Tổng quan nghiên cứu
Quá trình đô thị hóa diễn ra với tốc độ nhanh chóng tại các vùng ven đô Hà Nội đang tạo ra những biến động sâu sắc đối với cơ cấu sử dụng đất và cấu trúc cảnh quan sinh thái. Tại quận Bắc Từ Liêm, diện tích tự nhiên đạt 4.335,34 ha với quy mô dân số trên 320.414 người phân bố tại 13 phường trực thuộc. Trong giai đoạn 2014 - 2020, cơ cấu kinh tế địa phương có sự dịch chuyển mạnh mẽ khi tỷ trọng ngành nông nghiệp giảm từ 7,8% trong giai đoạn 2014 - 2017 xuống còn 2,2% trong giai đoạn 2017 - 2020. Dù diện tích đất canh tác bị thu hẹp đáng kể, giá trị sản xuất nông nghiệp bình quân vẫn đạt mức 674 triệu đồng/ha, khẳng định tiềm năng kinh tế to lớn của các mô hình nông nghiệp chuyên canh giá trị cao.
Vấn đề nghiên cứu trọng tâm được đặt ra là sự suy thoái nghiêm trọng của tính đa dạng sinh học nông nghiệp do áp lực chuyển đổi mục đích sử dụng đất, ô nhiễm môi trường nước và sự suy giảm các giống bản địa quý hiếm. Đề tài hướng tới mục tiêu điều tra, kiểm kê có hệ thống các hợp phần đa dạng sinh thái thực vật, động vật và vi sinh vật nông nghiệp, đồng thời nhận diện các yếu tố đe dọa sinh cảnh. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 13 phường thuộc địa giới hành chính quận Bắc Từ Liêm, kết hợp chuỗi dữ liệu thực địa thu thập liên tục từ tháng 10 năm 2017 đến tháng 11 năm 2018. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp luận cứ khoa học nhằm bảo tồn quỹ gen cây trồng đặc sản, duy trì cân bằng sinh thái và định hình mô hình nông nghiệp đô thị sinh thái phát triển bền vững.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết đa dạng sinh học nông nghiệp theo Công ước Đa dạng sinh học và các quy chuẩn của Luật Đa dạng sinh học năm 2008. Khung lý thuyết tiếp cận toàn diện ở cả 3 cấp độ: đa dạng di truyền (nguồn gen), đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái nông nghiệp. Khác với các hệ sinh thái tự nhiên thuần thục, hệ sinh thái nông nghiệp chịu sự chi phối trực tiếp từ các hoạt động chọn lọc và can thiệp nhân tạo của con người, hình thành nên cấu trúc quần xã mang tính thích nghi cao nhưng kém bền vững trước các xáo trộn môi trường.
Mô hình nghiên cứu phân loại cảnh quan nông nghiệp đồng bằng châu thổ sông Hồng thành 5 kiểu hệ sinh thái đặc trưng: hệ sinh thái thủy vực mặt nước (ao, hồ, đầm, kênh mương, ruộng lúa); dải bờ ruộng và hành lang giao thông nội đồng; các khoảnh cây gỗ và vườn cây phân tán; hệ thống vườn nhà gia đình; các vùng đất cao gieo trồng chuyên canh cây ngắn ngày và cây lâu năm. Các khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm: bậc phân loại taxon theo Takhtajan, dạng sống thực vật theo Raunkiaer, sinh vật chỉ thị môi trường và loài ngoại lai xâm hại. Nghiên cứu tập trung đánh giá mối quan hệ tương hỗ giữa 2 thành phần chủ chốt là thảm thực vật gieo trồng và các quần xã sinh vật hỗ trợ như côn trùng, động vật đáy và động vật có xương sống.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ nguồn tài liệu thứ cấp tại các cơ quan quản lý nhà nước như Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Bắc Từ Liêm, kết hợp nguồn dữ liệu sơ cấp qua các đợt điều tra thực địa. Timeline nghiên cứu thực hiện liên tục qua cả mùa mưa (tháng 5 đến tháng 10) và mùa khô (tháng 11 đến tháng 4 năm sau) nhằm ghi nhận đầy đủ sự biến động theo mùa của các quần xã sinh vật.
Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu được thiết kế khoa học qua 4 tuyến khảo sát điển hình cắt ngang toàn bộ các sinh cảnh đại diện của 13 phường:
- Tuyến 1: Phường Đông Ngạc, Tây Tựu, Đức Thắng.
- Tuyến 2: Phường Phú Diễn, Phúc Diễn, Minh Khai, Xuân Đỉnh.
- Tuyến 3: Phường Cổ Nhuế 1, Cổ Nhuế 2, Xuân Tảo.
- Tuyến 4: Phường Thượng Cát, Thụy Phương, Liên Mạc.
Phương pháp điều tra thực vật kế thừa phương pháp hình thái so sánh truyền thống kết hợp hệ thống phân loại của Brummitt. Côn trùng được thu mẫu bằng vợt chuyên dụng trên các tuyến dài 1 đến 3 km, khảo sát 2 lượt đi và về để tránh trùng lặp. Động vật đáy được định lượng bằng cào và lưới vét trên diện tích chuẩn 10 m2. Khu hệ cá, lưỡng cư, bò sát, chim và thú được ghi nhận thông qua quan sát trực tiếp, bẫy ảnh, kết hợp 120 phiếu điều tra xã hội học phỏng vấn người dân bản địa. Việc lựa chọn phương pháp phân tích thống kê mô tả và đối chiếu Sách Đỏ Việt Nam 2007 nhằm bảo đảm tính chính xác, khách quan trong việc định loại taxon và đánh giá chính xác mức độ phong phú của khu hệ sinh vật chịu tác động mạnh từ đô thị hóa.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thứ nhất, hệ thực vật bậc cao có mạch tại quận Bắc Từ Liêm ghi nhận 252 loài thuộc 155 chi và 80 họ của 4 ngành thực vật. Trong đó, ngành Ngọc lan chiếm ưu thế tuyệt đối với 241 loài, tương đương 95,63% tổng số loài toàn hệ; ngành Dương xỉ có 7 loài (2,78%), ngành Thông có 2 loài (0,79%) và ngành Thông đất có 2 loài (0,79%). Trong 10 họ giàu loài nhất, họ Cúc dẫn đầu với 28 loài (chiếm 11,11%), tiếp theo là họ Đậu với 23 loài (chiếm 9,13%) và họ Hòa thảo với 17 loài (chiếm 6,74%).
Thứ hai, giá trị tài nguyên thực vật rất phong phú với 152 loài có ích, chiếm 60,31% tổng số loài. Nhóm cây làm thuốc chiếm tỷ trọng lớn nhất với 105 loài (41,67%), nhóm cây lương thực và thực phẩm cho người gồm 74 loài (29,37%), cây làm cảnh có 34 loài (13,63%) và thức ăn gia súc có 17 loài (6,83%). Địa phương lưu giữ các vùng chuyên canh cây ăn quả đặc sản nổi tiếng như 430 ha vùng Cam Canh tại phường Minh Khai (đạt sản lượng 3.591 tấn năm 2017), vùng Bưởi Diễn tại Phú Diễn - Phúc Diễn và Hồng xiêm Xuân Đỉnh với 3 phân cấp chất lượng trên thị trường.
Thứ ba, cấu trúc khu hệ động vật phản ánh tính phân hóa cao nhưng mật độ cá thể suy giảm rõ rệt. Toàn địa bàn ghi nhận 127 loài côn trùng thuộc 105 giống, 55 họ của 11 bộ, trong đó bộ Cánh cứng chiếm tỷ lệ cao nhất với 27 loài (21,36%), tiếp đến là bộ Cánh nửa với 23 loài (18,09%) và bộ Cánh vẩy với 20 loài (15,75%). Ngược lại, động vật đáy chỉ có 11 loài thuộc 8 giống, 7 họ của 2 ngành với mật độ cực kỳ thưa thớt, chỉ từ 1 đến 2 cá thể/10 m2. Khu hệ động vật có xương sống gồm 13 loài cá nước ngọt, 10 loài lưỡng cư thuộc bộ Không đuôi, 4 loài bò sát, 9 loài chim thuộc bộ Sẻ và 4 loài thú nhỏ.
Thứ tư, đàn vật nuôi nông nghiệp duy trì 9 giống chủ lực nhưng quy mô tổng đàn sụt giảm nhanh chóng do diện tích chăn thả bị thu hẹp. Đàn lợn năm 2014 đạt 4.285 con (giảm 22,8% so với cùng kỳ), đàn trâu bò có 101 con và đàn gia cầm đạt 19,7 nghìn con.
Thảo luận kết quả
Cấu trúc phân loại của hệ thực vật Bắc Từ Liêm có hệ số loài/chi là 1,35 và hệ số chi/họ là 2,22, với số loài trung bình trên một họ chỉ đạt 3,15 loài. Khi so sánh với các chỉ số trung bình của hệ thực vật tự nhiên Việt Nam (hệ số loài/chi đạt 4,4; hệ số chi/họ đạt 8,4; số loài trung bình/họ đạt 37,9), hệ thực vật tại đây nghèo nàn hơn đáng kể. Nguyên nhân chính là do hệ sinh thái bị phân mảnh nặng nề bởi quá trình bê tông hóa và hoạt động canh tác nông nghiệp chuyên canh thuần loại kéo dài.
Sự nghèo nàn về thành phần loài động vật đáy (11 loài) và tính nhạy cảm của 10 loài lưỡng cư phản ánh tình trạng ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng. Sông Nhuệ tiếp nhận khoảng 2.000 m3 nước thải mỗi ngày đêm, khiến nồng độ COD vượt quy chuẩn cho phép từ 7 đến 8 lần, BOD5 vượt 7 lần và hàm lượng Amoni trong nước ngầm vượt ngưỡng 3 mg/l. Thêm vào đó, việc lạm dụng phân bón vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật tại các vùng hoa Tây Tựu và rau Thượng Cát đã tiêu diệt các loài thiên địch tự nhiên, tạo điều kiện cho các loài dịch hại phát sinh.
Dữ liệu nghiên cứu về sự phân bố các bộ côn trùng và tỷ lệ các nhóm công dụng thực vật có thể được trình bày một cách trực quan qua biểu đồ hình tròn phân đoạn và bảng ma trận sinh thái. Biểu đồ cấu trúc côn trùng giúp làm nổi bật tỷ trọng áp đảo 21,36% của bộ Cánh cứng, trong khi bảng đối chiếu 152 loài cây có ích theo từng phường cung cấp cơ sở định lượng để các nhà quản lý khoanh vùng bảo vệ nguồn gen đặc hữu.
Đề xuất và khuyến nghị
Nhằm phục hồi và phát triển bền vững tính đa dạng sinh học nông nghiệp tại quận Bắc Từ Liêm, bốn nhóm giải pháp hành động cụ thể cần được triển khai đồng bộ:
- Hoàn thiện cơ chế quy hoạch và bảo tồn quỹ đất: Ủy ban nhân dân quận Bắc Từ Liêm chủ trì rà soát, phê duyệt quy hoạch vùng nông nghiệp đô thị sinh thái giai đoạn 2021 - 2025, giữ vững diện tích tối thiểu 1.200 ha đất canh tác chuyên biệt cho vùng hoa Tây Tựu, rau an toàn Liên Mạc và cây ăn quả đặc sản Diễn - Canh, ngăn chặn việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất tràn lan.
- Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật canh tác sinh thái: Phòng Kinh tế phối hợp cùng Trạm Khuyến nông triển khai chương trình Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), đặt mục tiêu giảm 40% khối lượng thuốc bảo vệ thực vật hóa học và nâng tỷ lệ sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh lên 65% trên toàn bộ diện tích gieo trồng trước năm 2024.
- Bảo tồn và phục tráng nguồn gen cây trồng đặc sản: Thiết lập hệ thống bảo tồn tại chỗ (in-situ) cho các giống cây ăn quả đầu dòng gồm Cam Canh, Bưởi Diễn và Hồng xiêm Xuân Đỉnh; ứng dụng kỹ thuật nhân giống cấy mô nhằm cung cấp 100.000 cây giống sạch bệnh, đạt độ thuần chủng trên 95% cho các hộ nông dân giai đoạn 2022 - 2025.
- Xử lý ô nhiễm môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng: Phòng Tài nguyên và Môi trường phối hợp cùng Hội Nông dân quận xây dựng 50 bể thu gom bao bì thuốc bảo vệ thực vật chuyên dụng tại các cánh đồng mẫu lớn, đồng thời tổ chức định kỳ 15 lớp tập huấn hàng năm về nông nghiệp tuần hoàn cho 1.500 lượt hội viên nông dân.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nội dung và kết quả của luận văn mang lại giá trị tham khảo sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:
- Cán bộ quản lý và nhà hoạch định chính sách đô thị: Sử dụng số liệu kiểm kê 252 loài thực vật và 127 loài côn trùng để xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường, tích hợp các chỉ tiêu bảo tồn sinh thái vào đề án quy hoạch không gian đô thị quận Bắc Từ Liêm đến năm 2030.
- Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên chuyên ngành môi trường: Tiếp cận phương pháp luận chuẩn mực về khảo sát đa dạng sinh học ven đô thông qua 4 tuyến khảo sát đại diện, sử dụng làm tài liệu giảng dạy và nghiên cứu mở rộng cho các hệ sinh thái chịu áp lực nhân sinh.
- Các hợp tác xã, chủ trang trại và hộ sản xuất nông nghiệp: Ứng dụng các quy trình canh tác an toàn sinh học, kỹ thuật thâm canh 74 loài rau màu và phương pháp bảo tồn, nhân giống 27 loại cây ăn quả đặc sản nhằm nâng cao năng suất và giá trị thương phẩm.
- Các tổ chức phi chính phủ và đơn vị tư vấn môi trường: Khai thác bức tranh toàn cảnh về tác động của ô nhiễm sông Nhuệ (COD vượt 7-8 lần) và suy giảm động vật đáy (1-2 cá thể/10 m2) để xây dựng các dự án tài trợ phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước nội đô.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao hệ thực vật nông nghiệp quận Bắc Từ Liêm lại có hệ số phân loại thấp?
Hệ thực vật quận có hệ số chi đạt 1,35 và hệ số họ đạt 2,22, thấp hơn nhiều so với hệ thực vật tự nhiên Việt Nam (chi đạt 4,4; họ đạt 8,4). Nguyên nhân là do phần lớn đất đai đã bị con người cải tạo phục vụ canh tác nông nghiệp chuyên môn hóa, làm mất đi các thảm thực vật tự nhiên phức tầng và chỉ giữ lại 252 loài thích nghi cao.
Những giống cây ăn quả đặc sản nào có giá trị kinh tế nổi bật nhất tại địa phương?
Khu vực sở hữu 3 giống cây đặc sản nổi tiếng gồm Cam Canh (diện tích 430 ha, năng suất 28,04 tấn/ha, giá trị lên tới 60.000 đồng/quả), Bưởi Diễn (tỷ lệ sử dụng phần thịt quả đạt 80 - 85%) và Hồng xiêm Xuân Đỉnh (chia làm 3 loại thương phẩm với giá bán dao động từ 50.000 đến 70.000 đồng/kg).
Tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt tác động như thế nào đến khu hệ thủy sinh?
Nước sông Nhuệ bị ô nhiễm nặng với chỉ số COD và BOD5 đều vượt ngưỡng tiêu chuẩn từ 7 đến 8 lần, khiến khu hệ động vật đáy bị suy giảm mạnh chỉ còn 11 loài với mật độ rất thấp từ 1 đến 2 cá thể/10 m2, đồng thời đe dọa trực tiếp môi trường sống của 13 loài cá và 10 loài lưỡng cư.
Cơ cấu côn trùng phản ánh điều gì về môi trường sinh thái đồng ruộng tại đây?
Ghi nhận 127 loài côn trùng thuộc 11 bộ, trong đó bộ Cánh cứng (21,36%) và Cánh nửa (18,09%) chiếm ưu thế. Tỷ lệ trung bình 2,3 loài/họ cho thấy mức độ phân tán cao, phản ánh môi trường sống chịu xáo trộn liên tục bởi hoạt động bón phân và phun thuốc trừ sâu của con người.
Định hướng nào giúp quận Bắc Từ Liêm duy trì nông nghiệp trong bối cảnh đô thị hóa?
Quận cần chuyển dịch mạnh mẽ sang mô hình nông nghiệp đô thị sinh thái kết hợp du lịch trải nghiệm làng nghề tại Tây Tựu, Đông Ngạc và Xuân Đỉnh. Mô hình này vừa bảo tồn 152 loài cây có ích, vừa nâng cao giá trị sản xuất vượt mức 674 triệu đồng/ha đất nông nghiệp.
Kết luận
- Công trình đã kiểm kê toàn diện tính đa dạng sinh thái nông nghiệp quận Bắc Từ Liêm với 252 loài thực vật bậc cao có mạch (ngành Ngọc lan chiếm 95,63%), 127 loài côn trùng, 13 loài cá, 10 loài lưỡng cư, 4 loài bò sát, 9 loài chim và 4 loài thú.
- Xác lập cơ sở dữ liệu định lượng về 152 loài thực vật có giá trị tài nguyên, nổi bật với 105 loài cây thuốc và các vùng chuyên canh cây ăn quả đặc sản mang lại hiệu quả kinh tế cao.
- Nhận diện rõ các thách thức môi trường cốt lõi gồm áp lực đô thị hóa làm giảm tỷ trọng nông nghiệp xuống 2,2%, cùng tình trạng ô nhiễm nước sông Nhuệ với nồng độ COD vượt 7 đến 8 lần làm suy kiệt hệ động vật đáy.
- Hoàn thiện hệ thống giải pháp đồng bộ 4 trọng tâm: phân vùng quy hoạch nông nghiệp sinh thái, áp dụng quy trình kỹ thuật IPM, bảo tồn nguồn gen bản địa và xử lý triệt để chất thải nông nghiệp.
- Khẳng định giá trị thực tiễn của đề tài trong việc định hướng phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững cho giai đoạn 2021 - 2025 và tầm nhìn đến năm 2030.
Nghiên cứu mở ra hướng tiếp cận mới trong quản lý tài nguyên sinh vật ven đô; các đơn vị quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp cần nhanh chóng ứng dụng các giải pháp kỹ thuật vào thực tiễn để bảo vệ không gian xanh bền vững cho thủ đô.