Tổng quan nghiên cứu

Đụn cát ven biển là thành phần địa mạo tự nhiên không thể tách rời của đới bờ biển, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển và cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái thiết yếu. Ở Việt Nam, với đường bờ biển dài hơn 3.260 km, đụn cát chủ yếu phân bố tại dải ven biển miền Trung, trong đó khu vực Hội An - Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam, sở hữu hệ thống đụn cát đa dạng từ trẻ đến trưởng thành. Hệ thống này không chỉ bảo vệ con người và cơ sở hạ tầng khỏi các mối nguy tự nhiên như lũ lụt, sóng bão, nước dâng mà còn góp phần giảm thiểu xói lở bờ biển và biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế mạnh mẽ tại khu vực ven biển Hội An - Tam Kỳ đã dẫn đến các hoạt động khai thác và sử dụng đụn cát thiếu bền vững, gây ra hiện tượng phân mảnh, suy thoái môi trường và mất diện tích đụn cát, điển hình như tại khu vực Cửa Đại, Hội An. Trên cơ sở đó, luận văn tập trung nghiên cứu địa mạo đụn cát nhằm đánh giá tiềm năng cung cấp dịch vụ hệ sinh thái điều tiết trên các đơn vị địa mạo đụn cát, làm cơ sở khoa học phục vụ quản lý bờ biển bền vững tại khu vực này trong giai đoạn 2010-2019.

Nghiên cứu có phạm vi không gian bao gồm hệ thống đụn cát ven biển từ thành phố Hội An đến thành phố Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam, với phạm vi thời gian phân tích biến động sử dụng đất và dịch vụ hệ sinh thái trong khoảng 10 năm (2010-2019). Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung cơ sở lý luận và khoa học cho công tác quản lý, khai thác và bảo vệ đụn cát ven biển, đồng thời hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách có cái nhìn tổng thể về phát triển bền vững khu vực ven biển Quảng Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về địa mạo đụn cát ven biển và dịch vụ hệ sinh thái (Ecosystem Services - ES). Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết địa mạo đụn cát ven biển: Đụn cát được hiểu là các thành tạo cát tích tụ do tác động của gió và sóng, bao gồm các dạng đụn phôi thai, đụn tiền tiêu, đụn vàng, đụn xám và đụn trắng, mỗi loại có đặc điểm hình thái và sinh thái riêng biệt. Quá trình hình thành và phát triển đụn cát chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu (gió, mưa, nhiệt độ), thủy triều, sóng biển, thực vật và tác động nhân sinh.

  2. Lý thuyết dịch vụ hệ sinh thái: Dịch vụ hệ sinh thái được phân loại thành bốn nhóm chính: dịch vụ cung cấp (thực phẩm, tài nguyên khoáng sản), dịch vụ điều tiết (điều hòa khí hậu, chống xói mòn), dịch vụ văn hóa (giải trí, du lịch, giá trị văn hóa) và dịch vụ hỗ trợ (chu trình dinh dưỡng, duy trì đa dạng sinh học). Luận văn tập trung đánh giá tiềm năng cung cấp dịch vụ điều tiết của các đơn vị địa mạo đụn cát.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) phản ánh độ che phủ thực vật, NDBI (Normalized Difference Built-up Index) đánh giá mức độ xây dựng, MNDWI (Modified Normalized Difference Water Index) phân biệt mặt nước, và ma trận dịch vụ hệ sinh thái được xây dựng dựa trên tham vấn chuyên gia.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm ảnh vệ tinh Landsat (năm 2010 và 2019), dữ liệu GIS, bản đồ địa mạo và sử dụng đất, cùng các tài liệu nghiên cứu liên quan và kết quả khảo sát thực địa tại ba khu vực trọng điểm: Cửa Đại (Hội An), Duy Hải (Duy Xuyên) và Tam Thanh (Tam Kỳ).

Phương pháp phân tích gồm:

  • Phân tích viễn thám và GIS: Sử dụng ảnh Landsat để tính toán các chỉ số NDVI, NDBI, MNDWI nhằm phân loại và đánh giá hiện trạng lớp phủ thực vật, mức độ xây dựng và mặt nước trên đụn cát. Phân loại sử dụng đất được thực hiện dựa trên phần mềm ArcGIS với ngưỡng giá trị phù hợp cho từng chỉ số.

  • Khảo sát thực địa: Tiến hành hai đợt khảo sát để thu thập dữ liệu về đặc điểm địa hình, hiện trạng sử dụng đất, sinh kế người dân và kiểm chứng hiện tượng xói lở bờ biển.

  • Phân tích định lượng dịch vụ hệ sinh thái: Áp dụng ma trận dịch vụ hệ sinh thái được xây dựng dựa trên tham vấn 21 chuyên gia trong và ngoài nước, đánh giá tiềm năng cung cấp dịch vụ điều tiết của từng loại hình sử dụng đất trên các đơn vị địa mạo đụn cát.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung phân tích biến động trong giai đoạn 2010-2019, với dữ liệu viễn thám và khảo sát thực địa được thu thập và xử lý trong khoảng thời gian này.

Cỡ mẫu khảo sát thực địa được lựa chọn đại diện cho các dạng địa mạo đụn cát và các khu vực có mức độ biến động sử dụng đất khác nhau nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Biến động lớp phủ thực vật và sử dụng đất trên đụn cát: Giá trị NDVI trung bình tăng từ 0,082 (2010) lên 0,313 (2019), cho thấy sự gia tăng độ che phủ thực vật trên đụn cát. Đồng thời, chỉ số NDBI giảm từ 0,431 xuống 0,246, phản ánh sự giảm diện tích xây dựng trên đụn cát trong giai đoạn này.

  2. Giá trị dịch vụ hệ sinh thái điều tiết: Tổng giá trị dịch vụ điều tiết trên đụn cát khu vực Hội An - Tam Kỳ tăng khoảng 15% từ năm 2010 đến 2019, với các đơn vị đụn cát tiền tiêu và đụn cát vàng đóng góp lớn nhất. Diện tích đụn cát tiền tiêu chiếm khoảng 40% tổng diện tích đụn cát và cung cấp hơn 50% giá trị dịch vụ điều tiết.

  3. Ảnh hưởng của tác động nhân sinh: Khu vực An Bàng (Hội An) bị san ủi và mất đê cát tiền tiêu, dẫn đến hiện tượng xói lở bờ biển mạnh. Ngược lại, khu vực Tam Thanh có hệ thống đê kè và rừng phòng hộ bảo vệ đụn cát tiền tiêu tương đối ổn định, giảm thiểu xói lở.

  4. Sự phân mảnh và suy thoái đụn cát: Khoảng 44% diện tích đụn cát bị phân mảnh do các hoạt động xây dựng, khai thác cát và nuôi trồng thủy sản trên cát, làm giảm khả năng cung cấp dịch vụ điều tiết và bảo vệ bờ biển.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy sự gia tăng độ che phủ thực vật và giảm diện tích xây dựng trên đụn cát góp phần nâng cao giá trị dịch vụ điều tiết, đặc biệt là khả năng chống xói mòn và điều hòa khí hậu địa phương. Tuy nhiên, sự phân mảnh và mất diện tích đụn cát do tác động nhân sinh vẫn là thách thức lớn đối với quản lý bền vững.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng bảo vệ và phục hồi đụn cát nhằm duy trì chức năng sinh thái và giảm thiểu rủi ro thiên tai. Việc sử dụng công nghệ viễn thám và GIS đã giúp đánh giá chính xác biến động sử dụng đất và dịch vụ hệ sinh thái, hỗ trợ hiệu quả cho công tác quản lý.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh giá trị NDVI, NDBI năm 2010 và 2019, bảng tổng hợp giá trị dịch vụ điều tiết theo từng loại đụn cát, và bản đồ phân bố hiện trạng sử dụng đất trên đụn cát.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường bảo vệ và phục hồi đụn cát tiền tiêu: Thực hiện các biện pháp trồng và duy trì thảm thực vật bản địa có khả năng cố định cát, nhằm nâng cao độ ổn định và giá trị dịch vụ điều tiết. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương và các tổ chức bảo vệ môi trường, trong vòng 3 năm tới.

  2. Kiểm soát và hạn chế khai thác cát ven biển: Áp dụng các quy định nghiêm ngặt về khai thác cát, đặc biệt tại các khu vực đụn cát có giá trị sinh thái cao, nhằm giảm thiểu phân mảnh và suy thoái đụn cát. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Nam, trong vòng 2 năm.

  3. Quản lý sử dụng đất bền vững trên đụn cát: Xây dựng kế hoạch quy hoạch sử dụng đất phù hợp, hạn chế xây dựng và phát triển nuôi trồng thủy sản trên đụn cát, ưu tiên phát triển du lịch sinh thái và bảo tồn. Chủ thể thực hiện: UBND các thành phố Hội An, Tam Kỳ, trong vòng 5 năm.

  4. Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong giám sát: Thiết lập hệ thống giám sát biến động đụn cát và dịch vụ hệ sinh thái định kỳ, hỗ trợ ra quyết định quản lý kịp thời và chính xác. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và trường đại học, phối hợp với chính quyền địa phương, trong vòng 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý và hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chính sách quản lý bền vững đụn cát ven biển, giảm thiểu rủi ro thiên tai và bảo vệ môi trường.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành địa lý, môi trường: Là tài liệu tham khảo về phương pháp nghiên cứu địa mạo đụn cát, ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá dịch vụ hệ sinh thái.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư phát triển du lịch sinh thái: Hiểu rõ giá trị sinh thái và tiềm năng phát triển bền vững của đụn cát ven biển, từ đó xây dựng các dự án phù hợp.

  4. Cộng đồng dân cư ven biển và tổ chức bảo vệ môi trường: Nâng cao nhận thức về vai trò của đụn cát trong bảo vệ bờ biển và phát triển sinh kế bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Đụn cát ven biển là gì và tại sao quan trọng?
    Đụn cát ven biển là các đụn cát hình thành do gió và sóng tích tụ trên bờ biển, đóng vai trò bảo vệ bờ biển khỏi xói lở, lũ lụt và cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái như điều hòa khí hậu và hỗ trợ đa dạng sinh học.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá biến động đụn cát?
    Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh Landsat, phân tích chỉ số NDVI, NDBI, MNDWI kết hợp với khảo sát thực địa và tham vấn chuyên gia để đánh giá biến động sử dụng đất và giá trị dịch vụ hệ sinh thái trên đụn cát.

  3. Tác động của con người đến đụn cát ven biển như thế nào?
    Hoạt động xây dựng, khai thác cát, nuôi trồng thủy sản và phát triển du lịch không bền vững gây phân mảnh, suy thoái đụn cát, làm giảm khả năng bảo vệ bờ biển và giá trị sinh thái.

  4. Giá trị dịch vụ hệ sinh thái điều tiết trên đụn cát được đánh giá ra sao?
    Dựa trên ma trận dịch vụ hệ sinh thái được xây dựng và tham vấn 21 chuyên gia, giá trị dịch vụ điều tiết được tính toán theo diện tích và trọng số tiềm năng cung cấp, phản ánh khả năng chống xói mòn, điều hòa khí hậu và lọc nước.

  5. Các giải pháp quản lý bền vững đụn cát ven biển là gì?
    Bao gồm bảo vệ và phục hồi thảm thực vật, kiểm soát khai thác cát, quy hoạch sử dụng đất hợp lý, và ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát biến động đụn cát.

Kết luận

  • Đụn cát ven biển Hội An - Tam Kỳ đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ bờ biển và cung cấp dịch vụ hệ sinh thái điều tiết thiết yếu.
  • Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2019 cho thấy sự gia tăng độ che phủ thực vật và giảm diện tích xây dựng trên đụn cát, góp phần nâng cao giá trị dịch vụ điều tiết.
  • Tác động nhân sinh như khai thác cát và phát triển không bền vững vẫn gây phân mảnh và suy thoái đụn cát, đe dọa chức năng sinh thái và bảo vệ bờ biển.
  • Nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo vệ, phục hồi và quản lý bền vững đụn cát, đồng thời ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong giám sát và quản lý.
  • Các bước tiếp theo cần triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá dịch vụ hệ sinh thái đụn cát tại các khu vực ven biển khác để hỗ trợ phát triển bền vững toàn quốc.

Quý độc giả và các nhà quản lý được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu này trong công tác bảo vệ và phát triển bền vững vùng ven biển, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường tự nhiên.