Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang là thách thức sinh thái nghiêm trọng nhất trong thế kỷ 21, đe dọa trực tiếp đến tính toàn vẹn của các hệ sinh thái nhiệt đới. Vườn Quốc gia Bái Tử Long tại tỉnh Quảng Ninh là một trong 07 vườn quốc gia biển - đảo tiêu biểu của Việt Nam và là Vườn di sản ASEAN thứ 38 của khu vực, sở hữu tổng diện tích tự nhiên 15.783 ha với 6.125 ha phần đảo nổi. Hệ sinh thái nơi đây vô cùng phong phú với độ che phủ rừng đạt 68,4% (tương đương 4.190,19 ha), lưu giữ 795 loài thực vật bậc cao có mạch và 106 loài san hô cứng. Tuy nhiên, các tác động cộng hưởng từ sự gia tăng nhiệt độ, nước biển dâng và các hình thái thời tiết cực đoan đang đặt hệ sinh thái nhạy cảm này trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm phân tích toàn diện diễn biến khí hậu giai đoạn 1960 - 2018, định lượng mức độ tổn thương của các quần xã sinh vật và đánh giá tác động cụ thể của biến đổi khí hậu đến tính đa dạng sinh học tại Vườn Quốc gia Bái Tử Long. Không gian nghiên cứu bao quát toàn bộ vùng lõi và vùng đệm trải rộng trên 38 thôn thuộc 5 xã của huyện Vân Đồn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học định lượng với kịch bản phát thải trung bình B2, dự báo mức tăng nhiệt độ 2,5°C và mực nước biển dâng 73,7 cm vào năm 2100, tạo tiền đề then chốt để xây dựng khung quản lý thích ứng, bảo vệ nguồn gen quý hiếm và duy trì bền vững các dịch vụ sinh thái biển đảo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng khung lý thuyết Tiếp cận Hệ sinh thái (Ecosystem Approach - EA) do Công ước về Đa dạng Sinh học (CBD) khởi xướng với 12 nguyên tắc cốt lõi, nhấn mạnh sự tương tác liên hoàn giữa các hệ sinh thái biển - đảo và vai trò trung tâm của con người trong quản lý thích ứng. Song song với đó, nghiên cứu tích hợp Khung đánh giá tính dễ bị tổn thương của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), cấu thành từ ba thành tố: mức độ phơi lộ, tính nhạy cảm và năng lực thích ứng.

Các khái niệm nền tảng được chuẩn hóa gồm:

  • Đa dạng sinh học: Định nghĩa theo Điều 3 Luật Đa dạng sinh học 2008, phản ánh sự phong phú về nguồn gen, thành phần loài và các kiểu hệ sinh thái đặc trưng.
  • Biến đổi khí hậu: Sự biến động trạng thái khí hậu kéo dài qua nhiều thập kỷ theo định nghĩa của IPCC năm 2007.
  • Tính chống chịu sinh thái: Năng lực của hệ sinh thái trong việc hóa giải nhiễu loạn ngoại cảnh để duy trì cấu trúc và chức năng vốn có.
  • Hệ sinh thái biển đảo carxtơ: Dạng sinh cảnh đặc thù kết hợp giữa địa hình thung áng, rạn san hô viền bờ và rừng ngập mặn ven chân đảo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp đồng bộ từ chuỗi số liệu khí tượng quan trắc 58 năm (1960 - 2018) tại 3 trạm Cô Tô, Cửa Ông, Bãi Cháy và dữ liệu vệ tinh hải văn AVISO giai đoạn 2008 - 2017. Về dữ liệu sơ cấp, nghiên cứu tiến hành khảo sát thực địa trên quy mô mẫu gồm 120 phiếu điều tra xã hội học đối với người dân sinh sống tại các xã Minh Châu, Quan Lạn, Vạn Yên, Bản Sen, cùng 15 cuộc phỏng vấn sâu với các chuyên gia bảo tồn và cán bộ quản lý thuộc Ban quản lý Vườn Quốc gia Bái Tử Long.

Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng theo từng cụm dân cư ven biển và ngư trường khai thác, kết hợp chọn mẫu chuyên gia có chủ đích nhằm đảm bảo tính đại diện cao. Về phương pháp phân tích, nghiên cứu kết hợp mô hình thống kê MAGICC/SCENGEN 5.3, phân tích xu thế biến trình khí hậu và phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng (PRA). Lý do lựa chọn sự kết hợp này là nhằm lượng hóa chính xác các xu thế biến đổi vật lý dài hạn, đồng thời phản ánh chân thực các tác động sinh thái và sinh kế từ cấp cơ sở. Timeline nghiên cứu được thực hiện xuyên suốt từ năm 2017 đến năm 2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, xu thế nóng lên và biến động lượng mưa diễn ra rất rõ rệt. Nhiệt độ không khí trung bình tại khu vực có tốc độ tăng 0,01 - 0,02°C/năm trong giai đoạn 1960 - 2018, trong đó mức tăng đột biến từ 0,3 - 0,4°C ghi nhận trong giai đoạn 2001 - 2018. Tổng lượng mưa năm giai đoạn 2011 - 2018 tăng từ 300 - 450 mm so với trung bình nhiều năm, lượng mưa cực đại tháng 8 đạt xấp xỉ 400 - 500 mm.

Thứ hai, tốc độ dâng của mực nước biển và tần suất thiên tai cực đoan tăng cao. Dữ liệu trạm hải văn Cửa Ông và vệ tinh AVISO ghi nhận mực nước biển tăng trung bình 0,71 cm/năm trong giai đoạn 2008 - 2017. Các hiện tượng thời tiết cực đoan đã gây tổn thất trực tiếp: đợt mưa đá tháng 3/2013 làm chết 25 ha rừng ngập mặn tại vụng Cái Quýt; siêu bão Haiyan cuối năm 2013 quật gãy 5 - 7 ha rừng nguyên sinh cổ thụ tại đảo Ba Mùn; đặc biệt trận mưa lịch sử 2.000 mm kéo dài 10 ngày vào tháng 7/2015 làm độ mặn tầng mặt giảm sâu từ 23 - 24‰ xuống còn 10 - 17‰, gây hiện tượng chết hàng loạt ở các loài thủy hải sản ven bờ.

Thứ ba, hệ sinh thái rạn san hô và thảm cỏ biển chịu sức ép suy thoái nặng nề. Toàn bộ 106 loài san hô cứng phân bố ở độ sâu nông từ 5 - 8 m chịu tác động kép từ nhiệt độ nước biển tăng và độ đục trầm tích từ sông Tiên Yên (với 0,0347 triệu tấn phù sa/năm). Dự báo tốc độ canxi hóa của san hô sẽ giảm từ 20 - 50% vào năm 2050. Đồng thời, 10 ha thảm cỏ biển có nguy cơ suy giảm 30 - 40% diện tích phân bố khi mực nước dâng thêm 50 cm do thiếu hụt bức xạ quang hợp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự tổn thương của các hệ sinh thái biển Bái Tử Long xuất phát từ hiện tượng axit hóa đại dương kết hợp quá trình ngọt hóa đột ngột vào mùa mưa bão. Khi hàm lượng trầm tích lơ lửng che phủ mặt rạn, các giống san hô cành nhạy cảm như Acropora bị suy giảm mạnh và dần bị thay thế bởi các nhóm san hô dạng khối có sức chống chịu cao hơn như Goniopora. Điều này tương đồng với các phát hiện tại các vùng biển lân cận ở Vịnh Bắc Bộ.

Để minh họa sinh động các biến động này, dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan qua đồ thị biến trình nhiệt độ - lượng mưa đa niên và bản đồ số hóa không gian ngập lụt GIS. Theo mô hình kịch bản B2, vào năm 2100 khi nước biển dâng 73,7 cm, Vườn Quốc gia Bái Tử Long sẽ mất khoảng 3,1 km² diện tích đất sát bờ biển, đặt ra yêu cầu cấp bách phải tái cấu trúc các phân khu bảo tồn.

Đề xuất và khuyến nghị

Một là, phục hồi sinh thái và mở rộng diện tích rừng ngập mặn. Ban quản lý Vườn Quốc gia Bái Tử Long cần chủ trì triển khai dự án khoanh nuôi tái sinh 1.479,89 ha đất trống có cây gỗ tái sinh và trồng mới bổ sung 50 ha rừng ngập mặn tại các vụng Trà Ngọ, Lách Chè giai đoạn 2024 - 2030, nhằm gia tăng khả năng chắn sóng và hấp thụ carbon.

Hai là, thiết lập hệ thống quan trắc tự động các chỉ số môi trường biển. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh phối hợp với Ban quản lý Vườn lắp đặt 05 trạm quan trắc tự động đo đạc liên tục nhiệt độ nước biển, độ mặn, độ pH và độ đục tại các bãi san hô chính quanh đảo Ba Mùn trước năm 2026, hướng tới mục tiêu giảm thiểu tỷ lệ suy thoái rạn san hô xuống dưới 10% mỗi năm.

Ba là, chuyển đổi sinh kế bền vững thích ứng với biến đổi khí hậu cho cộng đồng vùng đệm. Ủy ban nhân dân huyện Vân Đồn cùng các đơn vị chuyên môn tổ chức đào tạo nghề, chuyển đổi mô hình nuôi trồng thủy sản thân thiện môi trường cho 100% hộ dân thuộc 38 thôn vùng đệm giai đoạn 2025 - 2028, giảm áp lực khai thác hải sản tự nhiên quá mức.

Bốn là, ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý thích ứng. Các cơ quan quản lý cần cập nhật bản đồ dự báo ngập lụt chi tiết tỷ lệ 1:10.000 định kỳ 2 năm một lần từ năm 2024 đến năm 2030, chủ động tích hợp kịch bản nước biển dâng 30,1 cm vào năm 2050 vào quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia biển: Cung cấp bài học thực tiễn về ứng dụng phương pháp tiếp cận hệ sinh thái và quy trình đánh giá tổn thương sinh thái phục vụ công tác xây dựng phương án quản lý rừng bền vững.
  • Cán bộ quản lý nhà nước ngành Tài nguyên và Môi trường, Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Tài liệu tham khảo giá trị để xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu cấp tỉnh, tích hợp các kịch bản nước biển dâng vào quy hoạch sử dụng đất và đê điều ven biển.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên các khối ngành Môi trường, Quản lý đất đai, Hải dương học: Nguồn tư liệu học thuật phong phú với chuỗi dữ liệu khí hậu 58 năm và hệ thống chỉ số định lượng về đa dạng sinh học biển đảo phục vụ học tập, nghiên cứu chuyên sâu.
  • Các tổ chức bảo tồn phi chính phủ và doanh nghiệp du lịch sinh thái: Cung cấp cơ sở dữ liệu về 31 loài thực vật quý hiếm, 26 loài động vật trong Sách Đỏ để xây dựng các dự án bảo tồn nguồn gen kết hợp phát triển du lịch trách nhiệm.

Câu hỏi thường gặp

Biến đổi khí hậu tác động cụ thể thế nào đến hệ sinh thái san hô tại Vườn Quốc gia Bái Tử Long?

Nhiệt độ nước biển tăng cao cùng quá trình axit hóa làm suy giảm 20 - 50% khả năng canxi hóa của san hô vào năm 2050. Ngoài ra, các đợt mưa lớn cực đoan với lượng mưa lên tới 2.000 mm làm tụt giảm độ mặn đột ngột và gia tăng độ đục trầm tích, khiến các giống san hô cành Acropora bị chết cục bộ do ngạt và mất ánh sáng quang hợp.

Thảm cỏ biển tại khu vực đối mặt với những nguy cơ nào khi nước biển dâng?

Với diện tích khoảng 10 ha phân bố ở vùng triều nông, khi mực nước biển dâng cao thêm 50 cm, khả năng quang hợp của cỏ biển sẽ suy giảm từ 30 - 40% do cường độ ánh sáng chiếu tới đáy biển bị suy giảm. Đồng thời, sóng triều mạnh làm xáo trộn nền đáy cát bùn, thu hẹp nghiêm trọng không gian phân bố của loài cỏ Xoan và cỏ Lơn.

Kịch bản biến đổi khí hậu nào được áp dụng để dự báo cho Vườn Quốc gia Bái Tử Long?

Nghiên cứu áp dụng kịch bản phát thải trung bình B2 (tương đương RCP 6.0) theo định hướng quy hoạch của tỉnh Quảng Ninh. Kịch bản này dự báo đến năm 2100 nhiệt độ trung bình năm tăng 2,5°C, lượng mưa năm tăng 7,3%, mực nước biển dâng cao thêm 73,7 cm và làm ngập khoảng 3,1 km² diện tích đất ven bờ của Vườn Quốc gia.

Các hiện tượng thời tiết cực đoan đã từng gây thiệt hại thực tế ra sao tại khu vực?

Trong thực tế, đợt mưa đá tháng 3/2013 đã tàn phá làm chết 25 ha rừng ngập mặn tại vụng Cái Quýt. Cơn bão Haiyan năm 2013 quật gãy từ 5 - 7 ha rừng cổ thụ đảo Ba Mùn. Trận mưa lũ lịch sử tháng 7/2015 kéo giảm độ muối tầng mặt từ 24‰ xuống 10‰, gây chết hàng loạt sinh vật bãi triều.

Phương pháp tiếp cận hệ sinh thái mang lại ưu thế gì trong bảo tồn đa dạng sinh học?

Phương pháp tiếp cận hệ sinh thái với 12 nguyên tắc của CBD giúp nhìn nhận Vườn Quốc gia Bái Tử Long trong mối liên kết không gian tổng thể giữa đảo nổi, biển và vùng đệm 38 thôn. Phương pháp này chuyển đổi tư duy từ bảo tồn thụ động sang quản lý thích ứng linh hoạt, kết hợp bảo vệ nguồn tài nguyên với duy trì sinh kế cộng đồng.

Kết luận

  • Tổng kết toàn diện hiện trạng đa dạng sinh học với 795 loài thực vật có mạch, 106 loài san hô và 50 loài thú đặc hữu tại Vườn Quốc gia Bái Tử Long.
  • Lượng hóa xu thế biến đổi khí hậu qua chuỗi số liệu 58 năm, chỉ ra tốc độ dâng mực nước biển 0,71 cm/năm và mức tăng nhiệt độ 0,01 - 0,02°C/năm.
  • Xác định rõ mức độ tổn thương của các rạn san hô, thảm cỏ biển và rừng ngập mặn trước kịch bản nước biển dâng 73,7 cm vào năm 2100.
  • Đóng góp hệ thống 4 nhóm giải pháp quản lý thích ứng liên ngành, tích hợp bảo tồn đa dạng sinh học với ổn định sinh kế cho 38 thôn vùng đệm.
  • Định hình lộ trình hành động cụ thể từ năm 2024 đến năm 2030 nhằm thiết lập mạng lưới quan trắc tự động và phục hồi các hệ sinh thái xung yếu.

Công trình nghiên cứu của tác giả Hoàng Minh Tuấn là tài liệu khoa học nền tảng, có giá trị thực tiễn to lớn trong việc hoạch định chính sách môi trường. Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và nhà khoa học hãy chủ động khai thác, ứng dụng các phát hiện của luận văn để chung tay bảo tồn bền vững Vườn di sản ASEAN Bái Tử Long trước làn sóng biến đổi khí hậu toàn cầu.