Tổng quan luận án

Đất ngập nước tại Việt Nam có diện tích khoảng 12 triệu hecta, giữ vai trò thiết yếu trong việc cân bằng sinh thái, bảo tồn đa dạng sinh học, cung cấp nguồn lợi kinh tế và duy trì các giá trị văn hóa - xã hội. Tuy nhiên, nhiều hệ sinh thái đất ngập nước đang suy thoái nghiêm trọng do áp lực khai thác tài nguyên quá mức, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu. Luật Quy hoạch năm 2017, Nghị định số 37/2019/NĐ-CP, Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 và Nghị định số 66/2019/NĐ-CP đã quy định yêu cầu xác định các vùng đất ngập nước quan trọng, lập danh mục và xếp hạng thứ tự ưu tiên cho các dự án bảo tồn, phục hồi. Mặc dù vậy, các văn bản quy phạm pháp luật hiện hành vẫn chưa ban hành quy trình kỹ thuật và phương pháp luận cụ thể để thành lập bản đồ hệ sinh thái đất ngập nước cũng như bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi. Các phương pháp điều tra truyền thống trước đây phần lớn chỉ căn cứ vào yếu tố mặt nước hoặc lớp phủ thực bì đơn lẻ mà chưa tích hợp đầy đủ các yếu tố phát sinh cảnh quan (địa chất, địa mạo, thổ nhưỡng, thủy văn, sinh khí hậu). Luận án được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống này bằng cách kết hợp lý luận cảnh quan học, công nghệ viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) và phương pháp đánh giá đa tiêu chí.

Mục tiêu tổng quát của luận án là xác lập cơ sở khoa học phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước dựa trên tiếp cận cảnh quan, ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS.

Để hiện thực hóa mục tiêu trên, luận án tập trung giải quyết các câu hỏi và luận điểm bảo vệ then chốt sau:

  1. Luận điểm 1: Phân tích cảnh quan, công nghệ viễn thám và GIS cung cấp cách thức, công cụ xây dựng, xử lý, phân tích, không gian hóa dữ liệu đầu vào hiệu quả để xác định ranh giới và phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi các hệ sinh thái đất ngập nước.
  2. Luận điểm 2: Bộ tiêu chí đề xuất và phương pháp kết hợp phân tích thứ bậc (AHP) với kỹ thuật xếp hạng ưu tiên bằng khoảng cách tới lời giải lý tưởng (TOPSIS) cho phép đánh giá, xếp hạng mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước một cách khách quan, đáng tin cậy.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các hệ sinh thái đất ngập nước và phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS trong nghiên cứu hệ sinh thái đất ngập nước.
  • Phạm vi khoa học: Đánh giá hệ sinh thái đất ngập nước (nội địa và ven biển) thông qua việc phân tích dịch vụ hệ sinh thái, áp lực rủi ro và mức độ suy thoái trên nền tảng sinh thái cảnh quan kết hợp viễn thám, GIS.
  • Phạm vi không gian: Khung phương pháp luận áp dụng cho hệ sinh thái đất ngập nước trên phạm vi toàn quốc; phần thực nghiệm tiến hành trên 08 khu vực đất ngập nước đặc trưng của vùng Đồng Tháp Mười (thuộc địa bàn ba tỉnh Long An, Tiền Giang và Đồng Tháp), bao gồm: (1) Vườn quốc gia Tràm Chim, (2) Khu bảo tồn đất ngập nước Láng Sen, (3) Khu bảo tồn sinh thái Đồng Tháp Mười, (4) Khu di tích Xẻo Quýt, (5) Khu du lịch sinh thái Gáo Giồng, (6) Khu bảo tồn Cây dược liệu Đồng Tháp Mười, (7) Làng nổi Tân Lập, và (8) Khu sinh thái Đồng Sen Gò Tháp.
  • Phạm vi thời gian: Chuỗi dữ liệu viễn thám, khí tượng thủy văn và hiện trạng môi trường phục vụ nghiên cứu thực nghiệm được thu thập và chuẩn hóa trong giai đoạn 2010–2018.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật ba nhóm nghiên cứu chính trong và ngoài nước:

Thứ nhất, nhóm nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS trong quản lý đất ngập nước:

  • Trên thế giới: Sarkar và cộng sự (2020) đã ứng dụng kỹ thuật phân cụm mờ (FCM) trên dữ liệu vệ tinh đa thời gian kết hợp AHP để mô hình hóa đánh giá rủi ro đất ngập nước tại Đông Kolkata; Ji và cộng sự (2014) tích hợp giải đoán ảnh viễn thám với phần mềm phân tích cảnh quan để đánh giá cấu trúc sinh thái; Yang (2009, 2012) sử dụng ảnh Landsat MSS, TM, ETM+, SPOT và ảnh siêu phổ để chiết xuất các thông số chất lượng nước (clorophin-a, độ đục, nitơ tổng số) và phân loại thảm thực vật thủy sinh; Malekmohammadi và Blouchi (2014) kết hợp GIS và đánh giá đa tiêu chí phân tích rủi ro sinh thái đất ngập nước Shadegan (Iran); Jiang và cộng sự (2012, 2017) phát triển chỉ số tai biến đất ngập nước (WHI) và chỉ số dễ bị tổn thương (WVI) dựa trên chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật (TVDI), năng suất sơ cấp ròng (NPP) và các chỉ số hình học cảnh quan (LFI, FRAC).
  • Tại Việt Nam: Các nghiên cứu của Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Nguyễn Đình Dương, Phạm Việt Hòa cùng cộng sự đã sử dụng ảnh vệ tinh đa thời gian (Landsat, SPOT, Aster, Quickbird) để thành lập bản đồ hiện trạng, biến động diện tích đất ngập nước ven biển và nội địa (như Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên, Bán đảo Cà Mau). Tuy nhiên, các công trình này chủ yếu bóc tách lớp phủ hoặc hiện trạng mặt nước tại thời điểm chụp, chưa liên kết với các quy luật phân hóa cảnh quan tự nhiên.

Thứ hai, nhóm nghiên cứu tiếp cận sinh thái cảnh quan:

  • Cơ quan Sinh thái Washington (2005, 2014) và Viện Luật Môi trường Hoa Kỳ (ELI, 2008) đã công bố khung 8 bước ứng dụng 115 công cụ phân tích cảnh quan để bảo vệ, phục hồi hệ thống sông suối, đầm lầy; Tudor (2014 - Countryside Agency) công bố phương pháp đánh giá cảnh quan đa quy mô từ cấp quốc gia (1:250.000) đến địa phương (1:50.000 và 1:10.000).
  • Tại Việt Nam: Nguyễn Cao Huần, Vũ Tự Lập, Nguyễn Thế Thôn, Phạm Hoàng Hải đã đặt nền móng lý luận cảnh quan địa lý. Một số tác giả đã bước đầu vận dụng tiếp cận cảnh quan trong đánh giá thích nghi sinh thái tại Mũi Cà Mau, Ninh Bình, Thái Bình và phân vùng nuôi trồng thủy sản tại Đồng Tháp. Song, chưa có công trình nào xây dựng quy trình định lượng dùng phân tích cảnh quan để vạch định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước phục vụ trực tiếp cho bài toán phân vùng ưu tiên bảo tồn.

Thứ ba, nhóm nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chí và phương pháp đánh giá đa tiêu chí (MCDA):

  • Hướng dẫn của Công ước Ramsar (1971, bổ sung 2016) và Ủy hội sông Mê Kông (MRC, 2009) đề xuất các tiêu chí xác định vùng đất ngập nước quan trọng dựa trên đa dạng sinh học và thủy văn; Zhang và cộng sự (2011) dùng AHP xác định độ ổn định của đất ngập nước qua cấu trúc cảnh quan và điều kiện cấp nước.
  • Tại Việt Nam: Nghiên cứu của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Phạm Thị Ngọc Lan và Hồ Thanh Hải (2016) đề xuất hệ thống chỉ thị quan trắc môi trường và thủy sinh vật hạ lưu sông Trà Khúc; các nghiên cứu của Bộ Tài nguyên và Môi trường đề xuất tiêu chí đánh giá suy thoái rạn san hô, thảm cỏ biển, rừng ngập mặn. Hạn chế chung là các bộ tiêu chí chỉ mới phản ánh hiện trạng suy thoái hoặc đa dạng loài cục bộ, chưa cấu trúc hóa đồng thời 3 thành tố: năng lực cung cấp dịch vụ, áp lực rủi ro và mức độ suy thoái để lượng hóa mức độ ưu tiên can thiệp.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Luận án khắc phục sự phân tán giữa lý luận cảnh quan, kỹ thuật trắc địa bản đồ (viễn thám, GIS) và phương pháp toán ra quyết định bằng cách: (1) Chuẩn hóa quy trình sử dụng bản đồ cảnh quan để phân định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước; (2) Xây dựng bộ tiêu chí toàn diện bám sát 4 nhóm dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước tại Việt Nam; (3) Tích hợp mô hình lai AHP-TOPSIS để lượng hóa thứ bậc ưu tiên bảo vệ và phục hồi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên các cơ sở lý thuyết và khung phân tích sau:

  • Khái niệm hệ sinh thái và đất ngập nước: Kế thừa định nghĩa của Công ước Ramsar (1971), Luật Đa dạng sinh học năm 2008 và Nghị định số 66/2019/NĐ-CP, xác định hệ sinh thái đất ngập nước là một thể tổng hợp gồm quần xã sinh vật tương tác với các yếu tố phi sinh vật trong môi trường ngập nước thường xuyên hoặc tạm thời.
  • Cơ sở cảnh quan học địa lý: Vận dụng cấu trúc phân hóa cảnh quan theo chiều thẳng đứng (nền địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật) và cấu trúc phân hóa theo chiều ngang (các đơn vị đồng nhất tương đối) để phân định ranh giới sinh thái khách quan, ổn định thay vì chỉ dựa vào mực nước tức thời.
  • Khung đánh giá dịch vụ hệ sinh thái (Ecosystem Services): Tiếp cận theo 4 nhóm dịch vụ chính (Cung cấp, Điều hòa, Văn hóa, Hỗ trợ) kết hợp cấu trúc 3 chiều đánh giá: Khả năng cung cấp dịch vụ (KN), Áp lực rủi ro tác động (AL), và Mức độ suy thoái thực tế (ST).

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp viễn thám: Xử lý chuỗi ảnh vệ tinh Landsat ETM+, Landsat 8 (cảm biến OLI/TIRS), SPOT và MODIS; sử dụng công cụ chuyên dụng Landsat_gapfill trên phần mềm ENVI để sửa lỗi mất dữ liệu đầu thu (SLC-off); chuyển đổi hệ quy chiếu từ WGS-84 sang VN-2000 (kinh tuyến trục phù hợp); trích xuất các chỉ số thực vật, độ ẩm, mặt nước và nhiệt độ bề mặt như NDVI, MNDWI, NDMI, SAVI, EVI, TVDI, LST; giải đoán và hiệu chỉnh dữ liệu lớp phủ bề mặt (LULC).
  • Phương pháp phân tích không gian GIS: Sử dụng phần mềm ArcGIS Pro 3 để số hóa, chuẩn hóa hình học và topology; áp dụng công cụ Eliminate Polygon Part để khử vụn dữ liệu; thực hiện chồng xếp không gian (spatial overlay) đa tầng thông tin (địa mạo, thủy văn, sinh khí hậu, thổ nhưỡng, thực vật, sử dụng đất); tính toán khoảng cách Euclidean (Euclidean distance) từ các nguồn xả thải, khu công nghiệp, khu dân cư, đường giao thông đến các vùng đất ngập nước; xây dựng raster mức độ nhạy cảm cháy và phân tích vùng xâm nhập mặn.
  • Phương pháp phân tích quyết định đa tiêu chí kết hợp (AHP - TOPSIS):
    • Phương pháp AHP (Analytic Hierarchy Process): Thiết lập ma trận so sánh cặp giữa các tiêu chí dựa trên thang điểm 9 bậc của Saaty; tính toán vector trọng số ($W_j$) và kiểm tra tỷ số nhất quán ($CR$). Toàn bộ ma trận được chấp nhận khi $CR < 0{,}1$.
    • Phương pháp TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution): Tiếp nhận bộ trọng số từ AHP; xây dựng ma trận quyết định chuẩn hóa và ma trận chuẩn hóa có trọng số ($V_{ij} = W_j \times r_{ij}$); xác định giải pháp lý tưởng dương ($A^+$) và giải pháp lý tưởng âm ($A^-$); tính toán khoảng cách Euclidean từ mỗi khu vực đánh giá tới $A^+$ ($d_i^+$) và tới $A^-$ ($d_i^-$); tính hệ số tương cận ($C_i = d_i^- / (d_i^+ + d_i^-)$) với giá trị $C_i \in [0, 1]$ để xếp hạng mức độ ưu tiên.
  • Phương pháp chuyên gia và điều tra thực địa: Tổ chức hội thảo khoa học, phỏng vấn sâu các nhà quản lý, nhà khoa học và người dân địa phương; phát phiếu điều tra so sánh cặp tiêu chí; khảo sát thực địa đối chiếu kết quả phân loại cảnh quan và kiểm chứng bản đồ thành lập.
Nhóm phương pháp Công cụ / Kỹ thuật chính Vai trò trong luận án
Xử lý viễn thám ENVI, Landsat_gapfill, NDVI, MNDWI, TVDI, LST Khôi phục ảnh lỗi, trích xuất lớp phủ, độ ẩm, chỉ số hạn và nhiệt độ bề mặt
Phân tích không gian GIS ArcGIS Pro 3, Topology, Spatial Overlay, Distance raster Chồng xếp cảnh quan, vạch ranh giới HST, lập bản đồ tỷ lệ 1:100.000
Phân tích thứ bậc (AHP) Ma trận so sánh cặp Saaty, kiểm chuẩn $CR < 0{,}1$ Xác định trọng số khách quan cho 11 chỉ tiêu bảo vệ và 03 chỉ tiêu phục hồi
Xếp hạng TOPSIS Chuẩn hóa vector, khoảng cách Euclidean ($d_i^+, d_i^-$) Tính chỉ số $C_i$ để xếp hạng thứ tự ưu tiên can thiệp giữa các khu bảo tồn
Khảo sát thực địa GPS, đối sánh mẫu thực địa, phỏng vấn sâu Kiểm chứng độ chính xác ranh giới cảnh quan và kết quả phân vùng

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Dữ liệu viễn thám: Ảnh Landsat, SPOT, MODIS giai đoạn 2010–2018.
  • Dữ liệu nền địa lý và bản đồ chuyên đề: Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 (hệ VN-2000), bản đồ địa mạo, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ thủy văn vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
  • Dữ liệu khí tượng thủy văn: Chuỗi quan trắc tại 3 trạm Mộc Hóa, Mỹ Tho, Cao Lãnh.
  • Dữ liệu hiện trạng môi trường và kinh tế - xã hội: Niên giám thống kê, báo cáo chất lượng nước mặt năm 2018, số liệu đa dạng sinh học và khách du lịch tại Đồng Tháp Mười.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu

Chương này tập trung hệ thống hóa cơ sở lý luận, khung pháp lý và tình hình nghiên cứu liên quan đến phân vùng bảo tồn đất ngập nước:

  • Phân tích các khái niệm cốt lõi: hệ sinh thái, hệ sinh thái đất ngập nước, cảnh quan địa lý, phân vùng cảnh quan, phân vùng ưu tiên bảo vệ và phân vùng ưu tiên phục hồi.
  • Phân tích 4 nhóm chức năng sinh thái đất ngập nước tại Việt Nam (cung cấp, điều hòa, văn hóa, hỗ trợ) và chỉ ra các áp lực đe dọa như suy thoái chất lượng nước, cháy rừng mùa khô, xâm nhập mặn, chuyển đổi đất lúa và nuôi trồng thủy sản tràn lan.
  • Điểm luận các văn bản pháp luật: Luật Đa dạng sinh học 2008, Luật Quy hoạch 2017, Luật Bảo vệ môi trường 2020, Nghị định số 66/2019/NĐ-CP, Nghị định số 37/2019/NĐ-CP; chỉ rõ sự thiếu vắng hướng dẫn kỹ thuật thành lập bản đồ phân vùng ưu tiên.
  • Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp MCDA đơn lẻ: AHP dễ gặp giới hạn khi số lượng so sánh cặp quá lớn nhưng giải quyết tốt bài toán xác định trọng số chuyên gia; TOPSIS xử lý nhanh ma trận dữ liệu lớn nhưng không tự xác định trọng số. Luận án khẳng định sự cần thiết phải tích hợp mô hình lai AHP-TOPSIS gắn với hệ hỗ trợ ra quyết định không gian GIS.

Chương 2: Xác lập cơ sở khoa học ứng dụng phân tích cảnh quan, công nghệ viễn thám, GIS, đánh giá đa tiêu chí phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước

Chương 2 là nội dung học thuật trọng tâm, thiết lập toàn bộ khung quy trình kỹ thuật và cơ sở phương pháp luận:

  • Đề xuất quy trình công nghệ gồm 7 bước chính: (1) Thu thập, chuẩn hóa dữ liệu viễn thám và GIS; (2) Phân tích cảnh quan để xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước; (3) Xác định mục tiêu và lựa chọn hệ thống tiêu chí, chỉ tiêu đánh giá; (4) Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian tích hợp; (5) Tính toán trọng số tiêu chí bằng AHP ($CR < 0{,}1$); (6) Tính khoảng cách lý tưởng và hệ số $C_i$ bằng TOPSIS; (7) Phân vùng và biên tập bản đồ ưu tiên bảo vệ, phục hồi.
  • Xây dựng hệ thống 13 mục tiêu bảo vệ, phục hồi đất ngập nước ở Việt Nam chia thành 4 nhóm:
    1. Dịch vụ cung cấp (CC): Bảo vệ, phục hồi cung cấp lương thực, thực phẩm, nguyên vật liệu (CC1); cung cấp nước ngọt (CC2); cung cấp vật liệu di truyền (CC3).
    2. Dịch vụ điều hòa (ĐH): Bảo vệ, phục hồi chế độ thủy văn (ĐH1); chống xói mòn đất (ĐH2); kiểm soát ô nhiễm (ĐH3); điều hòa khí hậu (ĐH4); giảm thiểu tai biến thiên tai (ĐH5).
    3. Dịch vụ văn hóa (VH): Bảo vệ, phục hồi dịch vụ du lịch, giải trí (VH1); dịch vụ phục vụ khoa học và giáo dục (VH2).
    4. Dịch vụ hỗ trợ (HT): Bảo vệ, phục hồi bãi đẻ, môi trường sống sinh vật (HT1); thành tạo thổ nhưỡng, bồi lắng trầm tích (HT2); lưu trữ và cô lập các-bon (HT3).
  • Cấu trúc bộ tiêu chí thành 3 nhóm thuộc tính: Khả năng cung cấp dịch vụ (KN), Áp lực rủi ro (AL) và Mức độ suy thoái (ST).
  • Xác lập phương pháp thành lập bản đồ cảnh quan làm ranh giới sinh thái: Tích hợp 6 lớp thông tin thành phần (địa chất nguồn gốc, địa mạo, sinh khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, thảm thực vật/hiện trạng sử dụng đất).
Nhóm mục tiêu Ký hiệu Mục tiêu bảo vệ và phục hồi cụ thể
Dịch vụ cung cấp CC1
CC2
CC3		 Cung cấp lương thực, thực phẩm, nguyên nhiên vật liệu, năng lượng
Cung cấp nguồn nước ngọt (nước mặt, nước ngầm)
Cung cấp nguồn vật liệu di truyền và dược liệu
Dịch vụ điều hòa ĐH1
ĐH2
ĐH3
ĐH4
ĐH5		 Duy trì và điều hòa chế độ thủy văn
Khả năng chống xói mòn và giữ đất
Khả năng kiểm soát ô nhiễm và tự làm sạch
Điều hòa vi khí hậu địa phương
Giảm thiểu tai biến thiên tai, bão lũ
Dịch vụ văn hóa VH1
VH2		 Phát triển du lịch sinh thái và giải trí cảnh quan
Nghiên cứu khoa học và giáo dục môi trường
Dịch vụ hỗ trợ HT1
HT2
HT3		 Cung cấp bãi đẻ trứng, vườn ươm, duy trì đa dạng sinh học
Thành tạo thổ nhưỡng, bồi lắng trầm tích, chu trình dinh dưỡng
Lưu trữ, tích tụ và cô lập nguồn các-bon

Chương 3: Thực nghiệm phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười

Chương 3 triển khai toàn bộ khung lý luận đã xây dựng vào khu vực trũng ngập lũ kín Đồng Tháp Mười:

  • Đặc điểm khu vực: Diện tích tự nhiên khoảng 671.000 ha trải rộng trên ba tỉnh Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp; khả năng trữ lũ trên 100 tỷ m³ nước; có các khu bảo tồn sinh thái trọng yếu như Tràm Chim, Láng Sen.
  • Kết quả vạch ranh giới hệ sinh thái: Tích hợp các lớp cảnh quan địa mạo trũng ngập, đất phèn, chế độ ngập lũ sâu và thảm thực vật tràm/cỏ năng, luận án đã phân định được 03 hệ sinh thái đất ngập nước tự nhiên (rừng tràm ngập nước phèn, đồng cỏ ngập nước theo mùa, đầm lầy thủy sinh nước ngọt) và 04 hệ sinh thái đất ngập nước nhân tạo (đất trồng lúa nước, đất nuôi trồng thủy sản, kênh rạch nhân tạo, đất nông lâm kết hợp).
  • Lựa chọn chỉ tiêu thực nghiệm: Luận án chọn 11 chỉ tiêu phục vụ đánh giá ưu tiên bảo vệ (gồm các chỉ tiêu đại diện cho khả năng đa dạng sinh học, diện tích sinh cảnh, doanh thu du lịch, áp lực khoảng cách nguồn thải, nguy cơ cháy rừng, xâm nhập mặn) và 03 chỉ tiêu đánh giá ưu tiên phục hồi (mức độ suy giảm diện tích rừng, mức độ ô nhiễm nước mặt COD/DO, suy giảm số lượng cá thể loài chỉ thị như Sếu đầu đỏ).
  • Tính toán ma trận AHP và TOPSIS: Xác định trọng số các chỉ tiêu với tỷ số nhất quán đạt yêu cầu ($CR < 0{,}1$). Thực hiện tính toán ma trận chuẩn hóa trọng số, tìm $A^+$, $A^-$ và tính khoảng cách $d_i^+, d_i^-$ cho 08 khu vực.
  • Kết quả xếp hạng thứ tự ưu tiên:
    • Về mức độ ưu tiên bảo vệ: Vườn quốc gia Tràm Chim xếp thứ nhất ($C_i$ cao nhất), tiếp theo là Khu bảo tồn đất ngập nước Láng Sen (thứ 2), Khu bảo tồn sinh thái Đồng Tháp Mười (thứ 3), Khu du lịch sinh thái Gáo Giồng (thứ 4), Khu di tích Xẻo Quýt (thứ 5), Khu bảo tồn Cây dược liệu Đồng Tháp Mười (thứ 6), Làng nổi Tân Lập (thứ 7) và Khu sinh thái Đồng Sen Gò Tháp (thứ 8).
    • Về mức độ ưu tiên phục hồi: Thứ tự ưu tiên có sự phân hóa dựa trên mức độ suy thoái môi trường nước và suy giảm nơi cư trú của các loài quý hiếm, trong đó các vùng đệm chịu áp lực lớn của sản xuất nông nghiệp được xếp ở thứ bậc ưu tiên phục hồi cao.
  • Thành lập bộ bản đồ: Luận án đã biên tập hoàn chỉnh Bản đồ hệ sinh thái đất ngập nước, Bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ, và Bản đồ phân vùng ưu tiên phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười ở tỷ lệ 1:100.000.
  • Kiểm chứng kết quả: Đối chiếu với dữ liệu Quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học tỉnh Đồng Tháp và khảo sát thực địa cho thấy mức độ tương đồng cao, khẳng định tính khả thi của quy trình.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các đóng góp mới về mặt khoa học và thực tiễn như sau:

  1. Đóng góp về lý luận và khoa học:
  • Xây dựng thành công quy trình công nghệ tích hợp lý luận phân tích cảnh quan học, công nghệ viễn thám, GIS và mô hình toán ra quyết định đa tiêu chí phục vụ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.
  • Đề xuất hệ thống 13 mục tiêu bảo tồn và bộ tiêu chí định lượng bám sát 4 nhóm dịch vụ hệ sinh thái (Cung cấp, Điều hòa, Văn hóa, Hỗ trợ) kết hợp 3 khía cạnh (Khả năng cung cấp, Áp lực rủi ro, Mức độ suy thoái).
  • Thiết lập phương pháp lai AHP-TOPSIS trong không gian GIS, phát huy ưu điểm xác định trọng số nhất quán của AHP và năng lực xếp hạng đa thuộc tính khách quan, không bị giới hạn số lượng đối tượng của TOPSIS.
  1. Đóng góp về mặt thực tiễn:
  • Đã xác định được cơ sở khoa học và phân loại cụ thể 03 hệ sinh thái đất ngập nước tự nhiên cùng 04 hệ sinh thái đất ngập nước nhân tạo tại vùng trũng Đồng Tháp Mười.
  • Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu địa lý tích hợp và thành lập hệ thống bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:100.000: bản đồ hệ sinh thái đất ngập nước, bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ và bản đồ phân vùng ưu tiên phục hồi cho 08 khu vực trọng điểm vùng Đồng Tháp Mười.
  • Cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp phục vụ các cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Ủy ban nhân dân các tỉnh Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang) trong công tác lập quy hoạch bảo vệ môi trường, quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học và phân bổ ngân sách đầu tư công theo Luật Quy hoạch 2017 và Nghị định số 66/2019/NĐ-CP.
  1. Kiến nghị và giải pháp đề xuất:
  • Về quản lý: Kiến nghị Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn phương pháp thành lập bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước áp dụng thống nhất toàn quốc.
  • Về kỹ thuật: Đề xuất triển khai các giải pháp điều tiết thủy văn liên vùng để duy trì sinh cảnh ngập nước đặc trưng; thiết lập hành lang sinh thái kết nối Tràm Chim và Láng Sen; kiểm soát nguồn xả thải phân bón, thuốc bảo vệ thực vật từ các vùng chuyên canh lúa xung quanh; áp dụng giải pháp phòng cháy chữa cháy rừng tràm kết hợp bảo tồn bãi ăn của Sếu đầu đỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Phạm vi dữ liệu thực nghiệm giới hạn trong chuỗi quan trắc giai đoạn 2010–2018; một số chỉ tiêu kinh tế - xã hội và du lịch phải quy đổi đồng nhất về mốc năm 2018 do thiếu số liệu thống kê liên tục qua các năm.
  • Một số dịch vụ hệ sinh thái như thụ phấn, chu trình dinh dưỡng vi sinh vật, giá trị văn hóa tâm linh phi vật thể chưa được đưa vào đánh giá chi tiết do hạn chế về phương pháp định lượng và nguồn dữ liệu quan trắc chuyên sâu.
  • Nghiên cứu thực nghiệm mới tập trung vào hệ sinh thái đất ngập nước nội địa (vùng trũng phèn Đồng Tháp Mười), chưa mở rộng kiểm nghiệm thực tế tại các hệ sinh thái đất ngập nước ven biển (rừng ngập mặn, bãi triều, rạn san hô, đầm phá).

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ sang các dạng cảnh quan đất ngập nước ven biển, cửa sông và hải đảo tại các vùng sinh thái khác của Việt Nam.
  • Ứng dụng ảnh viễn thám có độ phân giải không gian và phổ cao hơn (như ảnh viễn thám siêu phổ, ảnh Sentinel, ảnh radar khẩu độ tổng hợp SAR) để nâng cao độ chính xác trích xuất các chỉ số thủy sinh học và sinh khối ngập nước.
  • Bổ sung đánh giá chi phí - lợi ích kinh tế (Cost-Benefit Analysis) đối với từng giải pháp kỹ thuật phục hồi sinh thái để tối ưu hóa nguồn lực đầu tư dự án.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với các nhóm đối tượng:

  • Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Cục Bảo tồn thiên nhiên và Đa dạng sinh học, Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường), Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh có đất ngập nước. Nội dung đáng tham khảo nhất là khung 13 mục tiêu bảo vệ, phục hồi (Bảng 2.1) và quy trình thành lập bản đồ phân vùng ưu tiên làm căn cứ phân bổ nguồn vốn đầu tư công.
  • Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên, Vườn quốc gia: Ban quản lý VQG Tràm Chim, KBTTN Láng Sen, v.v., có thể kế thừa trực tiếp cơ sở dữ liệu không gian, bản đồ phân vùng tỷ lệ 1:100.000 và các chỉ tiêu phân tích áp lực rủi ro (nguy cơ cháy, xâm nhập mặn) để xây dựng phương án quản lý rừng và sinh cảnh bền vững.
  • Giảng viên, nhà khoa học, nghiên cứu sinh: Thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa lý tài nguyên, Hệ thống thông tin địa lý (GIS), Viễn thám và Sinh thái môi trường. Các nội dung đáng tham khảo gồm: thuật toán kết hợp mô hình AHP-TOPSIS trong không gian raster/vector, quy trình chuẩn hóa cấu trúc cảnh quan vạch ranh giới sinh thái trên phần mềm ArcGIS Pro 3 và ENVI.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tiếp cận sinh thái cảnh quan giải quyết được nhược điểm gì so với cách phân loại đất ngập nước truyền thống? Trả lời: Cách tiếp cận truyền thống chủ yếu dựa trên lớp phủ bề mặt hoặc mực nước tức thời tại thời điểm điều vẽ ảnh, không phản ánh được bản chất nguồn gốc hình thành và các quy luật phát sinh sinh thái. Tiếp cận cảnh quan tích hợp đồng thời 6 yếu tố tự nhiên nền tảng (địa chất, địa mạo, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật), cho phép xác định ranh giới hệ sinh thái một cách ổn định, đồng nhất và khách quan.

  2. Tại sao luận án lại kết hợp hai phương pháp AHP và TOPSIS thay vì áp dụng đơn lẻ từng phương pháp? Trả lời: Phương pháp AHP xuất sắc trong việc xác định trọng số các tiêu chí dựa trên đánh giá chuyên gia nhưng bị hạn chế khi số lượng đối tượng so sánh quá lớn. Ngược lại, TOPSIS có năng lực xếp hạng không giới hạn số lượng đối tượng dựa trên khoảng cách hình học tới giải pháp lý tưởng dương và âm nhưng không tự sinh trọng số. Việc kết hợp AHP-TOPSIS giúp tận dụng tối đa điểm mạnh và triệt tiêu nhược điểm của cả hai phương pháp.

  3. Bộ tiêu chí đánh giá của luận án được cấu trúc như thế nào? Trả lời: Bộ tiêu chí gồm 13 mục tiêu cụ thể thuộc 4 nhóm dịch vụ hệ sinh thái (Cung cấp, Điều hòa, Văn hóa, Hỗ trợ) và được chia thành 3 nhóm chỉ tiêu thuộc tính: (1) Khả năng cung cấp dịch vụ (KN), (2) Áp lực rủi ro tác động (AL), và (3) Mức độ suy thoái thực tế (ST).

  4. Thực nghiệm tại vùng Đồng Tháp Mười đã phân loại được những hệ sinh thái đất ngập nước nào? Trả lời: Luận án đã phân định được 03 hệ sinh thái đất ngập nước tự nhiên (rừng tràm ngập nước phèn, đồng cỏ ngập nước theo mùa, đầm lầy thủy sinh nước ngọt) và 04 hệ sinh thái đất ngập nước nhân tạo (đất trồng lúa nước, đất nuôi trồng thủy sản, kênh rạch nhân tạo, đất nông lâm kết hợp).

  5. Khu vực nào tại Đồng Tháp Mười được xếp hạng ưu tiên bảo vệ cao nhất trong kết quả nghiên cứu? Trả lời: Vườn quốc gia Tràm Chim là khu vực có chỉ số ưu tiên bảo vệ ($C_i$) cao nhất và xếp thứ nhất, tiếp theo là Khu bảo tồn đất ngập nước Láng Sen (thứ 2) và Khu bảo tồn sinh thái Đồng Tháp Mười (thứ 3).

Kết luận

Luận án đã hoàn thành mục tiêu xác lập cơ sở khoa học và quy trình công nghệ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước trên cơ sở kết hợp tiếp cận cảnh quan, công nghệ viễn thám, GIS và mô hình toán AHP-TOPSIS. Kết quả nghiên cứu giải quyết khoảng trống kỹ thuật trong việc lượng hóa và không gian hóa thứ bậc ưu tiên bảo tồn, khắc phục các hạn chế của phương pháp phân loại lớp phủ truyền thống. Thực nghiệm tại vùng trũng Đồng Tháp Mười đã phân loại 07 hệ sinh thái, lựa chọn hệ thống chỉ tiêu định lượng, tính toán xếp hạng thứ bậc ưu tiên cho 08 khu bảo tồn và thành lập bộ bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1:100.000. Đây là công trình có đóng góp thiết thực cho ngành Kỹ thuật Trắc địa Bản đồ, cung cấp công cụ khoa học hỗ trợ đắc lực cho công tác quy hoạch tài nguyên môi trường và thực thi Luật Bảo vệ môi trường tại Việt Nam.