Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia có đa dạng sinh học cao, được công nhận là ưu tiên bảo tồn toàn cầu với hơn 164 khu bảo tồn rừng đặc dụng, tổng diện tích gần 2,2 triệu ha. Vườn Quốc gia Xuân Thủy (Nam Định) nằm cách Hà Nội khoảng 150 km về phía Nam, có tổng diện tích 15.100 ha vùng lõi và 8.000 ha vùng đệm, trong đó 12.000 ha thuộc khu Ramsar. Đây là vùng đất ngập nước cửa sông ven biển với đa dạng sinh học phong phú, đặc biệt là các loài chim di cư và nhiều loài quý hiếm trong sách đỏ. Tuy nhiên, Vườn Quốc gia Xuân Thủy đang chịu áp lực lớn từ dân số đông, khai thác tài nguyên và các hoạt động kinh tế gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và cân bằng sinh thái.

Nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ bảo tồn và phát triển bền vững Vườn Quốc gia Xuân Thủy. Mục tiêu cụ thể là xây dựng các bản đồ chuyên đề về hiện trạng và định hướng sử dụng hợp lý các hệ sinh thái trong khu vực, dựa trên dữ liệu địa lý nền và chuyên đề sinh thái. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại vùng lõi và vùng đệm của Vườn Quốc gia Xuân Thủy, với thời gian thu thập dữ liệu thực địa và xử lý từ tháng 8 năm 2017. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS không chỉ hỗ trợ quản lý tài nguyên thiên nhiên mà còn góp phần nâng cao hiệu quả bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế sinh thái bền vững tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về hệ thống thông tin địa lý (GIS), đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên thiên nhiên bền vững. GIS được định nghĩa là hệ thống tổng thể gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa lý và con người vận hành, nhằm thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian địa lý. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Dữ liệu không gian (spatial data): Bao gồm dữ liệu dạng vector (điểm, đường, vùng) và raster (ảnh vệ tinh, lưới điểm ảnh).
  • Dữ liệu thuộc tính (attribute data): Thông tin mô tả các đối tượng không gian, được lưu trữ dưới dạng bảng.
  • Topology: Quan hệ không gian giữa các đối tượng như kề cận, kết nối, giúp xử lý dữ liệu chính xác và hiệu quả.
  • Chuẩn hóa dữ liệu GIS: Áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế ISO/TC211 và quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam để đảm bảo tính nhất quán, chính xác và khả năng trao đổi dữ liệu.

Ngoài ra, nghiên cứu ứng dụng các mô hình phân loại hệ sinh thái và đa dạng sinh học để xây dựng các lớp thông tin chuyên đề phục vụ bảo tồn và phát triển bền vững.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, ảnh viễn thám LANDSAT 8 với độ phân giải 2,5 m toàn sắc và 10 m đa phổ, cùng các số liệu điều tra thực địa tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy trong khoảng thời gian từ 10 đến 20/8/2017. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ vùng lõi và vùng đệm của Vườn Quốc gia Xuân Thủy với diện tích tổng cộng khoảng 23.100 ha.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Mapinfo 15.0 để xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu GIS, bao gồm các bước:

  • Thu thập và khảo sát hiện trạng dữ liệu địa hình, thủy hệ, giao thông, dân cư, lớp phủ thực vật.
  • Số hóa và nhập dữ liệu không gian vào hệ thống Geodatabase theo chuẩn VN-2000.
  • Nhập và liên kết dữ liệu thuộc tính với dữ liệu không gian.
  • Xây dựng các lớp thông tin chuyên đề về hiện trạng và định hướng sử dụng các hệ sinh thái.
  • Phân tích, tổng hợp và kiểm tra dữ liệu theo các tiêu chuẩn ISO và quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Quy trình nghiên cứu đảm bảo tính chính xác, đầy đủ và khả năng mở rộng của cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quản lý tài nguyên và bảo tồn đa dạng sinh học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý:

    • Hoàn thành nhập liệu và tổ chức dữ liệu thủy hệ với 40 lớp đối tượng như sông tự nhiên, kênh đào, đê, bãi cát.
    • Dữ liệu giao thông được phân loại thành 7 lớp, bao gồm đường ô tô, đường sắt, đường mòn với tổng chiều dài các tuyến đường chính đạt khoảng 150 km.
    • Dữ liệu địa hình được số hóa chi tiết với độ cao trung bình từ 0 đến 3 m, thể hiện rõ các cồn cát và vùng bãi triều.
    • Dữ liệu dân cư và cơ sở hạ tầng được cập nhật với hơn 50 điểm dân cư và các công trình phục vụ quản lý vùng đệm.

  2. Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề sinh thái:

    • Xác định 9 đơn vị hệ sinh thái chính trong Vườn Quốc gia Xuân Thủy, bao gồm rừng ngập mặn, bãi triều, vùng nước nông, vùng đất ngập nước nội địa.
    • Bản đồ hiện trạng hệ sinh thái được xây dựng dựa trên giải đoán ảnh vệ tinh LANDSAT 8 và khảo sát thực địa, với độ chính xác trên 85%.
    • Lớp thông tin định hướng sử dụng hợp lý các hệ sinh thái được thiết kế nhằm hỗ trợ quản lý bền vững, bảo vệ các khu vực nhạy cảm và phát triển kinh tế sinh thái.

  3. Đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy:

    • Ghi nhận 115 loài thực vật bậc cao, trong đó có 7 loài cây ngập mặn chủ yếu.
    • Tổng cộng 350 loài động vật đáy, 245 loài côn trùng, 122 loài cá, 219 loài chim, trong đó nhiều loài quý hiếm và có giá trị bảo tồn cao.
    • Các loài chim di cư có số lượng cá thể lên đến 30-40 nghìn cá thể vào mùa di trú, thể hiện vai trò quan trọng của khu vực trong mạng lưới bảo tồn quốc tế.

  4. Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và nhân sinh:

    • Tốc độ bồi tụ trung bình 100 m/năm tại cửa Ba Lạt, tuy nhiên hiện tượng xói lở bờ biển diễn ra phức tạp, đe dọa các vùng đất canh tác và hệ sinh thái ven biển.
    • Áp lực khai thác tài nguyên và phát triển kinh tế tại vùng đệm gây tác động tiêu cực đến cân bằng sinh thái vùng lõi.

Thảo luận kết quả

Việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS nền và chuyên đề đã tạo ra một hệ thống thông tin địa lý toàn diện, hỗ trợ hiệu quả cho công tác quản lý và bảo tồn Vườn Quốc gia Xuân Thủy. Các số liệu về đa dạng sinh học và đặc điểm địa hình, thủy văn được tích hợp trong GIS giúp minh họa rõ ràng qua các bản đồ chuyên đề, thuận tiện cho việc phân tích không gian và ra quyết định.

So với các nghiên cứu trước đây, việc ứng dụng GIS kết hợp ảnh viễn thám LANDSAT 8 và khảo sát thực địa đã nâng cao độ chính xác và tính cập nhật của dữ liệu. Kết quả này phù hợp với xu hướng toàn cầu trong quản lý tài nguyên thiên nhiên bằng công nghệ GIS và viễn thám.

Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nằm ở việc xây dựng cơ sở dữ liệu mà còn ở khả năng ứng dụng trong quy hoạch phát triển bền vững, bảo vệ các hệ sinh thái nhạy cảm và duy trì đa dạng sinh học. Các bản đồ chuyên đề có thể được trình bày dưới dạng biểu đồ phân bố diện tích các hệ sinh thái, bảng thống kê số lượng loài quý hiếm, giúp các nhà quản lý dễ dàng theo dõi và đánh giá.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên liên tục:

    • Thiết lập các trạm quan trắc tự động kết hợp GIS để theo dõi biến động hệ sinh thái và đa dạng sinh học.
    • Mục tiêu giảm thiểu tác động tiêu cực từ khai thác tài nguyên, hoàn thành trong vòng 2 năm, do Ban quản lý Vườn Quốc gia Xuân Thủy chủ trì.

  2. Phát triển chương trình giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng:

    • Tổ chức các khóa đào tạo, hội thảo về bảo tồn và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên cho người dân vùng đệm.
    • Mục tiêu tăng cường sự tham gia của cộng đồng trong 3 năm tới, phối hợp với các tổ chức phi chính phủ và địa phương.

  3. Ứng dụng GIS trong quy hoạch và quản lý vùng đệm:

    • Sử dụng cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng các kịch bản phát triển kinh tế sinh thái, hạn chế khai thác quá mức.
    • Mục tiêu hoàn thiện quy hoạch chi tiết trong 1 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường Nam Định phối hợp thực hiện.

  4. Tăng cường hợp tác nghiên cứu và chia sẻ dữ liệu:

    • Thiết lập mạng lưới chia sẻ dữ liệu GIS giữa các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và tổ chức quốc tế.
    • Mục tiêu nâng cao hiệu quả quản lý và bảo tồn đa dạng sinh học trong 5 năm, do Bộ Tài nguyên và Môi trường điều phối.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý tài nguyên và môi trường:

    • Sử dụng cơ sở dữ liệu GIS để ra quyết định quản lý vùng bảo tồn, quy hoạch phát triển bền vững và giám sát tài nguyên.

  2. Các nhà nghiên cứu khoa học môi trường và sinh thái:

    • Tham khảo phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS, phân tích đa dạng sinh học và ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu hệ sinh thái.

  3. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng địa phương:

    • Nắm bắt thông tin về hiện trạng hệ sinh thái và đa dạng sinh học để tham gia bảo vệ và phát triển bền vững vùng đệm Vườn Quốc gia Xuân Thủy.

  4. Sinh viên và giảng viên ngành khoa học môi trường, địa lý:

    • Học tập mô hình nghiên cứu, phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu GIS, cũng như ứng dụng thực tiễn trong bảo tồn thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

  1. GIS là gì và tại sao lại quan trọng trong bảo tồn thiên nhiên?
    GIS là hệ thống thông tin địa lý giúp thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. Nó quan trọng vì hỗ trợ quản lý tài nguyên hiệu quả, theo dõi biến động môi trường và ra quyết định chính xác.

  2. Phạm vi nghiên cứu của luận văn bao gồm những khu vực nào?
    Nghiên cứu tập trung tại vùng lõi và vùng đệm Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tổng diện tích khoảng 23.100 ha, bao gồm các xã thuộc huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định.

  3. Phương pháp thu thập dữ liệu chính được sử dụng là gì?
    Kết hợp thu thập dữ liệu thực địa, giải đoán ảnh viễn thám LANDSAT 8 và sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, xử lý và phân tích trên phần mềm GIS Mapinfo 15.0.

  4. Đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy có điểm gì nổi bật?
    Khu vực có hơn 115 loài thực vật bậc cao, 350 loài động vật đáy, 219 loài chim, trong đó nhiều loài quý hiếm và có giá trị bảo tồn cao, đặc biệt là các loài chim di cư với số lượng cá thể lớn.

  5. Làm thế nào để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý?
    Kết quả GIS giúp xây dựng bản đồ chuyên đề phục vụ quy hoạch, giám sát tài nguyên, định hướng phát triển bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng, từ đó cải thiện hiệu quả bảo tồn và phát triển kinh tế sinh thái.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu GIS nền và chuyên đề sinh thái cho Vườn Quốc gia Xuân Thủy với độ chính xác cao và tính cập nhật.
  • Xác định rõ hiện trạng đa dạng sinh học và phân bố các hệ sinh thái quan trọng trong khu vực nghiên cứu.
  • Cơ sở dữ liệu GIS hỗ trợ hiệu quả cho công tác quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên.
  • Đề xuất các giải pháp ứng dụng GIS trong giám sát, giáo dục cộng đồng, quy hoạch và hợp tác nghiên cứu.
  • Khuyến nghị triển khai các bước tiếp theo nhằm hoàn thiện hệ thống giám sát và nâng cao năng lực quản lý tài nguyên tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng GIS cho các khu bảo tồn khác nhằm góp phần bảo vệ đa dạng sinh học quốc gia. Đề nghị các nhà quản lý và nghiên cứu quan tâm áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả bảo tồn và phát triển bền vững.