Tổng quan nghiên cứu

Hệ sinh thái rạn san hô được mệnh danh là rừng mưa nhiệt đới của đại dương, sở hữu mức độ đa dạng sinh học và năng suất sơ cấp vượt trội đạt từ 1.500 đến 5.000 gC/m²/năm. Tuy nhiên, theo báo cáo định kỳ của Viện Khoa học Biển Úc, khoảng 19% đến 20% diện tích rạn san hô toàn cầu đã bị phá hủy hoàn toàn và 24% đang đứng trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng. Tại thành phố Đà Nẵng, quần thể san hô phân bố chủ yếu tại vùng biển Hòn Chảo thuộc đèo Hải Vân và quanh bán đảo Sơn Trà. Dù đóng vai trò che chắn xói lở bờ biển với giá trị kinh tế ước tính tiết kiệm tới 190.000 USD/km rạn mỗi năm, các rạn san hô nơi đây đang chịu áp lực dữ dội từ thiên tai và các hoạt động phát triển ven bờ.

Vấn đề cốt lõi của công tác bảo tồn tại địa phương là nguồn dữ liệu giám sát trước đây còn phân tán, thiếu tính liên tục và chưa xác định rõ ranh giới biến động không gian theo thời gian. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu gồm: đánh giá đặc điểm nền đáy và thành phần loài san hô tạo rạn; ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp hệ thống thông tin địa lý GIS để lượng hóa biến động diện tích san hô sống giai đoạn 1998 - 2019; phân tích các nhân tố sinh thái tác động và đề xuất hệ thống giải pháp bảo tồn thực tiễn. Nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu số hóa tin cậy trên tổng diện tích 31,5 ha san hô sống được ghi nhận, phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch không gian biển và phân vùng bảo vệ nghiêm ngặt của chính quyền địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết sinh thái học hệ rạn san hô nhiệt đới và lý thuyết tương tác sinh thái cảnh quan biển (Seascape Ecology). Trọng tâm lý thuyết xoay quanh mối quan hệ cộng sinh mật thiết giữa polyp san hô thuộc lớp Anthozoa và tảo Zooxanthellae, đòi hỏi các ngưỡng sinh thái khắt khe như độ mặn từ 28‰ đến 35‰, nhiệt độ nước biển không dưới 20°C và độ sâu không vượt quá 30m để bảo đảm khả năng quang hợp.

Các khái niệm chính được định chuẩn trong công trình gồm:

  1. Rạn san hô tạo rạn (Hermatypic coral reefs) với vai trò tích tụ canxi cacbonat xây dựng cấu trúc nền đáy vững chắc.
  2. Rạn riềm không điển hình (Non-fringing reefs), phản ánh hình thái rạn phát triển trên nền đá tảng ven bờ đặc trưng của Đà Nẵng.
  3. Độ phủ san hô sống (Live Coral Cover - LC), chỉ số đo lường tỷ lệ phần trăm diện tích bề mặt đáy được bao phủ bởi các tập đoàn san hô còn sống.
  4. Bậc sức khỏe rạn san hô theo thang đo quốc tế của English và cộng sự, phân loại từ mức rất xấu đến rất tốt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp đa tầng, kết hợp giữa tư liệu ảnh viễn thám vệ tinh Landsat 5 TM giai đoạn 1998 - 2005 và Landsat 8 OLI giai đoạn 2014 - 2019 với dữ liệu quan trắc thực địa. Quá trình khảo sát hiện trường diễn ra từ tháng 8/2019 đến tháng 3/2020 qua hai đợt đo đạc tiêu biểu: mùa mưa vào tháng 10/2019 và mùa khô vào tháng 1/2020 tại 14 vị trí rạn và 10 trạm quan trắc chất lượng nước biển.

Phương pháp điều tra thực địa áp dụng quy chuẩn Reef Check và Spot Check kết hợp lặn SCUBA trên các mặt cắt sâu từ 2m đến 8m. Tác giả thiết lập các ô tiêu chuẩn diện tích 25 m² (kích thước 5m x 5m) chứa 5 ô tiêu chuẩn phụ 1m x 1m. Hơn 2.000 bức ảnh kỹ thuật số dưới nước được chụp bằng camera chuyên dụng 360 độ CND713 và xử lý bằng phần mềm chuyên dụng Coral Point Count with Excel extensions (CPCe). Phương pháp CPCe được lựa chọn nhờ độ chính xác vượt trội và khả năng phân tích khách quan tỷ lệ các dạng thành phần đáy.

Bên cạnh đó, nghiên cứu triển khai phỏng vấn bán cấu trúc với cỡ mẫu 80 ngư dân địa phương có độ tuổi từ 40 đến 70 tuổi tại các làng chài ven biển thông qua phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng. Tác giả cũng tiến hành phỏng vấn sâu các chuyên gia của Viện Hải dương học Nha Trang và cán bộ từ các Sở ban ngành liên quan nhằm bảo đảm tính liên ngành và độ tin cậy khoa học cao nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích không gian và dữ liệu viễn thám năm 2019 xác định tổng diện tích san hô sống tại khu vực Sơn Trà - Hải Vân đạt 31,5 ha phân bố tại 14 điểm rạn. Khu vực Hòn Chảo ghi nhận diện tích san hô sống lớn nhất với 6,39 ha. Phía nam bán đảo Sơn Trà tập trung 19,08 ha, nổi bật là Bãi Bụt đạt 5,94 ha và Hòn Sụp đạt 4,77 ha. Ngược lại, khu vực phía bắc bán đảo Sơn Trà chỉ còn 6,03 ha tập trung tại Bãi Bắc và Vũng Đá Bàn, trong khi các rạn tại Bãi Cát Vàng và Bãi Bộ Đội gần như đã biến mất hoàn toàn.

Độ phủ san hô sống trung bình toàn vùng nghiên cứu chỉ đạt 23,06%. Đánh giá theo tiêu chuẩn của English và cộng sự cho thấy cấu trúc rạn đang suy thoái báo động: 0% rạn ở mức rất tốt, chỉ có 8,3% rạn ở mức tốt tập trung duy nhất tại Hòn Sụp với độ phủ trên 50%, 25,0% xếp loại trung bình (31% đến 50%), 41,6% ở tình trạng xấu (15% đến 30%) và 25,1% ở tình trạng rất xấu (dưới 15%).

Về mặt phân loại học, nghiên cứu ghi nhận 71 loài san hô tạo rạn thuộc 31 giống và 13 họ, gồm 67 loài san hô cứng, 3 giống san hô mềm và 1 loài thủy tức san hô. Hai họ Acroporidae và Faviidae chiếm ưu thế tuyệt đối với 35 loài, tương đương 48,61% tổng số loài. Giống Acropora phổ biến nhất, chiếm 19,44% tổng số loài ghi nhận.

Biến động diện tích giai đoạn 1998 - 2019 ghi nhận sự suy giảm ròng lên tới 31,51%, từ 45,99 ha năm 1998 xuống còn 31,5 ha năm 2019. Khu vực phía bắc bán đảo Sơn Trà chịu thiệt hại nặng nề nhất khi diện tích sụt giảm tới 67,71%, điển hình là rạn Vũng Đá Bàn suy giảm tới 82,50%. Sau thời kỳ suy thoái sâu giai đoạn 1998 - 2014, giai đoạn 2014 - 2019 ghi nhận mức phục hồi nhẹ tăng 3,86% (tương đương 1,17 ha) trên toàn vùng.

Thảo luận kết quả

Khi đối chiếu với các nghiên cứu trước đây tại miền Trung, khu hệ san hô Đà Nẵng với 71 loài ghi nhận năm 2019 cho thấy sự sụt giảm nghiêm trọng so với 191 loài được ghi nhận vào năm 2006, đồng thời thấp hơn đáng kể so với Cù Lao Chàm (261 loài), Ninh Hải (310 loài) và Vịnh Nha Trang (350 loài). Nguyên nhân của sự suy thoái diện tích 31,51% bắt nguồn từ sự cộng hưởng của các tai biến thiên nhiên và áp lực nhân sinh. Cơn bão số 6 Xangsane năm 2006 cùng các đợt lũ lớn lịch sử đã xả lượng nước ngọt khổng lồ kèm phù sa từ sông Hàn và sông Cu Đê, gây hiện tượng ngọt hóa đột ngột và bồi lắng trầm tích làm chết ngạt các tập đoàn san hô.

Dữ liệu nền đáy khi biểu diễn trên biểu đồ cột phân bố thành phần cho thấy tỷ lệ san hô chết và cát sỏi chiếm ưu thế tại nhiều điểm rạn phía bắc đèo Hải Vân và tây bán đảo Sơn Trà. Hoạt động nạo vét luồng tàu cảng Tiên Sa, nước thải ô nhiễm từ âu thuyền Thọ Quang, tình trạng khai thác thủy sản hủy diệt và hoạt động du lịch lặn ngắm thiếu kiểm soát đã cản trở khả năng tự phục hồi của ấu trùng san hô. Tuy nhiên, bản đồ GIS xu hướng biến động cũng chỉ ra rằng sự gia tăng diện tích 3,86% trong giai đoạn 2014 - 2019 là minh chứng cho hiệu quả bước đầu của Quyết định 54/2007/QĐ-UBND và Đề án bảo vệ rạn san hô bán đảo Sơn Trà theo Quyết định 7157/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên cơ sở phân tích nguyên nhân suy thoái, nghiên cứu đề xuất 5 nhóm giải pháp chiến lược nhằm bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái rạn san hô Sơn Trà - Hải Vân:

Thứ nhất, hoàn thiện cơ chế chính sách và phân vùng quản lý bảo tồn nghiêm ngặt. Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng cần cập nhật Quyết định 54/2007/QĐ-UBND, thiết lập ranh giới bảo vệ tuyệt đối (No-Take Zones) tại 3 cụm rạn trọng yếu là Hòn Chảo, Bãi Bụt và Hòn Sụp. Mục tiêu đến năm 2030 nâng tỷ lệ rạn san hô ở mức tốt lên trên 25% và duy trì diện tích rạn san hô sống đạt tối thiểu 40 ha.

Thứ hai, ứng dụng khoa học công nghệ trong giám sát và phục hồi sinh thái. Sở Khoa học và Công nghệ cùng Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố Đà Nẵng cần xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu GIS trực tuyến, ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao kết hợp trí tuệ nhân tạo để quan trắc biến động lớp phủ định kỳ 2 năm một lần. Triển khai các dự án giá bám nhân tạo và vườn ươm san hô giống giai đoạn 2025 - 2028 nhằm phục hồi tối thiểu 5 ha rạn bị tổn thương tại Vũng Đá Bàn và Bãi Bắc.

Thứ ba, kiểm soát nghiêm ngặt các nguồn ô nhiễm môi trường biển và lắng đọng trầm tích. Ban Quản lý Cảng biển và Chi cục Bảo vệ Môi trường phải giám sát chặt chẽ hoạt động nạo vét luồng hàng hải tại Cảng Tiên Sa, xử lý 100% nước thải từ Âu thuyền Cảng cá Thọ Quang đạt quy chuẩn xả thải loại A, giảm 30% hàm lượng chất lơ lửng tại các vùng nước ven rạn trong giai đoạn 2024 - 2027.

Thứ tư, thúc đẩy mô hình đồng quản lý và chuyển đổi sinh kế cộng đồng. Ủy ban nhân dân quận Sơn Trà phối hợp Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn xây dựng tổ hợp tác bảo vệ rạn san hô có sự tham gia của 80 hộ ngư dân ven bờ, chuyển đổi sinh kế sang hướng dẫn viên du lịch sinh thái và nuôi trồng rong biển bền vững trước năm 2026.

Thứ năm, quy chuẩn hóa hoạt động du lịch sinh thái biển. Ban Quản lý Bán đảo Sơn Trà và các bãi biển du lịch Đà Nẵng cần lắp đặt 100% hệ thống phao neo cố định cho tàu du lịch tại Bãi Bụt và Hòn Sụp nhằm chấm dứt hoàn toàn việc thả neo phá hủy san hô, đồng thời giới hạn sức chứa khách lặn biển không quá 50 lượt/ngày/điểm rạn trước năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Điển hình là Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Thủy sản và Ban Quản lý Bán đảo Sơn Trà. Luận văn cung cấp bản đồ phân vùng số hóa và các chỉ số diện tích 31,5 ha cụ thể làm căn cứ pháp lý để xây dựng các đề án khoanh vùng bảo tồn biển và quy hoạch không gian bờ biển Đà Nẵng.

  2. Giới học thuật, nghiên cứu sinh và sinh viên: Thuộc các chuyên ngành Sinh thái học, Hải dương học, Quản lý tài nguyên môi trường và Công nghệ viễn thám - GIS. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình tích hợp giữa phương pháp lặn khảo sát CPCe với giải đoán ảnh viễn thám Landsat đa thời gian 21 năm.

  3. Doanh nghiệp kinh doanh du lịch và dịch vụ thể thao biển: Các đơn vị lặn biển ngắm san hô tại Đà Nẵng có thể sử dụng thông tin phân bố 14 điểm rạn để thiết kế các tour trải nghiệm thân thiện với môi trường, xác định vị trí thả neo an toàn và xây dựng thông điệp truyền thông sinh thái chuẩn xác cho du khách.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và quỹ bảo tồn thiên nhiên: Những tổ chức như WWF, IUCN hay GreenViet có thể khai thác các số liệu về 71 loài san hô và tỷ lệ suy giảm 31,51% để xây dựng hồ sơ tài trợ dự án, kêu gọi nguồn lực quốc tế hỗ trợ phục hồi rạn san hô cộng đồng tại miền Trung Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Diện tích rạn san hô tại Sơn Trà - Hải Vân biến động thế nào qua 21 năm? Giai đoạn 1998 - 2019 ghi nhận diện tích san hô sống suy giảm 31,51%, từ 45,99 ha năm 1998 giảm xuống 34,2 ha năm 2005, tiếp tục chạm đáy 30,33 ha năm 2014 và phục hồi nhẹ lên 31,5 ha năm 2019. Khu vực phía bắc bán đảo Sơn Trà sụt giảm nghiêm trọng nhất lên tới 67,71%.

Tình trạng sức khỏe các rạn san hô tại Đà Nẵng hiện nay ra sao? Sức khỏe hệ rạn đang ở mức đáng lo ngại khi độ phủ trung bình chỉ đạt 23,06%. Theo thang phân loại quốc tế, có tới 66,7% số rạn ở tình trạng xấu và rất xấu với độ phủ dưới 30%, 25% ở mức trung bình và duy nhất 8,3% đạt mức tốt (4,77 ha tại Hòn Sụp), không có rạn nào đạt mức rất tốt.

Những loài san hô nào chiếm ưu thế lớn nhất tại vùng biển nghiên cứu? Nghiên cứu ghi nhận 71 loài san hô tạo rạn thuộc 31 giống và 13 họ. Ưu thế vượt trội thuộc về họ Acroporidae và Faviidae chiếm 48,61% tổng số loài (35 loài). Xét theo giống, Acropora chiếm tỷ lệ cao nhất với 19,44% tổng số loài và xuất hiện phổ biến tại 8 điểm rạn khu vực nam bán đảo Sơn Trà.

Vì sao phương pháp viễn thám kết hợp GIS vượt trội hơn khảo sát truyền thống? Phương pháp viễn thám và GIS giúp quan sát diện rộng, tiết kiệm chi phí, tái hiện biến động không gian trong quá khứ qua chuỗi ảnh vệ tinh 21 năm và hỗ trợ thành lập bản đồ số hóa trực quan. Khi kết hợp với kiểm chứng thực địa CPCe, phương pháp này cung cấp độ chính xác phân loại cao phục vụ hiệu quả công tác quy hoạch.

Đâu là những tác nhân chính gây suy giảm rạn san hô tại địa phương? Nguyên nhân gồm tổ hợp các yếu tố tự nhiên và nhân tạo: tác động bão lũ lịch sử gây ngọt hóa và bồi lắng phù sa từ sông Hàn; ô nhiễm nước biển từ âu thuyền Thọ Quang; hoạt động nạo vét bùn đáy cảng Tiên Sa; cùng với tình trạng đánh bắt thủy sản quá mức và du lịch lặn biển thiếu kiểm soát.

Kết luận

  • Luận văn lượng hóa chính xác hiện trạng 31,5 ha san hô sống tại 14 điểm rạn Sơn Trà - Hải Vân năm 2019, với độ phủ trung bình 23,06% và xác định danh mục 71 loài san hô tạo rạn thuộc 13 họ sinh học.
  • Ứng dụng thành công công nghệ viễn thám và GIS làm rõ xu hướng suy giảm diện tích ròng 31,51% trong chuỗi thời gian 21 năm (1998 - 2019), chỉ ra điểm nóng suy thoái tại phía bắc bán đảo Sơn Trà với mức giảm 67,71%.
  • Cung cấp cơ sở khoa học khẳng định sự phục hồi nhẹ 3,86% trong giai đoạn 2014 - 2019 nhờ các chính sách khoanh vùng bảo vệ theo Quyết định 54/2007/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng.
  • Thiết lập hệ thống 5 nhóm giải pháp đồng bộ và khả thi nhằm hướng tới mục tiêu phục hồi tối thiểu 40 ha san hô sống và nâng tỷ lệ rạn tốt lên trên 25% trước năm 2030.
  • Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp du lịch hãy chủ động khai thác cơ sở dữ liệu số hóa này để chung tay hành động vì sự phát triển bền vững của đại dương và bảo tồn di sản sinh thái biển Đà Nẵng.