
403
386
142
120
80,1
121
110
90
79
50,4
485
453
153
131
81,6
363
342
131
97
63,4
69,98%
71,50%
36,62%
34,17%
37,08%
25,15%
24,50%
14,38%
25,95%
22,30%
44,82%
47,00%
22,24%
8,21%
14,77%
Quốc lộ 5 (sau hàng cây 5m) Bụi TSP ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Bụi $\text{PM}_{10}$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{SO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{NO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Độ ồn (dBA)
174
153
131
115
79,8
65
54
93
86
55,3
285
253
142
120
80,9
221
201
131
114
62,7
62,64%
64,71%
29,01%
25,22%
30,70%
22,46%
20,55%
7,75%
5,00%
22,50%
40,19%
44,15%
21,26%
20,22%
8,20%
Quốc lộ 1A (sau hàng cây 10m) Bụi TSP ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Bụi $\text{PM}_{10}$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{SO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
$\text{NO}_2$ ($\mu\text{g}/\text{m}^3$)
Độ ồn (dBA)
605
590
231
210
80,0
421
410
185
162
54,0
630
610
253
231
81,2
524
500
220
202
64,6
30,41%
30,51%
19,91%
22,86%
32,50%
16,83%
18,03%
13,04%
12,55%
20,44%
13,59%
12,48%
6,87%
10,30%
12,06%

2. Đề xuất tập đoàn cây xanh thích hợp cho các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH

Căn cứ vào điều kiện thổ nhưỡng (đất phù sa, đất xám bạc màu) và đặc tính sinh thái trích xuất từ Danh lục các loài thực vật Việt Nam (Tập I, II, III), luận án tuyển chọn tập đoàn cây trồng gồm:

Cây thân gỗ trồng vỉa hè, lề đường và dải phân cách:

  • Cây Me (Tamarindus indica L.): Cây gỗ trung bình cao $15–20\text{ m}$, thân dẻo dai, chịu gió bão tốt, tán dày tạo bóng mát.
  • Giáng hương quả to (Pterocarpus indicus Willd.): Gỗ lớn cao $15–25\text{ m}$, rụng lá mùa khô, tán đẹp, chịu hạn.
  • Nhội (Bischofia javanica BL.): Cây cao $10–40\text{ m}$, tán rộng, thường xanh, ưa đất ẩm.
  • Gội đỏ (Aglaia simplicifolia): Cây gỗ lớn cao $40–45\text{ m}$, bạnh gốc khỏe, thường xanh.
  • Xà cừ (Khaya senegalensis): Cây gỗ lớn cao $20–30\text{ m}$, đường kính tán rộng, rễ ăn sâu nếu trồng cây ươm từ hạt.
  • Sấu (Dracontomelon duperreanum Pierre): Cây cao $25–35\text{ m}$, bạnh gốc vững, chịu được đất ẩm và gió bão, rụng lá nhanh vào mùa xuân.
  • Hoa sữa (Alstonia scholaris): Cây cao $25–30\text{ m}$, cần trồng khoảng cách thưa để tránh mùi nồng.
  • Long não (Cinnamomum camphora): Cây cao $15–20\text{ m}$, lá có tinh dầu xua đuổi côn trùng, chịu ô nhiễm tốt.
  • Sao đen (Hopea odorata Roxb.): Thân thẳng cao $20–30\text{ m}$, tán nhọn, chịu được ngập úng tạm thời và đất phù sa liền thổ.
  • Phượng vĩ (Delonix regia): Cây cao $12–15\text{ m}$, cành nằm ngang, dẻo, tán thưa chịu bão.
  • Vàng anh (Saraca dives Pierre): Cây cao $8–10\text{ m}$, hoa đẹp, chịu bóng và đất đá vôi.
  • Lộc vừng (Barringtonia acutangula): Cây cao $9–15\text{ m}$, chịu ngập úng ven kênh rạch, mương lộ.
  • Ngọc lan vàng (Michelia champaca L.): Cây cao $25–30\text{ m}$, ưa đất thịt pha cát, hoa thơm.
  • Muồng hoa vàng (Senna surattensis): Cây bụi hoặc gỗ nhỏ, hoa màu vàng quanh năm.

Cây bụi, thân thảo và cỏ phủ nền, phủ taluy:

  • Cây bụi dải phân cách/vỉa hè: Tai tượng đỏ (Acalypha wilkesiana), Bỏng nẻ (Serissa foetida), Ngâu (Aglaia odorata), Huyết dụ (Cordyline fruticosa), Dâm bụt (Hibiscus rosa-sinensis), Cau vàng (Chrysalidocarpus lutescens), Cau kiểng đỏ (Cyrtostachys renda), Trúc vàng (Phyllostachys), Dền cảnh (Alternanthera bettzickiana), Trầu bà vàng (Scindapsus aureus).
  • Cỏ chống xói mòn taluy: Cỏ lá gừng (Axonopus compressus), Cỏ lông lợn (Zoysia tenuifolia).

3. Thiết kế mô hình và phân đoạn quy hoạch cụ thể

  • Các mô hình không gian cây xanh:
    • Mô hình 3 và Mô hình 4: Dải cây kết hợp đa tầng (cây gỗ lớn che bóng + cây bụi dải phân cách + thảm cỏ phủ chân).
    • Mô hình 5: Mô hình sử dụng cây Sấu làm chủ đạo trên vỉa hè và dải phân cách cố định.
    • Mô hình 6: Mô hình sử dụng cây Xà cừ trên các tuyến có hành lang lưu không rộng.
  • Quy hoạch phân đoạn cho tuyến đường Võ Văn Kiệt: Phân chia thành 9 phân đoạn cảnh quan dựa trên bề rộng dải phân cách giữa ($10–15\text{ m}$), vỉa hè gom và nút giao cắt sân bay Nội Bài.
  • Quy hoạch phân đoạn cho tuyến Quốc lộ 2 cũ (Nội Bài – Vĩnh Yên): Phân chia thành 8 phân đoạn tương ứng với các đoạn qua đô thị Phúc Yên, Vĩnh Yên và các vùng đệm nông nghiệp ven đường.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

  1. Lần đầu tiên điều tra, đánh giá tổng hợp, có hệ thống thực trạng thành phần loài, cấu trúc các dải cây xanh và đặc tính lý hóa học của lớp phủ thổ nhưỡng, chất lượng nước mặt dọc các dải cây xanh và quỹ đất dự trữ trên các tuyến quốc lộ chính vùng ĐBSH.
  2. Thiết lập cơ sở dữ liệu định lượng về khả năng ngăn cản chất ô nhiễm không khí (TSP, $\text{PM}{10}$, $\text{PM}{2,5}$, $\text{SO}_2$, $\text{NO}_2$, $\text{CO}$) và giảm độ ồn của từng cấu trúc dải cây xanh trong điều kiện vận hành giao thông thực tế tại Việt Nam.
  3. Xây dựng cơ sở khoa học môi trường cho định hướng quy hoạch cây xanh trên các tuyến quốc lộ theo hướng kết hợp đồng thời 3 mục tiêu: an toàn giao thông, bảo vệ môi trường sinh thái và tạo dựng cảnh quan kinh tế - xã hội.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Đề xuất tập đoàn loài cây xanh (thân gỗ, cây bụi, cỏ phủ taluy) phù hợp với các loại đất chính vùng ĐBSH (đất phù sa, đất xám bạc màu).
  2. Xây dựng bản đồ quy hoạch và bản vẽ thiết kế cảnh quan chi tiết cho 9 đoạn trên đường Võ Văn Kiệt và 8 đoạn trên Quốc lộ 2 cũ (Nội Bài – Vĩnh Yên).
  3. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật công nghệ (lát cỏ taluy dạng ô vuông, lát chồng vầng cỏ), giải pháp quản lý phân cấp và cơ chế chính sách huy động nguồn lực xã hội hóa để trồng và bảo vệ cây xanh đường bộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Luận án giới hạn phạm vi khảo sát thực địa và lấy mẫu tại 5 tuyến quốc lộ trọng điểm vùng ĐBSH (QL1A, QL2, Võ Văn Kiệt, QL18, QL5 cũ). Các phương án quy hoạch chi tiết bằng bản vẽ AutoCAD và phân đoạn cụ thể mới chỉ thực hiện thử nghiệm trên 2 tuyến đại diện là đường Võ Văn Kiệt và tuyến Quốc lộ 2 cũ (đoạn Nội Bài – Vĩnh Yên).
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phạm vi khảo sát và áp dụng quy hoạch cây xanh cho toàn bộ hệ thống các tuyến quốc lộ còn lại trong vùng ĐBSH (QL3, QL6, QL10, QL32, QL39 và các tuyến cao tốc mới).
    • Tiếp tục quan trắc dài hạn biến động tích tụ kim loại nặng trong đất và sinh khối thực vật ven đường để đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm bền vững của từng loài cây theo thời gian.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Là tài liệu chuyên khảo tham khảo về phương pháp kết hợp giữa Khoa học Môi trường, Sinh thái học Thực vật và Quy hoạch Hạ tầng Kỹ thuật; cung cấp phương pháp luận và kỹ thuật lấy mẫu đánh giá màng đệm sinh học ven đường giao thông.
  • Đối với các nhà quy hoạch và thiết kế giao thông: Bản vẽ chi tiết các mô hình mặt cắt ngang (Mô hình 3, 4, 5, 6) và thông số kỹ thuật khoảng cách trồng, kích thước rễ, tán cây có giá trị ứng dụng trực tiếp khi lập dự án đầu tư xây dựng mới hoặc nâng cấp, mở rộng quốc lộ.
  • Đối với cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Giao thông vận tải, Bộ Xây dựng, UBND các tỉnh vùng ĐBSH): Cung cấp luận cứ khoa học để rà soát, điều chỉnh các chỉ tiêu trong quy chuẩn xây dựng, tiêu chuẩn thiết kế cây xanh đường bộ (TCVN 362:2005) và ban hành quy chế quản lý, bảo vệ cây xanh hành lang an toàn giao thông.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án lựa chọn khảo sát thực tế trên những tuyến quốc lộ nào tại vùng Đồng bằng sông Hồng?

Luận án lựa chọn 5 tuyến quốc lộ trọng điểm gồm:

  • Quốc lộ 1A (đoạn qua Ninh Bình);
  • Quốc lộ 2 (đoạn qua Vĩnh Phúc và Sóc Sơn, Hà Nội);
  • Đường Võ Văn Kiệt (tuyến Bắc Thăng Long – Nội Bài, Hà Nội);
  • Quốc lộ 18 (đoạn qua Bắc Ninh);
  • Quốc lộ 5 cũ (đoạn qua Kim Thành, Hải Dương).

2. Dải cây xanh trên đường Võ Văn Kiệt làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm không khí ở mức độ nào?

Theo kết quả quan trắc mùa khô tại điểm cách mép đường 10m trên đường Võ Văn Kiệt:

  • Bụi TSP giảm $70,31%$ (từ $64\ \mu\text{g}/\text{m}^3$ xuống $19\ \mu\text{g}/\text{m}^3$);
  • Bụi $\text{PM}_{10}$ giảm $70,37%$ (từ $54\ \mu\text{g}/\text{m}^3$ xuống $16\ \mu\text{g}/\text{m}^3$);
  • Bụi $\text{PM}_{2,5}$ giảm $70,00%$ (từ $30\ \mu\text{g}/\text{m}^3$ xuống $9\ \mu\text{g}/\text{m}^3$);
  • Khí $\text{SO}_2$ giảm $29,41%$ (từ $68\ \mu\text{g}/\text{m}^3$ xuống $48\ \mu\text{g}/\text{m}^3$);
  • Khí $\text{NO}_2$ giảm $27,78%$ (từ $54\ \mu\text{g}/\text{m}^3$ xuống $39\ \mu\text{g}/\text{m}^3$);
  • Tiếng ồn giảm $27,98%$ (từ $81,5\text{ dBA}$ xuống $58,7\text{ dBA}$).

3. Tác giả sử dụng nguyên tắc cốt lõi nào trong việc lựa chọn loài cây trồng cho các tuyến đường?

Tác giả dựa trên nguyên tắc "Đất nào – cây ấy", tức là phân tích đặc tính lý hóa học của đất tại thực địa (độ chua $\text{pH}_{\text{KCl}}$, hàm lượng mùn, chất hữu cơ, đạm, lân, kali dễ tiêu) kết hợp với đặc tính sinh lý, sinh thái và hình thái của từng loài cây (khả năng chịu ngập/hạn, bạnh gốc, tầng tán, rễ cọc chống đổ gãy, khả năng giữ bụi và khí độc) để chọn loài phù hợp cho từng tuyến.

4. Hai tuyến đường nào được tác giả lập bản đồ và mô hình thiết kế quy hoạch phân đoạn chi tiết?

Tác giả đã lập phương án quy hoạch phân đoạn chi tiết cho:

  • Đường Võ Văn Kiệt (gồm 9 phân đoạn quy hoạch);
  • Tuyến Quốc lộ 2 cũ đoạn Nội Bài – Vĩnh Yên (gồm 8 phân đoạn quy hoạch).

Kết luận

Luận án của tác giả Lê Xuân Thái đã giải quyết trọn vẹn vấn đề xây dựng cơ sở khoa học môi trường phục vụ công tác quy hoạch cây xanh trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH. Thông qua việc quan trắc thực nghiệm đa chỉ tiêu về đất, nước, không khí và tiếng ồn trên 5 tuyến quốc lộ trọng điểm, công trình đã chứng minh định lượng vai trò làm sạch môi trường của dải cây xanh ven đường. Luận án đã đề xuất tập đoàn loài cây trồng thích hợp theo nguyên tắc "đất nào – cây ấy", xây dựng các mô hình mặt cắt ngang và quy hoạch phân đoạn chi tiết cho đường Võ Văn Kiệt và Quốc lộ 2 cũ, góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý, phát triển hạ tầng giao thông xanh bền vững.