Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Hạ Long - Cẩm Phả là trung tâm kinh tế, chính trị và du lịch trọng điểm của tỉnh Quảng Ninh với diện tích đất tự nhiên khoảng 61.517 ha (trong đó thành phố Cẩm Phả chiếm 34.322,72 ha và thành phố Hạ Long chiếm 27.195,03 ha). Mặc dù chỉ chiếm khoảng 9,2% diện tích toàn tỉnh, khu vực này lại tập trung tới 423.647 người (chiếm 34,7% tổng dân số Quảng Ninh), mật độ dân số tại Hạ Long đạt 826 người/km2 và Cẩm Phả đạt 403 người/km2, cao gấp khoảng 3,6 lần so với mức trung bình của tỉnh là 190 người/km2. Tỷ lệ đô thị hóa tại đây đạt mức kỷ lục trên 90%, đi kèm với hoạt động khai thác công nghiệp than đá quy mô lớn nhất cả nước, sở hữu trữ lượng thăm dò địa chất trên 1,96 tỷ tấn tại Cẩm Phả và hơn 740 triệu tấn tại Hòn Gai.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ mâu thuẫn sâu sắc giữa việc khai thác tài nguyên khoáng sản, phát triển đô thị với việc bảo tồn di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long. Hoạt động nhân sinh cường độ cao đã phá vỡ cấu trúc cảnh quan nhiệt đới gió mùa nguyên sinh, hình thành nên các đơn vị cảnh quan nhân sinh có khả năng tự phục hồi kém và gia tăng tai biến môi trường.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là làm rõ đặc điểm cấu trúc, sự phân hóa của các cảnh quan nhân sinh, đánh giá các vấn đề môi trường nảy sinh, từ đó đề xuất định hướng tổ chức không gian sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào phần đất liền của hai đô thị Hạ Long và Cẩm Phả, dựa trên chuỗi dữ liệu thực địa và hiện trạng giai đoạn 2011-2014 cùng định hướng quy hoạch đến năm 2020, tầm nhìn 2030. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở dữ liệu địa lý môi trường đồng bộ, giúp tối ưu hóa giá trị kinh tế trên từng đơn vị diện tích và giảm thiểu tối đa các tác động tiêu cực đến hệ sinh thái ven bờ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết cảnh quan văn hóa của Carl Sauer (1926), lý thuyết tương tác địa hệ thống của A. Vink (1983) và khung chỉ tiêu phân tích biến đổi cảnh quan của Wascher (2004, 2006). Trọng tâm lý luận là mô hình cấu trúc cảnh quan nhân sinh do Nguyễn Cao Huần và Trần Anh Tuấn (2002) xác lập, xem cảnh quan nhân sinh là một hệ thống mở gồm hai khối tương hỗ: khối tự nhiên (nền tảng địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật) và khối nhân sinh (dân cư, hoạt động kinh tế, công nghệ, chính sách quản lý).

Khung lý thuyết vận hành dựa trên bốn khái niệm then chốt:

  1. Cảnh quan nhân sinh: Dạng cảnh quan tự nhiên bị con người tác động trực tiếp hoặc gián tiếp làm biến đổi sâu sắc cấu trúc và chức năng, hoặc những cảnh quan được bảo tồn, quản lý phục vụ mục đích phát triển.
  2. Cấu trúc cảnh quan: Sự sắp xếp không gian và mối liên kết dòng năng lượng, vật chất giữa các hợp phần tự nhiên và nhân tạo.
  3. Chức năng cảnh quan: Khả năng cung cấp tài nguyên đầu vào (chức năng tự nhiên) kết hợp năng lực đảm bảo các giá trị kinh tế, xã hội, thẩm mỹ và cân bằng sinh thái (chức năng xã hội).
  4. Phân loại cảnh quan nhân sinh: Hệ thống phân vị logic gồm 4 cấp (Lớp, Kiểu, Phụ kiểu, Loại) dựa trên nguyên tắc phát sinh và nguyên tắc đồng nhất tương đối.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tích hợp đa dạng từ các bản đồ hợp phần tỷ lệ 1:100.000 (địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất), số liệu thống kê kinh tế - xã hội giai đoạn 2010-2014, cùng hồ sơ quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020.

Quá trình điều tra thực địa tiến hành thu thập mẫu quan trắc với cỡ mẫu gồm 45 điểm đo chất lượng không khí, 30 điểm lấy mẫu nước mặt và nước thải, cùng 25 vị trí lấy mẫu đất tầng mặt. Phương pháp chọn mẫu áp dụng theo nguyên tắc phân tầng không gian đại diện trên 12 tuyến trắc diện cảnh quan điển hình cắt dọc từ vùng đồi núi cao Mông Dương - Cẩm Hải, qua dải đồi trung du, các thung lũng karst đến đồng bằng ven bờ Vịnh Cửa Lục và Vịnh Bái Tử Long. Các điểm lấy mẫu tập trung vào những khu vực chịu áp lực nhân sinh cao nhất như moong khai thác than Cao Sơn, bãi thải Đèo Nai, các nhà máy sàng tuyển, bến cảng Cửa Ông và các khu đô thị mới ven vịnh.

Phương pháp bản đồ kết hợp công nghệ GIS (phần mềm MapInfo) được lựa chọn làm công cụ cốt lõi vì khả năng tích hợp, chồng xếp các lớp dữ liệu không gian phức tạp và phân tích tương quan đa chỉ tiêu. Phương pháp phân tích hệ thống - tổng hợp lãnh thổ giúp liên kết các biến số tự nhiên và xã hội, tạo cơ sở khách quan để vạch định ranh giới các đơn vị cảnh quan nhân sinh. Toàn bộ quy trình nghiên cứu được triển khai chặt chẽ theo 5 bước logic từ xác định mục tiêu, khảo sát thực địa, phân loại cảnh quan, đánh giá môi trường đến đề xuất giải pháp định hướng không gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, luận văn đã xây dựng hệ thống phân loại và lập bản đồ cảnh quan nhân sinh khu vực Hạ Long - Cẩm Phả với 7 nhóm dạng cảnh quan đặc trưng gồm: cảnh quan nông nghiệp, cảnh quan quần cư (đô thị, nông thôn, công nghiệp), cảnh quan khai khoáng, cảnh quan trảng cỏ - cây bụi thứ sinh nhân tác, cảnh quan rừng trồng, cảnh quan rừng thứ sinh nhân tác và cảnh quan thủy vực nhân sinh. Đất lâm nghiệp chiếm diện tích lớn nhất với 21.131,20 ha tại Cẩm Phả và 7.002,20 ha tại Hạ Long, trong khi đất phi nông nghiệp phục vụ sản xuất công nghiệp và đô thị chiếm tới 8.741,41 ha tại Cẩm Phả.

Thứ hai, hoạt động khai khoáng than đá đã làm thay đổi địa hình và phá vỡ cân bằng môi trường không khí. Với quy mô bóc xúc hàng triệu m3 đất đá mỗi năm, nồng độ bụi tổng số tại các moong than lộ thiên Cao Sơn, Cọc Sáu và tuyến vận chuyển than thường xuyên vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 3,2 lần. Tổng trữ lượng than thăm dò lên đến 2,7 tỷ tấn đã thúc đẩy các bãi thải mỏ nhân tạo phát triển cao từ 150 m đến 300 m, tạo nguy cơ trượt lở đất đá nghiêm trọng trong mùa mưa bão (nơi lượng mưa bình quân đạt 1.578 mm/năm và 80-85% tập trung vào các tháng mùa hè).

Thứ ba, hệ thống thủy văn khu vực bị biến dạng và bồi lấp trầm trọng. Sông Diễn Vọng (lưu lượng trung bình 2,91 m3/s) và sông Mông Dương đã bị bùn cát từ bãi thải than bồi lắng, làm đáy sông bị nâng cao từ 1,2 m đến 2,5 m so với tự nhiên, khiến khả năng tiêu thoát nước giảm khoảng 40%. Nguồn nước mặt tại các moong than ghi nhận độ pH xuống thấp từ 3,5 đến 5,0 (nhiễm axit mỏ) cùng hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) vượt chuẩn nhiều lần.

Thứ tư, quá trình đô thị hóa và nuôi trồng thủy sản làm suy giảm nhanh chóng diện tích rừng ngập mặn ven bờ. Hơn 350 ha đất bãi triều tại khu vực Cửa Lục, Đại Đán, Tuần Châu đã bị chuyển đổi thành đầm tôm, dẫn đến suy giảm trên 35% diện tích rừng ngập mặn phòng hộ ven biển, làm mất đi bãi đẻ tự nhiên của nhiều loài thủy sinh có giá trị kinh tế.

Thảo luận kết quả

Các số liệu quan trắc và phân tích cảnh quan phản ánh rõ rệt xung đột giữa mục tiêu phát triển công nghiệp "nâu" với chiến lược bảo tồn du lịch "xanh". Nguyên nhân cốt lõi là do lịch sử khai thác than lộ thiên kéo dài trên nền địa hình đồi núi dốc từ 15 đến 25 độ, cấu tạo bởi trầm tích hạt thô dễ xói mòn như cát kết, cuội kết thuộc các hệ tầng Hòn Gai, Hà Cối.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua bảng ma trận đánh giá hiện trạng môi trường và bản đồ phân vùng cảnh quan nhân sinh, làm nổi bật mối liên hệ nhân quả giữa hoạt động đổ thải công nghiệp với mức độ suy thoái nguồn nước ngầm (trữ lượng nước ngầm tại Hạ Long chỉ đạt khoảng 21.000 m3/ngày và Cẩm Phả khoảng 6.107 m3/ngày).

So sánh với các nghiên cứu cảnh quan nhân sinh tại vùng Tây Nguyên hay Trung du Bắc Bộ, khu vực Hạ Long - Cẩm Phả có tính chất phân hóa không gian phức tạp hơn nhiều do tác động kép của công nghiệp nặng và quá trình lấn biển xây dựng đô thị. Kết quả khẳng định việc tiếp cận theo hướng địa sinh thái cảnh quan là công cụ hữu hiệu để nhận diện chính xác các ranh giới suy thoái môi trường mà các phương pháp quan trắc đơn lẻ không thể bao quát.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá phân vùng cảnh quan nhân sinh, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp mang tính hành động cao:

  1. Tái cấu trúc không gian khai thác khoáng sản: Yêu cầu Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh đẩy nhanh tiến độ đóng cửa các mỏ than lộ thiên ven đô thị, chuyển sang khai thác hầm lò hiện đại trước năm 2025. Thực hiện hoàn nguyên môi trường và phủ xanh tối thiểu 80% diện tích các bãi thải mỏ cũ như Nam Đèo Nai, Cao Sơn bằng các loài cây bản địa có khả năng cố định đất trong giai đoạn 2016-2022.

  2. Thiết lập hành lang đệm xanh bảo vệ bờ vịnh: Ủy ban nhân dân thành phố Hạ Long và thành phố Cẩm Phả cần quy hoạch dải cây xanh cách ly sinh thái với chiều rộng tối thiểu từ 200 m đến 500 m dọc theo tuyến đường bao biển và ranh giới tiếp giáp Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long. Mục tiêu hoàn thành kiểm soát 100% nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt đô thị, đảm bảo đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia trước khi xả ra biển vào năm 2020.

  3. Khôi phục mạng lưới thủy văn và hệ sinh thái đất ngập nước: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì dự án nạo vét 100% các đoạn sông, suối bị bồi lấp tại lưu vực sông Diễn Vọng và sông Mông Dương nhằm nâng dung tích thoát lũ. Đồng thời, triển khai chương trình phục hồi 300 ha rừng ngập mặn tại vụng Cửa Lục và bãi triều ven biển Cẩm Phả trong giai đoạn 2016-2020.

  4. Xây dựng hệ sinh thái giám sát cảnh quan số hóa bằng GIS: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Ninh chủ trì thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu GIS trực tuyến, tích hợp giám sát tự động biến động diện tích của 7 nhóm cảnh quan nhân sinh định kỳ 6 tháng một lần, hướng tới mục tiêu quản lý 100% dữ liệu đất đai và môi trường trên nền tảng số vào năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Lãnh đạo Ủy ban nhân dân các cấp, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Quy hoạch - Kiến trúc tỉnh Quảng Ninh có thể sử dụng bản đồ phân vùng cảnh quan nhân sinh làm cơ sở khoa học để xây dựng đồ án quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội và quy hoạch sử dụng đất giai đoạn 2020-2030.

  2. Doanh nghiệp ngành than, xi măng và năng lượng: Các tập đoàn, tổng công ty khai khoáng (như TKV), nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả, xi măng Cẩm Phả có thể ứng dụng số liệu quan trắc phát thải và hiện trạng bãi thải để lập báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) và xây dựng phương án cải tạo phục hồi môi trường mỏ định kỳ.

  3. Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên sau đại học: Các chuyên gia thuộc khối ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên, Địa lý Cảnh quan và Sinh thái học có thể khai thác khung lý thuyết cấu trúc hai khối cảnh quan và quy trình 5 bước ứng dụng GIS để phát triển các đề tài nghiên cứu chuyên sâu về địa hệ thống nhân tác.

  4. Tổ chức tư vấn quy hoạch đô thị và bảo tồn di sản: Các đơn vị tư vấn thiết kế, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long, Vườn quốc gia Bái Tử Long có thể áp dụng các chỉ tiêu đánh giá sức chịu tải cảnh quan để thiết kế không gian du lịch sinh thái bền vững, ngăn ngừa các rủi ro tai biến thiên nhiên cho công trình.

Câu hỏi thường gặp

  1. Khái niệm cảnh quan nhân sinh trong luận văn được hiểu như thế nào? Cảnh quan nhân sinh được định nghĩa là dạng cảnh quan tự nhiên chịu sự tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người, làm biến đổi cấu trúc thành phần để hình thành các chức năng mới. Cảnh quan này bao gồm cả những khu vực bị biến đổi sâu sắc (như mỏ than, đô thị) lẫn những khu vực tự nhiên được con người khoanh vùng bảo tồn, quản lý nghiêm ngặt (như rừng đặc dụng, khu bảo tồn).

  2. Tại sao Hạ Long - Cẩm Phả lại là điểm nóng về xung đột cảnh quan sinh thái? Khu vực này có mật độ dân số cao gấp 3,6 lần bình quân toàn tỉnh và tập trung hai ngành kinh tế đối nghịch trên cùng một không gian hẹp: công nghiệp than với sản lượng hàng chục triệu tấn/năm gây ô nhiễm bụi, nước chua mỏ, nằm kế cận ngay di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long vốn đòi hỏi môi trường biển trong sạch và cảnh quan nguyên sơ.

  3. Luận văn đã phân chia cảnh quan khu vực nghiên cứu thành những nhóm chính nào? Dựa trên nguyên tắc phát sinh và cấu trúc chức năng, luận văn đã phân chia lãnh thổ thành 7 nhóm cảnh quan nhân sinh chính: cảnh quan nông nghiệp, cảnh quan quần cư, cảnh quan khai khoáng, cảnh quan trảng cỏ - cây bụi thứ sinh, cảnh quan rừng trồng, cảnh quan rừng thứ sinh nhân tác và cảnh quan thủy vực nhân sinh.

  4. Công nghệ GIS đóng góp vai trò cụ thể gì trong kết quả của luận văn? Công nghệ GIS cùng phần mềm MapInfo được dùng để số hóa, chồng xếp các bản đồ đơn tính (địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất) tỷ lệ 1:100.000. Qua đó, công cụ này giúp xác định ranh giới định lượng của các đơn vị cảnh quan và xây dựng bản đồ định hướng tổ chức không gian bảo vệ môi trường chuẩn xác.

  5. Giải pháp nào mang tính đột phá nhất để bảo vệ môi trường vịnh biển ven bờ? Giải pháp đột phá nhất là chuyển đổi căn bản công nghệ khai thác than từ lộ thiên sang hầm lò, kết hợp thiết lập dải đệm cây xanh sinh thái rộng từ 200 m đến 500 m dọc bờ vịnh. Đồng thời, toàn bộ các cơ sở sàng tuyển, cảng bốc rót than nhỏ lẻ phải được di dời vào sâu trong nội địa và xử lý 100% nước thải đạt chuẩn trước khi xả ra biển.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa hoàn chỉnh cơ sở lý luận và phương pháp luận về cảnh quan nhân sinh, vận dụng thành công mô hình cấu trúc địa hệ thống hai khối vào địa bàn kinh tế trọng điểm Đông Bắc.
  • Xác lập cơ sở dữ liệu không gian và thành lập bản đồ phân loại 7 nhóm dạng cảnh quan nhân sinh trên tổng diện tích hơn 61.517 ha của hai đô thị Hạ Long và Cẩm Phả.
  • Định lượng và chỉ rõ các tác động tiêu cực từ hoạt động khai thác than lộ thiên, đô thị hóa và nuôi trồng thủy sản đến môi trường không khí, đất và làm bồi lấp hệ thống thủy văn sông Diễn Vọng, Mông Dương.
  • Đề xuất 4 nhóm định hướng không gian sử dụng đất và bảo vệ môi trường có tính ứng dụng thực tiễn cao, phục vụ chuyển đổi mô hình tăng trưởng từ "nâu" sang "xanh".
  • Cung cấp luận cứ khoa học tin cậy đóng góp trực tiếp cho Đề án quy hoạch bảo vệ môi trường và quy hoạch xây dựng vùng tỉnh Quảng Ninh tầm nhìn đến năm 2030, 2050.

Về lộ trình tiếp theo, các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần hoàn thành đóng cửa các moong than lộ thiên ven vịnh và phủ xanh bãi thải trong giai đoạn 2016-2022, đồng thời hoàn thiện hệ thống giám sát môi trường số hóa toàn diện trước năm 2025. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp hãy khai thác ngay nguồn tài liệu khoa học này để triển khai các dự án quy hoạch phát triển bền vững tại địa phương.