Tổng quan luận án
Công trình "Nghiên cứu biến động địa hình trong mối quan hệ với các hệ sinh thái vùng ven biển tỉnh Quảng Ninh trên cơ sở ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS" được nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Thảo thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, chuyên ngành Quản lý tài nguyên và môi trường (Mã số: 62850101), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đặng Văn Bào và TS. Trần Đình Lân.
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Vùng ven biển (VVB) là khu vực chuyển tiếp giữa lục địa và biển, nơi diễn ra các quá trình địa mạo phức tạp tạo nên các dạng địa hình đa dạng cùng các hệ sinh thái đi kèm đặc trưng. Tại tỉnh Quảng Ninh, VVB giữ vai trò trọng tâm trong phát triển kinh tế - xã hội với các hoạt động khai thác than, công nghiệp vật liệu xây dựng, cảng biển, du lịch, đô thị hóa và nuôi trồng thủy sản. Việc gia tăng cường độ khai thác tài nguyên đã và đang làm thay đổi bề mặt địa hình, gây suy giảm diện tích phân bố của các hệ sinh thái, xói lở - bồi tụ bờ biển, sa bồi luồng lạch và trượt lở đất đá.
Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định gồm:
- Các nghiên cứu trước đây tại khu vực chủ yếu tiếp cận theo các ngành riêng rẽ (địa mạo hoặc sinh thái học thuần túy), chưa đặt trong mối tương tác hỗ tương của địa mạo - sinh vật (biogeomorphology).
- Việc đánh giá tác động của con người đối với biến động địa hình và hệ sinh thái phần lớn mới dừng ở mức định tính, phạm vi nghiên cứu cục bộ hoặc ở tỷ lệ bản đồ nhỏ, chưa lượng hóa được tương tác hai chiều theo thời gian và không gian.
- Khi ứng dụng viễn thám nghiên cứu biến động đường bờ tại vùng có dao động thủy triều lớn như Quảng Ninh, các nghiên cứu trước chưa giải quyết triệt để sự sai lệch do mực nước lúc thu nhận ảnh vệ tinh và sự khác biệt về độ phân giải không gian giữa các thế hệ tư liệu ảnh.
Mục tiêu và câu hỏi/nội dung nghiên cứu
- Mục tiêu tổng quát: Đánh giá được biến động địa hình trong mối quan hệ với các hệ sinh thái làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên vùng ven biển Quảng Ninh.
- Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của biến động địa hình trong mối quan hệ với các hệ sinh thái vùng ven biển.
- Nghiên cứu đặc điểm địa mạo, các hệ sinh thái và mối quan hệ của chúng tại vùng ven biển Quảng Ninh.
- Nghiên cứu biến động địa hình tác động đến các hệ sinh thái trên cơ sở sử dụng công nghệ viễn thám và công cụ GIS theo các giai đoạn khác nhau.
- Nghiên cứu đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên vùng ven biển Quảng Ninh trên cơ sở đặc điểm địa mạo - sinh thái và biến động địa hình - hệ sinh thái.
Luận điểm bảo vệ
- Luận điểm 1: Đa dạng địa hình tạo ra bởi quá trình địa mạo là cơ sở cho phát triển các hệ sinh thái của vùng ven biển Quảng Ninh tiêu biểu như rừng ngập mặn, cỏ biển, bãi triều bùn - cát, bãi cát biển và các hệ sinh thái nhân sinh.
- Luận điểm 2: Trong giai đoạn hiện đại, địa hình và hệ sinh thái vùng ven biển Quảng Ninh có sự biến động mạnh mà nguyên nhân chủ yếu là do hoạt động nhân sinh.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các dạng địa hình, các hệ sinh thái tiêu biểu và các nhân tố tác động đến biến động địa hình và hệ sinh thái.
- Phạm vi không gian: Dải ven biển tỉnh Quảng Ninh từ cửa sông Ka Long đến cửa sông Bạch Đằng. Ranh giới phía lục địa là giới hạn các vùng đồng bằng ven biển; ranh giới phía biển kéo dài đến mực triều thấp nhất trung bình (0m Hải đồ), không bao gồm các đảo ngoài khơi. Riêng hai thành phố Hạ Long và Cẩm Phả được lấy trọn vẹn toàn bộ ranh giới hành chính do tác động mạnh mẽ của hoạt động khai thác than và khoáng sản. Vùng nghiên cứu bao gồm 10 đơn vị hành chính: TP. Móng Cái, TP. Hạ Long, TP. Cẩm Phả, huyện Hải Hà, huyện Đầm Hà, huyện Tiên Yên, huyện Hoành Bồ, thị xã Quảng Yên, huyện Vân Đồn và huyện Cô Tô.
- Phạm vi thời gian: Đánh giá diễn biến qua các thời kỳ dựa trên chuỗi dữ liệu ảnh viễn thám từ năm 1973 đến 2013, tập trung phân tích hai giai đoạn chính: 1975 - 1990 và 1990 - 2013.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trên thế giới
Tác giả đã tổng hợp sự phát triển của hướng tiếp cận địa mạo - sinh vật:
- Anthony Stallins (2006) xác định tương tác giữa địa mạo và sinh vật là mối quan hệ tương hỗ tuần hoàn.
- Spencer & Viles (2002) phân lập 3 quá trình cơ bản của địa mạo - sinh vật vùng ven biển gồm: xói lở sinh vật (bioerosion), bảo vệ sinh vật (bioprotection) và xây dựng sinh vật (bioconstruction). Naylor và cộng sự (2002) phân tích vai trò của sinh vật đáy, thực vật phù du và động vật hai mảnh vỏ trong việc gắn kết trầm tích, hạn chế phá hủy do sóng và dòng chảy.
- Về phạm vi không gian và động lực bờ biển: Luận án kế thừa mô hình phân đới bờ biển 4 phụ đới của Leontyev O.K. (1961) và định nghĩa đường bờ trong (coastline), đường bờ ngoài (shoreline) theo Eric Bird (2008), cùng tiêu chí vùng bờ của IUCN (1986).
- Về ứng dụng viễn thám và GIS: Tổng quan các công trình sử dụng ảnh Landsat, SPOT, RADARSAT, ENVISAT, AVNIR, IKONOS, ASTER của Roland Doerffer (1989), Yiman Wang (1995), E. Ghanavati (1999), Kevin White (1999), Won J.S. (1999), Xiaoge Zhu (2001), Shailesh Nayak (2001), Thomas E. Dahl (2004), Chalabi (2006), Charles Galdies (2006), Alesheikh (2007), W. Wu (2007), Sergey Victorov (2007) và Behara Satyanarayana (2011).
Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam
- Quản lý đới bờ và phân loại sinh thái: Nguyễn Chu Hồi (2000, 2006), Lê Xuân Hồng (2007), Đỗ Công Thung (2004).
- Vai trò của các hệ sinh thái thực vật và rạn san hô: Phan Nguyên Hồng về rừng ngập mặn; Đỗ Công Thung, Nguyễn Huy Yết về san hô; Nguyễn Văn Tiến về thảm cỏ biển.
- Đánh giá bồi tụ - xói lở và tác động nhân sinh: Trần Đức Thạnh (2000, 2004, 2005) về ảnh hưởng của đập thủy điện và khai hoang lấn biển châu thổ sông Hồng; Nguyễn Đức Cự (1996, 2011) về đất ngập nước và đập chứa thượng nguồn; Tô Quang Thịnh (1996); Nguyễn Tứ Dần (2000); Trần Văn Điện (2003).
- Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS ven biển: Nguyễn Ngọc Thạch (2007), Trương Thị Hòa Bình (2008), Trần Thị Vân và Trịnh Thị Bình (2009), Vũ Thị Thu Thủy (2012), Nguyễn Văn Thảo (2009, 2013).
Vị trí và giải pháp của luận án
Tại khu vực ven biển Quảng Ninh, các nghiên cứu trước đây thường tiếp cận cục bộ tại các vũng vịnh hoặc tập trung vào một đối tượng riêng lẻ. Luận án định vị nghiên cứu theo hướng địa mạo sinh thái liên ngành, kết hợp dữ liệu vệ tinh đa phổ, đa thời gian với công cụ GIS để lượng hóa biến động địa hình (chiều ngang và chiều đứng) trong mối quan hệ hai chiều với các hệ sinh thái đặc trưng, đồng thời phân tích cơ chế tác động của hoạt động con người qua các thời kỳ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
TƯ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
[Tư liệu Viễn thám] [Khảo sát Thực địa] [Mô hình Không gian GIS]
- Landsat (1973-2013) - Mẫu trầm tích, cơ giới - ArcGIS (ESRI)
- SPOT 5, AVNIR-2 - Mẫu động vật đáy - Chồng lớp (Overlay)
- Radar, VNREDSat-1 - Mặt cắt bãi triều Trà Cổ - Ma trận biến động
[ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH & HỆ SINH THÁI (1975-2013)]
[ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN VVB]
Cách tiếp cận lý thuyết
- Tiếp cận hệ thống: Vùng ven biển được nhìn nhận là một hệ thống mở bao gồm hai phụ hệ: phụ hệ tự nhiên (sinh vật và phi sinh vật) và phụ hệ kinh tế - xã hội. Mối quan hệ giữa các hợp phần vận hành theo quy luật nhân quả và tuân thủ các nguyên lý: tính đồng dạng, đột biến ngưỡng, phản ứng liên hoàn và biến đổi theo thời gian.
- Tiếp cận quản lý tổng hợp đới bờ (ICM) trên cơ sở hệ sinh thái: Hài hòa các mục tiêu khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường, kết hợp tri thức khoa học với quản lý không gian lãnh thổ.
- Quan điểm động lực ngoại sinh trong địa mạo: Phân loại địa hình ven biển theo nhân tố động lực chiếm ưu thế (vùng do sóng thống trị, do sông thống trị, do triều thống trị, do sinh vật thống trị và do nhân sinh tác động).
Phương pháp nghiên cứu cụ thể
- Phương pháp viễn thám:
- Nguồn ảnh: Ảnh Landsat TM độ phân giải 60m (1973, 1975), 30m (1990, 2013); ảnh SPOT 5 và AVNIR-2 độ phân giải 10m; kết hợp tài liệu từ vệ tinh VNREDSat-1.
- Xử lý và giải đoán: Kết hợp phân loại số tự động với giải đoán bằng mắt dựa trên khóa giải đoán phổ. Thời điểm chọn ảnh ưu tiên lúc triều thấp để bộc lộ diện tích bãi triều.
- Xác định đường bờ: Đường bờ biển được quy ước là đường mực nước biển cao trung bình. Tại khu vực vách đá, đường bờ trùng chân vách xói (cliff); tại bãi triều/cửa sông, trùng ranh giới ngoài của rừng ngập mặn hoặc đê đầm nuôi; tại khu san lấp, trùng biên ngoài cùng; tại bãi cát (Trà Cổ), trùng ranh giới giữa đới cát khô (phổ phản xạ sáng trắng) và cát ướt (trắng xám).
- Giải đoán trầm tích tầng mặt: Phân loại cấp hạt theo nguyên tắc của Lisitzin A.:
- Bùn - sét ($Md < 0{,}007\text{ mm}$): phân bố trong rừng ngập mặn, đầm nuôi.
- Bùn - bột ($Md = 0{,}007 - 0{,}01\text{ mm}$): phân bố tại bãi triều thấp cửa sông Bạch Đằng, Tiên Yên - Hà Cối, Ka Long.
- Cát nhỏ ($Md = 0{,}1 - 0{,}25\text{ mm}$): phân bố theo lạch triều bãi thấp.
- Cát trung ($Md = 0{,}25 - 0{,}5\text{ mm}$): bãi triều cao Tiên Yên - Hà Cối, Trà Cổ.
- Cát lớn ($Md = 0{,}5 - 1{,}0\text{ mm}$) và Cuội - tảng: cửa sông Đầm Hà, Hà Cối, Mũi Ngọc.
- Trầm tích cát - bột ($Md = 0{,}05 - 1{,}0\text{ mm}$) phủ bụi than: ven bờ Hạ Long - Cẩm Phả (suối Lộ Phong).
- Phương pháp GIS: Sử dụng phần mềm ArcGIS (ESRI) xây dựng cơ sở dữ liệu không gian, thực hiện các phép phân tích chồng lớp (overlay), lập mô hình không gian và xuất ma trận biến động địa hình - hệ sinh thái.
- Phương pháp khảo sát thực địa và thực nghiệm:
- Đo vẽ trắc diện địa hình mặt cắt bãi biển (MC1, MC2, MC3 tại bãi cát Trà Cổ).
- Lấy và phân tích mẫu trầm tích tầng mặt, phân tích hàm lượng cacbonat.
- Khảo sát thành phần loài, mật độ động vật đáy trong rừng ngập mặn và bãi triều.
- Tính toán tốc độ lắng đọng trầm tích (cm/năm) tại bãi triều Đầm Hà và mô phỏng bồi lắng theo mùa tại khu vực Bạch Đằng - Cửa Ông.
- Nguồn tài liệu kế thừa: Dữ liệu từ 10 đề tài/dự án cấp nhà nước, 8 đề tài cấp Bộ/tỉnh, hải đồ và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000, bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:200.000.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu
Chương 1 thiết lập khung lý thuyết về địa mạo - sinh vật và cơ sở kỹ thuật của công nghệ địa tin học:
- Hệ thống hóa các khái niệm về đới bờ, đường bờ, các quá trình tương tác giữa động lực địa mạo và lớp phủ sinh vật (xói lở, bảo vệ, bồi tụ sinh học).
- Phân tích cơ chế địa hình đóng vai trò làm nền tảng kiểm soát sự phân dị không gian của hệ sinh thái, đồng thời sinh vật làm giảm năng lượng sóng, giữ trầm tích và ổn định nền đáy.
- Trình bày cơ sở vật lý của ảnh viễn thám đa phổ, độ phân giải không gian và quy trình kết hợp GIS nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu giám sát tài nguyên môi trường đới bờ.
Chương 2: Đặc điểm địa mạo và các hệ sinh thái vùng ven biển Quảng Ninh
Chương 2 mô tả chi tiết các yếu tố tự nhiên, hoạt động nhân sinh và mối quan hệ sinh thái - địa mạo tại khu vực nghiên cứu:
- Các nhân tố chi phối:
- Tự nhiên: Cấu trúc địa chất, hoạt động tân kiến tạo; chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa; chế độ nhật triều điển hình với biên độ triều lớn bậc nhất Việt Nam (đạt 3,5 - 4,0 m); mạng lưới sông suối ngắn dốc đổ ra biển; trường sóng và dòng chảy tổng hợp theo mùa mưa - khô.
- Nhân sinh: Khai thác than lộ thiên và bãi thải đất đá quy mô lớn tại Hạ Long, Cẩm Phả; khai thác sét gạch ngói Giếng Đáy, đá vôi xi măng tại Đại Dân (Quảng Yên); san lấp mặt bằng đô thị hóa (Tuần Châu, Cái Rồng, Cao Xanh); chuyển đổi bãi triều thành đầm nuôi trồng thủy sản tại Quảng Yên, Tiên Yên, Đầm Hà.
- Đặc điểm địa mạo: Phân vùng địa mạo và xác lập các nhóm dạng địa hình chính:
- Địa hình bờ bồi tụ cửa sông, bãi triều lầy (vùng triều Tiên Yên, Hà Cối, Quảng Yên).
- Địa hình tích tụ bãi cát biển, cồn cát ven bờ (Trà Cổ - Móng Cái).
- Địa hình bóc mòn - mài mòn dạng núi đá vôi ngập nước và đảo karst (Vịnh Hạ Long, Bái Tử Long).
- Đặc điểm các hệ sinh thái tiêu biểu:
- Rừng ngập mặn: Phân bố tại Đồng Rui, Tiền Phong, Tiên Yên; phân tích cấu trúc thành phần loài thực vật và động vật đáy.
- Thảm cỏ biển: Hiện diện tại các vụng nước nông, nền đáy ổn định như vụng Đầm Hà.
- Bãi triều bùn - cát và Bãi cát biển: Hệ sinh thái bãi triều xã Hà An (Quảng Yên) và bãi cát Trà Cổ (kèm số liệu phân tích động vật đáy và hàm lượng cacbonat).
- Hệ sinh thái nhân sinh: Các đầm nuôi thủy sản nước lợ, khu vực san nền đô thị.
- Mối quan hệ địa mạo - sinh vật: Tổng hợp vai trò của địa hình đối với việc phân bổ nơi cư trú của sinh vật và vai trò của thảm thực vật/động vật đáy trong việc cố định trầm tích, thể hiện qua sơ đồ địa mạo - sinh vật vùng ven biển Quảng Ninh.
Chương 3: Đánh giá biến động địa hình và các hệ sinh thái vùng ven biển Quảng Ninh
Chương 3 lượng hóa các biến động qua hai giai đoạn 1975 - 1990 và 1990 - 2013:
1. Biến động địa hình
- Biến động đường bờ biển (theo chiều ngang):
- Giai đoạn 1975 - 1990: Tác nhân nhân sinh chiếm ưu thế chủ yếu do đắp đê lấn biển làm nông nghiệp và khoanh vùng đầm nuôi thủy sản.
- Giai đoạn 1990 - 2013: Hoạt động san lấp lấn biển phát triển đô thị, xây dựng cảng, khu công nghiệp và du lịch (Hạ Long, Cẩm Phả, Tuần Châu) đẩy đường bờ tiến nhanh ra phía biển với tốc độ vượt trội so với bồi tụ tự nhiên.
- Tỷ lệ phần trăm vai trò của các tác nhân (tự nhiên và nhân sinh) được tính toán cụ thể theo cả chiều dài đoạn bờ biến động và diện tích biến động qua từng thời kỳ.
- Biến động cảnh quan do khai thác than:
- Sự mở rộng của các khai trường khai thác than lộ thiên và bãi đổ đất đá thải tại Hạ Long, Cẩm Phả làm biến dạng sườn đồi, tạo ra các bãi thải nhân tạo cao hàng trăm mét.
- Hiện tượng xói mòn bãi thải vào mùa mưa làm bồi lắng trầm tích cát - bột có phủ bụi than ra các dòng suối (suối Lộ Phong) và lắng đọng xuống đáy vùng triều ven bờ Vịnh Cửa Lục, Vịnh Hạ Long, Bái Tử Long.
- Biến động theo chiều thẳng đứng:
- Số liệu tốc độ lắng đọng trầm tích (cm/năm) tại bãi triều Đầm Hà và mô phỏng bồi lắng theo mùa mưa - khô năm 2012 khu vực Bạch Đằng - Cửa Ông.
- Kết quả phân tích diễn biến cao độ các mặt cắt địa hình MC1, MC2, MC3 tại bãi cát Trà Cổ.
2. Biến động phân bố các hệ sinh thái tiêu biểu
- Thiết lập ma trận biến động phân bố hệ sinh thái vùng triều Quảng Ninh cho hai giai đoạn 1975 - 1990 và 1990 - 2013.
- Giai đoạn 1975 - 1990: Diện tích rừng ngập mặn tự nhiên bị suy giảm nghiêm trọng do phong trào phá rừng đắp đầm nuôi tôm quảng canh và khai hoang đất sản xuất.
- Giai đoạn 1990 - 2013: Chuyển dịch mạnh mẽ từ đất bãi triều tự nhiên và mặt nước sang đầm nuôi công nghiệp, đất đô thị, hạ tầng giao thông và khu công nghiệp ven biển. Diện tích cỏ biển bị suy giảm do độ đục tăng cao và sa bồi.
- Cơ chế biến động được tổng hợp qua ma trận phân vùng biến đổi địa hình và hệ sinh thái.
| Tiêu chí phân tích | Giai đoạn 1975 - 1990 | Giai đoạn 1990 - 2013 |
|---|---|---|
| Động lực nhân sinh chủ đạo | Khai hoang nông nghiệp, đắp đầm nuôi tôm quảng canh | Đô thị hóa, san lấp lấn biển, hạ tầng cảng, bãi thải khai thác than |
| Biến động đường bờ | Mở rộng đê bao cục bộ tại các vùng cửa sông | Đường bờ tiến nhanh ra biển tại Hạ Long, Cẩm Phả, Tuần Châu |
| Biến động Rừng ngập mặn | Suy giảm diện tích mạnh do chuyển sang đầm nuôi | Vừa bị chia cắt bởi hạ tầng, vừa được trồng phục hồi ở một số khu vực |
| Trầm tích & Đáy biển | Bồi lắng phù sa tự nhiên xen kẽ dòng chảy nông nghiệp | Sa bồi bụi than (Hạ Long - Cẩm Phả), bồi lấp luồng lạch do san nền |
3. Đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên
- Thiết lập các quan điểm và định hướng cơ bản dựa trên đặc trưng địa mạo - sinh vật.
- Thành lập sơ đồ và bảng tổng hợp đề xuất định hướng phân vùng chức năng tài nguyên:
- Vùng bảo tồn nghiêm ngặt và phục hồi sinh thái (rừng ngập mặn Đồng Rui, Tiên Yên; thảm cỏ biển Đầm Hà; rạn san hô Cô Tô - Vân Đồn).
- Vùng phát triển nuôi trồng thủy sản sinh thái bền vững.
- Vùng phát triển kinh tế cảng biển, công nghiệp và đô thị có kiểm soát ranh giới san lấp.
- Vùng kiểm soát và hoàn thổ môi trường khai thác khoáng sản than (Hạ Long, Cẩm Phả).
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học
- Làm rõ mối quan hệ tương tác hai chiều giữa đặc điểm địa mạo và các hệ sinh thái tại vùng ven biển nhiệt đới chịu chế độ nhật triều biên độ lớn; bước đầu lượng hóa được vai trò của sinh vật đối với quá trình địa mạo tại VVB Quảng Ninh.
- Xác lập cơ sở khoa học và quy trình phương pháp ứng dụng tích hợp tư liệu viễn thám đa thời gian, đa độ phân giải kết hợp với GIS trong việc nhận dạng, lượng hóa biến động địa hình (chiều ngang và chiều đứng) và các hệ sinh thái vùng triều qua các mốc thời gian 1975, 1990 và 2013.
- Phân tích và chỉ rõ các đặc trưng, giai đoạn cùng nguyên nhân (tự nhiên và nhân tạo) làm biến đổi cảnh quan đới bờ Quảng Ninh.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Cung cấp tập dữ liệu bản đồ số và các ma trận chuyển đổi không gian về hiện trạng và biến động đường bờ, diện tích khai trường than/bãi thải đất đá, diện tích rừng ngập mặn và đầm nuôi thủy sản.
- Xây dựng sơ đồ phân vùng và bảng đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên vùng ven biển Quảng Ninh, cung cấp luận cứ khoa học hỗ trợ các cơ quan quản lý điều chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ bờ biển, chống bồi lấp luồng hàng hải và bảo tồn đa dạng sinh học.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Dữ liệu viễn thám quang học ở các thời kỳ sớm (ảnh Landsat những năm 1970) có độ phân giải không gian thô ($60\text{ m}$), hạn chế độ chi tiết khi phân tích các dải bờ hẹp.
- Việc giải đoán phân bố các trầm tích thô (cát lớn, cuội - tảng) trên ảnh vệ tinh gặp khó khăn do diện tích phân bố nhỏ và bị lẫn vào đá gốc ven bờ, phải phụ thuộc nhiều vào tài liệu khảo sát thực địa.
- Ảnh vệ tinh quang học bị hạn chế khi đánh giá các hệ sinh thái ngập chìm dưới nước (cỏ biển, san hô) tại những thời điểm nước đục hoặc nhiều mây.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Ứng dụng các nguồn ảnh vệ tinh có độ phân giải siêu cao (như VNREDSat-1 và các thế hệ vệ tinh mới) kết hợp tư liệu ảnh radar (SAR) để giám sát biến động đường bờ trong điều kiện thời tiết mưa bão.
- Mở rộng ứng dụng mô hình số độ cao lập thể (3D) nhằm lượng hóa chi tiết hơn thể tích đất đá bãi thải than và khối lượng trầm tích bồi lắng theo không gian ba chiều.
Giá trị tham khảo
- Đối với nghiên cứu và đào tạo: Là tài liệu tham khảo cho giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc các ngành Địa lý học, Địa mạo học, Quản lý tài nguyên và môi trường, Viễn thám và GIS, Sinh thái học biển.
- Đối với công tác quản lý và hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở dữ liệu cho Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ban quản lý Vịnh Hạ Long, Sở Xây dựng, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng chính quyền các địa phương ven biển (Hạ Long, Cẩm Phả, Móng Cái, Quảng Yên, Tiên Yên...) trong việc lập quy hoạch sử dụng không gian biển, quản lý đới bờ tổng hợp và đánh giá tác động môi trường của các dự án san lấp lấn biển, khai thác than.
Câu hỏi thường gặp
1. Luận án chia phạm vi thời gian nghiên cứu biến động thành những giai đoạn nào và sử dụng loại tư liệu vệ tinh nào làm chủ đạo?
Luận án tập trung đánh giá biến động qua 2 giai đoạn chính: 1975 - 1990 và 1990 - 2013. Nguồn tư liệu chủ đạo là ảnh vệ tinh Landsat TM (thu thập các năm 1973, 1975, 1990, 1996, 1998, 2000, 2004, 2008 và 2013), kết hợp ảnh SPOT 5 và AVNIR-2 độ phân giải $10\text{ m}$ để hiệu chỉnh và kiểm chứng các khu vực trọng điểm.
2. Tác nhân nào được xác định là nguyên nhân chủ yếu gây biến động mạnh địa hình và hệ sinh thái ven biển Quảng Ninh trong giai đoạn hiện đại?
Hoạt động nhân sinh (con người) được xác định là nguyên nhân chủ yếu. Cụ thể gồm: khai thác khoáng sản than lộ thiên tạo bãi thải lớn và gây sa bồi bụi than; san lấp mặt bằng lấn biển để phát triển đô thị/cảng/du lịch; và việc phá rừng ngập mặn chuyển đổi sang đầm nuôi thủy sản.
3. Đường bờ biển được quy ước xác định như thế nào khi giải đoán trên ảnh viễn thám trong nghiên cứu này?
Đường bờ biển được lựa chọn là đường mực nước biển cao trung bình (MHW). Khi giải đoán: tại khu xói lở dốc lấy trùng chân vách xói (cliff); tại cửa sông/bãi triều lấy theo mép ngoài rừng ngập mặn hoặc bờ đê đầm nuôi; tại khu san lấp lấy theo ranh giới mép ngoài cùng tiếp giáp biển; tại bãi cát (Trà Cổ) lấy theo ranh giới phân biệt giữa cát khô (phản xạ sáng trắng) và cát ướt (trắng xám).
4. Trầm tích bề mặt vùng triều Quảng Ninh được phân loại theo nguyên tắc nào trong luận án?
Trầm tích bề mặt được phân lập theo kích thước cấp hạt dựa trên nguyên tắc của Lisitzin A., bao gồm: Bùn - sét ($Md < 0{,}007\text{ mm}$), Bùn - bột ($Md = 0{,}007 - 0{,}01\text{ mm}$), Cát nhỏ ($Md = 0{,}1 - 0{,}25\text{ mm}$), Cát trung ($Md = 0{,}25 - 0{,}5\text{ mm}$), Cát lớn ($Md = 0{,}5 - 1{,}0\text{ mm}$), Cuội - tảng và nhóm Trầm tích cát - bột ($Md = 0{,}05 - 1{,}0\text{ mm}$) có phủ bụi than.
5. Phạm vi không gian nghiên cứu của luận án bao gồm những đơn vị hành chính nào?
Phạm vi nghiên cứu bao gồm dải ven biển kéo dài từ cửa sông Ka Long đến cửa sông Bạch Đằng, thuộc địa giới của 10 đơn vị hành chính tỉnh Quảng Ninh: TP. Móng Cái, TP. Hạ Long, TP. Cẩm Phả, huyện Hải Hà, huyện Đầm Hà, huyện Tiên Yên, huyện Hoành Bồ, thị xã Quảng Yên, huyện Vân Đồn và huyện Cô Tô (trong đó Hạ Long và Cẩm Phả lấy toàn bộ ranh giới hành chính).
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Nguyễn Văn Thảo đã giải quyết mục tiêu đánh giá biến động địa hình trong mối quan hệ với các hệ sinh thái ven biển tỉnh Quảng Ninh thông qua việc tích hợp phương pháp địa mạo - sinh vật với công nghệ viễn thám và GIS. Công trình đã lượng hóa được mức độ biến đổi đường bờ, sự thay đổi cảnh quan do khai thác khoáng sản than và sự suy giảm, chuyển dịch của các hệ sinh thái vùng triều qua hai giai đoạn 1975 - 1990 và 1990 - 2013. Các kết quả đạt được và sơ đồ định hướng sử dụng tài nguyên là nguồn tài liệu khoa học phục vụ công tác quy hoạch không gian, quản lý tổng hợp đới bờ và phát triển bền vững dải ven biển tỉnh Quảng Ninh.