Tài liệu Nghiên cứu đánh giá giá trị địa di sản một số hang động tiêu biểu trong vườn quốc gia phong nha kẻ bàng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN THỊ NHƯ HƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ ĐỊA DI SẢN MỘT SỐ HANG ĐỘNG TIÊU BIỂU TRONG VƯỜN QUỐC GIA PHONG NHA – KẺ BÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- NGUYỄN THỊ NHƯ HƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ ĐỊA DI SẢN MỘT SỐ HANG ĐỘNG TIÊU BIỂU TRONG VƯỜN QUỐC GIA PHONG NHA – KẺ BÀNG Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Mã số: 8850101.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Đặng Văn Bào PGS.TS Nguyễn Thùy Dương HÀ NỘI - 2019 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian vừa qua, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè để hoàn thành luận văn của mình. Nhân dịp này, cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả sự giúp đỡ quý báu đó. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Ban Chủ nhiệm Khoa Địa lý, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội cùng các thầy giáo, cô giáo đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa Cao học chuyên ngành Quản lý tài nguyên và Môi trường; đồng thời trang bị cho tôi kiến thức trong suốt hai năm qua. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Nguyễn Thùy Dương – người đã dành nhiều thời gian, nhiệt tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện và đóng góp những kiến thức hết sức quý báu để tôi hoàn thành bản Luận văn thạc sĩ. Kết quả nghiên cứu của luận văn nhận được sự hỗ trợ từ đề tài cấp tỉnh “Nghiên cứu đánh giá những giá trị địa di sản (geoheritages) nổi bật, ngoại hạng của Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng nhằm đẩy mạnh phát triển du lịch” do GS. TS Tạ Hòa Phương chủ nhiệm, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Bình chủ trì, theo quyết định số 2231/QĐ-UBND ngày 23 tháng 6 năm 2017 của Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Bình. Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian tham gia khóa Cao học Địa lý 2017-2019. Hà Nội, ngày……tháng……năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Như Hương i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Thùy Dương, Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Hà Nội, ngày…….tháng……năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Như Hương ii MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................. vii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........4 1.1. Tổng quan vấn đề .............................................................................................4 1.1.1. Các khái niệm ............................................................................................4 1.1.2. Cơ sở lý luận ..............................................................................................6 1.1.3. Tổng quan tài liệu ......................................................................................9 1.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................11 1.2.1. Phương pháp thống kê .............................................................................11 1.2.2. Phương pháp đánh giá định lượng ...........................................................13 1.2.3 Phương pháp SWOT .................................................................................26 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA PHONG NHA – KẺ BÀNG........................................................................................................................28 2.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ..........................................28 2.1.1. Điều kiện tự nhiên....................................................................................28 2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ........................................................................31 2.2. Tổng quan về các hang động karst trong khu vực Phong Nha – Kẻ Bàng.....32 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khai thác du lịch trong khu vực Phong Nha – Kẻ Bàng .......................................................................................................................34 2.3.1. Hiện trạng tài nguyên, môi trường...........................................................34 2.3.2. Hiện trạng khai thác du lịch .....................................................................37 CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ ĐỊA DI SẢN MỘT SỐ HANG ĐỘNG THUỘC KHU VỰC PHONG NHA – KẺ BÀNG ...................................................40 3.1. Thống kê, phân loại giá trị địa di sản một số hang động theo Khung địa di sản toàn cầu ..................................................................................................................40 3.2. Đánh giá giá trị các hang động .......................................................................49 3.3. Áp dụng phân tích SWOT cho khai thác du lịch tại các điểm di sản .............56 3.3.1. Áp dụng phân tích SWOT .......................................................................56 3.3.2. Đề xuất giải pháp khai thác du lịch và sự bảo vệ của pháp luật đối với các giá trị di sản nổi bật .....................................................................................59 iii KẾT LUẬN ...............................................................................................................61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................62 PHỤ LỤC ..................................................................................................................66 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐDĐH : Đa dạng địa học DR : Nguy cơ suy thoái PEU : Tiềm năng sử dụng cho giáo dục PTU : Tiềm năng sử dụng cho du lịch SV : Giá trị khoa học UBND : Uỷ ban nhân dân UBNDTQB : Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình UNESCO : Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc VQG : Vườn Quốc gia VQG PN-KB : Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Dấu ấn sinh học tiêu biểu cho các giai đoạn địa chất .................................7 Bảng 1.2. Tiêu chí địa chất để đánh giá hang động đá vôi .......................................12 Bảng 1.3. Tiêu chí đánh giá định lượng giá trị khoa học, tiềm năng sử dụng cho giáo dục, du lịch và nguy cơ suy thoái của điểm địa di sản ..............................................15 Bảng 1.4. Tiêu chí đánh giá tính đa dạng địa chất của hang động đá vôi .................17 Bảng 1.5. Các tiêu chí đánh giá giá trị khoa học (SV) của điểm địa di sản ..............18 Bảng 1.6. Các tiêu chí đánh giá về tiềm năng sử dụng cho giáo dục (PEU) và du lịch (PTU) .........................................................................................................................20 Bảng 1.7. Các tiêu chí đánh giá nguy cơ suy thoái (DR) của điểm địa di sản ..........24 Bảng 1.8. Cấu trúc phân tích SWOT ........................................................................27 Bảng 3.1. Giá trị đa dạng địa chất của các hang động dựa trên các tiêu chí địa chất đánh giá hang động đá vôi ........................................................................................50 Bảng 3.2. Đặc điểm/ giá trị nổi bật của các hang động.............................................50 Bảng 3.3. Đánh giá các hang động theo các tiêu chí về ý nghĩa khoa học, giáo dục, du lịch và nguy cơ suy thoái......................................................................................52 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1. Sơ đồ vị trí vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng ...................................29 Hình 2.2. Cơ cấu kinh tế tỉnh Quảng Bình, giai đoạn 2001-2018 ............................32 Hình 2.3. Hệ thống hang Vòm và hệ thống hang Phong Nha trong VQG Phong Nha – Kẻ Bàng ..................................................................................................................33 Hình 2.4. Đoàn viên, thanh niên thu gom rác tại bến thuyền Phong Nha.................36 Hình 2.5. Cây bị đốn hạ tại vùng rừng đệm VQG Phong Nha – Kẻ Bàng ...............36 Hình 2.6. Dòng sông Son mùa khai thác du lịch.......................................................36 Hình 2.7. Lượng khách du lịch VQG Phong Nha – Kẻ Bàng giai đoạn 2007-2018 ...................................................................................................................................38 Hình 2.8. Tổng lượng doanh thu từ hoạt động khai thác du lịch tại VQG Phong Nha – Kẻ Bàng giai đoạn 2012-2018................................................................................38 Hình 3.1. Bãi cát ngầm trong động Phong Nha ........................................................41 Hình 3.2. Di tích dòng chảy trong động Phong Nha .................................................42 Hình 3.3. Thành hang bị mọc rêu trong động Phong Nha ........................................42 Hình 3.4. Các kiểu thạch nhũ trong động Phong Nha...............................................43 Hình 3.5. Các khối thạch nhũ có kích thước lớn trong động Tiên Sơn ....................45 Hình 3.6. Các kiểu thạch nhũ trong động Thiên Đường. ..........................................47 Hình 3.7. Các kiểu thạch nhũ trong động Thiên Đường (tiếp). ................................48 Hình 3.8. Thác Thiên Hà trong động Thiên Đường ..................................................49 Hình 3.9. Khối nhũ “Thỏ Ngọc” trong động Thiên Đường ......................................49 Hình 3.10. Giá trị khoa học (SV), tiềm năng giáo dục (PEU), du lịch (PTU) và nguy cơ suy thoái (DR) của các điểm địa di sản .......................................................54 vii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là một quốc gia sở hữu nhiều cảnh quan thiên nhiên tuyệt đẹp với nhiều Di sản thiên nhiên Thế giới được UNESCO công nhận như Vịnh Hạ Long (được công nhận 2 lần, vào năm 1994 và 2000), Khu danh thắng Tràng An (được công nhận năm 2014); Công viên Địa chất toàn cầu - Cao nguyên đá Đồng Văn (được công nhận 2 lần, vào năm 2009 và 2014), và Công viên Địa chất toàn cầu Non nước Cao Bằng (được công nhận năm 2018)… Trong đó, không thể không kể tới Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng (VQG PN-KB) đã vinh dự được UNESCO công nhận lần đầu vào năm 2003 theo tiêu chí đa dạng địa chất với các cảnh quan ngoạn mục và lần 2 vào năm 2015 với tiêu chí về đa dạng sinh học sinh thái [32]. VQG PN-KB được ví như một kho tàng địa chất khổng lồ có giá trị và ý nghĩa toàn cầu. Các thành tạo địa chất đặc trưng cho các hoạt động kiến tạo đứt gãy, chuyển động nâng trồi, uốn nếp tạo núi và chuyển động sụt lún tạo các bồn trũng trầm tích đều phải trải qua những giai đoạn lịch sử phát triển lâu dài [8]. Đó chính là nguyên nhân để hình thành nên tính đa dạng về địa chất, địa mạo, mạng lưới thủy văn, hệ thống các hang động đẹp, hùng vĩ như hệ thống động Phong Nha, hệ thống hang Vòm, hệ thống hang nước Mọoc… là nơi thu hút các nhà khoa học, thám hiểm và khách du lịch với bao điều kỳ bí và độc đáo. Động Phong Nha là một trong những điểm tiêu biểu nhất trong hệ thống hang động thuộc quần thể danh thắng Phong Nha – Kẻ Bàng với kích thước rộng, có dòng chảy ngầm làm tăng thêm nét quyến rũ cho hệ thống thạch nhũ như những viên kem ngọt ngào tan chảy. Ngoài ra còn có động Thiên Đường được Hiệp hội hang động Hoàng gia Anh đánh giá là hang động khô dài nhất Châu Á. Với vẻ đẹp kì vĩ, tráng lệ, huyền ảo đến vô thực đã khiến người chiêm ngưỡng phải trầm trồ về một thiên cảnh nơi trần thế, cái tên động Thiên đường cũng được bắt nguồn từ đây. Thiên nhiên ưu đãi bậc nhất cho Phong Nha – Kẻ Bàng khi ban tặng cho Hang Sơn Đoòng là hang karst lớn nhất thế giới, đặc biệt không chỉ bởi hệ thống thạch nhũ mà còn bởi các giá trị sinh thái, khảo cổ… hấp dẫn các nhà khoa học, thám hiểm đã và đang không ngừng nghiên cứu, tìm hiểu. Trong thời kì cổ đại hang động là nơi trú ngụ cho con người và một vài nơi còn cung cấp nguồn nước. Cho đến ngày nay, các hang động trở thành những điểm du lịch hấp dẫn thu hút lượng lớn du khách tham quan hàng năm. Không chỉ hấp dẫn khách du lịch với vẻ bề ngoài đẹp lộng lẫy, hang động còn là điểm đến của các nhà khoa học để tìm hiểu về các loài sinh vật, thạch nhũ, khoáng vật… thông qua hệ sinh 1 thái và môi trường sống đặc biệt tại đây. Để tạo nên sức hút như vậy, bên cạnh giá trị tiềm năng du lịch (thường liên quan đến cảnh quan, vị trí địa lý, địa hình – địa mạo) còn có các giá trị quan trọng khác như giá trị lợi ích cộng đồng xã hội (liên quan đến một số hang cung cấp nguồn nước sinh hoạt cho người dân địa phương), giá trị nghiên cứu khảo cổ (cổ khí hậu, hóa thạch), giá trị đa dạng sinh thái (sinh vật, nguồn gen),… Do đó, nhiều hang động có vị trí đặc biệt quan trọng cần được bảo vệ và bảo tồn các giá trị vốn có. Tuy nhiên các giá trị trên hay cụ thể là các đối tượng hình thành nên các giá trị đó lại dễ bị tác động bởi các hoạt động nhân sinh, ví dụ như nguồn nước ngầm có thể bị ô nhiễm dưới các hoạt động nhân sinh, hoặc các sinh vật có thể bị thay đổi môi trường sống, dẫn đến suy thoái loài. Vì vậy, cần có các nghiên cứu đánh giá giá trị của các hang động nhằm tạo cơ sở nâng cao nhận thức cộng đồng trong việc phát triển và bảo tồn các giá trị di sản. Xác định, phân loại, thống kê và đánh giá giá trị đặc sắc của các điểm địa di sản tại một khu vực hay vùng lãnh thổ là những bước tiền đề trong công tác bảo tồn và phát triển du lịch bền vững [13]. Hệ thống hang động karst của Phong Nha - Kẻ Bàng rất phong phú, đa dạng, có giá trị di sản cao. Tuy nhiên, hiện nay công tác thống kê, đánh giá và phân loại các giá trị địa di sản trong các hang động tại VQG PN-KB vẫn chưa được thực hiện đồng bộ theo các khung hệ thống về địa di sản của UNESCO (2005) [31]. Đây chính là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn tới sự khập khiễng trong hoạt động khai thác du lịch, không chỉ không tương xứng với tiềm năng các giá trị của tài nguyên, mà đặc biệt còn tiềm ẩn nguy cơ suy thoái các đối tượng hình thành nên di sản. Luận văn ‘Nghiên cứu đánh giá giá trị địa di sản một số hang động tiêu biểu trong Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng’ sẽ tập trung thống kê, đánh giá các giá trị có liên quan đến khoa học, tiềm năng sử dụng cho giáo dục, du lịch và nguy cơ suy thoái của một số hang động tiêu biểu thuộc Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng theo hệ thống tiêu chí đã được công nhận của UNESCO (2005) nhằm định hướng phát triển một cách bền vững và bảo tồn các giá trị địa di sản tại đây. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá giá trị địa di sản một số hang động tiêu biểu trong Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng nhằm định hướng phát triển một cách bền vững và bảo tồn chúng. 2 - Nội dung nghiên cứu Liệt kê, phân loại và mô tả các đối tượng làm nên giá trị địa di sản tại một số - hang động trong VQG PN-KB; Đánh giá giá trị địa di sản các hang động về tiềm năng khai thác du lịch, giá trị khoa học, giáo dục và nguy cơ suy thoái; - Đánh giá, đề xuất định hướng ưu tiên trong quản lý các điểm di sản, chẳng hạn như sử dụng làm tài nguyên giáo dục và du lịch, phát triển cho Công viên địa chất tiềm năng hoặc bảo tồn cho các thế hệ tương lai. - Phân tích SWOT tiềm năng khai thác du lịch, từ đó đề xuất phương án phát triển du lịch dựa trên bảo tồn và phát huy các giá trị địa di sản. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: giá trị địa di sản tại một số hang động tiêu biểu trong Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng Phạm vi nghiên cứu: 3 hang động gồm: động Thiên Đường (đại diện cho hang khô còn hoạt động), động Tiên Sơn (đại diện cho hang hóa thạch) và động Phong Nha (đại diện cho hang sông) thuộc Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là dữ liệu quan trọng về đặc điểm các đối tượng làm nên giá trị địa di sản của các hang động đang khai thác du lịch trong VQG PN-KB. Các giá trị đánh giá theo hệ thống tiêu chí đã và đang được công nhận về tiềm năng khai thác du lịch, giá trị khoa học, giáo dục cũng như nguy cơ suy thoái sẽ làm tiền đề cho công tác bảo tồn và phát triển du lịch bền vững; là cơ sở cho giúp ích cho các dự án phát triển của địa phương dựa trên việc bảo tồn và phát huy các giá trị địa di sản như một dạng tài nguyên quan trọng và có thể trở thành một trong những tài liệu tham khảo để đề xuất các biện pháp bảo vệ của pháp luật đối với các điểm di sản (hang động) thực sự nổi bật. 5. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phần nội dung chính của luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề và phương pháp nghiên cứu Chương 2: Tổng quan khu vực Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng Chương 3: Đánh giá giá trị địa di sản một số hang động thuộc khu vực Phong Nha – Kẻ Bàng 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan vấn đề 1.1.1. Các khái niệm a. Địa di sản Địa di sản được coi như một dạng tài nguyên đặc biệt có thể có các giá trị khoa học, giáo dục, thẩm mỹ và kinh tế [19]. Địa di sản là một bộ phận không thể thiếu của thế giới tự nhiên, bao gồm các thành tạo địa chất còn lưu giữ những dấu ấn của các quá trình, bối cảnh địa chất đặc biệt đã xảy ra trong quá khứ hoặc đang diễn ra hàng ngày, các cảnh quan về địa mạo, các di chỉ cổ sinh và hoá thạch, các miệng núi lửa đã tắt hoặc đang hoạt động, các hang động, hẻm vực sông, hồ tự nhiên, thác nước, các diện lộ tự nhiên của đá và quặng, thậm chí cả các khu mỏ đã ngừng khai thác [35]. Được xác định là loại tài nguyên không tái tạo, do vậy địa di sản cần được đánh giá giá trị nhằm có kế hoạch bảo tồn, khai thác và sử dụng bền vững. b. Khái quát chung về hang động karst Cảnh quan các vùng karst thường có giá trị thẩm mỹ cao, là điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế dựa trên khai thác du lịch. Đồng thời nghiên cứu những nơi này cũng có ý nghĩa xã hội do liên quan đến việc giải quyết những khó khăn của người dân địa phương về vấn đề thiếu nước và đất trồng. Hoạt động karst chủ yếu được hiểu là quá trình hòa tan của các đá có khả năng hòa tan trong nước thiên nhiên, chủ yếu là đá carbonat, tạo nên các dạng địa hình karst khác nhau [7]. Hoạt động karst gồm 3 quá trình: quá trình phá hủy (chủ yếu là hòa tan), quá trình vận chuyển (sản phẩm hòa tan theo dòng nước tự nhiên) và quá trình tích tụ (tạo nên các thể địa chất mới). Hoạt động karst xảy ra mạnh hay yếu phụ thuộc vào khả năng hòa tan của đá vôi, cấu trúc địa chất, đặc điểm địa hình, chế độ khí hậu, lượng nước tự nhiên và khả năng lưu thông của chúng,... Khả năng hòa tan của đá vôi lại phụ thuộc vào chính bản chất của nó, như hàm lượng khoáng vật calcit, độ nứt nẻ, độ rỗng,... Khả năng lưu thông của nước phụ thuộc vào lượng nước, độ rỗng và liên thông của các khoang rỗng trong đá vôi, độ chênh cao của địa hình, trong đó độ cao tương đối giữa tầng đá vôi với các tầng đá không hòa tan đóng vai trò quan trọng. Một hang động được định nghĩa là một khoang ngầm hình thành tự nhiên, đủ lớn để cho phép con người xâm nhập. Tùy thuộc vào các loại đá hình thành hang động và quá trình phát triển, các hang động thường được chia thành: hang động đá vôi, hang động núi lửa (chủ yếu là hang động dung nham), hang động sa thạch, hang 4 động thạch cao, hang động muối mỏ, hang động băng và những hang động khác [36]. Hang động karst là những khoang rỗng có quy mô khác nhau, phân bố phổ biến trong các vùng đá vôi và thường liên kết thành hệ thống, có nhiều tầng cao thấp. Thạch nhũ là những khoáng chất thứ cấp được hình thành trong hang động, thường là hang động đá vôi không bao gồm các khoáng chất thứ cấp được hình thành trong hầm mỏ, đường hầm hay các công trình nhân tạo. Chúng có nguồn gốc từ những phản ứng lý hóa của khoáng vật chính trong đá tảng hoặc mảnh vụn và được lắng đọng trong thời gian dài do các điều kiện môi trường trong hang động (chủ yếu là hoạt động nước ngầm trong hang). Tụ khoáng canxit (CaCO3) được hình thành thông qua phản ứng hòa tan cacbonat, dưới dạng các tinh thể khoáng vật nhóm calcit và carbonat. - Nước phản ứng với CO2 trong không khí để tạo ra axit yếu H2O + CO2  H2CO3 - Khi nước có độ PH thấp đi qua lớp đá vôi canxi cacbonat từ bề mặt trần hang hình thành nước chứa Ca(HCO3)2 ở dạng hòa tan CaCO3 + H2CO3  Ca2+ + 2(HCO3)- Khi loại nước này nhỏ xuống từng giọt từ trần hang, gặp không khí trong hang có nhiệt độ cao hơn so với trong lòng đá – một lượng nước (H2O) bốc hơi và cacbonat canxi (CaCO3) kết tủa. Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2. Do đó từ trên trần hang nơi giọt nước nhỏ xuống có những thạch nhũ rủ xuống, được gọi là chuông đá (stalactite), còn từ dưới nền hang mọc lên các măng đá (stalagmite). Chuông đá và măng đá không ngừng phát triển, lớn lên và dài ra, rồi cuối cùng giao nhau, hợp thành cột đá. Tuy nhiên bản chất vẫn là quá trình karst nên sự hình thành chuông đá và măng đá phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do đó hệ thống thạch nhũ trong hang động cũng vô cùng phong phú, đa dạng về màu sắc, quy mô, kích thước và hình dạng. Hang động karst thường được phân thành hai loại là hang hoạt động và hang hóa thạch: Hang hoạt động là loại hang còn đang phát triển về cả quy mô và hệ thạch nhũ dưới sự tác động liên tục của dòng chảy ngầm trong hang. Thuộc loại này có các hang 5 sông, nghĩa là dọc theo chiều dài của hang đang có dòng sông ngầm hoạt động. Có những đoạn lòng hang mở rộng, hình thành nên các hồ nước ngầm. Trong vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng có nhiều hang sông, trong đó động Phong Nha là hang sông dài và đẹp tiêu biểu nhất. Hang hoá thạch là hang đã được nâng lên tầng cao, thoát khỏi hoạt động của mực nước ngầm hiện đại. Do không có nguồn nước ngầm nuôi dưỡng, hệ thống thạch nhũ không còn tiếp tục phát triển trở nên khô khốc. Các hang hóa thạch thường có bình đồ cấu trúc phức tạp, gồm nhiều tầng hang, mỗi tầng lại gồm nhiều nhánh, nhiều phòng. Động Tiên Sơn ở VQG Phong Nha – Kẻ Bàng là một trong những hang thuộc loại hình này. Các hang Tối, hang Vòm, hang Sơn Đoòng, động Phong Nha ở Quảng Bình đều có những tầng và nhánh hang hóa thạch. Nhưng tầng hang thấp nhất của các hang kể trên còn gắn với mực cơ sở xâm thực hiện tại của các sông trong khu vực. Vì thế địa hình tầng này, đặc biệt là vách hang, có hình thái rất hiểm trở. Trong hang còn gặp cả những bãi cát do sông ngầm tạo ra. 1.1.2. Cơ sở lý luận Bộ khung tiêu chí về địa di sản của UNESCO (2005) cũng như hệ thống tiêu chí đã được công nhận và áp dụng cho các khu vực tiêu biểu trên Thế giới sẽ được luận văn sử dụng làm cơ sở cho công tác thống kê, phân loại và đánh giá.  Khung Địa di sản Thế giới [31] Theo Khung Địa di sản Thế giới, để công nhận một đối tượng địa chất là một điểm địa di sản, cần thiết đối tượng địa chất đó phải đáp ứng tiêu chí chứa các yếu tố tự nhiên phù hợp với khoa học địa chất và địa mạo như sau: đối tượng địa chất là ví dụ điển hình, đại diện cho các giai đoạn lớn của lịch sử Trái đất, gồm dấu ấn của sự sống hoặc các quá trình địa chất có ý nghĩa đối với sự hình thành bề mặt Trái đất, hoặc các đặc điểm địa chất và địa mạo quan trọng. a. Lịch sử Trái đất Tập hợp các đặc điểm được thể hiện bằng các dấu ấn diễn ra trong quá trình phát triển hành tinh như: - Dấu ấn về địa động lực và kiến tạo vỏ Trái đất, liên quan với nguồn gốc và sự hình thành, phát triển các đai tạo núi, núi lửa, mảng lục địa, rift; - Dấu ấn về các vụ va chạm thiên thạch; - Dấu ấn về các chu kỳ băng hà trong lịch sử địa chất; 6 Các vị trí có giá trị nổi bật ghi lại những dấu ấn phát triển của Lịch sử Trái đất thường thể hiện bằng các đối tượng địa chất như (tập hợp) hóa thạch, tổ hợp các đá b. Dấu ấn của sự sống Đó là các vị trí còn lưu giữ dấu ấn về hoạt động sinh vật trong quá khứ (cổ sinh) được thể hiện bằng các hóa thạch. Các dấu ấn của hoạt động sinh vật thể hiện sự phát triển trong lịch sử qua các chu trình tiến hóa loài. Mỗi giai đoạn đại diện bằng sự kiện sinh học tiêu biểu (bảng 1.1). Bảng 1.1. Dấu ấn sinh học tiêu biểu cho các giai đoạn địa chất Các giai đoạn địa chất Dấu ấn sinh học Đệ tứ 25 triệu năm Con người xuất hiện; Kỷ băng hà Paleocene 65 triệu năm Động vật linh trưởng đầu tiên Cretaceous 135 triệu năm Khủng long bị tuyệt chủng Nguồn gốc của thực vật có hoa Jurassic 195 triệu năm Thời kỳ khủng long; Loài chim xuất hiện Triassic 240 triệu năm Động vật có vú và khủng long xuất hiện Carboniferous 375 triệu năm Loài bò sát xuất hiện Devonian 420 triệu năm Lưỡng cư xuất hiện; Rừng xuất hiện Silurian 450 triệu năm Thực vật trên mặt đất xuất hiện Ordovician 520 triệu năm Cá/san hô xuất hiện Cambrian 570 triệu năm Bọ ba thùy xuất hiện Precambrian > 570 triệu năm Tảo và vi khuẩn xuất hiện c. Các quá trình địa chất có ý nghĩa đối với sự hình thành bề mặt Trái đất Các vị trí này thể hiện các quá trình địa chất liên quan với sự hình thành bề mặt Trái đất: - Các quá trình hình thành sa mạc và hoang mạc; 7 - Các quá trình băng hà; - Núi lửa; - Các quá trình lắng đọng và bồi tích vật liệu; - Các quá trình tạo sông và bãi bồi; - Các quá trình hình thành biển và bờ biển. d. Các đặc điểm địa chất và địa mạo quan trọng Các vị trí thể hiện các quá trình địa chất địa mạo bằng hiện trạng địa hình. Đối với các vị trí này, các đối tượng địa chất địa mạo không chỉ thể hiện các giá trị khoa học mà còn thể hiện các giá trị thẩm mỹ. Các kiểu di sản địa chất địa mạo gồm: (1) Cấu trúc và kiến tạo: các vị trí thể hiện các dấu hiệu về động lực vỏ Trái đất, như ranh giới mảng, ranh giới kiến tạo, địa hình, thung lũng sông; (2) Hệ thống núi lửa và dung nham (kể cả những hệ thống đã tắt): các vị trí còn lưu giữ các dấu ấn về sự hình thành và tiến hóa của núi lửa đã và đang hoạt động; (3) Các hệ thống núi; (4) Địa tầng: các vị trí xuất hiện các dãy đá thể hiện thứ tự các sự kiện về lịch sử Trái đất; (5) Hóa thạch: các vị trí còn lưu giữ dấu ấn về sự sống của Trái đất qua các thời kỳ Địa chất bằng các di tích sinh vật đặc trưng; (6) Địa hình và thung lũng sông, suối, bãi bồi và hồ: các vị trí có đặc điểm địa hình, địa mạo là kết quả của sự bào mòn, lắng đọng của sông, hồ, vùng đất ngập nước, châu thổ; (7) Các hang động và địa hình karst; (8) Bờ biển: các vị trí thể hiện đặc điểm đặc trưng của đường bờ hình thành do tác động của sóng nước; (9) Đảo, rạn, bãi ngầm, đảo vòng trên biển; (10) Mũ băng: các vị trí thể hiện vai trò của băng đối với sự phát triển của địa hình ở vùng núi cao và các cực, bao gồm cả sự ảnh hưởng của tuyết và cận băng vĩnh cửu; 8 (11) Băng hà: các vị trí có ghi nhận các dấu ấn của sự mở rộng hoặc suy thoái diện tích phủ băng, thể hiện bằng các hiện tượng làm thay đổi địa hình có tính chất toàn cầu như thay đổi mực nước biển, tập hợp các dấu ấn địa sinh học; (12) Hệ thống sa mạc và bán sa mạc: các vị trí có đặc điểm địa hình hình thành do gió và chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường; (13) Va chạm thiên thạch: các vị trí thể hiện các bằng chứng của các tác động giữa các thiên thạch với nhau, hoặc giữa thiên thạch với Trái đất 1.1.3. Tổng quan tài liệu Thống kê, đánh giá giá trị các điểm địa di sản là bước quan trọng đầu tiên cần thực hiện trong các chiến lược bảo tồn địa di sản. Bản chất của việc đánh giá giá trị là xác định, phân loại và định lượng các yếu tố, đối tượng địa chất hình thành nên các điểm địa di sản dựa vào hệ thống các tiêu chí. Phương pháp định lượng dựa trên các tiêu chí và các chỉ số tương ứng có thể được quy ra thành tỷ số hoặc các thông số khác nhau [18,25,28,30]. Mục đích của việc đánh giá định lượng là làm giảm tính chủ quan trong quy trình đánh giá giá trị. Kết quả của đánh giá bằng các con số là danh sách các điểm/đối tượng di sản đã được sắp xếp giúp hiệu quả trong việc ưu tiên quản lý. Các vị trí có giá trị cao hơn và nguy cơ suy thoái cao hơn nên được ưu tiên hàng đầu. Theo Carreras và Druguet (1998), giá trị của các đối tượng địa chất và các quy tắc bảo tồn là cơ sở quan trọng trong việc xây dựng các quy định pháp lý đối với bảo tồn các điểm địa di sản [15]. Số lượng các tiêu chí đánh giá định lượng nên được hạn chế, bởi nhiều tiêu chí được đưa ra không có nghĩa là sự đánh giá chính xác hơn [14]. Tùy thuộc vào mục đích đánh giá cho từng loại giá trị (khoa học, khai thác du lịch hay giáo dục) mà có các bộ tiêu chí đánh giá khác nhau [12,13,19,26]. Tuy nhiên việc áp dụng các bộ tiêu chí này nên được điều chỉnh và bổ sung linh hoạt sao cho phù hợp với điều kiện vùng nghiên cứu dựa trên quan điểm của các nhà địa chất học đã tham gia vào công tác thống kê các điểm di sản [13]. Ngay cả khi một con số xuất hiện dưới dạng kết quả cuối cùng của một đánh giá định lượng, thì vẫn cần phải tiến hành phân tích chi tiết và thận trọng về kết quả. Đôi khi về trực giác một điểm có ý nghĩa quan trọng trong khu vực nhưng lại đạt kết quả không đáng mong đợi. Những loại mâu thuẫn này cần được giải thích và diễn giải. Người thực hiện nghiên cứu cần phải đưa những lập luận cuối cùng rõ ràng về danh sách các điểm được sắp xếp trong khu vực nghiên cứu. 9 Hiện nay việc áp dụng hệ thống các tiêu chí và chỉ số để đánh giá định lượng giá trị địa di sản đã được áp dụng ở nhiều nơi như: đánh giá các điểm di sản địa mạo dựa trên các giá trị khoa học, giáo dục và tiềm năng du lịch phục vụ cho công tác quản lý, bảo tồn và là cơ sở để thành lập một công viên địa chất ở Monte Pindo (Tây Ban Nha) [23] hay nghiên cứu kiểm kê, đánh giá các hang động ở Hàn Quốc nhằm hỗ trợ các quyết định của Nhà nước về bảo vệ pháp lý, ưu tiên bảo tồn tốt nhất cho các hang động trước áp lực phát triển xã hội [21]. Bên cạnh đó tại Việt Nam cũng đã có những nghiên cứu áp dụng hệ thống tiêu chí đánh giá định lượng như đánh giá giá trị địa di sản của thác nước Dray Nur và Dray Sap ở Tây Nguyên liên quan đến các giá trị về khoa học, văn hóa, giáo dục và du lịch [27] và các minh chứng cho tiềm năng trở thành công viên địa chất ở vùng ven biển Bình Thuận Ninh Thuận, Việt Nam [17]. Vườn Quốc Gia Phong Nha – Kẻ Bàng, tỉnh Quảng Bình có diện tích ~ 123.326 ha và vùng đệm khoảng hơn 200.000 ha. Trong đó, diện tích được UNESCO chính thức công nhận Di sản thiên nhiên thế giới (tháng 7 năm 2003) khoảng 86.000 ha [8]. Đến năm 2015, Vườn Quốc Gia Phong Nha – Kẻ Bàng được UNESCO bổ sung diện tích Di sản Thiên nhiên Thế giới lên tới 123.326 ha (tăng 46% diện tích) và vùng đệm lên tới 220.055 ha, và chia ranh giới tiếp giáp với Khu Bảo tồn Thiên nhiên Hin Namno, Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào [32]. Bên cạnh tính đa dạng địa chất, địa mạo với các cảnh quan ngoạn mục, Vườn Quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng còn được công nhận về tính đa dạng sinh học cao (khi có tới hơn 2700 loài thực vật và hơn 800 loài động vật được phát hiện, trong đó có 133 loài thực vật và 104 loài động vật hiện đang có tên trong sách đỏ). Đây được coi là một trong những hệ sinh thái đá vôi khí hậu nhiệt đới nổi trội nhất Thế giới và lớn nhất ở châu Á [32]. Bên cạnh đó cũng tại VQG PN-KB điểm đầu tiên của Việt Nam được áp dụng phương pháp xác định chỉ số xáo trộn môi trường karst (KDI) đã đưa ra được những chỉ thị đặc thù cho khu vực và lượng hóa chúng theo thang điểm cho thấy được hiện trạng xáo trộn môi trường karst trong vùng lõi và vùng đệm của vùng, là bước đầu cho áp dụng hướng nghiên cứu này ở những khu vực karst khác tại Việt Nam [11]. Hành trình khám phá hang động ở VQG PN-KB đã thu hút các nhà khoa học cả trong và ngoài nước. Đến nay, tại đây đã ghi nhận có hơn 300 hang động lớn nhỏ phong phú, kỳ vỹ được mệnh danh là “Vương quốc hang động” với tổng chiều dài gần 220 km, nơi tiềm ẩn nhiều điều kỳ lạ và hấp dẫn, là thiên đường cho các nhà khoa học hang động, các nhà thám hiểm và du lịch. Gần đây nhất vào năm 2018 các nhà khoa 10 học thuộc Ban quản lý Vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng lại tiếp tục thu thập dữ liệu của hơn 80 động chưa được công bố tại địa bàn các xã Dân Hóa, Hóa Sơn, Trung Hóa, Thượng Hóa, Trường Sơn, Trường Xuân, Sơn Trạch, trong đó đã khảo sát tiếp cận, xác định tọa độ, mô tả 44 động và có 3 động được khảo sát, mô tả cấu trúc bên trong chi tiết [10]. Những phát hiện mới cung cấp sự hiểu biết toàn diện về hệ thống hang động ở Phong Nha-Kẻ Bàng và còn là cơ sở cho bảo vệ, quy hoạch và phát triển du lịch cũng như hoàn thiện hồ sơ để trình lên UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới. Các công trình nghiên cứu khoa học tại đây đã đạt được những thành tựu to lớn tuy nhiên mới chỉ dừng lại ở mức độ đánh giá hiện trạng các giá trị ngoại hạng về đa dạng địa chất – địa mạo, sinh học, đặc điểm hang động và gần như chưa có các nghiên cứu đánh giá định lượng, xếp hạng các giá trị di sản một cách hệ thống theo khung tiêu chí do UNESCO công bố. Trong hệ thống pháp luật Việt Nam cũng chưa có những điều lệ cụ thể quy định các mức độ ưu tiên bảo vệ các cấp hay xử phạt đối với những hành vi xâm phạm các giá trị di sản. Do đó việc đánh giá, xếp hạng các giá trị di sản trong đó có hang động là điều vô cùng cần thiết không chỉ đối với VQG PN-KB nói riêng và các khu vực di sản khác nói chung nhằm đề xuất các mức độ bảo vệ khác nhau cho các điểm di sản nổi bật. 1.2. Phương pháp nghiên cứu 1.2.1. Phương pháp thống kê Phương pháp thống kê là một công cụ dùng để liệt kê, phân loại và mô tả một cách hệ thống các giá trị địa di sản tại các điểm di sản ở một khu vực nhất định nhằm cung cấp các dữ liệu khoa học phục vụ cho quản lý môi trường tại đó. Bất kì một chiến lược bảo tồn nào từ địa phương cho đến quốc gia đều bắt đầu từ việc xác định những giá trị, sắp xếp chúng theo thứ tự đánh giá để cho thấy tiềm năng khai thác và nhu cầu được bảo vệ của từng đối tượng vì nhiều trong số chúng rất hiếm gặp hoặc đang có nguy cơ bị phá hủy, tuyệt chủng. Việc triển khai công tác thống kê bắt đầu từ việc tổng hợp các dữ liệu khoa học, các công trình nghiên cứu đã được công bố dựa trên khung địa chất của khu vực để thành lập những điểm địa di sản tiềm năng [13]. Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, việc lựa chọn các điểm địa di sản sẽ dựa trên khung địa di sản toàn cầu (The global framework of geological world heritage) [16], các tiêu chí cơ bản bao gồm tính đại diện, giá trị khoa học nổi bật và tính toàn vẹn của khoa học [22] và khung địa chất ghi lại các sự kiện địa chất chính diễn ra trong khu vực nghiên cứu [34]. Mục đích của phương pháp là thống kê các giá trị di sản theo đặc điểm từ đó định hướng phát triển chúng theo các hướng khác nhau như 11