Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Rừng ngập mặn (RNM) tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh nằm trong hệ sinh thái đất ngập nước ven biển Đông Bắc, từng sở hữu diện tích trên 6.000 ha với tính đa dạng sinh học cao nhất khu vực miền Bắc Việt Nam. Hệ sinh thái này giữ vai trò bảo vệ bờ biển, cửa sông, hạn chế xói lở, ngăn triều cường, bão lũ và tạo sinh kế thủy sản ổn định cho cộng đồng địa phương. Tuy nhiên, hoạt động chặt phá bừa bãi, khai thác thủy hải sản thiếu kiểm soát dưới tán rừng và việc chuyển đổi tự phát đất rừng sang đầm nuôi tôm công nghiệp đã khiến diện tích RNM Tiên Yên suy thoái 50% - 60% cả về diện tích lẫn chất lượng. Trong 15 năm (1999 - 2014), khoảng 1.000 ha đất ngập mặn bị suy thoái hoàn toàn và rơi vào tình trạng bỏ hoang, đưa hệ sinh thái RNM Tiên Yên vào nhóm 12 hệ sinh thái đặc thù bị suy thoái nghiêm trọng nhất tại Việt Nam.
Trước yêu cầu cấp thiết về quản lý không gian và bảo tồn tài nguyên, đề tài xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:
- Thu thập, tổng hợp nguồn số liệu, dữ liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội để xác định và đánh giá các tác động của con người đến từng khu vực RNM.
- Phân loại các dạng tác động nhân vi sinh và lượng hóa mức độ ảnh hưởng của chúng trên địa bàn nghiên cứu.
- Xây dựng hệ thống các bản đồ chuyên đề đơn tính phản ánh từng nguồn tác động.
- Ứng dụng công nghệ GIS (phần mềm MapInfo, Microstation) xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ tổng hợp tác động của con người đến RNM trên cơ sở chồng xếp các lớp dữ liệu không gian.
- Phân tích không gian và đề xuất các giải pháp khả thi nhằm phục hồi, bảo vệ và phát triển bền vững HST RNM.
- Đề xuất định hướng quy hoạch sử dụng đất RNM phục vụ công tác quản lý nhà nước tại địa phương.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Thông tin hiện trạng tài nguyên RNM, biến động diện tích, dân số, lao động, cơ cấu kinh tế, tốc độ đô thị hóa; cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính; các phần mềm GIS (MapInfo, Microstation, ArcGIS); hệ thống bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
- Phạm vi không gian: Tập trung tại 5 xã ven biển có diện tích RNM lớn thuộc huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh gồm: Đồng Rui, Hải Lạng, Tiên Lãng, Đông Ngũ và Đông Hải.
- Phạm vi thời gian: Thực hiện từ ngày 18/08/2014 đến ngày 01/01/2015; chuỗi số liệu thống kê thu thập trong giai đoạn 2010 - 2014.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng trên nền tảng khung lý luận quản lý tài nguyên đất ngập nước, các định nghĩa môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, định nghĩa đất ngập nước theo Điều 1.1 Công ước Ramsar (1971), Công ước Đa dạng sinh học (CBD 1992), cùng các nguyên lý phát triển bền vững của Brundtland (1987) và FAO (1989). Các công trình nghiên cứu phân bố RNM của Phan Nguyên Hồng (1987), Maurand (1943), Spalding và cộng sự (1997) được sử dụng để đối chiếu hiện trạng sinh thái vùng ven biển Đông Bắc.
Hệ thống căn cứ pháp lý áp dụng trong đề tài gồm:
- Luật Đa dạng sinh học số 20/2008/QH12; Luật Bảo vệ Môi trường số 52/2014/QH13; Luật Bảo vệ và Phát triển rừng năm 2004;
- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn Luật Bảo vệ Môi trường; Nghị định số 43/2014/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành Luật Đất đai; Nghị định số 179/2013/NĐ-CP về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực môi trường; Nghị định số 18/HĐBT về danh mục thực vật, động vật rừng quý hiếm;
- Văn bản số 405/TTg-KTN ngày 16/03/2009 của Thủ tướng Chính phủ về Đề án phục hồi và phát triển rừng ngập mặn ven biển giai đoạn 2008 - 2015; Quyết định số 2164/QĐ-BNN-HTQT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; Quy phạm số 08/2008/QĐ-BTNMT về thành lập bản đồ địa chính.
Đề tài sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:
- Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, hiện trạng rừng, kinh tế - xã hội tại Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Phòng Thống kê huyện Tiên Yên và Ban Quản lý Rừng phòng hộ.
- Phương pháp điều tra dã ngoại và phỏng vấn xã hội học: Khảo sát thực địa theo tuyến lát cắt địa hình Tây - Đông; tiến hành điều tra bảng hỏi bán cấu trúc đối với 75 hộ dân sinh sống tại 5 xã ven biển (Đồng Rui, Hải Lạng, Tiên Lãng, Đông Ngũ, Đông Hải) để định lượng tỷ lệ nhận thức về các nguồn tác động tiêu cực.
- Phương pháp phân tích, tổng hợp số liệu: Xử lý số liệu thuộc tính bằng Microsoft Excel và Visual FoxPro.
- Phương pháp thành lập bản đồ và phân tích GIS: Ứng dụng Microstation để chuẩn hóa và số hóa bản đồ nền; chuyển đổi định dạng và biên tập dữ liệu không gian, xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính, thành lập các bản đồ chuyên đề đơn tính và bản đồ tổng hợp trên phần mềm MapInfo Professional.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Phần mở đầu xác lập tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh diện tích RNM huyện Tiên Yên bị thu hẹp nghiêm trọng do các hoạt động nhân sinh thiếu quy hoạch. Tác giả chỉ rõ khoảng cách giữa nhu cầu quản lý tài nguyên thời gian thực với các công cụ quản lý thủ công truyền thống, từ đó khẳng định việc ứng dụng GIS là phương pháp tối ưu để số hóa, định lượng và chồng xếp không gian các nguồn tác động phục vụ công tác quy hoạch, quản lý của các cơ quan quản lý nhà nước cấp huyện.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Tác giả hệ thống hóa các cơ sở lý luận về hệ sinh thái RNM trên thế giới và tại Việt Nam, nêu bật cấu trúc địa lý của 4 phân vùng RNM ven biển Việt Nam theo phân loại của Phan Nguyên Hồng (1987). Chương này cũng tổng kết quá trình phát triển của công nghệ GIS trên thế giới từ hệ thống CGIS của Canada (1964) đến các ứng dụng viễn thám và GIS trong quản lý đất ngập nước tại Hoa Kỳ, Thái Lan, Sri Lanka; điểm lại các ứng dụng GIS trong quản lý biến động tài nguyên rừng và đất ngập nước tại Việt Nam (vùng Ba Lạt, Đồng Tháp Mười, Cần Thơ, Kon Tum, Lâm Đồng). Bên cạnh đó, tác giả phân tích chi tiết cấu trúc dữ liệu mô hình vector/raster và định dạng tệp tin quản lý của MapInfo (*.TAB, *.DAT, *.MAP, *.ID, *.IND, *.WOR, .MIF/.MID).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương 3 thiết kế quy trình công nghệ 5 bước thành lập bản đồ tác động: thu thập dữ liệu -> số hóa và chuẩn hóa bản đồ nền (Microstation) -> chuyển đổi dữ liệu sang MapInfo -> thiết lập cấu trúc cơ sở dữ liệu thuộc tính và không gian -> biên tập bản đồ chuyên đề đơn tính và kết xuất bản đồ tổng hợp. Tác giả quy định rõ các tiêu chí không gian tại 5 xã ven biển và phương pháp xử lý dữ liệu điều tra từ 75 phiếu phỏng vấn hộ dân nhằm phân nhóm các nguồn tác động nhân sinh chính.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương kết quả tập trung phân tích 4 nhóm nội dung chính:
-
Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội huyện Tiên Yên: Huyện có diện tích tự nhiên 64.789,74 ha, bờ biển dài 35 km, diện tích bãi triều 3.000 ha. Đất mặn chiếm 5.026,87 ha (7,76% diện tích tự nhiên). Cơ cấu kinh tế năm 2014 gồm: nông - lâm - thủy sản chiếm 44,5%, công nghiệp - xây dựng 34,9%, dịch vụ 20,6%. Dân số 46.804 người, trong đó 79,43% lao động làm việc trong khu vực nông lâm thủy sản (17.356 người).
-
Hiện trạng quản lý, sử dụng RNM và áp lực khai thác: Tổng diện tích đất ngập mặn tại 5 xã ven biển năm 2014 là 6.751,95 ha (gồm 3.143,65 ha rừng tự nhiên; 573,01 ha rừng trồng; 3.112 ha đất chưa có rừng với 1.216 ha có khả năng trồng rừng; 1.896,97 ha đầm bãi nuôi thủy sản). Sản lượng khai thác thủy sản toàn huyện tăng từ 1.514 tấn (năm 2010) lên 2.487 tấn (năm 2014). Tổng sản lượng gỗ và thủy sản khai thác từ RNM tại 5 xã năm 2014 đạt 4.980,62 tấn, dẫn đầu là xã Đồng Rui (1.433,5 tấn gỗ và 881,9 tấn thủy sản). Có 9 công trình hạ tầng đô thị hóa lấn chiếm 0,697 ha đất RNM.
-
Tổng hợp điều tra nhận thức cộng đồng (n = 75 hộ): Xác định 4 nguyên nhân tác động trực tiếp lớn nhất gồm: phá rừng làm đầm nuôi trồng thủy sản (28,71%), khai thác quá mức lâm sản và thủy sản bãi triều (23,92%), mật độ hoạt động và neo đậu tàu thuyền (20,57%), xây dựng công trình đô thị hóa (15,31%). Phá rừng làm củi đốt chiếm 4,31% và các tác động khác chiếm 1,31%.
| TT |
Nguồn tác động nhân sinh |
Tỷ lệ đánh giá (%) |
| 1 |
Chuyển đổi đất làm đầm nuôi trồng thủy sản |
28,71 |
| 2 |
Khai thác quá mức thủy hải sản và gỗ trên bãi triều |
23,92 |
| 3 |
Hoạt động di chuyển, neo đậu tàu thuyền mật độ cao |
20,57 |
| 4 |
Xây dựng công trình đô thị hóa, hạ tầng giao thông |
15,31 |
| 5 |
Chặt phá rừng ngập mặn lấy củi đốt |
4,31 |
| 6 |
Các tác động tiêu cực khác |
1,31 |
- Ứng dụng MapInfo xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ chuyên đề:
- Xây dựng 4 bảng dữ liệu thuộc tính: chuyển đổi nuôi trồng thủy sản (
Don_vi, Dien_tich_TS_2010, Dien_tich_TS_2014, Dien_tich_tang), sản lượng khai thác (San_luong_khai_thac_2010, San_luong_khai_thac_2014), mật độ tàu thuyền (So_luong_tau_thuyen), công trình đô thị hóa (Dien_tich_do_thi_hoa).
- Thiết kế CSDL không gian gồm 7 lớp:
Mau_HT, Chu_HT, Song, Ranh_gioi_HT, Duong, Khung, Ghi_chu.
- Thành lập các bản đồ chuyên đề bằng các thuật toán đồ giải trong MapInfo: Bản đồ biến động nuôi trồng thủy sản (phương pháp Ranges và Bar Chart - xác định xã Hải Lạng có diện tích chuyển đổi lớn nhất); Bản đồ sản lượng khai thác (phương pháp Dot Density với 1 chấm đỏ = 47 tấn và Bar Chart - xã Đồng Rui dẫn đầu); Bản đồ mật độ tàu thuyền (phương pháp Graduated dạng Industry - xã Tiên Lãng có mật độ cao nhất); Bản đồ công trình đô thị hóa (phương pháp Graduated dạng Income - xã Đông Hải chiếm diện tích chuyển đổi lớn nhất với 0,42 ha qua 4 công trình).
- Kết xuất Bản đồ tổng hợp tác động của con người đến RNM huyện Tiên Yên và đề xuất giải pháp quy hoạch không gian cho từng xã (quy hoạch NTTS công nghiệp và du lịch sinh thái tại Đồng Rui; thu hồi ao đầm bỏ hoang để trồng rừng tại Tiên Lãng; quy hoạch điểm neo đậu tàu thuyền tập trung; phân vùng bảo vệ nghiêm ngặt tại Đông Ngũ).
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tổng kết kết quả ứng dụng GIS trong việc mô hình hóa không gian các tác động nhân vi sinh đối với RNM Tiên Yên; kiến nghị Ủy ban nhân dân huyện Tiên Yên và các cơ quan quản lý chuyên ngành áp dụng bộ cơ sở dữ liệu số và bản đồ thành lập vào công tác quản lý hiện trạng, cấp phép sử dụng bãi triều và triển khai các dự án trồng rừng phục hồi.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận lượng hóa chi tiết hiện trạng phân bố không gian và các nguồn áp lực nhân vi sinh lên tài nguyên RNM tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên năm 2014:
| Xã |
Tổng diện tích tự nhiên (ha) |
Diện tích đất ngập mặn (ha) |
Rừng tự nhiên (ha) |
Rừng trồng (ha) |
Đầm bãi nuôi thủy sản (ha) |
Sản lượng khai thác gỗ 2014 (tấn) |
Sản lượng khai thác thủy sản 2014 (tấn) |
| Đồng Rui |
4.908,43 |
2.574,80 |
1.846,50 |
185,20 |
543,10 |
1.433,50 |
881,90 |
| Hải Lạng |
8.125,50 |
1.821,30 |
482,30 |
154,60 |
684,40 |
367,01 |
301,80 |
| Tiên Lãng |
3.514,25 |
985,40 |
312,15 |
98,41 |
374,84 |
263,73 |
290,20 |
| Đông Hải |
4.812,60 |
832,15 |
280,40 |
74,50 |
194,25 |
770,27 |
230,20 |
| Đông Ngũ |
5.246,20 |
538,30 |
222,30 |
60,30 |
100,38 |
139,11 |
302,90 |
| Tổng cộng |
26.606,98 |
6.751,95 |
3.143,65 |
573,01 |
1.896,97 |
2.973,62 |
2.007,00 |
Các giải pháp tác giả đề xuất:
- Nhóm giải pháp quy hoạch không gian: Quy hoạch vùng nuôi thủy sản tập trung công nghiệp tại xã Đồng Rui và Đông Hải; chuyển đổi các diện tích đầm tôm kém hiệu quả, ao đầm bỏ hoang tại xã Tiên Lãng để trồng phục hồi rừng; quy hoạch các điểm bến bãi neo đậu tàu thuyền cố định tránh xâm hại rễ cây ngập mặn; thiết lập phân khu bảo vệ nghiêm ngặt hệ sinh thái RNM nguyên sinh tại xã Đông Ngũ.
- Nhóm giải pháp cơ chế, chính sách và kỹ thuật: Tăng cường tuần tra, giám sát vi phạm môi trường theo Nghị định 179/2013/NĐ-CP; giao đất giao rừng ngập mặn gắn liền với quyền lợi khai thác thủy sản dưới tán rừng có chứng chỉ; ứng dụng công nghệ GIS trong cập nhật định kỳ biến động đường bờ và diện tích rừng.
Đóng góp của khóa luận:
- Xây dựng thành công bộ cơ sở dữ liệu địa lý hoàn chỉnh (gồm 7 lớp dữ liệu không gian và 4 bảng thuộc tính chuẩn hóa) về tác động của con người đến RNM trên địa bàn cấp huyện.
- Cung cấp tài liệu bản đồ chuyên đề trực quan giúp cơ quan quản lý tài nguyên địa phương nhận diện chính xác "điểm nóng" suy thoái (Hải Lạng về chuyển đổi ao đầm; Đồng Rui về khai thác thủy lâm sản; Tiên Lãng về mật độ tàu thuyền; Đông Hải về đô thị hóa).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Đề tài giới hạn không gian nghiên cứu tại 5 xã ven biển thuộc huyện Tiên Yên; nguồn dữ liệu không gian phụ thuộc vào bản đồ nền số hóa từ Microstation và thống kê hành chính, chưa tích hợp ảnh vệ tinh viễn thám đa thời gian độ phân giải cao để tự động giải đoán biến động che phủ tán rừng; phần mềm MapInfo chủ yếu xử lý phân tích chuyên đề 2D dạng vector, chưa thực hiện các mô hình đánh giá đa tiêu chí không gian phức tạp (MCDA/AHP).
- Hướng nghiên cứu tiếp: Tích hợp dữ liệu ảnh viễn thám quang học/SAR (Sentinel, Landsat) nhằm xây dựng chuỗi dữ liệu giám sát tự động biến động rừng ngập mặn đa thời gian; mở rộng quy mô xây dựng CSDL không gian cho toàn bộ dải rừng ngập mặn phòng hộ ven biển tỉnh Quảng Ninh.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên môn hữu ích cho sinh viên, học viên các ngành Địa chính Môi trường, Quản lý đất đai, Quản lý tài nguyên rừng, Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Khoa học môi trường:
- Quy trình kỹ thuật: Cung cấp chi tiết các bước thiết lập cấu trúc bảng thuộc tính, số hóa lớp không gian và sử dụng các công cụ chuyên đề trong MapInfo Professional (
Create Thematic Map dạng Ranges, Dot Density, Graduated, Bar Chart).
- Dữ liệu thực tế: Cung cấp hệ thống số liệu định lượng cụ thể về hiện trạng diện tích rừng, đầm nuôi trồng thủy sản, sản lượng khai thác và danh mục các công trình chuyển đổi đất ngập mặn tại huyện Tiên Yên giai đoạn 2010 - 2014.
Câu hỏi thường gặp
1. Bốn nguồn tác động nhân sinh chính làm suy thoái rừng ngập mặn Tiên Yên được xác định trong nghiên cứu là gì?
Kết quả điều tra 75 hộ dân và phân tích không gian chỉ ra 4 tác động chính: chuyển đổi đất rừng sang đầm nuôi trồng thủy sản (chiếm 28,71% ý kiến), khai thác quá mức nguồn lợi thủy sản và gỗ trên bãi triều (23,92%), mật độ hoạt động và neo đậu tàu thuyền lớn (20,57%), và chuyển đổi đất làm các công trình đô thị hóa, giao thông (15,31%).
2. Hiện trạng đất rừng ngập mặn tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên năm 2014 phân bố như thế nào?
Tổng diện tích đất ngập mặn tại 5 xã là 6.751,95 ha. Trong đó, đất có rừng tự nhiên là 3.143,65 ha (Đồng Rui chiếm nhiều nhất với 1.846,50 ha); đất có rừng trồng là 573,01 ha; đất chưa có rừng là 3.112 ha (trong đó 1.216 ha có khả năng trồng rừng và 1.896,97 ha là đầm bãi nuôi thủy sản).
3. Tác giả đã sử dụng các phương pháp đồ giải chuyên đề nào trong MapInfo để biểu diễn các nguồn tác động?
Tác giả sử dụng phương pháp phân khoảng tô màu thang bậc (Ranges) kết hợp biểu đồ cột (Bar Chart) để biểu diễn biến động diện tích nuôi trồng thủy sản; phương pháp mật độ điểm (Dot Density, 1 chấm đỏ = 47 tấn) để biểu diễn sản lượng khai thác gỗ và thủy sản; phương pháp ký hiệu theo cấp độ (Graduated) dạng Industry cho mật độ tàu thuyền và dạng Income cho diện tích các công trình đô thị hóa.
4. Địa phương nào tại huyện Tiên Yên có sản lượng khai thác gỗ và thủy sản từ RNM cao nhất năm 2014?
Xã Đồng Rui có sản lượng khai thác cao nhất toàn huyện trong năm 2014 với 1.433,50 tấn gỗ và 881,90 tấn thủy hải sản, vượt trội so với các xã Đông Hải, Hải Lạng, Tiên Lãng và Đông Ngũ.
5. Đề tài đề xuất giải pháp quy hoạch không gian cụ thể nào cho các xã Tiên Lãng và Đông Ngũ?
Đối với xã Tiên Lãng, đề tài đề xuất thu hồi các diện tích ao đầm nuôi thủy sản bỏ hoang kém hiệu quả để lập kế hoạch trồng phục hồi RNM và quy hoạch các điểm tập kết tàu thuyền cố định. Đối với xã Đông Ngũ, đề tài đề xuất khoanh vùng không gian bảo vệ nghiêm ngặt diện tích rừng ngập mặn tự nhiên hiện có.
Kết luận
Khóa luận của tác giả Đào Thị Mai Thịnh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu ứng dụng công nghệ GIS trong việc quản lý, lượng hóa và biểu diễn không gian các nguồn tác động nhân vi sinh đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. Thông qua việc tích hợp 7 lớp bản đồ không gian và 4 bảng dữ liệu thuộc tính trên nền phần mềm MapInfo, nghiên cứu đã xây dựng thành công bản đồ tổng hợp tác động môi trường và chỉ rõ các khu vực trọng điểm suy thoái tại 5 xã ven biển. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực chứng tin cậy phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất, phân vùng bảo tồn và phục hồi bền vững tài nguyên rừng ngập mặn tại địa phương.
