Tổng quan luận án

Tính cấp thiết của đề tài và khoảng trống nghiên cứu

Phát triển nông - lâm nghiệp gắn liền với bảo vệ môi trường là nhiệm vụ kinh tế - xã hội có ý nghĩa chiến lược đối với các vùng đồng bào dân tộc thiểu số và miền núi. Tuy nhiên, sản xuất nông - lâm nghiệp tại các vùng núi chịu sự chi phối mạnh mẽ của tổng hợp các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường. Lưu vực sông Bung là một trong những lưu vực chính thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn (tỉnh Quảng Nam), có địa hình hiểm trở, độ dốc lớn, chia cắt phức tạp và có tiềm năng lớn về thủy điện cũng như tài nguyên đất, rừng. Mặc dù vậy, đời sống của người dân địa phương (chủ yếu là đồng bào dân tộc thiểu số) còn nhiều khó khăn; lãnh thổ thường xuyên chịu tác động tiêu cực của các hiện tượng thiên tai bất lợi như lũ lụt với cường độ lớn, xói mòn và sạt lở đất trên diện rộng.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định: Trước đây đã có các công trình nghiên cứu về xói lở, bồi tụ, tính dễ bị tổn thương, mô phỏng dòng chảy hoặc quy hoạch quản lý tài nguyên trên hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn và tỉnh Quảng Nam. Tuy nhiên, chưa có công trình nào đi sâu vào việc tích hợp đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan cho các nhóm cây trồng chủ đạo (cây trồng cạn ngắn ngày, cây ăn quả, cây dược liệu, rừng sản xuất) kết hợp đồng thời với đánh giá nguy cơ xói mòn đất, tiềm năng dịch vụ cảnh quan và hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường nhằm định hướng tổ chức không gian sử dụng hợp lý lãnh thổ tại lưu vực sông Bung.

Mục tiêu nghiên cứu

  • Mục tiêu chung: Xác lập cơ sở khoa học dựa trên kết quả nghiên cứu, đánh giá cảnh quan, đánh giá xói mòn và tiềm năng dịch vụ cảnh quan phục vụ định hướng phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường lưu vực sông Bung theo hướng bền vững.
  • Nội dung nghiên cứu cụ thể (được đánh số theo văn bản):
    1. Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài.
    2. Phân tích các yếu tố thành tạo cảnh quan nhằm phản ánh quy luật phân hóa tự nhiên và chức năng cảnh quan lưu vực sông Bung.
    3. Đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan, xói mòn đất và dịch vụ cảnh quan cho phát triển nông - lâm nghiệp.
    4. Định hướng không gian sử dụng hợp lý cảnh quan cho phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường theo hướng bền vững.
    5. Đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý lãnh thổ cho nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Cấu trúc, sự phân hóa, chức năng cảnh quan; mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan đối với nông - lâm nghiệp; xói mòn đất; dịch vụ cảnh quan và các mô hình sử dụng cảnh quan tại lưu vực sông Bung.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Bung có diện tích $2.439,02\text{ km}^2$, gồm 27 xã thuộc 3 huyện miền núi phía Tây tỉnh Quảng Nam (Tây Giang, một phần phía Tây huyện Nam Giang, phần diện tích phía Nam huyện Đông Giang). Khảo sát chi tiết hiệu quả sử dụng cảnh quan được thực hiện tại 4 xã đại diện phân bố trên 3 kiểu địa hình: xã Ch’Ơm, Trà Hy (huyện Tây Giang - vùng núi trung bình); xã A Rooi (huyện Đông Giang - vùng núi thấp); xã Chà Vàl (huyện Nam Giang - vùng đồi).
  • Phạm vi thời gian: Dữ liệu thứ cấp về kinh tế - xã hội, sử dụng đất, môi trường được thu thập trong giai đoạn 2016 - 2021; khảo sát thực địa được thực hiện trong giai đoạn 2016 - 2021; thời kỳ định hướng tổ chức không gian bám sát Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Nam thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050.
  • Phạm vi khoa học: Tập trung đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cho 4 nhóm cây trồng chủ đạo: cây trồng cạn ngắn ngày (lúa nương, ngô, sắn), cây lâu năm gồm cây ăn quả (chuối, dứa) và cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích), và rừng sản xuất (keo).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu chính được tổng quan

Tác giả đã hệ thống hóa các nghiên cứu trong nước và quốc tế theo 4 nhóm nội dung trọng tâm:

  1. Nghiên cứu về cảnh quan và hệ thống phân loại cảnh quan:

    • Trường phái Nga và Đông Âu: Phân tích quan điểm của Dokuchaev V., Isachenko A. (1969, 1991), Polynov B., Milkov F., Nikolaev V. (1979), Gvozdetsky N. về tính cá thể và tính kiểu loại của cảnh quan. Tại Việt Nam, hướng tiếp cận này được kế thừa và phát triển qua các công trình của Vũ Tự Lập (1976), Nguyễn Thành Long và cs. (1993), Phạm Hoàng Hải và cs. (1997), Nguyễn Cao Huần (2005), Lê Văn Thăng (1995), Hà Văn Hành (2001), Bùi Thị Thu (2005, 2014), Nguyễn An Thịnh (2013).
    • Trường phái Tây Âu và Bắc Mỹ: Zonneveld I. (1995), Forman R. và Godron M. (1986), Bastian O. và cs. (2014) nhấn mạnh cảnh quan văn hóa, cảnh quan nhân sinh, sinh thái cảnh quan và ứng dụng GIS, viễn thám trong phân tích cấu trúc hình thái cảnh quan.
    • Đánh giá cảnh quan: Phương pháp phân tích chi phí - lợi ích (Alfred Marshall, Zvoruvkin K., 1968), đánh giá tác động môi trường (Leopold, 1972; Hudson, 1984; Petermann T., 1996), đánh giá cảnh quan theo tiếp cận kinh tế sinh thái (Nguyễn Cao Huần, 2005; Shishenko P.G., 1988).

  2. Nghiên cứu về lưu vực sông và quản lý tổng hợp:

    • Quốc tế: Nghiên cứu quản lý lưu vực sông tại Mỹ (Luật Bảo vệ lưu vực sông và phòng chống lũ 1954), lưu vực sông Danube ở châu Âu (Irene Lyons Murphy, 1997), lưu vực sông Murray - Darling ở Australia, mạng lưới NARBO (2004), Ủy hội sông Mê Kông (1995, 2011), nghiên cứu lưu vực sông Hoàng Hà của Xibin J. và Ke Liu (2020), nghiên cứu rừng lưu vực của Yates A. (2018), Gui H. (2021), Robel G. (2021).
    • Việt Nam: Nghiên cứu quản lý tổng hợp của Nguyễn Chu Hồi (2014), Nguyễn Văn Thắng, Ngô Đình Tuấn, Đào Trọng Tứ, Nguyễn Trọng Sinh; các nghiên cứu biến động sử dụng đất trên lưu vực sông của Nguyễn Văn Hiểu, Phạm Thị Lợi, Đặng Xuân Phong, Nguyễn Thị Bích Phượng; đánh giá cảnh quan lưu vực sông của Vũ Văn Duẩn (lưu vực sông Mã, 2020), Nguyễn Đăng Độ (sông Hương, 2013), Đỗ Trung Hiếu (sông Cái Nha Trang, 2022), Nguyễn Thị Huyền (sông Lại Giang, 2014), Lê Anh Hùng (sông Thu Bồn, 2016), Phan Văn Trung (sông Bé, 2021).

  3. Nghiên cứu xói mòn đất và dịch vụ cảnh quan:

    • Xói mòn đất: Mô hình USLE của Wischmeier W.H. và Smith D.D. (1965, 1978), mô hình RUSLE của Renard K.G. và cs. (1997), mô hình RMMF của Morgan R. (2001), mô hình WEPP (USDA). Tại Việt Nam có các công trình của Nguyễn Trọng Hà (1996), Nguyễn Quang Mỹ (2005), Đào Đình Bắc (1980, 1987), Đặng Quang Phán (2008), Trần Văn Ý (2000), Trương Đình Trọng (2012), Hà Văn Hành (2013), Trương Văn Cảnh (2014).
    • Dịch vụ cảnh quan và dịch vụ hệ sinh thái: Termorshuizen G. và Opdam P. (2009), Bastian O. và cs. (2014), Claudia Coleoni (2018), Trần Huyền Trang và Nguyễn Cao Huần (2019), Nguyễn Thái Hòa (2022), Đỗ Trung Hiếu (2022).

  4. Các công trình nghiên cứu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam và lưu vực sông Bung:

    • Khí hậu, thủy văn, địa chất: Đinh Phùng Bảo, Đặng Huy Rằm, Nguyễn Văn Trang, Đỗ Quang Thiên.
    • Tai biến thiên nhiên và trượt lở: Nguyễn Hiệu (2008), Hoàng Thanh Sơn và cs., Nguyễn Thị Thu Hiền (2019).
    • Cảnh quan và thực vật: Bùi Thị Thu (2014), Lê Anh Hùng (2016), Trần Công Định (2019 - nghiên cứu cây đẳng sâm).

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Luận án kế thừa các quan điểm phân loại và đánh giá cảnh quan, mô hình xói mòn RUSLE và khung đánh giá ma trận dịch vụ cảnh quan. Điểm khác biệt và khoảng trống mà luận án tập trung giải quyết là tích hợp đồng thời các kết quả đánh giá thích hợp sinh thái của từng loại cảnh quan đối với cây trồng nông - lâm nghiệp, tính toán định lượng xói mòn đất bằng công nghệ GIS/viễn thám và đánh giá tiềm năng cung cấp 3 nhóm dịch vụ cảnh quan để đưa ra định hướng không gian sử dụng đất theo cả đơn vị phân loại (loại cảnh quan) và đơn vị phân vùng (tiểu vùng cảnh quan) tại một lưu vực sông miền núi đặc thù như sông Bung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

  • Khái niệm cảnh quan: Kết hợp hai quan điểm kiểu loại và cá thể. Cảnh quan vừa là một tổng hợp thể tự nhiên có tính lặp lại trong không gian (phân loại), vừa là một đơn vị cá thể địa lý có ranh giới khép kín và tính toàn vẹn lãnh thổ (phân vùng).
  • Cấu trúc cảnh quan: Được phân tích theo cấu trúc đứng (sự sắp xếp tầng thứ của các hợp phần địa chất, địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn, sinh khí hậu, thảm thực vật) và cấu trúc ngang (sự phân hóa các cấp phân vị cảnh quan theo không gian).
  • Chức năng cảnh quan: Đánh giá dựa trên 3 nhóm chức năng: chức năng kinh tế - xã hội, chức năng sinh thái - môi trường và chức năng quốc phòng - an ninh.
  • Dịch vụ cảnh quan (DVCQ): Tiếp cận theo khung phân loại chuẩn gồm 3 nhóm: dịch vụ cung cấp, dịch vụ điều tiết và dịch vụ văn hóa.
  • Quan điểm nghiên cứu: Quan điểm tổng hợp, quan điểm hệ thống, quan điểm kinh tế - sinh thái, quan điểm lưu vực sông và quan điểm phát triển bền vững. Hướng tiếp cận chủ đạo là liên kết phân tích lưu vực với phân tích cấu trúc - đánh giá cảnh quan.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập dữ liệu thứ cấp từ các cơ quan quản lý (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam, Chi cục Thống kê, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung Trung Bộ).
  • Phương pháp khảo sát thực địa kết hợp điều tra xã hội học:
    • Tuyến khảo sát: Dọc Quốc lộ 14D (Thị trấn Thạnh Mỹ $\rightarrow$ Tà Pơơ $\rightarrow$ Chà Vàl); Quốc lộ 14G (Thị trấn Prao $\rightarrow$ A Tiêng $\rightarrow$ Lăng $\rightarrow$ Tr’Hy $\rightarrow$ Ch’Ơm); Quốc lộ 14G (Thị trấn Prao $\rightarrow$ Za Hung $\rightarrow$ A Rooi).
    • Chọn mẫu địa bàn: Chọn 4 xã đại diện phân bố trên 3 bậc địa hình theo công thức $k = \sqrt{n}$ ($n = 25$ xã hợp lệ $\rightarrow$ chọn $k = 4$ xã: Ch’Ơm, Trà Hy, A Rooi, Chà Vàl).
    • Chọn mẫu hộ nông dân: Áp dụng công thức Taro Yamane (1967): $$n = \frac{N}{1 + N(e)^2}$$ Với tổng số hộ trồng trọt $N = 997$ hộ, sai số cho phép $e = 0,1$ (độ tin cậy 90%), cỡ mẫu tính toán là $n = 91$ hộ. Điều tra thực tế 100 hộ (thêm 10% dự phòng), thu về 91 phiếu hợp lệ để phân tích hiệu quả kinh tế.
STT Xã điều tra Huyện Số hộ trồng trọt Cỡ mẫu theo công thức ($e=10%$) Số phiếu phát ra (+10% dự phòng) Số phiếu hợp lệ đưa vào xử lý
1 Trà Hy Tây Giang 189 17 19 17
2 Ch’Ơm Tây Giang 218 20 22 20
3 Chà Vàl Nam Giang 408 37 41 37
4 A Rooi Đông Giang 182 17 18 17
Tổng 997 91 100 91
  • Phương pháp thành lập bản đồ cảnh quan:
    • Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.0 chồng xếp các bản đồ thành phần cùng tỷ lệ 1:100.000: Bản đồ địa hình, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ thảm thực vật, bản đồ sinh khí hậu, bản đồ địa chất.
    • Xây dựng bảng chú giải ma trận 2 chiều: Trục ngang là nền nhiệt - ẩm (hệ, phụ hệ, kiểu cảnh quan); Trục dọc là nền dinh dưỡng và vật chất rắn (lớp, phụ lớp cảnh quan). Giao điểm của các hàng và cột tạo thành 85 loại cảnh quan.
  • Phương pháp đánh giá và phân hạng thích hợp sinh thái cảnh quan:
    • Đánh giá thành phần theo thang điểm: Rất thích hợp ($S_1 = 3$ điểm), Thích hợp trung bình ($S_2 = 2$ điểm), Ít thích hợp ($S_3 = 1$ điểm), Không thích hợp ($N = 0$ điểm).
    • Đánh giá tổng hợp theo bài toán trung bình nhân: $$M = \sqrt[n]{a_1 \cdot a_2 \dots a_n}$$ Nếu có bất kỳ chỉ tiêu thành phần nào bị điểm 0 (yếu tố giới hạn), điểm tổng hợp $M = 0$ (Xếp hạng $N$).
    • Khoảng cách phân hạng: Hạng $N$ ($M = 0$); Hạng ít thích hợp $S_3$ ($1,00 \le M \le 1,66$); Hạng thích hợp trung bình $S_2$ ($1,67 \le M \le 2,33$); Hạng rất thích hợp $S_1$ ($2,34 \le M \le 3,00$).
  • Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng cảnh quan:
    • Hiệu quả kinh tế: Tính giá trị gia tăng ($VA = B - C$) cho cây hàng năm; Giá trị hiện tại ròng ($NPV = \sum_{t=0}^n \frac{B_t - C_t}{(1+r)^t}$) với lãi suất chiết khấu $r = 6,6%$/năm cho cây lâu năm và rừng sản xuất; Tỷ suất lợi ích - chi phí ($BCR$); Giá trị ngày công lao động.
    • Hiệu quả xã hội và môi trường: Đánh giá theo Thông tư số 60/2015/TT-BTNMT (nhu cầu lao động, mức độ chấp nhận, phù hợp quy hoạch; mức độ bảo vệ đất, độ che phủ, giảm thiểu ô nhiễm).
  • Phương pháp mô hình hóa xói mòn đất (RUSLE): $$A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P$$
    • $A$: Lượng mất đất trung bình năm (tấn/ha/năm).
    • $R$: Chỉ số xói mòn do mưa, tính theo công thức của Nguyễn Trọng Hà (1996): $R = 0,548 \cdot P - 59,9$ ($P$ là lượng mưa trung bình năm).
    • $K$: Chỉ số xói mòn của đất, xác định theo công thức Wischmeier và Smith (1978) dựa trên tỷ lệ limon, cát mịn, sét, hàm lượng chất hữu cơ ($OS$), cấu trúc đất và độ thấm.
    • $LS$: Chỉ số chiều dài và độ dốc sườn, tính bằng phần mềm SAGA GIS từ mô hình số độ cao ASTER GDEM (30 m) theo công thức Moore et al. (1991).
    • $C$: Hệ số che phủ, tính từ chỉ số thực vật $NDVI$ chiết xuất từ ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI (chụp ngày 07/02/2020): $$C = \exp\left[-2 \cdot \left(\frac{NDVI}{1 - NDVI}\right)\right]$$
    • $P$: Hệ số thực tiễn kiểm soát xói mòn, tham khảo nghiên cứu của Đỗ Trung Hiếu (2022).
    • Phân cấp mức độ xói mòn đối chiếu theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5299:2009.
  • Phương pháp đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan: Sử dụng phương pháp ma trận chuyên gia (kế thừa Bastian et al., 2014; Nguyễn Thái Hòa, 2022; Đỗ Trung Hiếu, 2022), chấm điểm tiềm năng cung cấp dịch vụ của các nhóm loại cảnh quan theo thang điểm từ 0 đến 5.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

  • Hệ thống hóa cơ sở lý luận: Phân tích các trường phái cảnh quan học Nga, Đông Âu và Tây Âu; làm rõ các khái niệm về cấu trúc đứng, cấu trúc ngang, động lực cảnh quan, phân vùng cảnh quan, chức năng cảnh quan và dịch vụ cảnh quan.
  • Lý luận về lưu vực sông và quản lý tổng hợp: Xác định lưu vực sông Bung là một địa hệ thống hoàn chỉnh, trong đó hơn 90% diện tích có độ cao trên 300 m, đóng vai trò thượng nguồn xung yếu của hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn.
  • Khung phương pháp luận: Thiết lập quy trình nghiên cứu tích hợp gồm 5 bước chính: (1) Thu thập, số hóa dữ liệu; (2) Thành lập bản đồ và phân tích phân hóa cảnh quan; (3) Đánh giá thích hợp sinh thái cây trồng, xói mòn đất và dịch vụ cảnh quan; (4) Đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường; (5) Đề xuất định hướng không gian và giải pháp sử dụng hợp lý cảnh quan.

Chương 2: Đặc điểm và sự phân hóa cảnh quan lưu vực sông Bung, tỉnh Quảng Nam

  • Các nhân tố thành tạo cảnh quan: Phân tích chi tiết điều kiện địa chất (các phân hệ thạch học), địa hình (phân bậc đồi núi từ dưới 500 m đến trên 1000 m), mạng lưới thủy văn dòng chính sông Bung và các phụ lưu, đặc điểm sinh khí hậu nhiệt đới gió mùa núi cao, các nhóm đất chính (đất feralit đỏ vàng, mùn vàng đỏ trên núi) và hiện trạng thảm thực vật tự nhiên/nhân tác.
  • Hệ thống phân loại cảnh quan: Xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan cho lưu vực sông Bung gồm 6 cấp phân vị:
    • Hệ cảnh quan: 01 hệ (Hệ cảnh quan nhiệt đới gió mùa).
    • Phụ hệ cảnh quan: 01 phụ hệ (Phụ hệ cảnh quan nhiệt đới gió mùa ẩm).
    • Kiểu cảnh quan: 02 kiểu (Kiểu cảnh quan rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới và Kiểu cảnh quan nhân tác).
    • Lớp cảnh quan: 02 lớp (Lớp cảnh quan vùng núi và Lớp cảnh quan vùng đồi).
    • Phụ lớp cảnh quan: 04 phụ lớp (Phụ lớp cảnh quan núi trung bình, Phụ lớp cảnh quan núi thấp, Phụ lớp cảnh quan đồi bóc mòn - xâm thực, Phụ lớp cảnh quan thung lũng - bồn địa).
    • Loại cảnh quan: 85 loại cảnh quan được xác lập và thể hiện trên bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000.
  • Phân vùng cảnh quan: Áp dụng phương pháp phân vùng tổng hợp từ dưới lên, phân chia lưu vực sông Bung thành 03 tiểu vùng cảnh quan (TVCQ):
    • Tiểu vùng 1 (TVCQ Tây Bắc): Đặc trưng bởi địa hình núi trung bình và núi thấp phân cắt mạnh, độ che phủ rừng tự nhiên cao, chức năng chủ đạo là phòng hộ đầu nguồn, bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển cây dược liệu dưới tán rừng.
    • Tiểu vùng 2 (TVCQ Trung tâm): Địa hình chuyển tiếp núi thấp và đồi, thung lũng dọc sông Bung, có hoạt động kinh tế - dân sinh tập trung hơn; chức năng hỗn hợp phát triển nông nghiệp, cây ăn quả, rừng sản xuất và bảo vệ nguồn nước hồ thủy điện.
    • Tiểu vùng 3 (TVCQ Đông Nam): Địa hình đồi và núi thấp lượn sóng, mạng lưới giao thông thuận lợi, có tiềm năng phát triển cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rừng trồng sản xuất gắn với chế biến lâm sản và kiểm soát xói mòn đất.

Chương 3: Định hướng không gian sử dụng cảnh quan cho phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường lưu vực sông Bung

  • Kết quả đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan:
    • Cây trồng cạn ngắn ngày (lúa nương, ngô, sắn): Diện tích rất thích hợp ($S_1$) và thích hợp trung bình ($S_2$) tập trung chủ yếu ở các loại cảnh quan thung lũng, bậc thềm sông, đồi thoải có tầng đất dày và độ dốc $< 15^\circ$.
    • Cây ăn quả (chuối, dứa): Thích hợp trên các phụ lớp đồi và núi thấp, nơi có điều kiện nhiệt ẩm dồi dào, đất feralit phát triển tốt.
    • Cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích): Mức độ rất thích hợp ($S_1$) phân bố tập trung ở đai cao núi trung bình ($> 1000\text{ m}$) thuộc huyện Tây Giang (xã Ch’Ơm, Trà Hy) với điều kiện sinh khí hậu á nhiệt đới núi cao, độ ẩm cao và độ che phủ tán rừng tốt.
    • Rừng sản xuất (keo): Thích hợp trên diện rộng ở các sườn đồi, núi thấp thoái hóa nhằm nâng cao độ che phủ và cung cấp nguyên liệu gỗ.
  • Kết quả đánh giá xói mòn đất bằng mô hình RUSLE:
    • Xác định lượng mất đất tiềm năng và hiện trạng tại lưu vực sông Bung. Các khu vực đất trống, đồi núi trọc, nương rẫy có độ dốc $>25^\circ$ không có biện pháp bảo vệ đất có nguy cơ xói mòn rất mạnh (lượng mất đất $>50\text{ tấn/ha/năm}$). Các khu vực có rừng tự nhiên duy trì lượng mất đất ở mức cho phép ($<10\text{ tấn/ha/năm}$).
  • Kết quả đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan:
    • Dịch vụ cung cấp: Cao nhất ở các loại cảnh quan nương rẫy, vườn cây ăn quả, rừng trồng sản xuất và các thủy vực sông hồ.
    • Dịch vụ điều tiết (giữ nước, chống xói mòn, điều hòa khí hậu): Chiếm ưu thế tuyệt đối ở các nhóm loại cảnh quan rừng tự nhiên trên núi trung bình và núi thấp.
    • Dịch vụ văn hóa (du lịch sinh thái, cảnh quan văn hóa truyền thống đồng bào Cơ Tu): Có tiềm năng cao ở vùng núi cao Tây Giang và khu vực cảnh quan thác, sông hồ thủy điện.
  • Đề xuất định hướng không gian và giải pháp:
    • Định hướng không gian theo 85 loại cảnh quan và theo 3 tiểu vùng cảnh quan.
    • Phân bổ chỉ tiêu sử dụng đất hợp lý: Duy trì nghiêm ngặt diện tích rừng đặc dụng và rừng phòng hộ đầu nguồn; chuyển đổi các diện tích nương rẫy kém hiệu quả trên đất dốc sang trồng cây ăn quả, cây dược liệu bản địa kết hợp mô hình nông lâm kết hợp; mở rộng rừng sản xuất đi kèm chứng chỉ quản lý rừng bền vững.
    • Hệ thống giải pháp kỹ thuật, chính sách và quản lý: Giải pháp công trình và phi công trình kiểm soát xói mòn đất; chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (DVMTR); giải pháp liên kết chuỗi giá trị chế biến nông - lâm sản và dược liệu.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

  • Đã làm rõ được đặc điểm cấu trúc đứng, cấu trúc ngang và quy luật phân hóa không gian của các địa hệ thống tự nhiên tại lưu vực sông Bung - một lưu vực vùng núi cao nhiệt đới gió mùa ẩm chịu tác động phân cắt sâu của địa hình và dòng chảy.
  • Xác lập được phương pháp luận và quy trình công nghệ tích hợp: Kết hợp phân tích cấu trúc cảnh quan truyền thống với công nghệ địa không gian (GIS, viễn thám), mô hình xói mòn đất RUSLE và ma trận đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan (DVCQ) để phục vụ quy hoạch lãnh thổ theo lưu vực sông.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  • Thành lập bộ cơ sở dữ liệu và bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 cho lưu vực sông Bung gồm 85 loại cảnh quan, cùng hệ thống bản đồ đơn tính (sinh khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình, thảm thực vật, xói mòn đất, dịch vụ cảnh quan).
  • Cung cấp luận cứ khoa học và bản đồ định hướng không gian phát triển nông - lâm nghiệp bền vững cho 3 huyện miền núi Tây Giang, Đông Giang, Nam Giang; phục vụ trực tiếp cho các nhà quản lý địa phương trong công tác lập quy hoạch sử dụng đất giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn 2050 và kế hoạch quản lý môi trường lưu vực.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án

  • Dữ liệu khảo sát xã hội học và điều tra nông hộ mới thực hiện tập trung tại 4 xã đại diện (Ch’Ơm, Trà Hy, A Rooi, Chà Vàl) với cỡ mẫu 91 hộ do điều kiện địa hình miền núi hiểm trở, giao thông đi lại khó khăn.
  • Việc đánh giá thích hợp sinh thái mới giới hạn ở một số nhóm cây trồng và loài cây chủ đạo (lúa nương, ngô, sắn, chuối, dứa, đẳng sâm, ba kích, keo), chưa bao quát hết toàn bộ các giống cây trồng bản địa tiềm năng khác của vùng núi Quảng Nam.
  • Dữ liệu thứ cấp và các lớp bản đồ chuyên đề phụ thuộc vào niên giám thống kê và số liệu hiện trạng giai đoạn 2016 - 2021.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng quy mô điều tra thực địa và tăng cường số lượng mẫu khảo sát kinh tế - xã hội trên toàn bộ 27 xã trong lưu vực.
  • Ứng dụng các mô hình thủy văn - xói mòn động lực học có độ phân giải không gian cao hơn để dự báo biến động tài nguyên đất và nước dưới các kịch bản biến đổi khí hậu cực đoan trong tương lai.

Giá trị tham khảo

Đối tượng sử dụng

  • Cơ quan quản lý và quy hoạch địa phương: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam, UBND các huyện Tây Giang, Nam Giang, Đông Giang sử dụng kết quả phân vùng và định hướng không gian cảnh quan làm căn cứ điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất, cơ cấu cây trồng nông - lâm nghiệp và kế hoạch bảo vệ rừng đầu nguồn.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Chuyên ngành Địa lý tự nhiên, Quản lý tài nguyên và môi trường, Sinh thái cảnh quan, Lâm nghiệp tham khảo về phương pháp luận thành lập bản đồ cảnh quan, quy trình đánh giá thích hợp sinh thái bằng bài toán trung bình nhân và phương pháp tính toán xói mòn đất bằng RUSLE kết hợp GIS/viễn thám.

Các phần đáng tham khảo trong tài liệu

  • Phương pháp luận ma trận thành lập bản đồ cảnh quan kết hợp giữa nền nhiệt - ẩm và nền dinh dưỡng - vật chất rắn.
  • Bộ tiêu chí và công thức tính toán xói mòn đất RUSLE sử dụng chỉ số thực vật NDVI từ ảnh vệ tinh Landsat 8 và chỉ số LS từ SAGA GIS.
  • Kết quả đánh giá thích hợp sinh thái đối với cây dược liệu đặc hữu (đẳng sâm, ba kích) tại khu vực miền núi cao tỉnh Quảng Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định lưu vực sông Bung có bao nhiêu đơn vị phân loại cảnh quan và phân chia thành mấy tiểu vùng?

Luận án đã phân loại cảnh quan lưu vực sông Bung theo hệ thống 6 cấp phân vị gồm: 01 hệ cảnh quan, 01 phụ hệ cảnh quan, 02 kiểu cảnh quan, 02 lớp cảnh quan, 04 phụ lớp cảnh quan và xác lập được 85 loại cảnh quan. Về phân vùng lãnh thổ, lưu vực được chia thành 03 tiểu vùng cảnh quan (Tiểu vùng Tây Bắc, Tiểu vùng Trung tâm và Tiểu vùng Đông Nam).

2. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá tổng hợp mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan cho các loại cây trồng?

Tác giả sử dụng phương pháp đánh giá tổng hợp theo bài toán trung bình nhân: $$M = \sqrt[n]{a_1 \cdot a_2 \dots a_n}$$ Trong đó, các chỉ tiêu thành phần ($a_i$) được chấm điểm từ 0 đến 3 (0: Không thích hợp; 1: Ít thích hợp; 2: Thích hợp trung bình; 3: Rất thích hợp). Kết quả tổng hợp phân thành 4 hạng: Không thích hợp ($N$ khi $M=0$), Ít thích hợp ($S_3: 1,00 - 1,66$), Thích hợp trung bình ($S_2: 1,67 - 2,33$) và Rất thích hợp ($S_1: 2,34 - 3,00$).

3. Mô hình xói mòn đất RUSLE được triển khai trong nghiên cứu dựa trên những nguồn dữ liệu và công thức cụ thể nào?

Mô hình RUSLE ($A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P$) được tính toán bằng phần mềm ArcGIS 10.3 và SAGA GIS với các thông số:

  • $R$: Tính theo công thức của Nguyễn Trọng Hà ($R = 0,548 \cdot P - 59,9$) dựa trên lượng mưa trạm khí tượng.
  • $K$: Tính theo công thức Wischmeier và Smith từ bản đồ thổ nhưỡng.
  • $LS$: Tính từ mô hình số độ cao ASTER GDEM (30 m) trong SAGA GIS theo công thức Moore et al.
  • $C$: Tính từ chỉ số $NDVI$ chiết xuất từ ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI (ngày 07/02/2020).
  • $P$: Hệ số thực tiễn bảo vệ đất theo nghiên cứu của Đỗ Trung Hiếu (2022).

4. Cỡ mẫu điều tra xã hội học được xác định như thế nào và thực hiện tại những địa bàn nào?

Cỡ mẫu xã được chọn theo công thức $k = \sqrt{n}$ chọn được 4 xã đại diện cho 3 kiểu địa hình: Ch’Ơm, Trà Hy (vùng núi trung bình), A Rooi (vùng núi thấp) và Chà Vàl (vùng đồi). Cỡ mẫu hộ gia đình được xác định theo công thức Taro Yamane ($N = 997$ hộ, sai số $e = 0,1$), thu được 91 mẫu hợp lệ trên tổng số 100 phiếu điều tra thực tế để xử lý phân tích hiệu quả kinh tế (VA, NPV, BCR).

5. Cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích) được phân hạng thích hợp nhất ($S_1$) tại khu vực nào của lưu vực?

Cây dược liệu được đánh giá đạt mức rất thích hợp ($S_1$) tập trung chủ yếu ở phụ lớp cảnh quan núi trung bình có độ cao trên 1000 m thuộc khu vực Tây Bắc lưu vực (tiêu biểu tại các xã Ch’Ơm, Trà Hy thuộc huyện Tây Giang), nơi có khí hậu á nhiệt đới núi cao quanh năm ẩm mát, đất mùn phát triển trên đá magma/biến chất và có tán rừng che phủ tốt.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Diệu (2023) đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác lập cơ sở khoa học cho việc định hướng không gian phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường tại lưu vực sông Bung, tỉnh Quảng Nam. Bằng việc tích hợp các phương pháp địa lý truyền thống với hệ thống thông tin địa lý (GIS), viễn thám, mô hình mất đất RUSLE và ma trận dịch vụ cảnh quan, công trình đã xác lập bản đồ 85 loại cảnh quan và phân chia lãnh thổ thành 3 tiểu vùng chức năng rõ rệt. Kết quả nghiên cứu cung cấp bộ số liệu định lượng, bản đồ chuyên đề và giải pháp không gian có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ tài nguyên môi trường tại các huyện miền núi phía Tây tỉnh Quảng Nam.