Tổng quan luận án

Phát triển nông - lâm nghiệp gắn liền với bảo vệ môi trường là nhiệm vụ có ý nghĩa chiến lược đối với sự phát triển kinh tế - xã hội tại các vùng miền núi. Lưu vực sông Bung là một trong những lưu vực chính thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, có địa hình núi cao hiểm trở, độ dốc lớn, giàu tiềm năng phát triển thủy điện và nông - lâm nghiệp nhưng chịu tác động tiêu cực của các hiện tượng thiên tai như lũ lụt, trượt lở đất và xói mòn bề mặt. Việc khai thác tài nguyên và tổ chức sản xuất của đồng bào dân tộc thiểu số tại địa phương vẫn đối mặt với nguy cơ suy thoái môi trường đất và rừng đầu nguồn. Để giải quyết mâu thuẫn giữa nhu cầu sinh kế và yêu cầu bảo tồn sinh thái, việc đánh giá cảnh quan đa mục tiêu nhằm định hướng không gian phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường là một đòi hỏi cấp thiết từ thực tiễn và khoa học quản lý.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: các công trình trước đây tại khu vực lưu vực sông Bung chủ yếu tiếp cận đơn ngành (địa chất, khí tượng thủy văn, trượt lở đất hoặc quy hoạch thủy điện), chưa có công trình nào nghiên cứu tích hợp giữa phân loại, đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan cho các nhóm cây trồng chủ đạo với mô hình hóa xói mòn đất (RUSLE), tiềm năng dịch vụ cảnh quan và hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường để phân vùng định hướng không gian sử dụng hợp lý lãnh thổ.

Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của luận án là 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 cho phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường lưu vực sông Bung theo hướng bền vững. Năm nội dung nghiên cứu cụ thể gồm:

  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.

Hai luận điểm bảo vệ của luận án bao gồm:

  • Luận điểm 1: Sự tương tác giữa các nhóm yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội trên nền khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm đã tạo nên sự phân hóa đa dạng của cảnh quan lưu vực sông Bung với 01 hệ, 01 phụ hệ, 02 kiểu, 02 lớp, 04 phụ lớp và 85 loại cảnh quan thuộc 3 tiểu vùng cảnh quan.
  • Luận điểm 2: Tích hợp kết quả đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan cho phát triển nông - lâm nghiệp và đánh giá xói mòn đất, tiềm năng dịch vụ cảnh quan, hiệu quả sử dụng cảnh quan là cơ sở khoa học tin cậy cho định hướng không gian phát triển hợp lý bền vững nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường lưu vực sông Bung, tỉnh Quảng Nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các thể tổng hợp tự nhiên (đơn vị cảnh quan), quá trình xói mòn đất, tiềm năng dịch vụ cảnh quan và các loại hình sử dụng đất nông - lâm nghiệp.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ lưu vực sông Bung có diện tích 2.439,02 $\text{km}^2$, bao gồm 27 xã thuộc 3 huyện miền núi phía Tây tỉnh Quảng Nam (huyện Tây Giang, phần phía Tây huyện Nam Giang và phần phía Nam huyện Đông Giang). Khảo sát kinh tế - xã hội chuyên sâu được thực hiện tại 4 xã đại diện: Ch’Ơm, Trà Hy (huyện Tây Giang), A Rooi (huyện Đông Giang) và Chà Vàl (huyện Nam Giang).
  • Phạm vi thời gian: Số liệu khí tượng thủy văn, kinh tế - xã hội, môi trường và hiện trạng sử dụng đất được thu thập trong giai đoạn 2016 - 2021; thời kỳ định hướng không gian đến năm 2030, tầm nhìn 2050 (thống nhất với quy hoạch tỉnh Quảng Nam).
  • Phạm vi khoa học: Nghiên cứu bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000; đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan cho cây trồng cạn ngắn ngày (lúa nương, ngô, sắn), cây ăn quả (chuối, dứa), cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích) và rừng sản xuất (keo).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng quan hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước theo 4 hướng chính:

Thứ nhất, hướng nghiên cứu về lý luận và phân loại cảnh quan:

  • Trường phái Nga và Đông Âu: Các công trình nền tảng của V. V. Dokuchaev, A. G. Isachenko, B. B. Polynov, F. N. Milkov, N. A. Gvozdetsky, V. A. Nikolaev đã đặt nền móng cho việc phân loại cảnh quan theo tính địa đới và phi địa đới. Ở Việt Nam, các tác giả Vũ Tự Lập (1976), Phạm Hoàng Hải và cs. (1997), Nguyễn Thành Long và cs. (1993), Nguyễn Cao Huần (1992, 2005), Lê Văn Thăng (1995), Hà Văn Hành (2001), Bùi Thị Thu (2005, 2014) đã hoàn thiện hệ thống phân loại cảnh quan nhiệt đới gió mùa từ cấp hệ đến dạng cảnh quan.
  • Trường phái Tây Âu và Bắc Mỹ: Các nghiên cứu của I. S. Zonneveld, R. T. Forman, M. Godron nhấn mạnh cấu trúc hình thái sinh thái cảnh quan, tiếp cận hệ thống sinh thái - xã hội và ứng dụng GIS, viễn thám trong phân tích chỉ số cảnh quan.

Thứ hai, hướng nghiên cứu quản lý tổng hợp và sinh thái lưu vực sông:

  • Nghiên cứu quốc tế: Điển hình là mô hình quản lý lưu vực sông Murray - Darling (Úc), lưu vực sông Danube (Irene Lyons Murphy, 1997), mạng lưới NARBO (2004) và Hiệp định Hợp tác phát triển bền vững lưu vực sông Mê Kông (1995, 2011).
  • Nghiên cứu trong nước: Các công trình của Nguyễn Chu Hồi (2014), Đào Trọng Tứ, Nguyễn Văn Thắng gắn liền với việc thể chế hóa qua Nghị định 120/2008/NĐ-CP về quản lý lưu vực sông. Nghiên cứu đánh giá cảnh quan lưu vực sông phục vụ nông - lâm nghiệp có các luận án của Vũ Văn Duẩn (2020 - sông Mã), Nguyễn Đăng Độ (2013 - sông Hương), Đỗ Trung Hiếu (2022 - sông Cái Nha Trang), Nguyễn Thị Huyền (2014 - sông Lại Giang), Lê Anh Hùng (2016 - sông Thu Bồn), Phan Văn Trung (2021 - sông Bé).

Thứ ba, hướng nghiên cứu xói mòn đất và dịch vụ cảnh quan lưu vực sông:

  • Nghiên cứu xói mòn đất: Phương trình mất đất phổ dụng USLE của Wischmeier và Smith (1978), mô hình mất đất phổ dụng hiệu chỉnh RUSLE của Renard và cộng sự (1997). Tại Việt Nam, các công trình của Nguyễn Trọng Hà (1996), Nguyễn Quang Mỹ (2005), Đặng Quang Phán (2008), Trương Văn Cảnh (2014) đã ứng dụng GIS và viễn thám để tính toán các hệ số xói mòn $R, K, LS, C, P$.
  • Nghiên cứu dịch vụ cảnh quan (DVCQ): Khái niệm và phương pháp ma trận đánh giá dịch vụ cảnh quan của Termorshuizen và Opdam (2009), Bastian và cộng sự (2014), Claudia Coleoni (2018), Nguyễn An Thịnh (2013), Trần Huyền Trang và Nguyễn Cao Huần (2019), Nguyễn Thái Hòa (2022).

Thứ tư, các công trình nghiên cứu tại lưu vực sông Bung và tỉnh Quảng Nam:

  • Các nghiên cứu khí hậu thủy văn của Đinh Phùng Bảo; địa chất của Đặng Huy Rằm, Nguyễn Văn Trang; tài nguyên khoáng sản của Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam (2005); thổ nhưỡng của Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Trung (2005); tai biến lũ lụt, trượt lở của Nguyễn Hiệu (2008), Hoàng Thanh Sơn, Nguyễn Thị Thu Hiền (2019); đánh giá môi trường chiến lược thủy điện của ICEM (2008); phân loại cảnh quan vùng ven biển Quảng Nam của Bùi Thị Thu (2014); cảnh quan lưu vực sông Thu Bồn của Lê Anh Hùng (2016); sinh thái cây đẳng sâm của Trần Công Định (2019).

Vị trí của luận án: Kế thừa các phương pháp phân loại cảnh quan phát sinh của trường phái địa lý Việt Nam và mô hình tính toán xói mòn RUSLE, luận án là công trình đầu tiên tại lưu vực sông Bung thực hiện tích hợp đồng thời 4 trụ cột: đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan, tính toán định lượng xói mòn đất, định lượng tiềm năng dịch vụ cảnh quan và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường làm luận cứ phân vùng không gian nông - lâm nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án dựa trên các cơ sở lý luận địa lý cảnh quan, sinh thái học cảnh quan và quản lý tổng hợp tài nguyên:

  • Khái niệm cảnh quan: Luận án tiếp cận cảnh quan đồng thời là đơn vị kiểu loại (tổng hợp thể lãnh thổ tự nhiên có tính lặp lại trong không gian) và đơn vị cá thể (có vị trí địa lý xác định, ranh giới khép kín). Cấu trúc cảnh quan được phân tích trên 3 bình diện: cấu trúc đứng (sự liên kết giữa nền địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, đất và thảm thực vật), cấu trúc ngang (sự phân dị không gian thành các cấp phân vị) và động lực cảnh quan (biến đổi nhiệt - ẩm theo mùa và tác động nhân sinh).
  • Phân vùng cảnh quan: Áp dụng 4 nguyên tắc cơ bản gồm nguyên tắc khách quan, nguyên tắc phát sinh, nguyên tắc đồng nhất tương đối và nguyên tắc cùng chung lãnh thổ. Phương pháp phân vùng thực hiện theo hướng "từ dưới lên" (nhóm các loại cảnh quan thành các tiểu vùng cảnh quan).
  • Dịch vụ cảnh quan: Kế thừa phân loại của Bastian et al. (2014) gồm 3 nhóm: dịch vụ cung cấp (lương thực, gỗ, dược liệu, nước), dịch vụ điều tiết (giữ nước, kiểm soát xói mòn, điều hòa vi khí hậu) và dịch vụ văn hóa (du lịch, giá trị thẩm mỹ, tri thức bản địa).
  • Lý thuyết lưu vực sông: Xem lưu vực sông là một địa hệ thống hoàn chỉnh, có tính liên tục dòng chảy và vật chất từ thượng lưu, trung lưu đến hạ lưu.

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

Luận án sử dụng tập hợp các phương pháp nghiên cứu liên ngành:

  1. Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, địa chất, thổ nhưỡng, kinh tế - xã hội và các báo cáo môi trường giai đoạn 2016 - 2021.
  2. Phương pháp khảo sát thực địa kết hợp điều tra xã hội học: Khảo sát thực địa theo 3 tuyến giao thông chính (Quốc lộ 14D: Thạnh Mỹ - Tà Pơơ - Chà Vàl; Quốc lộ 14G: Prao - A Tiêng - Lăng - Tr’Hy - Ch’Ơm; Tuyến Prao - Za Hung - A Rooi).
    • Chọn mẫu xã: Áp dụng công thức chọn mẫu $k = \sqrt{n}$, xác định $k = 4$ xã đại diện trên 3 bậc địa hình từ 25 xã đủ điều kiện (Ch’Ơm, Trà Hy ở vùng núi trung bình; A Rooi ở vùng núi thấp; Chà Vàl ở vùng đồi).
    • Chọn mẫu hộ: Áp dụng công thức Taro Yamane (1967) với $N = 997$ hộ trồng trọt, sai số $e = 0,1$ (độ tin cậy 90%), cỡ mẫu tính toán là 91 hộ, cộng $10%$ dự phòng thành 100 hộ. Kết quả thu về 91 phiếu hợp lệ để xử lý kinh tế hộ.
TT Xã khảo sát Kiểu địa hình Độ cao (m) Số hộ trồng trọt ($N$) Cỡ mẫu tính toán ($n$) Cỡ mẫu điều tra thực tế Phiếu hợp lệ
1 Trà Hy Núi trung bình $> 1000$ 189 17 19 17
2 Ch’Ơm Núi trung bình $> 1000$ 218 20 22 20
3 Chà Vàl Đồi $< 500$ 408 37 41 37
4 A Rooi Núi thấp $500 - 1000$ 182 17 18 17
Tổng 997 91 100 91
  1. Phương pháp viễn thám và GIS: Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.0 và SAGA GIS để xử lý ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI (chụp ngày 07/02/2020), trích xuất chỉ số thực vật NDVI, tính toán mô hình độ cao số ASTER GDEM độ phân giải 30m, tính toán chỉ số địa hình LS và chồng xếp bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:100.000.
TT Tên bản đồ / Dữ liệu Tỷ lệ / Độ phân giải Cơ quan ban hành / Nguồn
1 Bản đồ địa chất Quảng Nam - Đà Nẵng (mảnh Bà Nà) 1:200.000 (2005) Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam
2 Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Nam 1:100.000 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam
3 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất các huyện miền núi 1:100.000 (2020) Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam
4 Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Quảng Nam 1:100.000 Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Trung
5 Bản đồ 3 loại rừng tỉnh Quảng Nam 1:100.000 (2020) Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Quảng Nam
6 Cơ sở dữ liệu nền địa lý tỉnh Quảng Nam 1:100.000 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam
7 Ảnh số độ cao ASTER GDEM 30 m GDEM Japan Space Systems
8 Ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI 30 m (07/02/2020) USGS Earth Explorer
9 Bản đồ lượng mưa trung bình năm 1:100.000 Trung tâm Khí tượng Thủy văn Trung Trung Bộ
  1. Phương pháp đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan: Đánh giá thành phần theo 4 cấp điểm: Rất thích hợp ($S_1 = 3$), Thích hợp trung bình ($S_2 = 2$), Ít thích hợp ($S_3 = 1$), Không thích hợp ($N = 0$). Đánh giá tổng hợp bằng công thức trung bình nhân: $$M = \sqrt[n]{a_1 \cdot a_2 \dots a_n}$$ Nếu có một chỉ tiêu $a_i = 0$ thì điểm tổng hợp $M = 0$ (thuộc hạng $N$). Phân hạng tổng hợp: Hạng $N$ ($M = 0$); Hạng $S_3$ ($1,00 \le M \le 1,66$); Hạng $S_2$ ($1,67 \le M \le 2,33$); Hạng $S_1$ ($2,34 \le M \le 3,00$).
  2. Phương pháp đánh giá xói mòn đất: Áp dụng mô hình RUSLE: $$A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P$$ Trong đó: $A$ là lượng mất đất (tấn/ha/năm); $R$ tính theo công thức Nguyễn Trọng Hà (1996) từ lượng mưa năm $P$; $K$ xác định theo công thức Wischmeier và Smith (1978) từ thành phần cơ giới và hữu cơ; $LS$ tính tự động trên SAGA GIS; $C$ tính từ ảnh Landsat 8; $P$ xác định theo biện pháp canh tác đất dốc.
  3. Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng cảnh quan: Phân tích chi phí - lợi ích thông qua giá trị gia tăng (VA) đối với cây trồng ngắn ngày; giá trị hiện tại ròng (NPV), tỷ suất lợi ích - chi phí (BCR) và giá trị ngày công đối với cây lâu năm và rừng sản xuất, sử dụng hệ số chiết khấu $r = 6,6%/\text{năm}$ (lãi suất vay Ngân hàng Chính sách Xã hội giai đoạn 2017 - 2021). Đánh giá xã hội và môi trường dựa trên Thông tư số 60/2015/TT-BTNMT.

Nội dung chính theo từng chương

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

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về khoa học cảnh quan, quản lý lưu vực sông, xói mòn đất và dịch vụ cảnh quan. Tác giả đã làm rõ cấu trúc đứng, cấu trúc ngang và động lực cảnh quan theo mùa, chứng minh mối liên hệ hữu cơ giữa địa mạo, thổ nhưỡng và lớp phủ thực vật trong lưu vực sông miền núi.

Chương này thiết lập quy trình nghiên cứu tích hợp gồm 5 bước chính: (1) Thu thập, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính; (2) Phân tích các nhân tố thành tạo để thành lập bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 và phân vùng cảnh quan; (3) Đánh giá mức độ thích hợp sinh thái cảnh quan cho 4 nhóm cây trồng, tính toán lượng mất đất do xói mòn theo RUSLE và đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan; (4) Khảo sát, đánh giá tổng hợp hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường của các loại hình sử dụng cảnh quan; (5) Tích hợp kết quả để đề xuất định hướng không gian và giải pháp kỹ thuật, quản lý phát triển nông - lâm nghiệp gắn với bảo vệ môi trường.

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

Chương 2 phân tích chi tiết các nhân tố thành tạo cảnh quan tự nhiên và nhân văn trên diện tích 2.439,02 $\text{km}^2$ của lưu vực sông Bung:

  • Địa chất và địa mạo: Nền địa chất đa dạng gồm đá biến chất, magma xâm nhập granitoit và trầm tích lục nguyên. Địa hình có tính phân bậc rõ rệt từ núi cao trên 1.500 m, núi trung bình (1.000 - 1.500 m), núi thấp (500 - 1.000 m) đến đồi và thung lũng sông ($< 500$ m).
  • Khí hậu và thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi, có sự phân hóa nhiệt - ẩm sâu sắc theo đai cao và sườn đón/khuất gió. Mạng lưới sông suối dày đặc với trục chính là sông Bung, độ dốc lưu vực lớn, lưu lượng nước mùa lũ cao gây nguy cơ sạt lở ven bờ và xói mòn sườn dốc.
  • Thổ nhưỡng và thảm thực vật: Chiếm ưu thế là đất Feralit mùn trên núi (ở độ cao $> 1.000$ m) và đất Feralit đỏ vàng trên núi thấp và đồi. Thảm thực vật gồm rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, rừng thứ sinh nghèo kiệt, rừng trồng keo và đất canh tác nương rẫy.

Về hệ thống phân loại cảnh quan, tác giả đã xây dựng bảng chú giải ma trận kết hợp giữa nền nhiệt - ẩm (hàng ngang) và nền dinh dưỡng - vật chất rắn (cột dọc). Kết quả đã phân loại lưu vực sông Bung thành:

  • 01 Hệ: Cảnh quan nhiệt đới gió mùa.
  • 01 Phụ hệ: Cảnh quan nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh vừa.
  • 02 Kiểu: Cảnh quan rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới và Cảnh quan nhân sinh nông - lâm nghiệp.
  • 02 Lớp: Cảnh quan vùng đồi núi và Cảnh quan vùng thung lũng.
  • 04 Phụ lớp: Cảnh quan núi trung bình, Cảnh quan núi thấp, Cảnh quan đồi và Cảnh quan thung lũng - bồn trũng giữa núi.
  • 85 Loại cảnh quan: Thể hiện chi tiết mối quan hệ giữa kiểu phụ lớp địa hình, loại đất và kiểu thảm thực vật/sử dụng đất.

Về phân vùng cảnh quan, lưu vực sông Bung được chia thành 3 tiểu vùng cảnh quan (TVCQ) với chức năng sinh thái và kinh tế đặc thù:

  • Tiểu vùng 1 (Thượng lưu sông Bung): Thuộc địa bàn huyện Tây Giang, địa hình núi trung bình cao, thảm thực vật rừng tự nhiên còn khá tốt. Chức năng chủ đạo là phòng hộ đầu nguồn, bảo tồn đa dạng sinh học, cung cấp nguồn nước và phát triển cây dược liệu dưới tán rừng.
  • Tiểu vùng 2 (Trung lưu sông Bung): Thuộc vùng núi thấp và đồi thuộc huyện Đông Giang và một phần huyện Nam Giang. Địa hình chia cắt mạnh, chịu tác động của thủy điện sông Bung 2, sông Bung 4. Chức năng chủ đạo là phát triển rừng sản xuất, vùng chuyên canh cây ăn quả, cây công nghiệp và phòng chống xói mòn sườn dốc.
  • Tiểu vùng 3 (Hạ lưu sông Bung): Nằm ở khu vực đồi thấp và thung lũng mở rộng tiếp giáp vùng đồng bằng hạ lưu Vu Gia - Thu Bồn. Chức năng chính là sản xuất nông nghiệp thâm canh, phát triển kinh tế dân sinh và ổn định dòng chảy hạ lưu.

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

Chương 3 là phần kết quả ứng dụng thực tiễn của luận án, bao gồm 4 nội dung đánh giá then chốt:

  1. Đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan: Được thực hiện cho 4 nhóm đối tượng cây trồng trên 85 loại 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 ở các dạng cảnh quan thung lũng sông, đồi thoải có tầng dày đất trên 50 cm và độ dốc dưới $15^\circ$.
  • Cây ăn quả (chuối, dứa): Phân bố thích hợp tại các vùng đồi thấp và núi thấp thuộc tiểu vùng trung lưu và hạ lưu.
  • Cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích): Mức độ rất thích hợp ($S_1$) phân bố tập trung ở đai cao trên 1.000 m thuộc vùng núi trung bình huyện Tây Giang (tiểu vùng thượng lưu), nơi có khí hậu mát mẻ quanh năm và độ ẩm cao.
  • Rừng sản xuất (keo): Thích hợp tại các sườn đồi, núi thấp thuộc tiểu vùng trung lưu và hạ lưu nhưng bị giới hạn nghiêm ngặt ở các sườn dốc trên $25^\circ$ do nguy cơ xói mòn.

  1. Đánh giá xói mòn đất bằng mô hình RUSLE: Kết quả mô hình hóa lượng mất đất tiềm năng và xói mòn hiện trạng cho thấy sự phân hóa rõ rệt: các diện tích đất trống, đồi núi trọc và đất nương rẫy có nguy cơ mất đất rất cao (lên tới hàng chục tấn/ha/năm), trong khi các đơn vị cảnh quan có độ che phủ của rừng tự nhiên có lượng mất đất thực tế rất thấp ($< 5$ tấn/ha/năm). Tiểu vùng trung lưu và thượng lưu tại các sườn dốc canh tác nông nghiệp không có đai bảo vệ đất là nơi diễn ra xói mòn mạnh nhất.

  2. Đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan: Ma trận tính điểm dịch vụ cảnh quan cho thấy:

  • Dịch vụ cung cấp cao nhất ở các loại cảnh quan rừng trồng, đất nông nghiệp thung lũng và vùng trồng dược liệu.
  • Dịch vụ điều tiết (giữ đất, điều hòa nguồn nước, lưu trữ carbon) chiếm ưu thế tuyệt đối tại các loại cảnh quan rừng tự nhiên thường xanh ở vùng núi cao thượng lưu.
  • Dịch vụ văn hóa đạt điểm cao tại các khu vực bảo tồn thiên nhiên, cảnh quan sông hồ thủy điện và làng bản truyền thống của đồng bào dân tộc Cơ Tu.
  1. Đánh giá hiệu quả sử dụng cảnh quan và đề xuất định hướng không gian:
  • Hiệu quả kinh tế: Cây dược liệu và cây ăn quả đem lại NPV và BCR cao nhất trên một đơn vị diện tích nhưng đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu và chu kỳ sinh trưởng dài; cây ngắn ngày đem lại dòng tiền nhanh nhưng hiệu quả kinh tế tổng thể thấp và dễ gây thoái hóa đất.
  • Tích hợp không gian: Tác giả đề xuất bản đồ định hướng không gian sử dụng hợp lý lãnh thổ theo 3 tiểu vùng cảnh quan và 85 loại cảnh quan:
    • Tiểu vùng thượng lưu: Ưu tiên bảo vệ nghiêm ngặt diện tích rừng tự nhiên, khoanh nuôi tái sinh rừng phòng hộ, phát triển vùng chuyên canh cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích) dưới tán rừng kết hợp nông - lâm kết hợp bền vững.
    • Tiểu vùng trung lưu: Chuyển đổi nương rẫy kém hiệu quả trên đất dốc sang trồng rừng gỗ lớn, kết hợp trồng cây ăn quả (chuối, dứa) có áp dụng các biện pháp canh tác theo đường đồng mức, băng cây xanh chống xói mòn.
    • Tiểu vùng hạ lưu: Thâm canh cây nông nghiệp ngắn ngày ở chân đồi và thung lũng, hạn chế hóa chất nông nghiệp để tránh ô nhiễm nguồn nước sông Bung.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về lý luận và khoa học

  • Luận án đã làm rõ quy luật phân hóa và cấu trúc cảnh quan miền núi phức tạp trong điều kiện nhiệt đới gió mùa ẩm chịu tác động của thủy điện; hoàn thiện phương pháp luận thành lập bản đồ cảnh quan tỷ lệ 1:100.000 cấp lưu vực sông.
  • Tích hợp thành công khung phân tích đa chiều giữa đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan với mô hình mất đất RUSLE, đánh giá tiềm năng dịch vụ cảnh quan và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường, cung cấp phương pháp luận mới cho quy hoạch sử dụng đất lưu vực sông.

Đóng góp mới về thực tiễn

  • Xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa và bản đồ cảnh quan lưu vực sông Bung gồm 85 loại cảnh quan thuộc 3 tiểu vùng cảnh quan.
  • Xác định cụ thể không gian thích hợp sinh thái cho 4 nhóm cây trồng chủ lực (cây ngắn ngày, cây ăn quả, cây dược liệu, rừng sản xuất) gắn với chỉ tiêu kiểm soát xói mòn đất.
  • Cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ công tác điều chỉnh quy hoạch phát triển nông - lâm nghiệp, bảo vệ rừng đầu nguồn và kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu của 3 huyện miền núi Tây Giang, Nam Giang, Đông Giang và tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2021 - 2030, tầm nhìn 2050.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Về giải pháp kỹ thuật: Áp dụng các mô hình nông - lâm kết hợp trên đất dốc (canh tác theo đường đồng mức, trồng băng dải cây họ đậu, ruộng bậc thang); đẩy mạnh trồng rừng cây gỗ lớn bản địa thay thế dần chu kỳ khai thác trắng rừng keo để giảm xói mòn đất.
  • Về giải pháp quản lý và chính sách: Hoàn thiện quy chế phối hợp liên huyện trong quản lý tổng hợp tài nguyên nước và rừng lưu vực sông Bung; hỗ trợ vốn vay ưu đãi qua Ngân hàng Chính sách Xã hội cho các hộ dân phát triển cây dược liệu tại vùng thượng lưu; chi trả dịch vụ môi trường rừng gắn với sinh kế đồng bào dân tộc thiểu số.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Do địa hình vùng núi hiểm trở và chia cắt sâu sắc, việc khảo sát thực địa điều tra kinh tế hộ mới chỉ thực hiện được tại 4 xã đại diện (91 phiếu hợp lệ trên tổng số 27 xã của lưu vực).
  • Chuỗi số liệu khí tượng thủy văn và quan trắc bồi lắng phù sa từ các trạm quan trắc cục bộ trên lưu vực sông Bung còn mỏng, chủ yếu phải kế thừa và nội suy từ các trạm lân cận trong hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Ứng dụng các ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Sentinel-2, PlanetScope) và công nghệ máy bay không người lái (UAV) để giám sát chi tiết động thái biến động rừng và sạt lở bờ sông theo mùa.
  • Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế lượng giá kinh tế các dịch vụ cảnh quan (định giá carbon rừng, dịch vụ điều tiết nguồn nước cho các nhà máy thủy điện) phục vụ chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng cấp lưu vực.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho các nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên các chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường, Địa lý tự nhiên, Sinh thái học cảnh quan, Quy hoạch sử dụng đất: Cung cấp quy trình chi tiết về thành lập bản đồ cảnh quan ma trận, kỹ thuật chạy mô hình RUSLE trên GIS/SAGA và phương pháp tích hợp ma trận dịch vụ cảnh quan.
  • Các nhà quản lý, cơ quan hoạch định chính sách (Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Nam; UBND các huyện Tây Giang, Nam Giang, Đông Giang): Sử dụng trực tiếp các bản đồ phân hạng thích hợp sinh thái và phân vùng chức năng tiểu vùng cảnh quan để bố trí cơ cấu cây trồng và lập kế hoạch bảo vệ môi trường đầu nguồn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hệ thống phân loại cảnh quan lưu vực sông Bung được tác giả xây dựng gồm những cấp phân vị nào? Luận án xây dựng hệ thống phân loại cảnh quan gồm 6 cấp: 01 Hệ (Nhiệt đới gió mùa); 01 Phụ hệ (Nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh vừa); 02 Kiểu (Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới và Nhân sinh nông - lâm nghiệp); 02 Lớp (Đồi núi và Thung lũng); 04 Phụ lớp (Núi trung bình, Núi thấp, Đồi, Thung lũng - bồn trũng giữa núi) và 85 Loại cảnh quan.

  2. Mô hình xói mòn đất RUSLE sử dụng các thông số đầu vào nào và được xử lý bằng công cụ gì? Mô hình RUSLE tính toán lượng mất đất $A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P$. Hệ số mưa $R$ tính theo công thức Nguyễn Trọng Hà từ lượng mưa năm; hệ số đất $K$ tính theo Wischmeier & Smith; hệ số địa hình $LS$ trích xuất từ ASTER GDEM 30m bằng phần mềm SAGA GIS; hệ số lớp phủ $C$ giải đoán từ chỉ số NDVI trên ảnh Landsat 8 OLI; hệ số canh tác $P$ xác định theo hiện trạng sử dụng đất. Toàn bộ mô hình được tích hợp trên phần mềm ArcGIS.

  3. Quy mô mẫu điều tra xã hội học được xác định như thế nào trong luận án? Quy mô mẫu xã được chọn theo công thức $k = \sqrt{n}$ với $k = 4$ xã đại diện trên 3 bậc địa hình (Ch’Ơm, Trà Hy, A Rooi, Chà Vàl). Quy mô mẫu hộ được tính theo công thức Taro Yamane (1967) với $N = 997$ hộ, sai số $e = 0,1$, xác định cỡ mẫu 91 hộ, phát phiếu điều tra 100 hộ (thêm 10% dự phòng) và thu về 91 phiếu hợp lệ để phân tích kinh tế hộ.

  4. Các nhóm cây trồng nào được lựa chọn để đánh giá thích hợp sinh thái cảnh quan? Luận án lựa chọn 4 nhóm đối tượng cây trồng chính đại diện cho sinh kế địa phương: Cây trồng cạn ngắn ngày (lúa nương, ngô, sắn); Cây ăn quả (chuối, dứa); Cây dược liệu (đẳng sâm, ba kích); Rừng sản xuất (cây keo).

  5. Định hướng không gian sử dụng cảnh quan phân chia lưu vực sông Bung thành mấy tiểu vùng? Lưu vực sông Bung được phân thành 3 tiểu vùng cảnh quan: Tiểu vùng 1 - Thượng lưu sông Bung (ưu tiên bảo tồn, phòng hộ đầu nguồn và phát triển cây dược liệu dưới tán rừng); Tiểu vùng 2 - Trung lưu sông Bung (ưu tiên trồng rừng sản xuất gỗ lớn, cây ăn quả và chống xói mòn đất dốc); Tiểu vùng 3 - Hạ lưu sông Bung (ưu tiên thâm canh nông nghiệp, ổn định dân sinh và bảo vệ nguồn nước).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thị Diệu đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác lập cơ sở khoa học cho định hướng không gian phát triển nông - lâm nghiệp và bảo vệ môi trường tại lưu vực sông Bung, tỉnh Quảng Nam. Thông qua việc phân loại 85 đơn vị cảnh quan, mô hình hóa xói mòn đất bằng RUSLE và định lượng dịch vụ cảnh quan, công trình đã cung cấp bức tranh toàn diện về sự phân hóa tự nhiên và tiềm năng sinh thái của khu vực. Các đề xuất phân vùng sử dụng đất theo 3 tiểu vùng cảnh quan gắn liền với giải pháp canh tác bền vững trên đất dốc có giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho địa phương. Kết quả nghiên cứu là tài liệu khoa học chuẩn mực, đóng góp thiết thực cho công tác quản lý tài nguyên lưu vực và phát triển kinh tế miền núi bền vững.