Tài liệu Nghiên cứu địa mạo sinh thái làm cơ sở định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ tỉnh nghệ an

i MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................................iv DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................vii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của luận án ......................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 4 3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 4 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 4 5. Luận điểm bảo vệ ...................................................................................................... 4 6. Những điểm mới của luận án .................................................................................... 5 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án ..................................................... 5 8. Cơ sở tài liệu ............................................................................................................. 5 9. Cấu trúc của luận án .................................................................................................. 6 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 7 1.1. Cơ sở lý luận về nghiên cứu địa mạo sinh thái ...................................................... 7 1.1.1. Khái niệm Địa mạo sinh thái .......................................................................... 7 1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu về địa mạo sinh thái .......................................... 13 1.2. Các khía cạnh ứng dụng của địa mạo sinh thái .................................................... 21 1.3. Cách tiếp cận và quan điểm nghiên cứu............................................................... 23 1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 26 1.3. Quy trình nghiên cứu ........................................................................................... 30 CHƢƠNG 2. CÁC NHÂN TỐ THÀNH TẠO ĐỊA MẠO SINH THÁI TỈNH NGHỆ AN ................................................................................................................... 32 2.1. Đặc điểm các nhân tố tự nhiên ............................................................................. 32 2.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................... 32 2.1.2. Đặc điểm trắc lượng hình thái địa hình ....................................................... 32 2.1.3. Đặc điểm địa chất ......................................................................................... 36 2.1.4. Đặc điểm khí hậu .......................................................................................... 40 2.1.5. Đặc điểm thuỷ văn ........................................................................................ 44 2.1.6. Đặc điểm địa chất thuỷ văn .......................................................................... 49 ii 2.1.7. Đặc điểm thổ nhưỡng.................................................................................... 52 2.1.8. Đặc điểm thực, động vật ............................................................................... 55 2.2. Đặc điểm các nhân tố kinh tế - xã hội .................................................................. 57 2.2.1. Dân tộc, dân số và lao động ......................................................................... 57 2.2.2. Đặc điểm các ngành kinh tế .......................................................................... 59 2.2.3. Hiện trạng sử dụng đất ................................................................................. 63 2.3. Hiện trạng môi trƣờng, nguy cơ tai biến tỉnh Nghệ An ...................................... 65 2.3.1. Hiện trạng môi trường .................................................................................. 65 2.3.2. Tai biến chi phối đặc điểm địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An ........................ 69 2.4. Đánh giá tổng hợp các yếu tố tự nhiên, kinh tế xã hội chi phối cân bằng địa mạo sinh thái ....................................................................................................................... 74 2.4.1. Nhóm nhân tố nội sinh .................................................................................. 75 2.4.2. Nhóm nhân tố ngoại sinh .............................................................................. 76 2.4.3. Nhóm nhân tố con người .............................................................................. 84 2.4.4. Nhóm nhân tố tai biến ................................................................................... 86 CHƢƠNG 3. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO SINH THÁI VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ LÃNH THỔ TỈNH NGHỆ AN ............................................................................................... 87 3.1. Đặc điểm địa mạo tỉnh Nghệ An .......................................................................... 87 3.1.1. Dạng địa hình ............................................................................................... 87 3.1.2. Kiểu địa hình ................................................................................................. 95 3.2. Đặc điểm các hệ sinh thái tỉnh Nghệ An .............................................................. 98 3.2.1. Đánh giá các nhân tố thành tạo và biến đổi các hệ sinh thái Nghệ An ....... 98 3.2.2. Hiện trạng các hệ sinh thái tỉnh Nghệ An..................................................... 98 3.3. Xác định chỉ số ổn định địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An .................................. 104 3.3.1. Đánh giá độ ổn định của các yếu tố tự nhiên đến các hệ sinh thái ............ 104 3.3.2. Đánh giá mức độ ổn định của các HST đối với các đơn vị địa mạo .......... 109 3.3.3. Xác định chỉ số mức độ ổn định địa mạo sinh thái ..................................... 112 3.4. Phân vùng địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An ....................................................... 114 3.4.1. Phân loại địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An .................................................. 114 3.4.2. Phân vùng địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An ................................................ 118 3.5. Định hƣớng sử dụng hợp lý lãnh thổ tỉnh Nghệ An theo các đơn vị phân vùng địa mạo sinh thái ....................................................................................................... 130 3.5.1. Vai trò phân vùng địa mạo sinh thái trong tổ chức sử dụng hợp lý lãnh thổ130 iii 3.5.2. Nhận định về tổ chức lãnh thổ trong quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Nghệ An đến năm 2020 .................................................................................. 130 3.5.3. Định hướng sử dụng các đơn vị địa mạo sinh thái nhằm mục đích phát triển bền vững kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường ........................................... 133 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 144 NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................................................ 153 PHỤ LỤC .......................................................................................................................i iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTTN Bảo tồn thiên nhiên BVMT Bảo vệ môi trƣờng CCN Cụm công nghiệp CN Công nghiệp CNMT Chức năng môi trƣờng CQST Cảnh quan sinh thái DTNT Diện tích tự nhiên ĐDSH Đa dạng sinh học ĐKTN Điều kiện tự nhiên ĐMST Địa mạo sinh thái ĐTM Đánh giá tác động môi trƣờng HST Hệ sinh thái HTMT Hiện trạng môi trƣờng KCN Khu công nghiệp KTXH Kinh tế - xã hội MT Môi trƣờng NCS Nghiên cứu sinh PTBV Phát triển bền vững QCVN Quy chuẩn Việt Nam QHPT Quy hoạch phát triển SX Sản xuất TB Trung bình TCCP Tiêu chuẩn cho phép TNTN Tài nguyên tự nhiên TKT Tân kiến tạo VLXD Vật liệu xây dựng VQG Vƣờn quốc gia v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Biến thiên địa mạo và thực vật và các sự kiện ngoại sinh ánh hƣởng tới hệ sinh thái và cảnh quan theo các quy mô thời gian. ....................................................... 8 Bảng 1.2. Số lƣợng bài viết tìm kiếm đƣợc trên website khoa học với từ khóa tìm kiếm liên quan đến địa mạo sinh thái .......................................................................... 15 Bảng 2.1. Dân số, diện tích và mật độ dân số tỉnh Nghệ An ...................................... 58 Bảng 2.2. Thống kê diện tích theo cấp độ dốc ở Nghệ An ......................................... 34 Bảng 2.3. Thống kê diện tích theo các cấp phân cắt sâu............................................. 34 Bảng 2.4. Thống kê diện tích theo các cấp phân cắt ngang ........................................ 35 Bảng 2.5. Thống kê diện tích theo các cấp độ ẩm địa hình ........................................ 36 Bảng 2.6. Nhiệt độ không khí trung bình tháng và năm ............................................. 40 Bảng 2.7. Lƣợng mƣa trung bình tháng và năm ......................................................... 41 Bảng 2.8. Tổng số ngày mƣa lớn trung bình tháng và năm ........................................ 42 Bảng 2.9. Đặc trƣng hình thái sông suối tỉnh Nghệ An .............................................. 45 Bảng 2.10. Lƣu lƣợng nƣớc trung bình tháng trên các sông tỉnh Nghệ An ................ 46 Bảng 2.11. Mực nƣớc và lƣợng lũ lớn nhất trên sông ................................................ 46 Bảng 2.12. Lƣu lƣợng kiệt nhất đã quan trắc đƣợc trên sông ..................................... 47 Bảng 2.13. Thống kê các điểm, khu vực đã tìm kiếm thăm dò nƣớc dƣới đất ........... 51 Bảng 2.14. Trữ lƣợng khai thác tiềm năng nƣớc dƣới đất tỉnh Nghệ An ................... 51 Bảng 2.15. Các nhóm đất chính tỉnh Nghệ An ........................................................... 52 Bảng 2.16. Thành phần loài động vật có xƣơng sống trên cạn và lƣỡng cƣ ............... 56 Bảng 2.17. Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Nghệ An năm 2015 .................................... 63 Bảng 2.18. Thống kê diện tích theo cấp xói mòn đất Nghệ An .................................. 70 Bảng 2.19. Tai biến xói lở bờ biển tại một số khu vực tỉnh Nghệ An ........................ 74 Bảng 3.1. Đặc điểm các kiểu địa hình Nghệ An ......................................................... 97 Bảng 3.2. Đánh giá sự chi phối của các yếu tố trắc lƣợng hình thái địa hình đối với sự ổn định của các hệ sinh thái ...................................................................................... 104 Bảng 3.3. Đánh giá sự chi phối của các dạng địa hình đối với sự ổn định của các hệ sinh thái ..................................................................................................................... 105 Bảng 3.4. Đánh giá sự chi phối của các đơn vị sinh khí hậu đối với sự ổn định của các hệ sinh thái .......................................................................................................... 106 Bảng 3.5. Đánh giá sự chi phối của các yếu tố thổ nhƣỡng đối với sự ổn định của các hệ sinh thái ................................................................................................................ 107 vi Bảng 3.6. Đánh giá sự chi phối của các yếu tố modul dòng chảy mặt đối với sự ổn định của các hệ sinh thái ........................................................................................... 108 Bảng 3.7. Đánh giá sự chi phối của các loại hình tai biến đối với sự ổn định của các hệ sinh thái ................................................................................................................ 109 Bảng 3.8. Đánh giá mức độ ổn định địa mạo do yếu tố hiện trạng sử dụng đất ....... 109 Bảng 3.9. Đánh giá mức độ ổn định địa mạo do yếu tố lớp phủ............................... 111 Bảng 3.10. Đặc điểm địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An.............................................. 114 Bảng 3.11. Đặc điểm các đơn vị phân vùng Địa mạo sinh thái và đề xuất định hƣớng sử dụng hợp lý lãnh thổ tỉnh Nghệ An ...................................................................... 123 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Sơ đồ ý niệm về phát triển bền vững ............................................................. 2 Hình 1.1. Mối tƣơng quan giữa địa hình, các quá trình địa mạo với thực- động vật. ... 8 Hình 1.2. Sơ đồ sự giao thoa giữa các khoa học chuyên ngành địa – sinh – thủy học và vị trí của địa mạo sinh thái ................................................................................... 15 Hình 1.3. Sơ đồ mối tƣơng quan trong địa mạo sinh thái ở các tỉ lệ quy mô khác nhau . .................................................................................................................................... 16 Hình 1.4. Sơ đồ nội dung thực hiện nghiên cứu ĐMST ........................................... 17 Hình 1.5. Sơ đồ quy trình xác định và bản đồ hóa chỉ số đánh giá mức độ ổn định địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An ........................................................................................ 29 Hình 1.6. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ......................................................................... 30 Hình 2.1. Bản đồ hành chính và hình thể địa hình tỉnh Nghệ An ............................. 33 Hình 2.2. Bản đồ địa chất tỉnh Nghệ An .................................................................... 38 Hình 2.3. Cơ cấu kinh tế tỉnh Nghệ An năm 2010- 2016 ........................................... 59 Hình 2.4. Sơ đồ mối quan hệ giữa khí hậu với các quá trình địa mạo ngoại sinh chủ yếu ....................................................................................... 77 Hình 3.1. Bản đồ dạng địa hình tỉnh Nghệ An ......................................................... 88 Hình 3.2. Bản đồ kiểu địa hình tỉnh Nghệ An ........................................................... 96 Hình 3.3. Bản đồ chỉ số mức độ ổn định ĐMST tỉnh Nghệ An .............................. 113 Hình 3.4. Bản đồ địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An .................................................. 117 Hình 3.5. Bản đồ phân vùng địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An ................................ 121 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ngày nay, ở nƣớc ta cũng nhƣ nhiều nƣớc trên thế giới đang ngày càng phải đối mặt với các vấn đề môi trƣờng trầm trọng hơn do tác động vào tự nhiên của con ngƣời trong tiến trình. Hệ quả là làm cạn kiệt nguồn tài nguyên, biến đổi chất lƣợng môi trƣờng theo hƣớng tiêu cực, dẫn tới cục diện khó khăn cho sự phát triển của các thế hệ tƣơng lai. Nguyên nhân thực trạng trên là do tri thức loài ngƣời còn nhiều hạn chế về hệ thống tƣơng tác tự nhiên – xã hội – môi trƣờng, do đó chƣa có đƣợc sự hài hòa trong hành động nhằm hƣớng tới phát triển bền vững. Trong hệ thống đó, mối tƣơng quan địa mạo sinh thái đƣợc xem là sự gắn kết giữa thực thể nền rắn của trái đất với sinh giới phát triển trên đó. Xuất phát từ quan điểm Địa hình hiện tại của bề mặt trái đất là sản phẩm của các quá trình (nội sinh, ngoại sinh và nhân sinh), đồng thời là hợp phần quan trọng của lớp vỏ cảnh quan với vai trò phân phối lại vật chất và năng lƣợng, mang tính quyết định đến điều kiện sống của thế giới sinh vật nói chung và hình thức hoạt động kinh tế xã hội của con ngƣời nói riêng. Do đó, để phát triển kinh tế – xã hội (KTXH) một cách bền vững, con ngƣời cần nắm vững các quy luật biến đổi của địa hình trong mối tƣơng tác với thế giới sinh vật và hoạt động phát triển của chính mình. Vì thế, trên thế giới đã phát triển hƣớng nghiên cứu có sự liên kết chặt chẽ, mang tính chất qua lại giữa địa hình, các quá trình địa mạo với sinh giới đƣợc gọi là địa mạo sinh thái (ĐMST). Nhu cầu phát triển bền vững, hài hoà giữa lợi ích kinh tế – môi trƣờng và xã hội là nhu cầu tất yếu của mọi quốc gia, mọi vùng lãnh thổ, và không gian đó đƣợc thể hiện trong sơ đồ ý niệm của Munro [73] (hình 1) với sự giao thoa giữa các hợp phần hệ thống và tính chất của từng khu vực không gian giao thoa. Mặc dù trong những thập niên gần đây, định hƣớng phát triển bền vững đã giành đƣợc nhiều sự quan tâm của xã hội, đặc biệt là từ sau hội nghị thƣợng đỉnh các nguyên thủ quốc gia tại Rio Dejanero (1992) với một loạt các cam kết mạnh mẽ cho sự phát triển bền vững của địa cầu. Việt Nam cũng đã cam kết thực hiện nhiều mục tiêu đặt ra từ Hội nghị Rio và những hội nghị Quốc tế tiếp theo về phát triển bền vững. Trong thời 2 gian triển khai thực hiện các cam kết vừa qua, Việt Nam đã giành đƣợc những thành tựu nhất định, đặc biệt trong công tác xoá đói, giảm nghèo, tuy nhiên rất nhiều vấn đề môi trƣờng, sinh thái lại nảy sinh cùng với tiến trình thúc đẩy phát triển nhanh kinh tế ở nƣớc ta. Hình 1. Sơ đồ ý niệm về phát triển bền vững [73] Hiện tại, bối cảnh KTXH nƣớc ta vẫn còn nhiều hạn chế, việc tiếp cận phát triển bền vững dựa trên những nguyên tắc, tiêu chí chung toàn cầu nhƣng cần mang nét đặc thù riêng, phù hợp cho từng vùng lãnh thổ trong mối quan hệ hài hoà với không gian phát triển chung của cả nƣớc. Tỉnh Nghệ An – địa bàn nghiên cứu, thuộc vùng Bắc Trung Bộ, có DTTN 16.498 km², là tỉnh có diện tích lớn nhất nƣớc ta. Địa hình Nghệ An đa dạng, phân hóa phức tạp nhƣng nhìn chung lãnh thổ có địa hình cao ở phía Tây Bắc, Tây Nam và thấp ở phía Đông, Đông Nam với 83% diện tích là đồi núi. Diện tích tự nhiên lớn và nhiều đồi núi là điều kiện hình thành khu dự trữ sinh quyển thế giới tây Nghệ An với một số VQG và khu BTTN nhƣ Pù Mát, Pù Huống, Pù Hoạt, trong đó có những vạt rừng nguyên sinh quý giá, với tính đa dạng sinh học cao, cung cấp nguồn quỹ gen phong phú. Bờ biển Nghệ An dài 82km, có 6 cửa lạch thuận lợi cho vận tải biển 3 và phát triển cảng biển nhƣng chỉ với loại cảng biển nƣớc nông. Hiện tại cảng Cửa Lò là một cảng lớn tiếp nhận hàng hoá cho các tỉnh lân cận và nƣớc Lào. Nghệ An có cấu trúc địa chất phức tạp, nhiều loại khoáng sản nhƣng phân tán và chất lƣợng không cao. Tuy nhiên, ở Nghệ An có mỏ đá quý Châu Bình (Quỳ Châu) và mỏ thiếc (Quỳ Hợp) là hai loại khoáng sản quan trọng đã và đang đƣợc khai thác. Sinh kế của phần lớn ngƣời dân dựa vào sản xuất nông – lâm – ngƣ nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và thƣơng mại – du lịch. Đời sống của ngƣời dân đã có nhiều cải thiện với sự thay đổi về cơ chế chính sách trong quản lý tài nguyên đất, tài nguyên rừng và khu vực biên giới. Một bộ phận dân cƣ có sinh kế dựa vào hoạt động sản xuất công nghiệp. Trên địa bàn tỉnh đã hình thành một số khu, cụm công nghiệp tập trung tại thành phố Vinh, Nghĩa Đàn, bắc Quỳnh Lƣu. Lĩnh vực này đã thu hút sự quan tâm lớn của chính quyền tỉnh nhƣng chƣa có đƣợc bƣớc phát triển tƣơng xứng. Những thập niên gần đây, biến đổi lớn nhất trên diện rộng về tự nhiên của tỉnh là sự chuyển đổi các hệ sinh thái vùng đồi núi và ven biển có liên quan đến các hoạt động phát triển kinh tế (giao đất giao rừng, nuôi tôm, khai thác tài nguyên...). Trong tiến trình phát triển, Nghệ An đã xây dựng Quy hoạch phát triển tổng thể KTXH và cho từng ngành, trong đó những vấn đề về sinh thái – môi trƣờng và phát triển bền vững đã đƣợc đề cập nhƣng những giải pháp chƣa thực sự dựa trên những luận cứ khoa học. Hơn thế nữa những dạng tai biến (lũ quét, ngập lụt, xói lở bờ biển, vỡ đê, hạn hán...), thƣờng xuyên xảy ra là mối hiểm hoạ gây ảnh hƣởng tiêu cực tới sự phát triển KTXH và sức khoẻ của các hệ sinh thái (HST). Nói một cách khác, hiện trạng và sự biến đổi của các quá trình địa mạo ảnh hƣởng qua lại với các quá trình biến đổi của hệ sinh thái, qua đó tác động đến khả năng cung cấp dịch vụ một cách bền vững của các HST cho sự phát triển của con ngƣời (phát triển hài hoà giữa lợi ích vật chất, chất lƣợng môi trƣờng không gian sống và không gây xung đột gay gắt với các chức năng môi trƣờng tự nhiên). Từ thực tế trên cho thấy, cần thiết phải nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học cho việc tổ chức sử dụng lãnh thổ hƣớng tới phát triển bền vững KTXH tỉnh Nghệ 4 An. Vì vậy, NCS đã chọn đề tài: “Nghiên cứu địa mạo sinh thái làm cơ sở định hướng sử dụng hợp lý lãnh thổ tỉnh Nghệ An”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ các điều kiện địa mạo sinh thái (ĐMST) tỉnh Nghệ An. Trên cơ sở đó đề xuất định hƣớng sử dụng hợp lý lãnh thổ, hƣớng tới mục tiêu phát triển bền vững tỉnh Nghệ An. 3. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về địa mạo sinh thái; - Phân tích, đánh giá đặc tính tự nhiên, kinh tế - xã hội chi phối tới sự phân hóa ĐMST tỉnh Nghệ An; - Phân tích, đánh giá các đặc điểm địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An; - Đề xuất định hƣớng sử dụng lãnh thổ hợp lý trên cơ sở khoa học địa lý về phân vùng sinh thái theo hƣớng hài hòa giữa phát triển và bảo vệ môi trƣờng. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu Địa hình, các quá trình ngoại sinh và các hệ sinh thái trong mối quan hệ tƣơng tác. - Phạm vi lãnh thổ Địa bàn nghiên cứu là lãnh thổ theo đơn vị hành chính tỉnh Nghệ An. - Phạm vi khoa học Nghiên cứu đặc điểm địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An. 5. Luận điểm bảo vệ - Dƣới tác động của các quy luật địa đới, đặc biệt là quy luật phi địa đới, cùng với hoạt động của con ngƣời ngày càng gia tăng đã tạo ra sự phân hóa sâu sắc về địa mạo và sinh thái trên lãnh thổ Nghệ An. Trên cơ sở của sự phân hóa này, lãnh thổ Nghệ An đƣợc chia thành 5 vùng và 14 tiểu vùng ĐMST với những đặc trƣng địa mạo sinh thái khác nhau. - Các vùng và tiểu vùng này là cơ sở khoa học và thực tiễn để đề xuất định hƣớng sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, khôi phục các hệ sinh thái và bảo vệ môi trƣờng hƣớng tới mục tiêu phát triển bền vững. 5 6. Những điểm mới của luận án - Góp phần phát triển cơ sở lý luận nghiên cứu ĐMST - một hƣớng nghiên cứu mới ở Việt Nam; - Xác định đƣợc chỉ số ổn định ĐMST Nghệ An; - Thể hiện kết quả nghiên cứu sự phân hóa ĐMST Nghệ An bằng bản đồ ĐMST và phân vùng ĐMST ở tỉ lệ 1/200.000 làm cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc đề xuất các giải pháp mang định hƣớng PTBV cho từng đơn vị phân vùng ĐMST. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án Ý nghĩa khoa học: + Góp phần phát triển hƣớng nghiên cứu ĐMST tại Việt Nam; + Đề tài luận án thực hiện trên quan điểm chủ đạo là địa lý hệ thống, làm sáng tỏ bản chất và quá trình biến động của các thành phần tự nhiên, thực trạng của hoạt động KTXH và những vấn đề môi trƣờng có liên quan. Từ đó đề xuất hƣớng phát triển KTXH theo định hƣớng bền vững. Vì vậy, luận án đã góp phần hoàn thiện thêm phƣơng pháp luận trong nghiên cứu lãnh thổ phục vụ mục tiêu sử dụng hợp lý TNTN và BVMT. Ý nghĩa thực tiễn: Những kiến nghị định hƣớng bố trí các hoạt động phát triển theo các đơn vị ĐMST, phân vùng ĐMST là một cơ sở khoa học đối với các nhà hoạch định chính sách của địa phƣơng trong quá trình thực hiện và điều chỉnh Quy hoạch tổng thể phát triển KTXH của tỉnh Nghệ An đến năm 2030. 8. Cơ sở tài liệu 8.1. Các công trình khoa học tác giả tham gia thực hiện có liên quan đến luận án Ngoài các tài liệu đã công bố trong và ngoài nƣớc có nội dung liên quan đến luận án, bản thân NCS đã thu thập đƣợc các tài liệu thực tế thông qua các đề tài, đề án mà NCS trực tiếp tham gia tại tỉnh Nghệ An và tại các khu vực khác nhƣ: + Mai Trọng Thông và nnk. Sử dụng hệ thông tin địa lý và phần mềm cẩm nang môi trƣờng để xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ lập quy hoạch môi trƣờng, Đề tài cấp Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng (2001-2003). + Mai Trọng Thông và nnk. Quy hoạch bảo vệ môi trƣờng thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An, Đề tài cấp tỉnh Nghệ An (2002-2004). + Mai Trọng Thông và nnk. Phòng chống, kiểm soát ô nhiễm và phục hồi môi 6 trƣờng. Kết quả hoạt động P1 của chƣơng trình hợp tác Việt Nam - Thuỵ Điển về Tăng cƣờng năng lực quản lý đất đai và môi trƣờng (2005). + Lại Huy Anh và nnk. Đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp ngăn ngừa, hạn chế tác hại lũ ống, lũ quét trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Đề tài cấp tỉnh Nghệ An (2008-2010). + Tống Phúc Tuấn và nnk. Nghiên cứu, xây dựng quy hoạch bảo vệ môi trƣờng cho đô thị Thái Hòa giai đoạn 2008 - 2020 có tính đến những năm tiếp theo, Đề tài cấp tỉnh Nghệ An (2008-2010). 8.2. Tài liệu tham khảo có nội dung liên quan đến luận án + Số liệu quan trắc định kỳ và bổ sung về chất lƣợng môi trƣờng hàng năm của tỉnh Nghệ An do Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật môi trƣờng thực hiện, năm 2005-2014. + 60 tài liệu nghiên cứu về lý luận đánh giá điều kiện tự nhiên vùng lãnh thổ, lý luận về cách tiếp cận tổng hợp, lý luận về đánh giá ĐMST, quy hoạch phát triển và quy hoạch môi trƣờng và 37 tài liệu về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, kinh tế - xã hội và môi trƣờng; 5 tài liệu luận án liên quan về khu vực nghiên cứu, 5 tài liệu từ các website. 9. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung của luận án gồm 3 chƣơng: Chương 1: Cơ sở lý luận và phƣơng pháp nghiên cứu Chương 2: Các nhân tố thành tạo địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An Chương 3: Đặc điểm địa mạo sinh thái tỉnh Nghệ An 7 CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở lý luận về nghiên cứu địa mạo sinh thái 1.1.1. Khái niệm Địa mạo sinh thái a). Định nghĩa Địa mạo học và sinh thái học là những chuyên ngành khoa học có lịch sử phát triển trở thành khoa học độc lập (có cơ sở lý thuyết hoàn chỉnh, hệ thống phƣơng pháp và đối tƣợng độc lập) chƣa lâu, chỉ hơn 100 năm nay. Về thuật ngữ khoa họ, trong khi địa mạo học là “khoa học nghiên cứu địa hình bề mặt trái đất về các mặt hình thái, nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển”[6] thì sinh thái học trong bƣớc ban đầu là “nghiên cứu các mối tƣơng tác giữa vật thể sống và môi trƣờng xung quanh dần trở thành khoa học về cấu trúc của tự nhiên” [35]. Thực tiễn phát triển của mỗi ngành khoa học cho thấy có sự mở rộng tính ứng dụng (ví dụ các chuyên môn địa mạo ứng dụng), tính chi phối vào HST của các nhân tố phi sinh vật. Bởi vậy, sự giao thoa giữa các chuyên ngành đã nảy sinh và sự ra đời của ĐMST là một tất yếu khách quan. Trong đó vật chất sống, không sống và dòng chuyển hóa năng lƣợng đƣợc xem xét công bằng hơn với ƣớc vọng có thể đạt tới PTBV. Vai trò địa hình trong phát triển sinh giới đã đƣợc biết đến từ rất lâu điển hình nhƣ các HST vùng đầm lầy, vùng đồi núi, khu vực núi cao và tƣơng tự là vai trò sinh vật đối với thành tạo địa hình nhƣ các ám tiêm san hô, thềm vụn sinh vật... Tuy vậy, lịch sử phát triển hƣớng nghiên cứu có tính gắn bó khá chặt chẽ giữa địa hình và sinh vật mới có khoảng hơn 100 năm. Nhƣng công trình đƣợc xem nhƣ đầu tiên nhƣ của Darwin (1881) khi đề cập đến sự hình thành đất xốp - thực vật liên quan đến hoạt động của giun đất [63]. Cowles H.C (1899) với công trình: “Những mối liên hệ sinh thái của thực vật vùng đụn cát hồ Michigan" [62], đề cập đến mối quan hệ qua lại giữa các dạng địa hình vùng cát và thảm thực vật tƣơng ứng. Nghiên cứu tƣơng quan giữa địa mạo và sinh thái cũng đã đƣợc Swanson F.J đề cập trong tuyển tập hội thảo khoa học [84]. Trong đó, Ông cho rằng đó là mối quan hệ tƣơng hỗ giữa địa hình, các quá trình địa mạo với động, thực vật (hình 1.1) nhƣng trong nội dung bài viết có sự tách biệt giữa động lực gây biến đổi giữa hệ địa mạo và hệ sinh thái. Đồng thời, Swanson cũng nhấn mạnh sự chi phối của độ dài thời gian diễn ra các sự kiện, tần xuất xuất hiện và những biến đổi trong hệ địa mạo và sinh thái tƣơng ứng với ví dụ cho một khu vực sinh thái cụ thể (bảng 1.1). 8 ĐỊA MẠO SINH THÁI A THỂ ĐỊA HÌNH B E THỰC VẬT F QUÁ TRÌNH ĐỊA MẠO C ĐỘNG VẬT D Hình 1.1. Mối tƣơng quan giữa địa hình, các quá trình địa mạo với thực- động vật. (Ghi chú: A: Xác định biên sinh thái, nơi cƣ ngụ, tác động thông qua hệ thực vật. B: Xác định nơi cƣ ngụ, nguy cơ xáo trộn do lửa, gió... C: Tác động tới ổn định đất đai do quá trình xói mòn, trƣợt lở, đổ lở; can thiệp các quá trình dòng chảy do đắp đập, thay đổi bề mặt địa hình. D: Quá trình trầm tích gây tác động tới các tổ chức sinh vật dƣới nƣớc thông qua thực vật. E: Phá hủy thảm phủ, chi phối tăng trƣởng do xáo trộn, chia cắt hoặc cứng hóa bề mặt địa hình. F: Điều chỉnh vận chuyển trầm tích, đất đai và tích tụ vật liệu). Bảng 1.1. Biến thiên địa mạo và thực vật và các sự kiện ngoại sinh ánh hƣởng tới hệ sinh thái và cảnh quan theo các quy mô thời gian (ví dụ từ rừng cây độc cần phía tây Douglass-fir ở vùng núi Cascade, Oregon). Tần suất sự kiện (năm) 10ˉ² – 10ˉ¹ 10° - 10¹ 102 103 - 104 106 107 - 108 Các sự kiện ngoại sinh Sự kiện lƣợng Biến thiên địa mạo Biến thiên sinh vật mƣa-lƣu Cán cân nƣớc hàng Xâm thực “dòng cơ sở” Phản ứng tự nhiên năm, bão trung bình do các quá trình bình của các thực vật riêng thƣờng biệt Bão mạnh; các nhiễu Các thời kỳ xói mòn tăng Diễn thế thứ sinh động lớn về thực vật cƣờng – vách trƣợt; thay (nhƣ cháy rừng) đổi lòng sông; v.v. Biến đổi khí hậu; Địa hình quy mô trung Diễn thế nguyên sinh, băng hà bình; bậc thềm; nón tích di cƣ, vi tiến hóa tụ; băng tích; v.v. (microevolution) Các giai đoạn núi lửa Hình thái lớn của lƣu vực chính và địa hình xây dựng (núi lửa) ---- Phát triển các vùng tự Đại tiến hóa nhiên nhƣ một tổng thể (macroevolution) Vấn đề địa mạo sinh thái thu hút đƣợc sự quan tâm của cộng đồng các nhà khoa học quốc tế. Các cuộc hội thảo chuyên đề đƣợc tổ chức ở Đức, Anh, đặc biệt 9 hội nghị dành cho các nhà khoa học trẻ MAYRES năm 2008 ở Mỹ nhấn mạnh tính đa ngành, liên ngành trong các nghiên cứu địa mạo sinh thái. Cho đến nay, những thuật ngữ đƣợc các nhà khoa học nƣớc ngoài sử dụng nhƣ: Ecogeomorphology (ví dụ Joseph M và nnk [71]; Biogeomorphology, ví dụ Hupp và nnk [68]; Zoogeomorphology, ví dụ Butler và nnk [59]; Экологическая геоморфология, ví dụ Тimofeev D.A [102]; écogéomorphologique, nhƣ Julie S. J., Francis I.N., [88,89]). Các thuật ngữ trên cũng đƣợc đề cập trong các hội thảo, bài báo và công trình nghiên cứu khác [60, 71, 82, 102], trong đó có điểm chung là đều nhấn mạnh tình toàn diện của hệ thống và tính liên kết tƣơng hỗ giữa các hợp phần, các sự kiện. Nói một cách khác, bên cạnh sự phát triển chuyên sâu, riêng biệt của từng chuyên ngành nhỏ thì không ít các nhà khoa học đã chỉ ra rằng trong các nghiên cứu cần thiết phải có tính đa ngành và liên nghành, tránh tình trạng “nhìn rừng chỉ thấy cây” nhƣ Tricart đã đề cập [90]. Trải qua quá trình phát triển, ý tƣởng khoa học nêu trên đã hình thành nên các nghiên cứu mà chúng thừa nhận tính quyết định của các thuộc tính địa hình địa mạo trong chi phối đặc điểm luân chuyển vật chất, năng lƣợng của khu vực (đại tuần hoàn), đƣợc thể hiện khá rõ nét qua sinh giới (tiểu tuần hoàn), nhƣng đồng thời sinh giới và hoạt động sống cũng có vai trò làm biến đổi địa hình trong hệ thống tƣơng hỗ, gắn kết chặt chẽ. Bởi những lý do nêu trên và điều kiện ở Việt Nam chƣa xác định rõ ràng thuật ngữ tƣơng đồng, nên NCS kiến nghị sử dụng thống nhất trong tiếng Việt cho hƣớng nghiên cứu trên với cụm danh từ “Địa mạo sinh thái”. Về vị thế của ngành khoa học này trong thực tiễn - Trong bối cảnh hiện nay, khi thế giới đang ngày càng hứng chịu những vấn đề nặng nề hơn về sinh thái, môi trƣờng thì các chuyên gia địa mạo có vị thế đáng kể để góp phần giải quyết những vấn đề nêu trên, đặc biệt là trong bối cảnh xáo trộn môi trƣờng sống. Quan điểm nghiên cứu ĐMST là một cách tiếp cận về sự tƣơng tác của môi trƣờng sống (đặc biệt là nhân tố địa mạo) trong các hệ sinh thái, vì thế nó còn có khả năng hỗ trợ hiệu quả trong quy hoạch và tổ chức lãnh thổ phù hợp với các hệ sinh thái, giống loài, và ngƣợc lại cũng xem xét đến sự chi phối của các hoạt động sản xuất đến sự ổn định lâu dài của môi trƣờng sống. 10 Về vị trí khoa học của ĐMST, một số tác giả nhƣ Wheaton J.M [71] cho rằng đó là sự liên kết giữa các ngành khoa học địa mạo và sinh thái. Nhƣng tác giả khác nhƣ Butler D.R [60] trong công bố năm 2013 cho rằng: Địa mạo sinh thái là một nhánh phát triển của chuyên ngành địa mạo học.... NCS có cùng ý kiến với Butler và cho rằng tuy là một bộ phận phát triển từ địa mạo học, nhƣng những nghiên cứu này cần dựa trên sự liên kết đa ngành và liên ngành. ● Một số định nghĩa về địa mạo sinh thái theo các nhà nghiên cứu nước ngoài Viles H. năm 1988 đƣa ra định nghĩa: “ĐMST (biogeomorphology) liên quan tới sự ảnh hưởng của địa hình tới sự phân bố và phát triển của sinh vật cũng như ảnh hưởng của sinh vật tới các quá trình diễn ra trên mặt đất và hình thái địa hình tạo bởi những quá trình đó” [67]. Naylor và cộng sự năm 2002 đƣa ra định nghĩa: ĐMST (ecogeomorphology) là nghiên cứu mối liên kết hai chiều giữa các quá trình địa mạo và sinh thái [75]. Renschler C.S và cộng sự năm 2007 đề cập địa mạo và sinh thái đã cho rằng: “Địa mạo là một trong những nhân tố chủ đạo gây ảnh hưởng tới nhiều quá trình trong hệ sinh thái, và nước lại các hệ sinh thái có thể tác động ngược trở lại đối với các dạng địa hình và quá trình địa mạo” [79]. Murray và cộng sự năm 2008 cho rằng địa mạo sinh thái là không chặt chẽ mà phải là địa mạo động lực sinh thái. Địa mạo sinh thái nhấn mạnh động lực cảnh quan theo cách diễn tả mối liên hệ hai chiều diễn ra đồng thời giữa các quá trình vật lý, hóa học và sinh học [74]. Butler D.R. là nhà nghiên cứu lâu năm về lĩnh vực địa mạo sinh thái cho rằng: Địa mạo sinh thái và địa mạo vườn cảnh là một chuyên ngành thuộc địa mạo học – chuyên nghành nghiên cứu địa hình và các quá trình diễn ra trên đó. Địa mạo sinh thái tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của sinh vật tới cảnh quan cũng như tác động của các quá trình địa mạo tới sự phân bố của sinh vật [60]. Matthews J.A trong từ điển thuật ngữ biến đổi môi trƣờng có tổng hợp mục từ: Địa mạo sinh thái là khoa học nghiên cứu tác động của sinh vật lên các quá trình trên bề mặt đất và sự phát triển của địa hình. Địa mạo thực vật và địa mạo vườn cảnh được xem như là các bộ phận của nó. Địa mạo sinh thái là một từ về cơ bản đồng nghĩa. Địa mạo thủy văn, thủy văn sinh thái và sinh thái thủy văn được sử 11 dụng trong những lĩnh vực đặc biệt như là sử liên kết giữa địa mạo, thủy văn và sinh thái [69]. Prolay Monda, năm 2014 trong khi đánh giá các nghiên cứu địa mạo sinh thái vừa đƣa ra quan điểm về địa mạo sinh thái, vừa có những luận giải cho hƣớng nghiên cứu này. Ông cho rằng: Địa mạo sinh thái là một hướng tiếp cận liên ngành trong nghiên cứu hệ thống dòng chảy, nó là sự liên kết giữa thủy văn, địa mạo dòng chảy và sinh thái. Địa mạo sinh thái là một hướng mới quan trọng của địa mạo triển khai trong lĩnh vực nghiên cứu mối tương tác giữa sinh vật và sự phát triển địa hình. Địa mạo sinh thái thường được sử dụng để chỉ các nghiên cứu nhấn mạnh tới các quá trình xói mòn, tích tụ. Về cơ bản nó liên quan tới tác động tương hỗ giữa sinh vật và cảnh quan [78]. Trong giới nghiên cứu khoa học Đông Âu và Nga, nơi có truyền thống xác định các ngành khoa học theo cấu trúc khá chặt chẽ và ít chồng lấn cho rằng: “Địa mạo sinh thái là những nghiên cứu địa mạo gắn liền với hệ thống chu trình tương hỗ giữa: tự nhiên – môi trường – và nhân sinh nhằm mục đích điều tiết cân bằng giữa các hợp phần một cách hài hoà, hướng tới sự phát triển bền vững” (Ranzanov L.L. [92]). Тimofeev D.A xác định ĐMST là cách tiếp cận sinh thái của một chuyên ngành khoa học, là một hƣớng nghiên cứu về “Mối tương tác lẫn nhau và các kết quả tương tác giữa các hệ địa mạo có quy mô khác nhau với các hệ sinh thái của con người”, nghĩa là với các điều kiện sống và hoạt động của con ngƣời [102]. Ximonov I.G cho rằng: “Địa mạo sinh thái là hướng khoa học mới của Địa mạo học ứng dụng, nghiên cứu địa hình, nguồn gốc, tuổi, tiến hóa của địa hình, quá trình thành tạo địa hình, vai trò, chức năng của chúng trong hệ thống “tự nhiên - kinh tế - con người”, phân tích mối quan hệ qua lại giữa các hợp phần của hệ thống lãnh thổ nhằm tối ưu hoá điều kiện sống của con người” [101]. Cùng quan điểm Timofeev, tác giả Likhacheva xác định: “Địa mạo sinh thái được xác định như một hướng khoa học về các điều kiện địa mạo (địa hình, các quá trình địa mạo) ảnh hưởng đến sự hình thành hệ sinh thái nhân văn, sự phát triển và sự tồn tại bền vững” [99]. 12 Ngay trong bản thân nƣớc Nga cũng có những tƣ duy khác nhau nhất định về ĐMST, vì thế có thể coi nội dung của thuật ngữ trong Từ điển Địa lý nƣớc Nga năm 2015 là sự thống nhất tƣơng đối: “Địa mạo sinh thái là bộ môn khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của địa hình và các quá trình thành tạo địa hình lên sinh vật, trong đó có con người” [91]. Trong kiến thức phổ thông, từ điển mở Wikipedia, cụm từ đƣợc định nghĩa: “Địa mạo sinh thái là chuyên ngành nghiên cứu mối tương tác qua lại giữa tổ chức sống và địa hình, là lĩnh vực nghiên cứu của địa mạo học và địa lý thực vật” [103]. Qua các nội dung đƣợc dẫn ra ở trên cho thấy rằng ĐMST, bằng các cách diễn đạt khác nhau nhƣng các khái niệm đều khẳng định mối tác động tƣơng hỗ qua lại giữa hệ thống địa mạo và hệ thống sinh thái, và có sự khác biệt nhất định giữa các định nghĩa, có lẽ xuất phát từ chuyên nghành của các nhà nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu đƣợc đào tạo từ sinh vật thƣờng có khuynh hƣớng đề cập lớn hơn vai trò của sinh giới trong biến đổi địa hình, ngƣợc lại các nhà địa mạo lại có xu hƣớng nhấn mạnh vai trò của địa hình chi phối sinh giới. Nhƣ vậy, vẫn còn có những định nghĩa, quan điểm khác nhau về ĐMST. Trong khi các nhà khoa học Nga và Đông Âu, xem nhƣ là một hƣớng phát triển của nghiên cứu địa mạo học, thì các nhà khoa học phƣơng tây chủ yếu quan tâm về tính “dụng” của loại nghiên cứu này. Tuy vậy, về cơ bản nội dung nghiên cứu ĐMST là mối quan hệ tƣơng tác giữa địa hình, các quá trình biến đổi của nó với các hợp phần sống, bao gồm con ngƣời. Do đó, trong nghiên cứu này ĐMST đƣợc hiểu là một chuyên ngành của địa mạo học, sử dụng nguyên tắc đa ngành và liên ngành để tìm hiểu mối tƣơng quan với vật chất sống nhằm hƣớng tới mục tiêu phát triển bền vững. b. Đối tượng và nhiệm vụ của địa mạo sinh thái Đối tƣợng nghiên cứu của ĐMST là mối tƣơng tác giữa các hệ địa mạo với các điều kiện sống và hoạt động của xã hội loài ngƣời (nói rộng ra là hoạt động của thế giới sinh vật, trong đó có con ngƣời). Để nghiên cứu đối tƣợng của chuyên ngành, ĐMST có 2 nhiệm vụ: 1). Phân tích trạng thái của các hệ địa mạo và những thay đổi của chúng do tác động của các quá trình tự nhiên và nhân sinh, nhanh và chậm đến các hệ này. 13 Giải quyết nhiệm vụ này giúp giải thích cấu tạo và sự phát triển của các hệ địa mạo có quy mô khác nhau và đƣa ra các mối liên hệ giữa các hệ địa mạo với môi trƣờng bao quanh, trong đó có hoạt động của con ngƣời. 2). Phân tích trạng thái và sự thay đổi của hệ sinh thái do đặc tính và sự biến động của hệ địa mạo. Với thông tin về cấu trúc hệ thống, cho phép xác định loại hình và mức độ tác động của con ngƣời vào hệ thống và ảnh hƣởng ngƣợc lại của hệ thống lên chính chất lƣơng sống của con ngƣời. 1.1.2. Tổng quan các nghiên cứu về địa mạo sinh thái a. Trên thế giới Nghiên cứu mối quan hệ giữa địa hình và sinh vật đã đƣợc quan tâm từ thời cổ đại. Tuy nhiên, những nghiên cứu cụ thể chỉ xuất hiện vào cuối thế kỷ XIX, đầu tiên có thể kể đến cuốn sách của Dawin [63] nghiên cứu về mối quan hệ giữa động vật (cụ thể là vai trò của giun đất) với sự phát triển địa hình. Tiếp đó, Cowles [62] tiến hành nghiên cứu mối quan hệ giữa địa hình và thực vật. Olson xem xét thực vật nhƣ là một yếu tố phát triển địa hình vùng đụn cát hồ Michigan [76]. Hack và Goodlet quan tâm đến mối quan hệ giữa các hệ sinh thái rừng với đặc điểm địa mạo [66]. Tuy nhiên, những nghiên cứu này dƣờng nhƣ đã bị lãng quên vào nửa đầu thế kỷ XX và chỉ vào phần tƣ cuối cùng của thế kỷ (sau 1975) đến nay, việc nghiên cứu theo hƣớng trên mới đƣợc các nhà khoa học quan tâm nhiều hơn. Hội nghị khoa học thƣờng niên các nhà địa mạo Anh năm 1990 [83] và tại Hội thảo Binghamton [68] khá chú trọng hƣớng nghiên cứu ĐMST, đồng thời cũng đồng nhất nội dung 2 thuật ngữ địa mạo sinh vật (biogeomorphology) và ĐMST (ecogeomorphology). Năm 1989, Hội nghị quốc tế địa mạo lần 2 với chủ đề “Địa mạo và địa lý sinh thái” tại Frankfurt (Đức) [81] đã khẳng định vai trò nghiên cứu ĐMST nhƣng vẫn còn tồn tại những khác biệt giữa các nhà nghiên cứu. Timofeev bảo vệ quan điểm rằng đây chỉ là cách tiếp cận sinh thái của địa mạo học. Đây là quan điểm có tính trùng lặp Zencovic trƣớc đó khi cho rằng vấn đề hiện đại của địa lý học là sử dụng cách tiếp cận địa lý sinh thái [95], và điều này cũng đƣợc thể hiện trong nội dung ấn phẩm “Địa lý sinh thái và quy hoạch môi trƣờng” của Tricart [90].