Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ địa lý học với đề tài "Đánh giá cảnh quan phục vụ mục đích tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp vùng Tứ giác Long Xuyên trong bối cảnh biến đổi khí hậu" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Trần Thế Định, dưới sự hướng dẫn khoa học của Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Hoàng Hải và Tiến sĩ Đỗ Văn Thanh, bảo vệ tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội năm 2021 thuộc chuyên ngành Địa lý tự nhiên.
Về tính cấp thiết, nghiên cứu xuất phát từ thực trạng mối quan hệ giữa hệ thống tự nhiên và hệ thống kinh tế - xã hội trong sản xuất nông nghiệp tại Đồng bằng sông Cửu Long đang chịu nhiều biến đổi sâu sắc. Việc khai thác các nguồn tài nguyên đất đai, nguồn nước, sinh vật phục vụ thâm canh nông nghiệp có nguy cơ vượt ngưỡng tự phục hồi của tự nhiên, gây suy thoái môi trường lãnh thổ. Đồng thời, biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn biến phức tạp: theo số liệu của Ngân hàng Thế giới trích trong luận án, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam đã tăng khoảng 0,7°C và mực nước biển dâng 20 cm trong nửa thế kỷ qua; Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc cảnh báo kịch bản mực nước biển dâng 1 m có nguy cơ làm ngập gần 50% diện tích đất nông nghiệp Đồng bằng sông Cửu Long. Vùng Tứ giác Long Xuyên là vùng trọng điểm sản xuất lương thực nhưng thường xuyên chịu tác động của lũ lụt, hạn hán, xâm nhập mặn và phèn hóa. Khoảng trống nghiên cứu được xác định là: các nghiên cứu trước đây tại Tứ giác Long Xuyên phần lớn tiếp cận đơn lẻ từng thành phần tự nhiên hoặc quy hoạch ngành riêng biệt, chưa có công trình nào đánh giá cảnh quan một cách tổng hợp theo hướng tiếp cận định lượng kết hợp với bối cảnh biến đổi khí hậu để làm cơ sở cho tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp theo quan điểm "thuận thiên".
Mục tiêu chung của luận án là xác lập luận cứ khoa học cho việc tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp vùng Tứ giác Long Xuyên trên cơ sở phân tích, đánh giá cảnh quan và có xét đến tác động của biến đổi khí hậu. Để đạt mục tiêu này, tác giả xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu:
- Tổng quan những vấn đề lý luận về cảnh quan, đánh giá cảnh quan, tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp và biến đổi khí hậu.
- Xây dựng hệ thống phân loại, phân vùng cảnh quan, xác định đặc điểm và quy luật phân hóa của cảnh quan khu vực nghiên cứu.
- Đánh giá thích nghi cảnh quan nhằm xem xét mức độ phù hợp của tự nhiên vùng Tứ giác Long Xuyên đối với một số loại hình sản xuất nông nghiệp.
- Phân tích bối cảnh biến đổi khí hậu và xem xét ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên.
- Định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp của vùng nghiên cứu.
- Thành lập bản đồ cảnh quan, bản đồ đánh giá thích nghi cảnh quan, bản đồ định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp cho vùng nghiên cứu.
Luận án xây dựng 2 luận điểm bảo vệ:
- Luận điểm 1: Tác động tương hỗ của các hợp phần, yếu tố tự nhiên và nhân sinh tạo nên sự phân hóa có quy luật về đặc điểm cấu trúc, chức năng, động lực của cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên với 1 hệ, 1 phụ hệ, 1 kiểu, 2 lớp, 5 phụ lớp, 140 loại cảnh quan thuộc 6 tiểu vùng cảnh quan.
- Luận điểm 2: Kết quả đánh giá thích nghi cảnh quan cho ngành nông nghiệp, có xét đến tác động biến đổi khí hậu kết hợp với phân tích hiện trạng, quy hoạch nông nghiệp là cơ sở khoa học để định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp của vùng Tứ giác Long Xuyên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn cụ thể như sau:
- Phạm vi không gian: Toàn bộ lãnh thổ vùng Tứ giác Long Xuyên có tổng diện tích tự nhiên là 4.983,66 km²; trong đó tỉnh An Giang chiếm 2.433,01 km², tỉnh Kiên Giang chiếm 2.395,35 km² và huyện Vĩnh Thạnh thuộc thành phố Cần Thơ chiếm 155,30 km². Ranh giới tự nhiên được giới hạn bởi sông Hậu ở phía Đông Bắc, bờ biển vịnh Thái Lan (tỉnh Kiên Giang) ở phía Tây Nam, kênh Rạch Giá - Long Xuyên ở phía Đông Nam và đường biên giới Việt Nam - Campuchia ở phía Tây Bắc.
- Phạm vi khoa học: Ngành nông nghiệp được tiếp cận theo nghĩa rộng gồm trồng trọt, lâm nghiệp và thủy sản. Bản đồ cảnh quan và các bản đồ chuyên đề được thành lập ở tỷ lệ 1:100.000. Đánh giá thích nghi cảnh quan tập trung vào 5 đối tượng và loại hình sản xuất chủ yếu: cây lúa, cây khóm, rừng ngập nước, nuôi trồng thủy sản nước lợ và nuôi trồng thủy sản nước ngọt. Nghiên cứu biến đổi khí hậu tập trung vào phân tích chuỗi số liệu nhiệt ẩm giai đoạn 1979 - 2018 và kịch bản ngập do nước biển dâng. Tổ chức lãnh thổ nông nghiệp tập trung vào việc định hướng không gian ưu tiên và vùng chuyên canh dưới góc độ cảnh quan học.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan lịch sử nghiên cứu trong luận án được cấu trúc thành các nhóm công trình chính:
Về lý luận và phương pháp cảnh quan học, tác giả điểm lại học thuyết địa tổng thể khởi nguồn từ V. Dokuchaev và L. Berg (1913, 1931), cùng các phát triển lý luận của S. Kalesnik (1940), N. Solntsev (1962), A. Isachenko (1965, 1985), V. Sochava (1978). Hướng tiếp cận Tây Âu và Bắc Mỹ được tổng thuật qua công trình của A. Herbertson (1905), G. Bertrand (1968), T. Freeman (1971), P. Risser (1984), R. Forman (1990), M. Turner (2005). Tại Việt Nam, nền tảng phân vùng và cảnh quan bắt đầu từ Nguyễn Đức Chính và Vũ Tự Lập (1963, 1976), tiếp nối bởi các hệ thống lý luận của Phạm Hoàng Hải, Nguyễn Thượng Hùng, Nguyễn Ngọc Khánh (1997), Nguyễn Cao Huần (2005) về kinh tế sinh thái và phân tích cấu trúc định lượng của Nguyễn An Thịnh (2007, 2014).
Về nghiên cứu cấu trúc, chức năng và đánh giá cảnh quan phục vụ quy hoạch lãnh thổ, tác giả tổng thuật các nghiên cứu ứng dụng của G. Kuznetsov (1975), E. Fedina (1981), O. Bastian (1996), E. Meyer (1998), A. Firmino (1999), M. Antrop (2000), J. Kienast (2010), R. Röder và R. Syrbe (2014). Tại Việt Nam, hướng nghiên cứu đánh giá tổng hợp điều kiện tự nhiên phục vụ quy hoạch lãnh thổ thể hiện rõ qua các công trình của Phạm Hoàng Hải và cộng sự (1990, 1993, 2001, 2008), Nguyễn Thế Thôn (1993, 1995), Nguyễn Văn Vinh (1996, 2005), Đỗ Văn Thanh (2011), Lê Anh Hùng (2016), cùng các luận án tiến sĩ của Nguyễn Thị Thúy Hằng (2010), Nguyễn Ánh Hoàng (2013), Nguyễn Thu Nhung (2014), Phan Văn Phú (2014), Đỗ Hà Thanh (2018).
Về tác động của biến đổi khí hậu đến cảnh quan và sản xuất nông nghiệp, tác giả tổng hợp báo cáo của IPCC (2007, 2013), ADB (1994), OECD (2009), công trình của P. Opdam và cộng sự (2009), I. Öztürk và cộng sự (2018). Tại Việt Nam, tài liệu cơ sở gồm các Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009, 2012, 2016), nghiên cứu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2010), Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Trọng Hiệu, Trần Thục (2010). Đối với Đồng bằng sông Cửu Long có nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Trân (2010), Lê Anh Tuấn (2010), dự án thích ứng biến đổi khí hậu của Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam và JICA (2013), Nguyễn Xuân Trịnh (2018).
Về địa bàn Tứ giác Long Xuyên, tác giả kế thừa các công trình địa lý tổng hợp của Lê Bá Thảo (1986), công trình môi trường tài nguyên đất của Lê Huy Bá (2009), nghiên cứu điều kiện tự nhiên Nam Bộ của Lê Xuân Thuyên (2018); các nghiên cứu chuyên sâu về thủy văn và ngập lụt của Nguyễn Thành Vinh (2010), P. V. Toan (2013); nghiên cứu thích ứng nông nghiệp của A. Kotera (2014) cùng các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh An Giang, Kiên Giang và Cần Thơ.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Phần lớn công trình hiện có tại Tứ giác Long Xuyên tiếp cận riêng lẻ theo từng ngành (trồng trọt hoặc thủy sản) hoặc khảo sát cục bộ theo ranh giới hành chính từng tỉnh, thiếu sự xem xét toàn diện mối quan hệ tương hỗ giữa các hợp phần tự nhiên với nhau và với hoạt động nhân sinh trên quy mô toàn vùng địa hợp thể. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này bằng cách tích hợp phương pháp đánh giá thích nghi cảnh quan với phân tích các kịch bản biến đổi khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, chỉ số hạn hán SPI, xâm nhập mặn 4‰ và ngập lụt do nước biển dâng) để thiết lập cơ sở khoa học cho việc phân bố không gian ưu tiên và vùng chuyên canh nông nghiệp toàn vùng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án vận dụng hệ thống lý luận cảnh quan học kết hợp quan niệm kiểu loại (phân loại cảnh quan) và quan niệm cá thể (phân vùng cảnh quan). Trong đó, cảnh quan được nhìn nhận dưới ba khía cạnh: cấu trúc (đứng, ngang, thời gian), chức năng (tập trung vào chức năng kinh tế sinh thái phục vụ nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản) và động lực phát triển (gồm động lực tự nhiên theo mùa và động lực do tác động nhân sinh). Quy trình đánh giá thích nghi cảnh quan dựa trên khung phân tích của Nguyễn Cao Huần (2005) kết hợp với phương pháp phân tích thứ bậc AHP của T. Saaty (1980) và công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Các quan điểm nghiên cứu chủ đạo bao gồm: quan điểm tổng hợp, quan điểm hệ thống, quan điểm lãnh thổ và quan điểm phát triển bền vững.
Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm sự kết hợp giữa các phương pháp định tính và định lượng:
- Phương pháp khảo sát thực địa: Thực hiện 3 đợt khảo sát thực tế trên địa bàn:
- Đợt 1 (tháng 8/2017): Khảo sát sơ bộ xác định ranh giới tự nhiên và nhận diện sự thay đổi lớp phủ thảm thực vật theo tuyến Quốc lộ 80 (Long Xuyên - Rạch Giá - Hà Tiên), Quốc lộ N1 (Hà Tiên - Giang Thành - Châu Đốc), Quốc lộ 91 (Châu Đốc - Long Xuyên).
- Đợt 2 (tháng 10/2018): Khảo sát sau khi thành lập bản đồ cảnh quan, kiểm tra thực địa sự phân hóa cấu trúc cảnh quan và tác động biến đổi khí hậu theo tuyến Long Xuyên - Thoại Sơn - Tri Tôn - Tịnh Biên.
- Đợt 3 (tháng 4/2020): Khảo sát đối sánh kết quả đánh giá thích nghi và định hướng vùng chuyên canh với quy hoạch thực tế theo tuyến Long Xuyên - Châu Thành - Tri Tôn - Kiên Lương - Hà Tiên.
- Phương pháp phân tích liên hợp các thành phần và xây dựng lát cắt cảnh quan: Phân tích 2 lát cắt địa lý điển hình gồm lát cắt Bắc - Nam dọc kinh tuyến 105°00'Đ và lát cắt Đông - Tây dọc vĩ tuyến 10°20'B nhằm xác định cấu trúc thẳng đứng và cấu trúc phân dị theo không gian ngang.
- Phương pháp xây dựng bản đồ cảnh quan: Chồng xếp các lớp bản đồ thành phần cùng tỷ lệ 1:100.000 trong môi trường phần mềm GIS kết hợp xây dựng bảng chú giải ma trận: hàng ngang đại diện cho nền tảng nhiệt - ẩm (hệ, phụ hệ, kiểu), cột dọc đại diện cho nền tảng vật chất rắn (lớp, phụ lớp). Loại cảnh quan là đơn vị cơ sở hình thành từ sự giao thoa giữa lớp phủ thực vật và thổ nhưỡng.
- Phương pháp định lượng hình thái và đa dạng cảnh quan: Áp dụng các công thức toán học sinh thái cảnh quan của K. Marks, G. Eiden và Y. Puzachenko:
- Tổng diện tích loại cảnh quan: $SA = \sum_{j=1}^{n} a_{ij}$ (ha)
- Kích thước trung bình khoanh vi: $MSA = \frac{\sum a_{ij}}{n_i}$ (ha)
- Mật độ đường biên cảnh quan: $PD = \frac{SP}{SA}$ (m/ha, trong đó $SP$ là tổng chu vi)
- Hệ số phân mảnh: $K = \frac{NL}{MSA}$ (với $NL$ là số lượng khoanh vi)
- Mật độ khoanh vi: $LD = \frac{NL}{SA} \times 100$ (khoanh vi/100 ha)
- Chỉ số đa dạng cảnh quan: $Dmn = \frac{n}{\sqrt{S}}$ (với $n$ là số loại cảnh quan, $S$ là diện tích)
- Chỉ số độ phong phú cảnh quan: $Dp = \frac{n}{\ln(n)}$
- Phương pháp đánh giá thích nghi cảnh quan: Sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP của T. Saaty (1980) để xác định trọng số $w_i$ của từng chỉ tiêu sinh thái qua ma trận so sánh cặp. Điểm thích nghi tổng hợp của từng đơn vị cảnh quan được tính theo công thức bình quân gia quyền của Nguyễn Cao Huần (2005):
$$X = \frac{\sum_{i=1}^{n} w_i \cdot x_i}{n}$$
Khoảng phân cấp thích nghi được xác định theo công thức $\Delta X = \frac{X_{max} - X_{min}}{m}$, chia thành 4 cấp độ: Rất thích nghi (S1, điểm 3), Thích nghi trung bình (S2, điểm 2), Ít thích nghi (S3, điểm 1) và Không thích nghi (N, điểm 0).
Nguồn dữ liệu và tư liệu của luận án bao gồm: số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 1979 - 2018 tại các trạm Châu Đốc, Rạch Giá, Tân Châu từ Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ; Niên giám thống kê và Báo cáo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội các tỉnh An Giang, Kiên Giang và Cần Thơ; ranh giới hành chính từ GADM; mạng lưới sông ngòi từ OpenData; bản đồ địa mạo của Lê Đức An và Uông Đình Khanh; bản đồ đất từ Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp Miền Nam; bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2018 của Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương. Các dữ liệu được xử lý qua các phần mềm: MapInfo, ArcGIS, ENVI, MS Excel và Photoshop CS.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu đánh giá cảnh quan phục vụ định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về khoa học cảnh quan, sinh thái cảnh quan, lý thuyết tổ chức lãnh thổ và biến đổi khí hậu. Tác giả phân tích tính kế thừa giữa trường phái cảnh quan học Xô Viết với hướng sinh thái cảnh quan hiện đại của Tây Âu và Bắc Mỹ. Về bản chất, tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp được luận giải là sự sắp xếp, phối hợp các hoạt động sản xuất nông, lâm, thủy sản trên một không gian cụ thể nhằm tối ưu hóa các tiềm năng sinh thái cảnh quan, mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Đánh giá cảnh quan đóng vai trò là khâu trung gian, kết nối nghiên cứu cơ bản với định hướng quy hoạch không gian.
Trong chương này, tác giả luận giải tác động đa chiều của biến đổi khí hậu đến cảnh quan và sản xuất nông nghiệp: nhiệt độ tăng và hạn hán làm thay đổi cơ cấu mùa vụ; ngập lụt sâu kéo dài gây thiệt hại lớn cho lúa và hoa màu nhưng tạo điều kiện phát triển thủy sản mùa lũ; xâm nhập mặn vượt ngưỡng 4‰ gây chết mạ và suy giảm năng suất lúa từ 40% đến 60%, nhưng mở ra khả năng chuyển đổi sang mô hình nuôi tôm nước lợ. Tác giả thiết lập hoàn chỉnh khung phương pháp luận nghiên cứu gồm 4 quan điểm, quy trình nghiên cứu 6 bước, các thuật toán định lượng hình thái cấu trúc cảnh quan, phương pháp xác định trọng số AHP và công thức phân cấp thích nghi.
Chương 2: Đặc điểm cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên
Chương 2 trình bày chi tiết các nhân tố thành tạo và quy luật phân hóa cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên. Về địa hình, khu vực nghiên cứu có nguồn gốc đầm lầy - biển, sông - biển và bão tích, bề mặt đồng bằng bằng phẳng nghiêng thoải từ Đông Bắc xuống Tây Nam xen kẽ một số khối núi sót magma axit dạng vòm hoặc khối tảng. Khí hậu mang tính chất cận xích đạo gió mùa nóng ẩm, nhiệt độ trung bình năm 27 - 28°C, tổng lượng bức xạ đạt 140 - 160 kcal/cm²/năm, phân hóa thành hai mùa mưa - khô rõ rệt. Thủy văn chịu tác động trực tiếp của chế độ dòng chảy sông Hậu với lưu lượng mùa lũ lên tới 25.000 - 30.000 m³/s tại Châu Đốc, hệ thống kênh rạch dày đặc với tổng chiều dài hàng nghìn kilômét giữ vai trò tiêu thoát lũ ra biển Tây và dẫn ngọt phục vụ thâm canh. Thổ nhưỡng đặc trưng bởi sự chiếm ưu thế của đất phèn tiềm tàng và phèn hoạt động (chiếm trên 60% diện tích tự nhiên), tiếp đến là đất phù sa ven sông Hậu và đất phèn mặn ven biển Kiên Giang.
Hệ thống phân loại cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên được thiết lập trên bản đồ tỷ lệ 1:100.000 bao gồm: 1 hệ (Nhiệt đới gió mùa), 1 phụ hệ (Rừng nhiệt đới gió mùa rụng lá ẩm), 1 kiểu (Rừng thứ sinh, cây bụi, trảng cỏ và đất nông nghiệp trên nền nhiệt ẩm cao), 2 lớp (Cảnh quan đồng bằng và Cảnh quan đồi núi sót), 5 phụ lớp cảnh quan và 140 loại cảnh quan. Căn cứ vào sự đồng nhất tương đối về đặc điểm phát sinh và hình thái, lãnh thổ được phân chia thành 6 tiểu vùng cảnh quan (TVCQ 1 đến TVCQ 6).
| Bậc phân vị cảnh quan |
Số lượng đơn vị |
Đặc trưng nổi bật |
| Hệ cảnh quan |
1 |
Hệ cảnh quan nhiệt đới gió mùa |
| Phụ hệ cảnh quan |
1 |
Phụ hệ cảnh quan nhiệt đới gió mùa rụng lá ẩm |
| Kiểu cảnh quan |
1 |
Kiểu đồng bằng châu thổ nhiệt đới ẩm |
| Lớp cảnh quan |
2 |
Lớp cảnh quan đồng bằng và Lớp cảnh quan đồi núi sót |
| Phụ lớp cảnh quan |
5 |
Phụ lớp đồng bằng phù sa sông; đồng bằng trũng phèn; đồng bằng phèn mặn ven biển; đồi núi thấp; núi trung bình |
| Loại cảnh quan |
140 |
Xác lập từ ma trận kết hợp giữa 5 phụ lớp đất và lớp phủ thực vật/canh tác |
| Tiểu vùng cảnh quan |
6 |
Phân vùng theo mức độ ngập lũ, đặc điểm địa mạo và thổ nhưỡng |
Kết quả tính toán định lượng các chỉ số hình thái và đa dạng sinh thái cảnh quan phản ánh sự phân mảnh cao ở phụ lớp đồng bằng trũng phèn do mạng lưới kênh mương thủy lợi chia cắt, trong khi phụ lớp đồng bằng phù sa sông Hậu có kích thước khoanh vi trung bình (MSA) lớn và tính đồng nhất cao nhất. Chức năng cảnh quan chủ đạo của vùng là sản xuất nông nghiệp (chuyên canh lúa ở vùng phù sa ngọt và vùng phèn nông đã rửa trôi), phát triển lâm nghiệp rừng tràm (tại các vùng phèn nặng trũng sâu), nuôi trồng thủy sản nước lợ (dải ven biển Kiên Giang) và thủy sản nước ngọt (dọc hành lang sông Hậu và vùng xả lũ). Động lực cảnh quan vận động theo nhịp điệu ngập lũ hàng năm (tháng 8 đến tháng 11) và chu kỳ xâm nhập mặn trong mùa khô (tháng 2 đến tháng 5), chịu sự chi phối quyết định từ các công trình đê bao và hệ thống kiểm soát nguồn nước của con người.
Chương 3: Đánh giá cảnh quan nhằm định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp vùng Tứ giác Long Xuyên trong bối cảnh biến đổi khí hậu
Chương 3 tiến hành đánh giá thích nghi sinh thái cảnh quan cho 5 đối tượng và loại hình nông nghiệp chủ lực, đối chiếu với bối cảnh biến đổi khí hậu và quy hoạch ngành để định hướng không gian sản xuất.
Kết quả đánh giá thích nghi cảnh quan:
- Cây lúa: Diện tích rất thích nghi (S1) và thích nghi trung bình (S2) tập trung lớn nhất ở TVCQ 1 (vùng đê bao phù sa ngọt dọc sông Hậu) và TVCQ 2 (vùng phèn nông đã được cải tạo); diện tích ít thích nghi (S3) và không thích nghi (N) phân bố ở vùng đầm trũng phèn nặng chưa hoàn thiện đê bao và dải đất nhiễm mặn ven biển Kiên Giang.
- Cây khóm: Thích nghi tối ưu trên các loại cảnh quan đất phèn tiềm tàng sâu và phèn hoạt động tại huyện Châu Thành, Tân Hiệp, Gò Quao (thuộc tỉnh Kiên Giang) và Tri Tôn (An Giang).
- Rừng ngập nước: Rừng tràm rất thích nghi ở vùng đất than bùn, trũng phèn nặng ngập sâu thuộc TVCQ 3 và TVCQ 4 (khu vực rừng tràm Trà Sư, rừng tràm Hà Tiên); rừng ngập mặn thích nghi dải bãi bồi ven biển Kiên Giang thuộc TVCQ 6.
- Nuôi trồng thủy sản nước lợ: Phân bố tập trung tại dải cảnh quan ven biển Kiên Lương, Hà Tiên, Hòn Đất (TVCQ 6), nơi có sự xâm nhập mặn định kỳ trong mùa khô thích hợp cho mô hình tôm - lúa hoặc thâm canh tôm nước lợ.
- Nuôi trồng thủy sản nước ngọt: Rất thích nghi dọc hành lang sông Hậu (Châu Đốc, Long Xuyên, Chợ Mới) và các ô đồng ngập lũ sâu thuộc TVCQ 3 để phát triển nuôi cá bè, cá ao và khai thác thủy sản mùa lũ.
Về bối cảnh và tác động của biến đổi khí hậu: Phân tích số liệu chuỗi quan trắc 1979 - 2018 tại trạm Châu Đốc và Rạch Giá xác nhận xu thế nhiệt độ trung bình năm tăng đều đặn, chuẩn sai nhiệt độ các thập niên gần đây đều mang giá trị dương. Lượng mưa có xu hướng phân hóa cực đoan hơn: gia tăng vào các tháng đỉnh mưa và suy giảm trong mùa khô, chỉ số SPI cho thấy các đợt khô hạn khốc liệt xuất hiện dày hơn. Ranh mặn 4‰ ngày càng lấn sâu vào nội đồng qua các cửa sông kênh rạch phía biển Tây trong mùa khô. Theo kịch bản nước biển dâng, khi mực nước dâng từ 50 cm đến 100 cm, diện tích đất ngập nước mặn và lợ tăng mạnh, làm thay đổi căn bản cấu trúc của các loại cảnh quan thuộc phụ lớp đồng bằng ven biển và đồng bằng trũng thấp.
| Loại hình sản xuất |
Không gian thích nghi ưu tiên |
Vùng chuyên canh đề xuất theo đơn vị hành chính |
| Lúa hàng hóa |
TVCQ 1, TVCQ 2 (phù sa ngọt, phèn nhẹ) |
Thoại Sơn, Châu Phú, Chợ Mới (An Giang); Tân Hiệp, Giồng Riềng (Kiên Giang); Vĩnh Thạnh (Cần Thơ) |
| Cây khóm |
Đất phèn hoạt động, phèn tiềm tàng |
Tri Tôn (An Giang); Châu Thành, Gò Quao (Kiên Giang) |
| Thủy sản nước ngọt |
TVCQ 1, TVCQ 3 (ven sông Hậu, đồng xả lũ) |
TP. Châu Đốc, TP. Long Xuyên, Phú Tân, An Phú (An Giang) |
| Thủy sản nước lợ |
TVCQ 6 (ven biển mặn/lợ định kỳ) |
TP. Hà Tiên, Kiên Lương, Hòn Đất (Kiên Giang) |
| Rừng ngập nước |
Trũng phèn ngập sâu, bãi bồi ven biển |
Tịnh Biên, Tri Tôn (An Giang); Kiên Lương, Giang Thành (Kiên Giang) |
Trên cơ sở đối sánh kết quả đánh giá thích nghi tự nhiên với hiện trạng và quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của các địa phương, tác giả đề xuất định hướng tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp: chuyển dịch cơ cấu không gian theo hướng thích ứng "thuận thiên". Không gian nông nghiệp được tổ chức lại thành các vùng chuyên canh tập trung theo địa giới hành chính huyện, hình thành mô hình luân canh lúa - tôm ở vùng ven biển, mô hình lúa - cá hoặc xả lũ lấy phù sa ở vùng thượng nguồn ngập sâu, và duy trì hành lang nông nghiệp thâm canh lúa chất lượng cao tại vùng phù sa ngọt ven sông Hậu.
Kết quả và những đóng góp mới
Luận án đạt được những kết quả và đóng góp mới cụ thể như sau:
Về mặt lý luận:
- Hoàn thiện khung phương pháp luận và quy trình nghiên cứu đánh giá cảnh quan theo hướng tiếp cận định lượng ứng dụng trong quy hoạch lãnh thổ nông nghiệp đối với một vùng đồng bằng châu thổ ngập lũ chịu tác động biến đổi khí hậu.
- Tích hợp thành công phương pháp phân tích thứ bậc AHP để lượng hóa trọng số các chỉ tiêu sinh thái, sử dụng các công thức toán sinh thái cảnh quan để xác định cấu trúc hình thái (độ phân mảnh, mật độ khoanh vi, tính đa dạng), kết hợp với công nghệ GIS trong phân tích ma trận thích nghi đa chỉ tiêu.
- Làm sáng tỏ mối quan hệ phụ thuộc giữa đặc điểm cấu trúc - chức năng cảnh quan với việc phân bố các hình thức tổ chức lãnh thổ sản xuất, đặt việc đánh giá tiềm năng tự nhiên trong mối liên hệ mật thiết với các kịch bản biến đổi khí hậu toàn cầu.
Về mặt thực tiễn:
- Xây dựng bản đồ cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên tỷ lệ 1:100.000 với 140 loại cảnh quan thuộc 5 phụ lớp, 2 lớp và phân chia thành 6 tiểu vùng cảnh quan, cung cấp cơ sở dữ liệu địa lý tự nhiên có độ chi tiết và tin cậy cao.
- Đánh giá cụ thể mức độ thích nghi cảnh quan cho 5 đối tượng sản xuất chủ lực (lúa, khóm, rừng ngập nước, thủy sản nước ngọt và nước lợ), lượng hóa diện tích từng cấp thích nghi (S1, S2, S3, N) cho từng tiểu vùng cảnh quan.
- Xác lập bản đồ định hướng không gian ưu tiên và đề xuất các vùng chuyên canh sản xuất nông nghiệp theo đơn vị hành chính cấp huyện/tỉnh, phục vụ trực tiếp cho công tác rà soát quy hoạch sử dụng đất và tái cơ cấu ngành nông nghiệp vùng Tứ giác Long Xuyên.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:
- Chuyển đổi tư duy từ "ngăn lũ triệt để" sang "kiểm soát lũ linh hoạt" và "sống chung với lũ", tổ chức xả lũ định kỳ ở vùng trũng thượng lưu (An Giang) để lấy phù sa, vệ sinh đồng ruộng và phát triển nuôi trồng thủy sản nước ngọt mùa lũ.
- Tại vùng ven biển Kiên Giang, kiểm soát mặn hợp lý thay vì ngăn mặn cực đoan, mở rộng không gian luân canh tôm - lúa và nuôi trồng thủy sản nước lợ nhằm tận dụng hiện tượng xâm nhập mặn như một nguồn lực phát triển kinh tế.
- Khôi phục và phát triển diện tích rừng tràm trên đất than bùn, trũng phèn nặng và rừng ngập mặn phòng hộ ven biển nhằm duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ đất và tăng cường khả năng chống chịu trước tác động của nước biển dâng.
- Tăng cường liên kết vùng giữa 3 địa phương An Giang, Kiên Giang và Cần Thơ trong việc quản lý tài nguyên nước liên tỉnh, chia sẻ nguồn lợi phù sa và đồng bộ hóa lịch thời vụ nông nghiệp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Về mặt hạn chế:
- Đối tượng đánh giá thích nghi trong luận án mới chỉ dừng lại ở 5 loại hình sản xuất và cây trồng tiêu biểu (cây lúa, cây khóm, rừng ngập nước, nuôi trồng thủy sản nước ngọt, nuôi trồng thủy sản nước lợ), chưa bao quát toàn bộ các đối tượng cây trồng cạn có giá trị kinh tế khác như cây ăn quả nhiệt đới, rau màu chuyên canh hoặc các đối tượng chăn nuôi gia súc, gia cầm.
- Về bối cảnh biến đổi khí hậu, nghiên cứu mới chỉ phân tích số liệu biến động nhiệt độ, lượng mưa, chỉ số hạn hán SPI và xem xét tác động ngập theo kịch bản nước biển dâng tĩnh, chưa mô phỏng chi tiết chế độ thủy lực dòng chảy nội đồng khi có sự tương tác động giữa lũ thượng nguồn Mê Kông, triều cường biển Đông và triều cường vịnh Thái Lan.
- Định hướng tổ chức lãnh thổ mới dừng lại ở quy mô không gian vĩ mô (vùng chuyên canh và không gian ưu tiên cấp huyện/vùng cảnh quan), chưa đi sâu vào thiết kế các mô hình tổ chức không gian vi mô ở cấp nông hộ, trang trại hoặc chuỗi liên kết giá trị nông nghiệp.
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng đánh giá thích nghi cảnh quan cho các hệ thống cây ăn trái đặc sản và các mô hình nông nghiệp công nghệ cao thích ứng với đất phèn.
- Ứng dụng các mô hình thủy văn động lực để mô phỏng tương tác xâm nhập mặn và ngập lũ chi tiết theo từng tiểu vùng trong các kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất.
- Nghiên cứu cơ chế chính sách và mô hình kinh tế sinh thái tuần hoàn gắn với chuỗi giá trị nông sản liên tỉnh vùng Tứ giác Long Xuyên.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị đối với nhiều nhóm đối tượng:
- Đối với cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh An Giang, Kiên Giang và thành phố Cần Thơ có thể ứng dụng trực tiếp hệ thống bản đồ cảnh quan, bản đồ đánh giá thích nghi và bản đồ định hướng không gian để xây dựng quy hoạch tỉnh, kế hoạch sử dụng đất và đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu.
- Đối với các viện nghiên cứu và trường đại học: Công trình cung cấp tài liệu tham khảo học thuật chuyên sâu cho nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngành Địa lý tự nhiên, Sinh thái học, Quản lý tài nguyên và môi trường, Nông nghiệp học.
- Các phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:
- Quy trình và thuật toán tính toán các chỉ số định lượng hình thái cấu trúc cảnh quan (kích thước khoanh vi, mật độ đường biên, hệ số phân mảnh).
- Phương pháp xây dựng ma trận chú giải bản đồ cảnh quan dạng bảng kết hợp nền tảng nhiệt - ẩm và nền tảng vật chất rắn ở tỷ lệ 1:100.000.
- Phương pháp ứng dụng AHP trong việc gán trọng số đa chỉ tiêu sinh thái phục vụ đánh giá thích nghi đất đai và tài nguyên tự nhiên.
Câu hỏi thường gặp
-
Phạm vi không gian vùng Tứ giác Long Xuyên được xác định trong luận án gồm những địa phương nào và có diện tích bao nhiêu?
Phạm vi nghiên cứu có tổng diện tích tự nhiên là 4.983,66 km², nằm trên địa bàn 3 tỉnh/thành phố gồm: tỉnh An Giang (2.433,01 km²), tỉnh Kiên Giang (2.395,35 km²) và huyện Vĩnh Thạnh thuộc thành phố Cần Thơ (155,30 km²). Lãnh thổ được giới hạn bởi sông Hậu, kênh Rạch Giá - Long Xuyên, bờ biển Kiên Giang và đường biên giới Việt Nam - Campuchia.
-
Hệ thống phân loại cảnh quan vùng Tứ giác Long Xuyên được thiết lập gồm bao nhiêu cấp bậc và bao nhiêu đơn vị cụ thể?
Hệ thống phân loại cảnh quan vùng nghiên cứu được xây dựng gồm 6 cấp bậc phân vị: 1 hệ (Hệ cảnh quan nhiệt đới gió mùa), 1 phụ hệ (Phụ hệ nhiệt đới gió mùa rụng lá ẩm), 1 kiểu (Kiểu đồng bằng châu thổ nhiệt đới ẩm), 2 lớp (Lớp cảnh quan đồng bằng và Lớp cảnh quan đồi núi sót), 5 phụ lớp cảnh quan và 140 loại cảnh quan. Ngoài ra, lãnh thổ được chia thành 6 tiểu vùng cảnh quan.
-
Luận án sử dụng những công cụ và phương pháp định lượng nào để đánh giá hình thái và xác định trọng số cảnh quan?
Luận án sử dụng các công thức toán sinh thái cảnh quan của K. Marks, G. Eiden và Y. Puzachenko để tính toán tổng diện tích (SA), số khoanh vi (NL), kích thước trung bình (MSA), mật độ đường biên (PD), hệ số phân mảnh (K), mật độ khoanh vi (LD), chỉ số đa dạng (Dmn) và độ phong phú (Dp). Trọng số của các chỉ tiêu đánh giá thích nghi được tính toán qua phương pháp phân tích thứ bậc AHP của T. Saaty thông qua việc thiết lập ma trận so sánh cặp.
-
Những đối tượng và loại hình nông nghiệp nào được lựa chọn để đánh giá thích nghi trong luận án?
Luận án đánh giá thích nghi cảnh quan cho 5 đối tượng và loại hình nông nghiệp đặc trưng của vùng gồm: cây lúa, cây khóm, rừng ngập nước (rừng tràm và rừng ngập mặn), nuôi trồng thủy sản nước lợ và nuôi trồng thủy sản nước ngọt. Mỗi đối tượng được phân cấp thành 4 mức độ thích nghi: rất thích nghi (S1), thích nghi trung bình (S2), ít thích nghi (S3) và không thích nghi (N).
-
Dữ liệu biến đổi khí hậu nào được phân tích để đánh giá tác động đến cảnh quan vùng nghiên cứu?
Tác giả phân tích chuỗi số liệu khí tượng thủy văn quan trắc 40 năm (giai đoạn 1979 - 2018) tại trạm Châu Đốc và Rạch Giá, số liệu thủy văn trạm Tân Châu và Châu Đốc, tính toán chuẩn sai nhiệt độ, chuẩn sai lượng mưa, chỉ số hạn hán SPI, phạm vi xâm nhập mặn ranh 4‰, và đánh giá diện tích các loại cảnh quan bị ngập theo các kịch bản nước biển dâng cho Đồng bằng sông Cửu Long.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Trần Thế Định là công trình khoa học hoàn chỉnh thuộc chuyên ngành Địa lý tự nhiên, giải quyết thấu đáo vấn đề đánh giá cảnh quan phục vụ tổ chức lãnh thổ sản xuất nông nghiệp tại vùng Tứ giác Long Xuyên trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Tác giả đã phân loại được 140 loại cảnh quan, phân chia 6 tiểu vùng cảnh quan và lượng hóa mức độ thích nghi của 5 loại hình sản xuất nông nghiệp chủ lực bằng các phương pháp định lượng kết hợp GIS và AHP. Kết quả nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học tin cậy cho việc phân bố không gian ưu tiên và hình thành các vùng chuyên canh theo hướng thích ứng "thuận thiên". Công trình đóng góp thiết thực cho kho tàng tư liệu địa lý học ứng dụng và công tác quản lý tài nguyên, quy hoạch nông nghiệp bền vững tại Đồng bằng sông Cửu Long.