Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hệ sinh thái rừng ngập mặn (RNM) tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh có quy mô ban đầu hơn 6.000 ha, từng được xem là hệ sinh thái rừng ngập mặn điển hình và đa dạng sinh học bậc nhất khu vực phía Bắc Việt Nam. Tuy nhiên, do áp lực từ các hoạt động nhân sinh như phá rừng lấy củi, chuyển đổi đất đắp đầm nuôi tôm không hợp lý, neo đậu tàu thuyền và phát triển công trình đô thị hóa, diện tích và chất lượng RNM tại địa phương đã suy giảm từ 50% đến 60%. Trong giai đoạn 15 năm trước thời điểm nghiên cứu, khoảng 1.000 ha đất ngập mặn bị suy thoái hoàn toàn và bỏ hoang. Rừng ngập mặn ven biển Đông Bắc thuộc Tiên Yên bị xếp vào nhóm 1 trong 12 hệ sinh thái đặc thù chịu suy thoái nghiêm trọng nhất tại Việt Nam.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đào Thị Mai Thịnh (Chuyên ngành Địa chính Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, 2015, người hướng dẫn: ThS. Ngô Thị Hồng Gấm) thực hiện đề tài nhằm giải quyết các nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Thu thập và tổng hợp số liệu, dữ liệu nhằm xác định, đánh giá các tác động của con người đến từng khu vực RNM.
  2. Xác định các dạng tác động chính và mô tả mức độ ảnh hưởng của chúng trên bản đồ được thành lập.
  3. Xây dựng các bản đồ chuyên đề phản ánh từng yếu tố tác động nhân sinh.
  4. Ứng dụng công nghệ GIS (phần mềm MapInfo và MicroStation) để xây dựng bản đồ tổng hợp tác động của con người đến RNM trên cơ sở chồng xếp các bản đồ đơn tính.
  5. Đề xuất các giải pháp khả thi nhằm khắc phục thực trạng suy thoái, bảo vệ và phát triển bền vững HST RNM.
  6. Cung cấp cơ sở khoa học phục vụ công tác lập quy hoạch sử dụng đất và quản lý tài nguyên RNM trên địa bàn.
  • Đối tượng nghiên cứu: Thông tin, số liệu về khu vực rừng ngập mặn (diện tích, hiện trạng, biến động), dân số, cơ cấu kinh tế, tốc độ đô thị hóa và cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
  • Phạm vi không gian: 5 xã ven biển có rừng ngập mặn thuộc huyện Tiên Yên, bao gồm: Đồng Rui, Hải Lạng, Tiên Lãng, Đông Ngũ và Đông Hải.
  • Thời gian thực hiện: Từ ngày 18/8/2014 đến ngày 01/01/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và căn cứ pháp lý

  • Khái niệm và khung lý thuyết: Khóa luận vận dụng định nghĩa Môi trường theo Khoản 1 Điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014; định nghĩa Vùng đất ngập nước theo Điều 1.1 Công ước Ramsar (1971); quan điểm phát triển bền vững theo Brundtland (1987) và FAO (1989); các lý thuyết về bản đồ chuyên đề, cơ sở dữ liệu địa lý (dữ liệu không gian dạng Raster/Vector và dữ liệu thuộc tính).
  • Văn bản pháp lý và cam kết quốc tế: Công ước Đa dạng sinh học (CBD 1992, Việt Nam tham gia tháng 10/1994); Chương trình Con người và Sinh quyển (MAB - UNESCO); Luật Đa dạng sinh học 2008; Luật Bảo vệ Môi trường số 52/2014/QH13; Nghị định 19/2015/NĐ-CP; Luật Bảo vệ và Phát triển rừng 2004; Nghị định 18/HĐBT (1992); Nghị định 179/2013/NĐ-CP; Nghị định 43/2014/NĐ-CP; Văn bản số 405/TTg-KTN (2009) của Thủ tướng Chính phủ; Quyết định 2164/QĐ-BNN-HTQT (2011) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn; Văn bản 2435/BNN-TCLN (2010); Quy phạm số 08/2008/QĐ-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp: Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn, địa hình, thổ nhưỡng, kinh tế - xã hội, hiện trạng đất đai và lâm nghiệp tại Phòng Nông nghiệp, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Thống kê, Phòng Kinh tế, Phòng Kế hoạch, Trạm Khí tượng Thủy văn và Ban Quản lý Rừng phòng hộ huyện Tiên Yên.
  • Điều tra dã ngoại: Khảo sát, kiểm tra đặc tính lập địa và hiện trạng rừng trên thực địa theo tuyến lát cắt địa hình từ Tây sang Đông dựa trên bản đồ thổ nhưỡng và hiện trạng.
  • Điều tra xã hội học: Thiết kế phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp 75 hộ dân tại 5 xã ven biển (Tiên Lãng, Đông Hải, Đông Ngũ, Hải Lạng, Đồng Rui) để xác định mức độ và tần suất của các hành vi tác động đến RNM.
  • Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và FoxPro để thống kê, tổng hợp dữ liệu điều tra.
  • Phương pháp công nghệ GIS và thành lập bản đồ: Số hóa bản đồ nền trên phần mềm MicroStation, chuyển đổi dữ liệu sang phần mềm MapInfo để xây dựng cấu trúc bảng thuộc tính, chuẩn hóa các lớp không gian, biên tập các bản đồ chuyên đề đơn tính và tiến hành phân tích, chồng xếp thành lập bản đồ tổng hợp tác động nhân sinh.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tổng quan về tính cấp thiết của đề tài, vai trò sinh thái và phòng hộ của RNM Tiên Yên, thực trạng suy thoái 1.000 ha rừng trong 15 năm; xác định rõ 6 mục tiêu, ý nghĩa khoa học - thực tiễn và các yêu cầu kỹ thuật cần đạt được.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

  • Tổng hợp số liệu diện tích RNM toàn cầu (181.077 km² theo Spalding et al., 1997, trong đó Nam và Đông Nam Á chiếm 41,5% với 75.173 km²; Châu Mỹ chiếm 27,1%; Tây Phi chiếm 15,5%; Australia chiếm 10,4%; Đông Phi và Trung Đông chiếm 5,5%).
  • Đánh giá phân bố RNM tại Việt Nam theo 4 khu vực địa lý của Phan Nguyên Hồng (1987) và dẫn liệu của Maurand (1943) về quy mô 400.000 ha RNM nguyên sinh.
  • Phân tích nguyên lý hoạt động của Hệ thống thông tin địa lý (GIS), mô hình dữ liệu không gian (Vector, Raster), cấu trúc tệp của MapInfo (.TAB, .DAT, .MAP, .ID, .IND, .WOR, .MIF, .MID) và điểm luận các công trình ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên đất ngập nước trên thế giới và tại Việt Nam.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác lập phạm vi 5 xã ven biển huyện Tiên Yên; chuẩn hóa quy trình công nghệ 5 bước thành lập bản đồ tác động nhân sinh bằng GIS; mô tả chi tiết phương pháp lập phiếu phỏng vấn 75 hộ dân và các bước chuẩn hóa cơ sở dữ liệu trên MicroStation và MapInfo.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: Tiên Yên có diện tích tự nhiên 64.789,74 ha (chiếm 10,62% diện tích tỉnh Quảng Ninh), bờ biển dài 35 km, 3.000 ha bãi triều. Nhóm đất mặn chiếm 5.026,87 ha (7,76% diện tích tự nhiên). Cơ cấu kinh tế năm 2014 gồm: Nông nghiệp chiếm 44,5%, Công nghiệp - Xây dựng chiếm 34,9%, Dịch vụ chiếm 20,6%. Dân số đạt 46.804 người (khu vực nông thôn chiếm đa số, thành thị có 7.601 người - 16,24%). Lao động toàn huyện là 21.850 người, trong đó nông - lâm - ngư nghiệp chiếm 17.356 người (79,43%).
  • Thực trạng quản lý và sử dụng RNM: Tổng diện tích đất ngập mặn tại 5 xã ven biển là 6.751,95 ha (rừng tự nhiên: 3.143,65 ha; rừng trồng: 573,01 ha; đất ngập mặn chưa có rừng: 3.112,29 ha, trong đó đầm nuôi thủy sản chiếm 1.896,97 ha và đất có khả năng trồng rừng là 1.216 ha). 85% hộ dân 5 xã ven biển có thu nhập chính từ khai thác thủy sản bãi triều. Sản lượng khai thác thủy sản toàn huyện tăng từ 1.514 tấn (2010) lên 2.487 tấn (2014). Tổng sản lượng gỗ và thủy sản khai thác từ RNM tại 5 xã tăng từ 3.153,69 tấn (2010) lên 4.980,62 tấn (2014). Hoạt động đô thị hóa chuyển đổi 0,697 ha đất RNM tại 9 công trình hạ tầng.
  • Xác định các dạng tác động chính qua khảo sát 75 hộ: Phá rừng làm đầm nuôi trồng thủy sản chiếm tỷ lệ cao nhất (28,71%); Khai thác quá mức lâm, ngư nghiệp trên bãi triều (23,92%); Hoạt động di chuyển, neo đậu của tàu thuyền mật độ lớn (20,57%); Phá rừng xây dựng công trình đô thị hóa (15,31%); Phá rừng lấy củi đốt (4,31%); Các tác động khác (1,31%).
  • Xây dựng CSDL GIS và biên tập bản đồ chuyên đề trên MapInfo:
    • CSDL thuộc tính: Thiết lập 4 bảng dữ liệu thuộc tính chuẩn hóa: Bảng biến động diện tích nuôi trồng thủy sản 2010-2014 (trường Don_vi, Dien_tich_TS_2010, Dien_tich_TS_2014, Dien_tich_tang); Bảng sản lượng khai thác gỗ và thủy sản giai đoạn 2010-2014 (STT, Don_vi, San_luong_khai_thac_2010, San_luong_khai_thac_2014); Bảng phân bố và số lượng tàu thuyền năm 2014 (STT, Don_vi, So_luong_tau_thuyen); Bảng diện tích công trình đô thị hóa năm 2014 (STT, Don_vi, Dien_tich_do_thi_hoa).
    • CSDL không gian: Quản lý 7 lớp dữ liệu gồm Mau_HT (màu loại đất), Chu_HT (mã loại đất), Song (thủy hệ), Ranh_gioi_HT (ranh giới hành chính), Duong (giao thông), Khung (khung bản đồ), Ghi_chu (thông tin phụ trợ).
    • Thành lập bản đồ chuyên đề: Bản đồ biến động diện tích RNM chuyển đổi sang NTTS sử dụng phương pháp phân khoảng thang tầng màu (Ranges) kết hợp biểu đồ cột (Bar chart Default), chỉ ra xã Hải Lạng có diện tích chuyển đổi lớn nhất; Bản đồ sản lượng khai thác nguồn lợi RNM sử dụng phương pháp mật độ điểm (Dot density Red Dots, quy ước 1 chấm = 47 tấn) kết hợp biểu đồ cột, chỉ ra Đồng Rui dẫn đầu toàn huyện về sản lượng và tốc độ gia tăng; Bản đồ phân bố và mật độ tàu thuyền sử dụng biểu tượng phân cấp (Graduated Industry), chỉ ra Tiên Lãng có mật độ tàu thuyền cao nhất; Bản đồ diện tích công trình đô thị hóa sử dụng biểu tượng phân cấp (Graduated Income).
    • Bản đồ tổng hợp tác động: Chồng xếp các lớp chuyên đề, tích hợp công cụ tra cứu thuộc tính (Info Tool) và liên kết dữ liệu ảnh thực địa.
  • Đề xuất giải pháp và quy hoạch không gian: Đề xuất các nhóm giải pháp về cơ chế chính sách, giáo dục môi trường, kỹ thuật lâm sinh và giải pháp quy hoạch không gian cụ thể cho từng xã: quy hoạch vùng nuôi thủy sản công nghiệp và du lịch sinh thái tại Đồng Rui; thu hồi ao đầm bỏ hoang để trồng rừng phục hồi tại Tiên Lãng; quy hoạch điểm tập kết tàu thuyền và chế biến thủy sản tại Đông Hải; khoanh định không gian bảo vệ nghiêm ngặt tại Đông Ngũ.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết kết quả nghiên cứu, khẳng định vai trò của công nghệ GIS trong đánh giá tác động nhân sinh và kiến nghị các cấp chính quyền địa phương triển khai ứng dụng cơ sở dữ liệu bản đồ vào công tác quản lý tài nguyên RNM thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chính

Khóa luận đã hệ thống hóa và lượng hóa chi tiết hiện trạng đất rừng ngập mặn và cường độ tác động của con người tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên:

Chỉ tiêu đất đai / Khai thác Toàn 5 xã Đông Hải Đông Ngũ Đồng Rui Hải Lạng Tiên Lãng
Tổng diện tích đất tự nhiên (ha) 26.606,98 - - - - -
Tổng diện tích đất ngập mặn (ha) 6.751,95 - - - - -
- Đất NM có rừng tự nhiên (ha) 3.143,65 - - - - -
- Đất NM có rừng trồng (ha) 573,01 - - - - -
- Đầm, bãi nuôi thủy sản (ha) 1.896,97 - - - - -
- Đất có khả năng trồng rừng (ha) 1.216,00 - - - - -
Sản lượng gỗ khai thác năm 2010 (tấn) 2.083,79 514,09 90,80 987,90 300,30 190,60
Sản lượng gỗ khai thác năm 2014 (tấn) 2.973,62 770,27 139,11 1.433,50 367,01 263,73
Sản lượng thủy sản khai thác năm 2010 (tấn) 1.069,90 120,50 145,80 454,50 198,50 150,70
Sản lượng thủy sản khai thác năm 2014 (tấn) 2.007,00 230,20 302,90 881,90 301,80 290,20
Tổng sản lượng khai thác 2014 (tấn) 4.980,62 1.000,47 442,01 2.315,40 668,81 553,93
Diện tích đất RNM chuyển đổi cho CTĐTH (ha) 0,697 0,420 0,010 0,130 0,087 0,050

Đóng góp thực tiễn và giải pháp đề xuất

  • Xây dựng hoàn chỉnh bộ CSDL GIS: Thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu địa lý đa tầng tích hợp đầy đủ thông tin không gian và thuộc tính của 4 nguồn tác động chính trên phần mềm MapInfo, cho phép truy vấn, hiển thị trực quan và cập nhật dữ liệu định kỳ.
  • Xác lập bản đồ chuyên đề và bản đồ tổng hợp: Cung cấp tài liệu trực quan hỗ trợ các nhà quản lý xác định chính xác các "điểm nóng" suy thoái: xã Hải Lạng chịu áp lực chuyển đổi đầm nuôi thủy sản lớn nhất; xã Đồng Rui chịu áp lực khai thác tài nguyên gỗ và thủy sản nặng nề nhất; xã Tiên Lãng chịu ảnh hưởng lớn nhất từ mật độ hoạt động của tàu thuyền.
  • Đề xuất quy hoạch không gian cụ thể: Đưa ra phương án phân vùng chức năng sát thực tế: thu hồi diện tích đầm tôm kém hiệu quả/bỏ hoang tại Tiên Lãng để trồng phục hồi rừng; bảo tồn nghiêm ngặt diện tích rừng tự nhiên tại Đông Ngũ; tổ chức lại khu neo đậu tàu thuyền và chế biến thủy sản tại Đông Hải; phát triển du lịch sinh thái gắn liền nuôi trồng bền vững tại Đồng Rui.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số liệu điều tra xã hội học dừng lại ở quy mô 75 hộ dân tại 5 xã ven biển; nguồn dữ liệu thống kê biến động diện tích và sản lượng khai thác dựa chủ yếu vào báo cáo định kỳ của các cơ quan quản lý huyện Tiên Yên giai đoạn 2010–2014; chưa tích hợp phương pháp giải đoán ảnh viễn thám đa thời gian độ phân giải cao để tự động hóa phát hiện ranh giới suy thoái rừng theo chuỗi thời gian dài.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng phạm vi nghiên cứu ra toàn bộ các dải rừng ngập mặn ven biển tỉnh Quảng Ninh; kết hợp tư liệu viễn thám vệ tinh đa phổ độ phân giải cao (như Landsat, Sentinel hoặc SPOT) với công nghệ GIS để giám sát biến động diện tích và sinh khối RNM theo thời gian thực; nghiên cứu định lượng khả năng hấp thụ carbon (blue carbon) và giá trị dịch vụ hệ sinh thái của RNM Tiên Yên.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc các chuyên ngành Quản lý Tài nguyên, Quản lý Đất đai, Địa chính Môi trường, Lâm nghiệp, Khoa học Môi trường và Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS).
  • Cơ quan quản lý: Cán bộ Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Kiểm lâm và Ban Quản lý Rừng phòng hộ huyện Tiên Yên nói riêng cũng như các địa phương ven biển miền Bắc nói chung.
  • Nội dung giá trị: Quy trình chuẩn hóa bảng thuộc tính MapInfo cho các dạng tác động môi trường; phương pháp thành lập bản đồ chuyên đề đa biến (Ranges, Bar chart, Dot density, Graduated); phương án phân vùng quy hoạch không gian bảo tồn và sử dụng hợp lý đất ngập nước ven biển cấp huyện.

Câu hỏi thường gặp

1. Bốn tác động nhân sinh chính làm suy thoái rừng ngập mặn Tiên Yên được xác định trong khóa luận là gì và chiếm tỷ lệ bao nhiêu?

Theo kết quả điều tra và phỏng vấn 75 hộ dân tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên (Bảng 4.8), 4 tác động chính gồm:

  • Phá rừng ngập mặn để làm đầm nuôi trồng thủy sản: chiếm 28,71%.
  • Khai thác quá mức lâm, ngư nghiệp trên bãi triều: chiếm 23,92%.
  • Hoạt động di chuyển, neo đậu của tàu bè với mật độ lớn: chiếm 20,57%.
  • Phá rừng ngập mặn để xây dựng các công trình đô thị hóa (đường, cây xăng, trụ quảng cáo...): chiếm 15,31%. (Các tác động khác như chặt phá làm củi chiếm 4,31% và nguyên nhân khác chiếm 1,31%).

2. Hiện trạng đất rừng ngập mặn tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên năm 2014 có diện tích bao nhiêu và phân bố ra sao?

Theo Báo cáo của Ban Quản lý Rừng phòng hộ năm 2014 (Bảng 4.4), tổng diện tích đất ngập mặn tại 5 xã là 6.751,95 ha (trên tổng diện tích tự nhiên 26.606,98 ha). Cấu trúc phân bố gồm:

  • Đất ngập mặn có rừng tự nhiên: 3.143,65 ha.
  • Đất ngập mặn có rừng trồng: 573,01 ha.
  • Đất ngập mặn chưa có rừng: 3.112,29 ha (trong đó diện tích đầm, bãi nuôi thủy sản là 1.896,97 ha; diện tích đất có khả năng trồng rừng là 1.216,00 ha).

3. Cơ sở dữ liệu không gian trong MapInfo của đề tài được cấu thành từ những lớp dữ liệu nào?

Cơ sở dữ liệu không gian của đề tài quản lý 7 lớp dữ liệu chính (Bảng 4.13):

  1. Mau_HT: Quản lý dữ liệu màu loại đất theo hiện trạng.
  2. Chu_HT: Quản lý mã loại đất theo hiện trạng sử dụng đất.
  3. Song: Quản lý dữ liệu không gian thủy hệ, sông ngòi.
  4. Ranh_gioi_HT: Quản lý dữ liệu ranh giới hành chính các cấp.
  5. Duong: Quản lý dữ liệu không gian mạng lưới đường giao thông.
  6. Khung: Quản lý dữ liệu khung bản đồ.
  7. Ghi_chu: Quản lý các thông tin phụ trợ, chú dẫn của cơ sở dữ liệu.

4. Những xã nào có mức độ tác động cao nhất đối với từng loại hình hoạt động nhân sinh?

  • Chuyển đổi sang nuôi trồng thủy sản: Xã Hải Lạng có diện tích chuyển đổi lớn nhất toàn huyện giai đoạn 2010–2014.
  • Sản lượng khai thác gỗ và thủy sản: Xã Đồng Rui đứng đầu huyện về cả sản lượng khai thác năm 2014 (1.433,5 tấn gỗ và 881,9 tấn thủy sản) lẫn mức tăng trưởng sản lượng giai đoạn 2010–2014.
  • Mật độ tàu thuyền: Xã Tiên Lãng là nơi có số lượng và mật độ tàu thuyền hoạt động, neo đậu lớn nhất.
  • Công trình đô thị hóa: Xã Đông Hải có diện tích RNM bị chuyển đổi làm hạ tầng lớn nhất (0,42 ha trong tổng số 0,697 ha toàn huyện).

5. Khóa luận đề xuất định hướng quy hoạch không gian cụ thể nào cho các xã ven biển?

Khóa luận đưa ra định hướng quy hoạch phân vùng chức năng cho từng địa bàn:

  • Xã Đồng Rui: Quy hoạch vùng nuôi trồng thủy sản theo quy mô công nghiệp tập trung và quy hoạch khu du lịch sinh thái rừng ngập mặn.
  • Xã Tiên Lãng: Quy hoạch thu hồi các ao đầm nuôi trồng thủy sản bỏ hoang, kém hiệu quả để xây dựng kế hoạch trồng rừng phục hồi.
  • Xã Đông Hải: Quy hoạch khu nuôi trồng và chế biến thủy sản tập trung, quy hoạch các điểm tập kết tàu thuyền cố định.
  • Xã Đông Ngũ: Khoanh định và xác lập không gian bảo vệ nghiêm ngặt đối với diện tích rừng ngập mặn tự nhiên hiện có.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đào Thị Mai Thịnh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu ứng dụng công nghệ GIS (MicroStation và MapInfo) trong việc định lượng và trực quan hóa các tác động nhân sinh đến rừng ngập mặn tại 5 xã ven biển huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. Công trình đã xây dựng thành công bộ cơ sở dữ liệu không gian - thuộc tính chuẩn hóa, làm rõ 4 nguồn áp lực suy thoái chính (nuôi trồng thủy sản, khai thác bãi triều, tàu thuyền và đô thị hóa) cùng các số liệu thống kê hiện trạng cụ thể giai đoạn 2010–2014. Các bản đồ chuyên đề và giải pháp quy hoạch không gian theo từng xã được đề xuất trong khóa luận là nguồn tài liệu tham khảo khoa học và thực tiễn có giá trị cho công tác quản lý, bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển.