ĐẶT VẤN ĐỀ Phân cấp lƣu vực đang đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý các lƣu vực sông hiện nay, có ý nghĩa thiết thực trên cả lý luận và thực tiễn nhằm cung cấp các cơ sở cho việc xây dựng các chiến lƣợc bảo tồn và phát triển, thiết lập các chƣơng trình quản lý, triển khai các tác động thích hợp vào lƣu vực theo không gian và thời gian. Việc quản lý lƣu vực sông cần thiết phải có sự phân chia rõ ràng. Phân chia lƣu vực là xác định đƣờng ranh giới cho các lƣu vực, nó có ý nghĩa quan trọng trong quản lý tài nguyên đất và nƣớc. Phân chia lƣu vực là cơ sở để phân cấp lƣu vực thành các đối tƣợng khác nhau, nhằm có những biện pháp quản lý phù hợp, đó cũng là cơ sở để phát triển các quan điểm sinh thái cho nghiên cứu khoa học.
Trên cả nƣớc hiện có hơn 2360 con sông lớn nhỏ, việc truy cập để xác định thông tin và cập nhật dữ liệu mỗi một lƣu vực sông là chƣa nhất quán. Mỗi một lƣu vực thƣờng đƣợc mã hóa dữ liệu bằng cách sử dụng các phƣơng pháp khác nhau, tùy thuộc vào tổ chức sử dụng chúng. Biến đổi khí hậu đang diễn ra trên toàn thế giới, gây tác động biến đổi tới các yếu tố tự nhiên. Điều này là nguyên nhân gây ra các ảnh hƣởng tiêu cực tới lƣu vực, làm tăng xói mòn đất và giảm khả năng điều tiết nƣớc.
Nhƣ vậy, việc nghiên cứu phân cấp lƣu vực sông là vấn đề cấp thiết, đặc biệt là nhận diện lƣu vực, đặc điểm hình thái trên dữ liệu số và mã hóa lƣu vực một cách thống nhất. Đề tài “Nghiên cứu phân cấp lưu vực cho quản lý tài nguyên và môi trường trong bối cảnh biến đổi khí hậu khu vực Đông Bắc Việt Nam” đƣợc thực hiện nhằm cung cấp cơ sở khoa học góp phần giải quyết các vấn đề từ thực tiễn nêu trên. 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1.
Phân cấp lưu vực Hiện nay trên thế giới có ít nhất 2 hình thức phân cấp lƣu vực chủ yếu, đó là phân cấp điều kiện và phân cấp đầu nguồn. Tùy theo yêu cầu và mục tiêu cụ thể mà áp dụng hình thức phân cấp nào cho phù hợp. Tuy nhiên, trong thực tế, 2 hình thức phân cấp đó không hoàn toàn độc lập nhau mà chúng có những liên hệ và bổ sung cho nhau [5]. Phân cấp điều kiện hay còn gọi là phân cấp mức độ bị tác động.
Theo cục lâm nghiệp Hoa kỳ, phân cấp điều kiện lƣu vực là quá trình mô tả các điều kiện lƣu vực theo các cấp (hoặc hạng, loại), phản ánh thực trạng về chức năng hoặc tính nguyên vẹn của lƣu vực, từ đó làm cơ sở đề xuất các giải pháp tức thời nhằm bảo tồn và phục hồi lƣu vực. Lƣu vực đảm bảo tính nguyên vẹn cao là lƣu vực không hoặc có rất ít biểu hiện về những tác động tiêu cực của con ngƣời. Theo đó, điều kiện của lƣu vực có thể đƣợc chia thành 3 cấp, bao gồm: Cấp 1 : Các chức năng cơ bản của lƣu vực đƣợc duy trì ở trạng thái tốt. Lƣu vực thể hiện tính nguyên vẹn về đặc điểm địa mạo, thủy văn và sinh học tƣơng thích với những đặc trƣng tự nhiên vốn có của nó.
Cấp 2: Các chức năng cơ bản của lƣu vực đƣợc duy trì ở trạng thái bình thƣờng. Lƣu vực thể hiện khá tốt tính nguyên vẹn về đặc điểm địa mạo, thủy văn và sinh học tƣơng thích với những đặc trƣng tự nhiên vốn có của nó. Cấp 3: Các chức năng của lƣu vực đƣợc duy trì ở trạng thái yếu. Lƣu vực thể hiện kém tính nguyên vẹn về đặc điểm địa mạo, thủy văn và sinh học tƣơng thích với những đặc trƣng tự nhiên vốn có của nó.
Để tăng tính khách quan và cơ sở khoa học trong phân cấp điều kiện lƣu vực, Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ (Potyondy và cộng sự, 2011) đã đề nghị sử 2 dụng bộ 12 tiêu chí phản ánh tổng hợp các thuộc tính cơ bản của các quá trình chủ yếu diễn ra trong lƣu vực. Các tiêu chí này đại diện cho các chức năng và quá trình liên quan đến điều kiện thổ nhƣỡng và thủy văn lƣu vực. Vì vậy, đây là căn cứ để phân cấp đồng thời là căn cứ để đánh giá hiệu quả các biện pháp tác động trong các chƣơng trình quản lý lƣu vực khác nhau. Tuy nhiên, việc đánh giá từng tiêu chí phải đƣợc thể hiện ở quy mô lƣu vực.
Bộ 12 tiêu chí đƣợc sử dụng bao gồm: 1- Chất lƣợng nƣớc (Water quality); 2- Số lƣợng nƣớc (Water quantity); 3- Sinh cảnh thủy sinh (Aquatic habitat); 4- Thủy sinh hệ (Aquatic Biota); 5- Thảm thực vật ven bờ và thực vật vùng ngập nƣớc (Riparian/Wetland Vegetation); 6- Hệ thống giao thông bộ (Roads and Trails); 7- Thổ nhƣỡng (Soils); 8- Chế độ cháy hoặc lửa tự nhiên (Forest Cover); 9- Độ che phủ của rừng (Forest Cover); 10- Thảm thực vật thảo nguyên, bãi chăn thả, vùng cây bụi và cây gỗ rải rác; 11- Các loài xâm hại trên cạn (Terrestrial Invasive Species); 12- Sức khỏe rừng (Forest Health). Mƣời hai tiêu chí trên đƣợc gộp lại thành 4 nhóm tạo thành một mô hình cấu trúc hệ thống phục vụ công tác phân cấp điều kiện lƣu vực trong thực tế. Trong đó gồm nhóm các tiêu chí vật lý vùng nƣớc (Aquatich physical) chiếm trọng số 30%, các tiêu chí thủy sinh (Aquatic biological) chiếm trọng số 30%, các tiêu chí vật lý vùng cạn (Terrestrial physical) chiếm 30% và các tiêu chí sinh học vùng cạn (Terrestrial biological) chiếm 10%. Từng tiêu chí đƣợc đánh giá xếp hạng và tính điểm, sau đó tính trung bình điểm số theo các trọng số đã xác định theo 3 cấp sau: - Cấp 1: Điều kiện tốt, có điểm trung bình từ 1,0 - 1,6.
- Cấp 2: Điều kiện khá, có điểm số từ 1,7 - 2,2. - Cấp 3: Điều kiện kém, có điểm số từ 2,3 - 3,0. Các phƣơng pháp trên có ƣu điểm là có thể đánh giá nhanh điều kiện thực trạng lƣu vực từ đó có các biện pháp tác động kịp thời. Tuy nhiên, hầu 3 hết các phƣơng pháp đều mang tính chủ quan khá lớn ở ngƣời đánh giá và cho điểm các tiêu chí.
Ngoài ra, việc điều tra, đánh giá cho điểm đòi hỏi phải có đội ngũ chuyên gia nhiều kinh nghiệm thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau. Phân cấp điều kiện lƣu vực áp dụng ở Bhutan: Là một quốc gia nhỏ nằm sâu trong vùng núi non hiểm trở ở vùng Nam Á dƣới chân núi Himalaya, giữa Tây Tạng, Ấn Độ, Trung Quốc và Nêpal. Đây là một trong những quốc gia có tính nguyên vẹn về các lƣu vực cao nhất trên thế giới bởi có độ che phủ của rừng vào mức xấp xỉ 75% và hầu nhƣ không có bất kỳ một tác động tiêu cực nào đáng kể vào các hệ sinh thái tự nhiên [5]. Tuy vậy, việc phân cấp điều kiện lƣu vực ở quốc gia này vẫn đƣợc quan tâm lớn của Chính phủ nhằm định hƣớng chiến lƣợc bảo tồn những nét đặc trƣng tự nhiên trong các lƣu vực của đất nƣớc và đảm bảo tính nguyện vẹn bền vững về cảnh quan sinh thái cũng nhƣ tính đa dạng sinh học trong tƣơng lai để thu hút khách du lịch và giữ các hoạt động của con ngƣời ở mức thân thiện với môi trƣờng.
Dựa trên các điều kiện thực tế và những mục tiêu cụ thể quản lý các lƣu vực ở Bhutan, lựa chọn 4 nhóm tiêu chí để đánh giá và phân cấp điều kiện lƣu vực thành 3 cấp: Cấp 1 - Lƣu vực nguy cấp hay bị tác động mạnh - cần phải có những tác động quản lý, Cấp 2 - Lƣu vực có các điều kiện bình thƣờng - cần hoạt động giám sát định kỳ, Cấp 3 - Lƣu vực nguyên vẹn - không cần tác động. Bốn nhóm tiêu chí đó bao gồm: Các đặc trƣng sinh học, đặc trƣng điều kiện khí hậu, đặc trƣng dân số, đặc trƣng về kinh tế - xã hội. Các đặc trƣng về sinh học: Loại rừng (lá rộng, lá kim, hỗn loài); Độ che phủ của rừng/thảm thực vật (%); Độ dốc (% hoặc độ); Kiểu kiến tạo địa chất và loại đá mẹ; Hƣớng phân bố của lớp đá mẹ (song song hoặc vuông góc với hƣớng dốc); Dạng đƣờng tụ thủy/thung lũng (kiểu chữ U hoặc chữ V); Hàm lƣợng chất lắng đọng trong dòng chảy sông, suối; Khoảng cách các vùng 4 tác động chính của con ngƣời đến sông, suối; Sự hiện diện của các dạng trƣợt, sạt lở đất; Sự hiện diện của xói mòn rãnh; Dấu hiệu của chăn thả quá mức; Dấu hiệu của sự suy thoái rừng; Loại đất (thành phần cơ giới, độ sâu); Độ dốc của sông, suối; Nguồn nƣớc của sông, suối; Các hoạt động sử dụng sông, suối; Khoảng phân bố độ cao của lƣu vực. Đặc trƣng về điều kiện khí hậu: Vùng sinh thái nông nghiệp của lƣu vực; Lƣợng mƣa năm trung bình trong nghiều năm của lƣu vực (tốt nhất nên đƣợc thể hiện dƣới dạng đƣờng cong giáng thủy qua các năm); Hƣớng lƣu vực; Biên độ dao động của nhiệt độ trong lƣu vực; Hƣớng gió.
Đặc trƣng về dân số trong lƣu vực: Số nhân khẩu; Số hộ (trong lƣu vực); Số hộ bên ngoài lƣu vực nhƣng phụ thuộc vào lƣu vực; Số làng, bản; Mật độ dân số (trong lƣu vực); Tổng số gia súc; Loại quản lý chăn thả; Tổng số gia súc từ bên ngoài đƣợc chăn thả trong lƣu vực. Đặc trƣng về kinh tế - xã hội trong lƣu vực: Những đặc trƣng này đƣợc thể hiện trong 4 nhóm chính, đó là kiểu sử dụng đất, các hoạt động quản lý đất đai, hạ tầng cơ sở và sinh kế, cụ thể nhƣ sau: Vùng đất ƣớt; Vùng đất khô; Vùng đất hoa màu; Vùng đất chăn thả; Mức độ sử dụng chất bảo vệ thực vật, phân hóa học; Cƣờng độ canh tác (số chu kỳ cây trồng/năm); Đƣờng trang trại; Hệ thống tƣới tiêu; Các hoạt động khai khoáng; Dấu hiệu của sức ép lên tài nguyên thiên nhiên; Những biểu hiện của sự thoái hóa đất canh tác; Các hoạt động quản lý đất đai; Các hoạt động quản lý nƣớc; Sự xuất hiện lửa rừng; Sự hiện diện của các loài động vật hoang dã. Có 22 tiêu chí trong bốn nhóm tiêu chí trên đã đƣợc đề nghị sử dụng để đánh giá và phân cấp nhanh điều kiện, các tiêu chí đƣợc ghi rõ tại phụ lục 06. Mỗi tiêu chí khi đƣợc sử dụng để phân cấp lƣu vực sẽ đƣợc lƣợng hóa bằng thang điểm từ 0 - 100%.
Sau khi đã cho điểm 22 tiêu chí, tiến hành tính 5 điểm trung bình chung cho toàn lƣu vực. Khi đó, cấp lƣu vực đƣợc xác định theo bảng 1.