Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ "Xây dựng cơ sở khoa học môi trường cho định hướng quy hoạch cây xanh trên một số tuyến quốc lộ vùng đồng bằng sông Hồng" được tác giả Lê Xuân Thái thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội vào năm 2017, thuộc chuyên ngành Môi trường đất và nước (mã số: 62440303), dưới sự hướng dẫn của GS.TS. Lê Văn Khoa, PGS. Trần Văn Thụy và PGS. Nguyễn Xuân Hải.
Tính cấp thiết của luận án bắt nguồn từ thực trạng phát triển kinh tế và mạng lưới giao thông đường bộ tại vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH). Vùng ĐBSH giữ vai trò cửa ngõ phía Bắc, tập trung nhiều đầu mối giao thông kết nối các vùng kinh tế trọng điểm. Tuy nhiên, sự gia tăng của các phương tiện cơ giới đường bộ đã kéo theo lượng phát thải khí độc hại và bụi lơ lửng ngày càng lớn. Trích dẫn số liệu thống kê và dự báo của Bộ Công thương, tác giả chỉ ra nhu cầu năng lượng cuối cùng của ngành giao thông năm 2014 là 11,1 MTOE; dự báo năm 2020 là 16,0 MTOE và năm 2030 là 29,8 MTOE, với tốc độ tăng trưởng trung bình giai đoạn 2014 – 2030 là 6%. Việc phát triển hệ thống dải cây xanh ven đường là giải pháp sinh thái khống chế ô nhiễm, nhưng hệ thống cây xanh trên các quốc lộ vùng ĐBSH thời gian qua bộc lộ nhiều bất cập: cây trồng thiếu tính đồng bộ, lựa chọn loài cây chưa phù hợp với nền thổ nhưỡng, rễ nổi làm hỏng nền đường, dễ gãy đổ mùa mưa bão và chưa phát huy hiệu quả bảo vệ môi trường. Do đó, nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học môi trường làm luận cứ cho việc quy hoạch dải cây xanh theo phương châm "đất nào - cây ấy" là yêu cầu cấp thiết.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án nhận diện: Các nghiên cứu cây xanh trước đây chủ yếu tập trung vào không gian công viên, khu dân cư hoặc đường nội đô tại hai đô thị lớn (Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh), mang nặng tính kiến trúc cảnh quan thuần túy hoặc chỉ dừng lại ở các thí nghiệm thanh lọc khí độc trong phòng thí nghiệm; chưa có công trình nào đánh giá có hệ thống cơ sở khoa học môi trường (đặc tính đất, nước mặt, khả năng cản bụi và khí ô nhiễm) để quy hoạch hệ thống cây xanh chuyên biệt cho các tuyến quốc lộ liên tỉnh vùng ĐBSH.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm:
- Nghiên cứu, đánh giá được thực trạng việc quy hoạch cây xanh trên một số tuyến quốc lộ vùng ĐBSH.
- Đánh giá được mức độ phù hợp của một số loài cây xanh với điều kiện sinh thái môi trường và tác động tích cực tới môi trường của các dải cây xanh trên một số tuyến quốc lộ vùng ĐBSH. Trên cơ sở đó xác định cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp hợp lý cho định hướng quy hoạch cây xanh đối với các tuyến đường quốc lộ.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm các loài cây thân gỗ, cây bụi và cây thân thảo đã sử dụng hoặc có tiềm năng phát triển trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH; chức năng cảnh quan và bảo vệ môi trường của thực vật; các thông số chất lượng môi trường đất, nước, không khí dọc theo các tuyến quốc lộ.
Phạm vi nghiên cứu được xác định:
- Không gian: Địa bàn vùng ĐBSH, tập trung khảo sát trên 5 tuyến quốc lộ huyết mạch gồm Quốc lộ 1A (QL1A), Quốc lộ 2 (QL2), đường Võ Văn Kiệt (Bắc Thăng Long - Nội Bài), Quốc lộ 18 (QL18) và Quốc lộ 5 cũ (QL5). Nghiên cứu trường hợp quy hoạch cụ thể được triển khai trên 2 đoạn tuyến: đoạn thuộc đường Võ Văn Kiệt và đoạn Nội Bài – Vĩnh Yên thuộc QL2 cũ.
- Thời gian: Các đợt điều tra thực địa và quan trắc môi trường được tiến hành qua 4 đợt từ tháng 8/2012 đến tháng 12/2016 (Đợt 1: tháng 8/2012; Đợt 2: tháng 01/2015; Đợt 3: tháng 8/2015; Đợt 4: tháng 12/2016).
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến quy hoạch và quản lý cây xanh giao thông:
Về các nghiên cứu trên thế giới:
- Khái niệm lâm nghiệp môi trường (environmental forestry) được Cơ quan Lâm nghiệp Hoa Kỳ xác lập từ năm 1970, mở rộng phạm vi từ công viên đô thị đến vành đai xanh nông thôn phục vụ lợi ích con người.
- Hướng quy hoạch và thiết kế cảnh quan mảng xanh: Các công trình của Merlin (1993), Miller (1988), Brenda & Robert (1996), Laurie (1969), Ingel (1986) đề cập đến việc khai thác cảnh quan thiên nhiên và nhân tạo nhằm làm trong lành môi trường và nâng cao thẩm mỹ tuyến đường.
- Hướng quản trị mảng xanh và ứng dụng công nghệ: Các tác giả Benavides – Meza (1992), Miller & Bate (1978), Clark & Kjielgren (1989), Hayaski (1987) đã vận dụng kỹ thuật lâm nghiệp truyền thống; Pherson (1985), Weistein (1983), Miller & Marano (1986) ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và máy tính vào quản lý dữ liệu cây xanh.
- Hướng nghiên cứu sinh thái và chức năng môi trường: Khả năng điều hòa vi khí hậu, cản gió, hạn chế tiếng ồn và lọc ô nhiễm không khí được phân tích bởi Rowntree & Nowal (1991), Heisler (1986, 1989), Grey & Deneke (1978), Decourt (1978, 1979), Shephard (1978), Nevers (1995), Andreson (1984), Lindsay (1972), Beck (1994), Federer (1976). Tác giả Jim, C. (1982) nghiên cứu chọn loài cây tại Hồng Kông và Hàn Quốc; Rowntree, R. (1989) nghiên cứu vai trò của rừng đô thị trong việc giảm thiểu lượng CO2 phát thải.
- Hướng nghiên cứu xã hội và thể chế: Grey (1978), Page (1983), Weber (1982), Johnson (1982), Tate (1976) tập trung vào các giải pháp phát triển mảng xanh cộng đồng và cơ chế quản lý.
- Lịch sử và kinh nghiệm quốc tế: Luận án điểm lại các mốc lịch sử như công trình của Jame Lyte (1578), William Lawson (1681), John Evelyn (1662 với tác phẩm Sylva); thực tiễn trồng cây Tiêu huyền (London Plane) tại London dưới thời Thị trưởng Boris Johnson và lệnh bảo tồn cây tại Southwark; truyền thống trồng cây đường phố tại Pháp từ thời vua Henry IV, Marie De Medici, Napoleon III đến giải pháp bảo vệ cây non ở Lafayette; trồng cây Đoan trên đại lộ Unter Den Linden tại Berlin (Đức); chiến lược xây dựng "thành phố trong khu vườn" với cây Mưa tại Singapore cùng quy định xử phạt nghiêm ngặt được Giáo sư Johannes Widodo đề cập; chính sách quản lý cây xanh đường phố tại Sydney (Australia); lịch sử lâm nghiệp từ thời nhà Chu, Hán, Đường (Trung Quốc), thời vương quốc Shilla (Triều Tiên) và triều đại vua Dutugemunu (Sri Lanka).
Về các nghiên cứu tại Việt Nam:
- Lịch sử phát triển: Ngành công viên cây xanh đô thị hình thành từ cuối thế kỷ XIX - đầu thế kỷ XX qua dấu ấn của các kỹ sư người Pháp với vườn Bách Thảo Hà Nội (1890 - 1910), Thảo Cầm Viên Sài Gòn do J. Louis Pierre xây dựng (1864), các hàng cây sao đen phố Lò Đúc, sấu phố Phan Đình Phùng, sữa phố Nguyễn Du, xà cừ đường Láng.
- Các công trình chuyên khảo: Hàn Tất Ngạn (1996, 1999) nghiên cứu kiến trúc cảnh quan đô thị và nghệ thuật vườn - công viên; Võ Đình Hiệp (2007) khảo sát tiểu phẩm kiến trúc quảng trường; Trần Hợp (2003) phân loại cây xanh và cây cảnh TP. Hồ Chí Minh; Nguyễn Thị Thanh Thủy (1997) và Chế Đình Lý (1998) nghiên cứu quản lý môi trường mảng xanh đô thị.
- Các luận án và đề tài liên quan: Lê Văn Nin (nghiên cứu sử dụng cây xanh bảo vệ và cải tạo môi trường khu dân cư, phân vùng khí hậu cây xanh); Trần Viết Mỹ (2003, luận cứ khoa học bố trí cây xanh nội thành TP. Hồ Chí Minh dựa trên ô nhiễm chung toàn đô thị); Doãn Quốc Khoa (1996, 2002, ứng dụng cảnh quan học vào quy hoạch xây dựng); Huỳnh Thị Minh Hằng và Đào Phú Quốc nghiên cứu khả năng xử lý NOx, SO2 của cây sanh và keo lá tràm trong phòng thí nghiệm; Trần Tuấn Hiệp (2004) nghiên cứu phân loại cây xanh đường ô tô. Về tiêu chuẩn thiết kế, luận án viện dẫn TCVN 362:2005 do Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 01/QĐ-BXD ngày 05/01/2006.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Hầu hết các công trình đã công bố chỉ tiếp cận cây xanh ở góc độ kiến trúc cảnh quan, bố trí trong phạm vi đô thị hoặc khu dân cư, hoặc thí nghiệm xử lý khí độc cô lập trong nhà kính. Luận án này định vị việc giải quyết khoảng trống thực nghiệm: kết hợp dữ liệu quan trắc thực địa môi trường đất, nước và không khí với cấu trúc quần xã thực vật để xây dựng cơ sở khoa học môi trường, từ đó thiết lập quy hoạch hệ thống cây xanh chuyên biệt cho các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án vận dụng các cơ sở lý thuyết về lâm nghiệp môi trường, sinh thái học cảnh quan và quan điểm thổ nhưỡng - sinh thái "đất nào - cây ấy" nhằm đảm bảo tính thích nghi của loài cây với điều kiện nền đất và vi khí hậu.
Về hệ thống phân loại cây xanh trên đường giao thông, tác giả tổng hợp các tiêu chí:
- Phân loại theo công dụng kết hợp hình dạng: Dựa theo nhóm tác giả Nhà xuất bản Ortho Book (1989) trong sách Landscape plans, chia thành:
- Cây thân gỗ (trees): Gồm cây bóng mát và cây dáng đặc biệt (tán nhọn, hình tháp). Phân theo chiều cao trưởng thành thành 3 cỡ: cao (> 12m), trung bình (6 - 12m), thấp (< 6m).
- Cây che phủ đất (ground covers): Cây thân thảo hoặc cây bụi nhiều năm, có hoa hoặc không hoa, trồng che phủ nền đất hoặc phủ taluy chống xói mòn.
- Phân loại theo nguồn gốc: Cây xanh tự nhiên và cây trồng nhân tạo.
- Phân loại trên cơ sở bảo vệ môi trường: Cây cải thiện vi khí hậu; lọc bụi, chắn gió (giảm tốc độ gió từ 20% - 60%); giảm tiếng ồn (cây lá to, lá rộng làm giảm tới 25% tiếng ồn); tiết chất phitônxit diệt vi khuẩn; quang hợp tạo oxy.
- Phân loại theo nhu cầu sử dụng: Cây che bóng (shade), cây phủ xanh (screening), cây trang trí (esthetics).
- Phân loại theo đặc điểm thực vật học và kích thước: Cây lá rộng, lá kim; cây gỗ lớn (GOL, cao > 20 - 25m), cây gỗ trung bình (GOT, cao 10 - 20m), cây gỗ nhỏ (GON, cao < 10m).
- Phân loại theo chủ thể quản lý: Cây xanh công cộng (cây đường phố, công viên) và cây xanh khác (khuôn viên, vườn dân, rừng phân tán).
Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện đa dạng:
| Phương pháp |
Nội dung và quy trình kỹ thuật |
Công cụ, thiết bị và phần mềm sử dụng |
| Phân tích cấu trúc quần xã thực vật |
Đo đếm cây gỗ có đường kính ngang ngực DBH (tại chiều cao 1,37m) ≥ 10cm; đo chiều cao H, đường kính tán; đánh giá phân bố tương quan giữa H và DBH quanh đường đồ thị chuẩn H = 100D (theo UNESCO 1979, Rollet 1974, Oldeman 1974, Pascal J. 1988). Xác định cá thể non/tái sinh (H > 100D), trưởng thành (H ≈ 100D) và già cỗi/hư hỏng (H < 100D). |
Thước dây, máy định vị GPS cầm tay. |
| Định danh thành phần loài |
Thu thập mẫu vật thân, cành, lá, hoa, quả (3 mẫu/cây gỗ; 1 mẫu/cây thảo); xử lý trong phòng thí nghiệm; phân loại taxon theo Vườn thực vật Kew (Brummitt, 1992; Brummitt & Powell, 1992); tra cứu định danh. |
Sách Cây cỏ Việt Nam (Phạm Hoàng Hộ), Thực vật chí Đông Dương (H. Lecomte); so mẫu chuẩn tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, ĐHKHTN. |
| Quan trắc môi trường không khí |
Lấy mẫu ở độ cao 1,5m, thời gian 60 phút/mẫu, khung giờ 8h - 17h; bố trí lấy mẫu đồng thời tại vị trí trước hàng cây (lề đường) và sau hàng cây (khoảng cách 5 - 15m), so sánh với điểm đối chứng không có hàng cây; thực hiện vào mùa khô và mùa mưa. |
Máy thu khí Kimoto HS7 (Nhật Bản), lưu tốc hút 2 lít/phút. |
| Quan trắc môi trường đất |
Thu mẫu đất tầng mặt độ sâu 0 - 40cm theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp (trộn đều 5 điểm dọc theo hàng cây thành 1 mẫu) để phân tích lý hóa tính. |
Dụng cụ lấy mẫu đất, quy trình phân tích thổ nhưỡng trong phòng thí nghiệm. |
| Quan trắc môi trường nước mặt |
Thu mẫu nước mặt tĩnh (độ sâu < 40cm), thể tích 2 lít/mẫu; bảo quản mẫu theo TCVN 6663-3:2003 (axit HNO3 đặc cho phân tích kim loại nặng, bảo quản lạnh cho BOD5). |
Bình lấy mẫu, hóa chất bảo quản, chỉ tiêu phân tích BOD5, COD, TSS, kim loại nặng. |
| Số hóa và thiết kế không gian |
Định vị các điểm quan trắc; phân tích bản đồ không gian tuyến đường; thiết kế phối cảnh mô hình dải cây xanh và sơ đồ quy hoạch phân đoạn. |
Phần mềm MapInfo 15.0, phần mềm AutoCAD, ảnh vệ tinh SPOT 5 độ phân giải cao, Google Maps. |
| Chuyên gia và phân tích tổng hợp |
Phỏng vấn, tham vấn ý kiến các chuyên gia cầu đường, lâm nghiệp, sinh thái thực vật và nhà quản lý về hiện trạng, tiêu chuẩn kỹ thuật và phân cấp quản lý. |
Bảng hỏi chuyên gia, phương pháp tổng hợp dữ liệu thứ cấp và sơ cấp. |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Khái lược về hệ thống đường quốc lộ vùng nghiên cứu; Tình hình nghiên cứu về quy hoạch cây xanh trên thế giới và ở Việt Nam; Hiện trạng và phân loại cây xanh trên các đường giao thông
Chương 1 hệ thống hóa khái niệm đường quốc lộ theo khoản a, mục 1, điều 39 Luật Giao thông đường bộ số 23/2008/QH12 và phân cấp quản lý thuộc Bộ Giao thông vận tải. Tác giả trình bày thống kê cấu trúc mạng lưới đường bộ Việt Nam gồm 21.100km quốc lộ (chiếm 4%), 26.950km đường đô thị (5%), 28.910km đường tỉnh (5,1%), 58.430km đường huyện (10%), 144.670km đường liên xã (25%), 289.790km đường thôn xóm/nội đồng (51%) và 741km đường cao tốc. Vận tải đường bộ chiếm 80 - 90% khối lượng hàng hóa và 59 - 70% khối lượng vận chuyển hành khách cả nước; riêng tại ĐBSH tỷ trọng này đạt 50% khối lượng hàng hóa và gần 90% khối lượng vận chuyển hành khách.
| Loại đường |
Chiều dài (km) |
Tỷ lệ (%) |
| Đường quốc lộ |
21.100 |
4,0 |
| Đường đô thị |
26.950 |
5,0 |
| Đường tỉnh |
28.910 |
5,1 |
| Đường huyện |
58.430 |
10,0 |
| Đường liên xã |
144.670 |
25,0 |
| Đường thôn xóm, trục nội đồng |
289.790 |
51,0 |
| Đường cao tốc |
741 |
0,1 |
Chương này phân tích tổng quan các tuyến đường huyết mạch tại vùng ĐBSH: QL1A, QL2, QL3, QL6, QL32, đường Hồ Chí Minh, QL5, QL18, đường Bắc Thăng Long - Nội Bài (đường Võ Văn Kiệt), QL10 và QL39. Tác giả đánh giá hiện trạng cây xanh đường giao thông trong vùng còn nhiều tồn tại: vị trí và khoảng cách trồng chưa hợp lý; nhiều loài cây gỗ thấp, tán thấp, lá rụng nhiều, rễ chùm ăn nổi trên tầng đất mượn dễ bị đổ gãy; dải phân cách và vòng xuyến còn tồn tại bê tông khô cứng hoặc cỏ dại thiếu chăm sóc; ý thức người dân còn hạn chế (chặt phá cây, trộm cây cảnh, chăn thả gia súc); quản lý nhà nước còn phân tán, thiếu cơ chế xã hội hóa và thiếu bản quy hoạch tổng thể mang tính chiến lược. Chương 1 cũng phân loại chi tiết các nhóm cây xanh theo công dụng, hình dạng, nguồn gốc, chức năng bảo vệ môi trường, thực vật học và chủ thể quản lý.
Chương 2: Đối tượng, nội dung, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng, nội dung và cơ sở lựa chọn 5 tuyến quốc lộ trọng điểm vùng ĐBSH:
- Trục Hà Nội – Hải Phòng (QL5 cũ): Tuyến đường lâu đời, mật độ dân cư và lưu lượng phương tiện rất cao, quỹ đất hai bên đường hạn hẹp.
- Trục Bắc – Nam (QL1A): Tuyến huyết mạch dài 2.301km qua 32 tỉnh thành; đoạn qua ĐBSH dài khoảng 200km (qua Bắc Ninh, Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình) có mật độ giao thông cao nhất tuyến, tiêu chuẩn kỹ thuật còn thấp so với nhu cầu thực tế.
- Trục Hà Nội – Lào Cai (QL2): Dài khoảng 350km nối với QL70; đoạn Nội Bài - Vĩnh Yên dài 30km đã nâng cấp lên 4 làn xe, chất lượng mặt đường tốt.
- Trục kết nối trung tâm Hà Nội đến Cảng hàng không quốc tế Nội Bài (đường Võ Văn Kiệt / Bắc Thăng Long - Nội Bài): Xây dựng từ đầu thập niên 1990 với quy mô 4 làn xe, tốc độ khống chế dưới 80km/h; giai đoạn 2001 - 2009 sản lượng hành khách qua sân bay tăng 16,8%/năm khiến áp lực giao thông trên tuyến tăng mạnh.
- Trục Hà Nội – Quảng Ninh (QL18): Tuyến giao thông dài 341km qua Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Dương, Quảng Ninh; kết nối các trung tâm công nghiệp và cảng biển.
Về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội vùng ĐBSH: Diện tích tự nhiên 21.049 km2 (chiếm 6,4% cả nước), dân số đông với mật độ 994 người/km2 (năm 2015), đóng góp trên 26% GDP và 32% xuất khẩu cả nước. Địa hình dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam; 58,4% diện tích có cao trình mặt đất dưới 2m; trên 72% diện tích dưới 3m (chịu ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều và lũ sông). Khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm 85% tổng lượng mưa năm (tháng 8 mưa lớn nhất đạt 300 - 400mm, cực đại 569mm); gió bão từ tháng 6 đến tháng 10 có tốc độ ven bờ vượt 50m/s. Hệ thống sông ngòi gồm sông Hồng và sông Thái Bình liên hoàn qua sông Đuống và sông Luộc, lưu lượng nước mùa lũ chiếm 75% cả năm. Thổ nhưỡng có 5 nhóm đất chính: đất phù sa, đất glây, đất chua mặn, đất mặn và đất bạc màu.
Chương này trình bày chi tiết quy trình lấy mẫu thực địa (4 đợt), phương pháp lâm học phân tích H = 100D, định danh loài theo Vườn thực vật Kew, phương pháp quan trắc không khí bằng máy Kimoto HS7 tại các vị trí trước và sau hàng cây trên QL2 (tọa độ điểm 1: N:21°16’50,5”; E:105°28’34,9”), đường Võ Văn Kiệt, QL18, QL5, QL1A; quy trình lấy mẫu đất hỗn hợp 0 - 40cm, lấy mẫu nước mặt tĩnh (< 40cm) bảo quản theo TCVN 6663-3:2003, cùng việc sử dụng các phần mềm MapInfo 15.0 và AutoCAD.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và các đề xuất quy hoạch:
- Đánh giá hiện trạng thành phần loài và cấu trúc dải cây xanh: Thống kê thành phần thực vật hiện có trên 5 tuyến quốc lộ, phân loại các cây gỗ theo đường kính tán, chiều cao và tỷ lệ H/DBH để xác định cấu trúc tuổi thọ và độ ổn định sinh học của cây.
- Kết quả quan trắc chất lượng môi trường không khí: Đánh giá nồng độ bụi lơ lửng (TSP), bụi PM10 và các chất khí ô nhiễm tại các điểm quan trắc vào mùa khô và mùa mưa. So sánh số liệu giữa vị trí trước hàng cây và sau hàng cây (cách 5 - 15m), cũng như giữa đoạn đường có cây và không có cây. Kết quả thể hiện qua các đồ thị về hiệu quả cản chất ô nhiễm tại QL2 (điểm 1 và điểm 2), đường Võ Văn Kiệt, QL18, QL5 và QL1A, xác nhận các dải cây xanh có khả năng cản bụi và giảm nồng độ chất ô nhiễm đáng kể.
- Kết quả quan trắc chất lượng môi trường đất và nước: Phân tích thành phần cơ giới, độ chua, dinh dưỡng và kim loại trong đất phù sa và đất xám bạc màu trên phù sa cổ; phân tích các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS và kim loại nặng trong nước mặt rãnh thoát nước ven đường, xác định mức độ tích lũy chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông.
- Cơ sở khoa học môi trường cho định hướng quy hoạch: Đưa ra các nguyên tắc quy hoạch dựa trên khả năng chịu đựng ô nhiễm, thích ứng điều kiện đất đai ("đất nào - cây ấy"), bảo đảm an toàn giao thông (tầm nhìn, không che khuất biển báo và đèn chiếu sáng) và cảnh quan sinh thái.
- Đề xuất tập đoàn cây trồng:
- Cây thân gỗ trồng vỉa hè, lề đường, dải phân cách cố định (cây bóng mát): Các loài cây rễ cọc đâm sâu, cành dẻo dai chống chịu gió bão, tán lá rộng cản bụi tốt (như Sấu, Xà cừ...).
- Cây thân thảo và cây bụi trồng dải phân cách: Các loài cây có hoa, lá xanh quanh năm, chịu hạn, chịu cắt tỉa để chống chói đèn pha ban đêm và phân luồng giao thông.
- Cây thân thảo và cỏ phủ taluy: Các loài cỏ chịu hạn, đan rễ dày nhằm giữ đất, chống xói mòn taluy nền đường (kỹ thuật lát cỏ thành ô vuông hoặc lát chồng các vầng cỏ).
- Xây dựng 6 mô hình cây xanh và thiết kế phối cảnh trên AutoCAD (gồm mô hình 3, mô hình 4, mô hình 5 với cây sấu, mô hình 6 với cây xà cừ).
- Đề xuất quy hoạch cụ thể cho hai đoạn tuyến điển hình:
- Đoạn đường Võ Văn Kiệt: Phân chia và lập sơ đồ quy hoạch chi tiết cho 9 đoạn trên phần mềm MapInfo 15.0.
- Đoạn QL2 cũ (Nội Bài – Vĩnh Yên): Phân chia và lập sơ đồ quy hoạch chi tiết cho 8 đoạn trên phần mềm MapInfo 15.0.
- Hệ thống giải pháp thực hiện: Nhóm giải pháp quản lý tổng thể; nhóm giải pháp khoa học kỹ thuật (chọn giống, kỹ thuật trồng, đào hố, bón lót, cắt tỉa, phòng trừ sâu bệnh); nhóm giải pháp cơ chế quản lý, chính sách và huy động xã hội hóa.
Kết quả và những đóng góp mới
Luận án tự xác định các đóng góp mới về mặt lý luận và thực tiễn:
- Lần đầu tiên đã điều tra, đánh giá tổng hợp được thực trạng thành phần loài, cấu trúc các dải cây xanh cũng như các đặc tính lý, hóa học lớp phủ thổ nhưỡng, nước mặt của các dải cây xanh và các khoảng trống có khả năng quy hoạch cây xanh ở một số tuyến quốc lộ chính vùng ĐBSH.
- Đã xây dựng được cơ sở khoa học cho định hướng quy hoạch cây xanh trên các tuyến quốc lộ chính vùng ĐBSH và đề xuất quy hoạch cây xanh cụ thể cho các đoạn QL2 và đường Võ Văn Kiệt đáp ứng mục tiêu an toàn giao thông, góp phần phát triển kinh tế - xã hội và ổn định sinh thái môi trường.
Về mặt ứng dụng và kiến nghị giải pháp:
- Luận án cung cấp cơ sở khoa học môi trường làm căn cứ nghiên cứu điều chỉnh một số chỉ tiêu trong quy chuẩn xây dựng, tiêu chuẩn thiết kế về cây xanh đường quốc lộ vùng ĐBSH.
- Đề xuất tập đoàn cây trồng phân tầng (gỗ lớn bóng mát, cây bụi dải phân cách, thảm cỏ phủ taluy) phù hợp với đất phù sa và đất xám bạc màu.
- Cung cấp mô hình quy hoạch chi tiết phân đoạn trên đường Võ Văn Kiệt (9 đoạn) và QL2 (8 đoạn) có thể chuyển giao cho các cơ quan quản lý giao thông và đô thị ứng dụng vào thực tế lập, thẩm định và quản lý quy hoạch cây xanh.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Về hạn chế: Dữ liệu thực nghiệm của luận án tập trung khảo sát trên 5 tuyến quốc lộ trọng điểm (QL1A, QL2, QL5, QL18, Võ Văn Kiệt) và xây dựng phương án quy hoạch chi tiết trên 2 đoạn tuyến đại diện (đoạn Nội Bài - Vĩnh Yên và đường Võ Văn Kiệt), chưa thể bao quát toàn bộ hơn 10 tuyến quốc lộ và các mạng lưới giao thông đường bộ khác trên toàn địa bàn ĐBSH do đặc thù chiều dài tuyến trải rộng và giới hạn nguồn lực khảo sát.
Về hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng phạm vi quan trắc môi trường và khảo sát cấu trúc thực vật trên các tuyến quốc lộ liên tỉnh khác và hệ thống đường cao tốc mới xây dựng trong vùng ĐBSH.
- Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tích tụ sinh học các kim loại nặng và chất độc hại trong sinh khối lá, vỏ và rễ của từng loài cây thân gỗ cụ thể trong điều kiện vận hành giao thông liên tục dài hạn.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng cho nhiều nhóm đối tượng:
- Các cơ quan quản lý nhà nước: Bộ Giao thông vận tải, Bộ Xây dựng, Tổng cục Đường bộ Việt Nam, Ủy ban nhân dân và các Sở Giao thông vận tải, Sở Xây dựng các tỉnh thuộc vùng ĐBSH trong việc rà soát, điều chỉnh quy hoạch mảng xanh giao thông và ban hành quy chế quản lý cây xanh đường bộ.
- Đơn vị tư vấn thiết kế hạ tầng giao thông: Tham khảo danh mục tập đoàn cây trồng, quy cách trồng theo từng nền đất và 6 mô hình phối cảnh cây xanh trên AutoCAD để thiết kế cảnh quan dải phân cách, vỉa hè và taluy nền đường.
- Giới học thuật: Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học Môi trường, Môi trường đất và nước, Lâm nghiệp đô thị, Kỹ thuật công trình giao thông có thể khai thác phương pháp luận tích hợp giữa quan trắc môi trường (máy Kimoto HS7, TCVN 6663-3:2003) với mô hình cấu trúc lâm học H = 100D và kỹ thuật số hóa bản đồ bằng MapInfo 15.0.
Câu hỏi thường gặp
-
Luận án lựa chọn khảo sát thực nghiệm trên những tuyến quốc lộ nào tại vùng ĐBSH và vì sao?
Luận án lựa chọn 5 tuyến quốc lộ trọng điểm gồm: QL1A (trục Bắc - Nam qua Bắc Ninh, Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình với mật độ xe cao nhất), QL2 (trục Hà Nội - Lào Cai), đường Võ Văn Kiệt (trục độc đạo kết nối Hà Nội với sân bay Nội Bài), QL18 (trục Hà Nội - Quảng Ninh) và QL5 cũ (trục Hà Nội - Hải Phòng). Đây là các tuyến giao thông huyết mạch, kết nối tam giác kinh tế Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh và các cửa ngõ quốc tế, có lưu lượng phương tiện cơ giới dày đặc, ô nhiễm không khí cao và mật độ dân cư tập trung lớn.
-
Tác giả đã sử dụng mô hình toán học lâm nghiệp nào để đánh giá cấu trúc sinh trưởng của cây xanh trên các tuyến đường?
Tác giả áp dụng mô hình phân tích mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn (H) và đường kính ngang ngực (DBH tại độ cao 1,37m, ký hiệu D) dao động quanh đường đồ thị chuẩn $H = 100D$ theo phương pháp nghiên cứu hệ sinh thái rừng nhiệt đới của UNESCO (1979), Rollet (1974), Oldeman (1974) và Pascal J. (1988). Theo đó:
- Cây có $H > 100D$: Đang ở giai đoạn non hoặc tái sinh.
- Cây dao động quanh $H = 100D$: Đang ở giai đoạn sinh trưởng trưởng thành ổn định.
- Cây có $H < 100D$: Đang tiến tới kích thước tối đa, hoặc ở dạng già cỗi, hư hỏng, sâu bệnh.
-
Phương pháp và thiết bị nào được sử dụng để xác định khả năng cản ô nhiễm không khí của dải cây xanh?
Nghiên cứu sử dụng máy thu khí chuyên dụng Kimoto HS7 (Nhật Bản) với lưu tốc 2 lít/phút, lấy mẫu ở độ cao 1,5m trong thời gian 60 phút (khung giờ 8h - 17h). Mẫu được thu đồng thời tại hai vị trí: trước hàng cây (sát mép đường) và sau hàng cây (khoảng cách 5 - 15m), so sánh trực tiếp với các điểm đối chứng không có hàng cây trên cùng một tuyến đường, thực hiện trong cả mùa khô và mùa mưa để tính toán tỷ lệ chênh lệch nồng độ chất ô nhiễm (TSP, PM10, khí độc).
-
Luận án lập phương án quy hoạch chi tiết cho những đoạn tuyến cụ thể nào?
Tác giả đã xây dựng phương án quy hoạch phân đoạn không gian chi tiết trên phần mềm MapInfo 15.0 cho 2 trường hợp cụ thể:
- Đoạn đường Võ Văn Kiệt (Bắc Thăng Long - Nội Bài): Được chia thành 9 phân đoạn quy hoạch.
- Đoạn Nội Bài – Vĩnh Yên thuộc tuyến QL2 cũ: Được chia thành 8 phân đoạn quy hoạch.
- Tập đoàn cây xanh đề xuất cho các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH được chia thành các nhóm chức năng nào?
Tập đoàn cây trồng được phân thành 3 nhóm chức năng:
- Cây thân gỗ (cây bóng mát): Trồng ở vỉa hè, lề đường và dải phân cách cố định rộng; ưu tiên các loài rễ cọc sâu, cành dai chống đổ gãy, tán rộng cản bụi.
- Cây thân thảo và cây bụi: Trồng ở dải phân cách giữa; đóng vai trò phân làn, chống chói đèn pha của phương tiện ngược chiều vào ban đêm và thanh lọc khí thải tầng thấp.
- Cây thân thảo và cỏ phủ taluy: Trồng phủ nền đất và mái dốc taluy bằng kỹ thuật lát cỏ ô vuông hoặc lát chồng vầng cỏ nhằm chống xói mòn và sạt lở nền đường.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của Lê Xuân Thái đã xây dựng cơ sở khoa học môi trường cho định hướng quy hoạch mảng xanh giao thông trên các tuyến quốc lộ vùng ĐBSH thông qua việc tích hợp số liệu thực nghiệm đa thành phần về chất lượng đất, nước mặt, không khí và cấu trúc lâm học cây trồng. Bằng việc phân tích thực trạng 5 tuyến quốc lộ trọng điểm và đánh giá hiệu quả ngăn cản chất ô nhiễm của dải cây xanh, tác giả đã cụ thể hóa nguyên tắc sinh thái thổ nhưỡng "đất nào - cây ấy" vào việc lựa chọn tập đoàn cây trồng và thiết kế 6 mô hình cảnh quan. Đồ án quy hoạch phân đoạn chi tiết cho đường Võ Văn Kiệt và tuyến QL2 cũ đóng góp cơ sở dữ liệu thực tiễn phục vụ công tác lập, thẩm định và quản lý hạ tầng giao thông đường bộ bền vững. Công trình là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhà quản lý giao thông, kỹ sư xây dựng cảnh quan và các nhà nghiên cứu sinh thái môi trường.