ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN VĂN THẢO NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC HỆ SINH THÁI VÙNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NINH TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường Mã số: 62.85.01.01 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ Hà Nội – 2015
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN VĂN THẢO
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐỊA HÌNH
TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC HỆ
SINH THÁI VÙNG VEN BIỂN TỈNH
QUẢNG NINH TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường
Mã số: 62.85.01.01
DỰ THẢO
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ
Hà Nội – 2015
Công trình được hoàn thành tại Khoa Địa lý – Trường Đại học
Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học :
1. PGS.TS. Đặng Văn Bào
2. TS. Trần Đình Lân
Phản biện :
Phản biện :
Phản biện :
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia
chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- ĐHQGHN vào hồi giờ ngày tháng năm
20...
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Địa hình (ĐH) và hệ sinh thái (HST) có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Vùng ven biển (VVB) là nơi có sự đa dạng các dạng ĐH và HST
nhạy cảm, nơi tập trung dân số và các hoạt động phát triển kinh tế -
xã hội của một quốc gia hoặc vùng lãnh thổ. Việc khai thác mạnh tài
nguyên VVB đã làm biến động ĐH và tác động mạnh đến HST.
VVB Quảng Ninh có một diện tích đất ngập nước rộng lớn với nhiều
HST tiêu biển như rừng ngập mặn (RNM), cỏ biển, v.v. Trong nhiều
năm qua, việc khai thác tài nguyên tại vùng này đã đóng góp khá lớn
vào tốc độ phát triển kinh tế của tỉnh. Tuy nhiên, đi kèm với thành
tựu kinh tế là rủi ro và hiểm họa: xâm nhập mặn, sa bồi, bão lũ, ô
nhiễm môi trường, mất dần diện tích các HST, v.v. Làm rõ đặc điểm
mối quan hệ giữa ĐH và HST cũng như đánh giá biến động của
chúng sẽ góp phần xây dựng các kế hoạch, dự án làm giảm tác động
tiêu cực khi khai thác tài nguyên VVB Quảng Ninh.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu
1) Làm rõ thêm đặc điểm địa mạo (ĐM), HST và mối quan hệ giữa
ĐM với các HST VVB Quảng Ninh.
2) Đánh giá sự biến động của ĐH và các HST VVB Quảng Ninh.
3) Đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên VVB Quảng Ninh.
2.2. Nhiệm vụ
1) Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của biến động ĐH trong mối
quan hệ với HST tại VVB.
2) Nghiên cứu đặc điểm ĐM, các HST và mối quan hệ của chúng tại
VVB Quảng Ninh.
2
3) Nghiên cứu biến động ĐH và các HST trên cơ sở sử dụng công
nghệ viễn thám và công cụ GIS.
4) Nghiên cứu đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên VVB
Quảng Ninh.
3. Phạm vi nghiên cứu
Không gian nghiên cứu: từ cửa sông Ka Long đến cửa sông Bạch
Đằng. Giới hạn phía lục địa là ranh giới các vùng đồng bằng ven
biển và đến mực triều thấp nhất (0mHĐ), riêng hai thành phố Hạ
Long và Cẩm Phả lấy hết ranh giới hành chính vì nơi có các hoạt
động khai thác than tác động rất mạnh biến động ĐH. Vấn đề nghiên
cứu: mối quan hệ giữa ĐM với HST, biến động ĐH và lớp phủ sinh
vật của HST. Đối tượng nghiên cứu: các dạng ĐH, các HST và các
nhân tố tác động đến ĐH và HST.
4. Ý nghĩa của nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học: Làm rõ thêm đặc điểm mối quan hệ giữa ĐM với
sinh vật tại VVB Quảng Ninh. Chỉ rõ các nguyên nhân và cơ chế
biến động ĐH trong mối quan hệ với các HST VVB Quảng Ninh.
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ công tác quy hoạch
các khu du lịch, nuôi trồng thủy sản, bảo tồn HST và an ninh quốc
phòng của tỉnh Quảng Ninh.
5. Những điểm mới của luận án
- Bước đầu lượng hóa được mối quan hệ giữa ĐM và HST tại VVB
Quảng Ninh.
- Xác định được các đặc trưng, giai đoạn và phân vùng biến động
ĐH trong mối quan hệ với các HST tại VVB Quảng.
6. Những luận điểm bảo vệ
3
Luận điểm thứ nhất: Đa dạng ĐH tạo ra bởi quá trình địa mạo là cơ
sở cho phát triển các HST VVB Quảng Ninh bao gồm HST rừng
ngập mặn, cỏ biển, bãi triều và bãi cát biển.
Luận điểm thứ hai: Trong giai đoạn hiện đại, hoạt động nhân sinh là
yếu tố chủ yếu chi phối biến động ĐH làm ảnh hưởng mạnh đến các
HST VVB Quảng Ninh.
7. Cơ sở tài liệu
Ngoài những tài liệu nghiên cứu cơ bản liên quan đến cơ sở lý luận
của luận án, nghiên cứu sinh còn dựa vào các tài liệu của các đề tài,
dự án đã thực hiện, các kết quả khảo sát thực địa và dữ liệu viễn
thám.
8. Cấu trúc luận án
Luận án được trình bày trong 3 chương, ngoài phần mở đầu, kết luận,
khuyến nghị và tài liệu tham khảo
Chương 1: Tổng quan vấn đề và phương pháp nghiên cứu
Chương 2: Đặc điểm ĐM và các HST VVB Quảng Ninh.
Chương 3: Đánh giá biến động ĐH và các HST VVB Quảng Ninh.
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1.1. Biến động ĐH trong mối quan hệ với HST
1.1.1. Vùng ven biển
Hiện nay có nhiều quan điểm về phạm vi không gian VVB (Coastal
land) của các tổ chức quốc tế, các nhà khoa học trong và ngoài nước,
trong các văn bản hành chính quản lý. Các quan điểm đều thống nhất
VVB là vùng giao hội giữa đất liền và biển, phạm vi không gian của
VVB phụ thuộc vào các mục đích nghiên cứu, quản lý và sử dụng tài
4
nguyên. Nghiên cứu này sử dụng quan điểm của Leontyev О. К,
(1961) về phạm vi không gian VVB.
1.1.2. Đặc trưng địa mạo VVB
Trên cơ sở quan điểm về động lực – hình thái, quá trình ĐM VVB do
yếu tố động lực ngoại sinh tác động được phân chia theo nhân tố
động lực chiếm ưu thế: vùng do sóng thống trị, vùng do sông thống
trị, vùng do thủy triều thống trị, vùng do sinh vật thống trị và vùng
do nhân sinh thống trị. Mỗi một vùng động lực thống trị sẽ tạo ra các
dạng ĐH đi kèm (hình 1.1). Đây chính là cơ sở lý luận của nghiên
cứu sinh sử dụng để nghiên cứu đặc điểm ĐM VVB Quảng Ninh.
Hình 1.1. Sơ đồ mô tả đặc trưng địa mạo VVB theo quan điểm động
lực ngoại sinh của quá trình địa mạo
1.1.3. Các HST tiêu biểu VVB
Rừng ngập mặn: Là HST đặc trưng cho vùng biển nhiệt đới và cận
nhiệt đới, được hình thành trên nền các thực vật vùng triều với tổ hợp
động, thực vật đặc trưng.
Cỏ biển: là HST mà thành phần chính là cỏ biển, nhóm thực vật bậc
cao sống trong môi trường nước biển và nước lợ. Cỏ biển phân bố
rộng ở nhiều vùng ven biển nhiệt đới và ôn đới ở độ sâu không lớn,
nước trong và không có sóng mạnh.
5
Bãi triều (BT): Vùng triều là vùng không ngập nước một khoảng
thời gian trong ngày theo chu kỳ thủy triều, với các yếu tố tự nhiên
thay đổi do nước và không khí chi phối.
Bãi cát biển (BCB): HST này đa dạng từ bãi cuội, sỏi và cát chiếm
ưu thế với số lượng hạn chế thực vật và động vật. Năng suất sinh học
của HST này không cao do hạn chế số lượng vi sinh vật sinh sống.
1.1.4. Quan hệ giữa ĐM và HST
1.1.4.1. Vai trò của ĐH đối với HST
- Theo Eric Bird (2008) ĐH được xem là nền tảng rắn
cho HST phát triển, quyết định sự phân bố năng lượng và vật chất ra-
vào đối với hệ. Trên mỗi một dạng ĐH sẽ tồn tại một hoặc nhiều
HST đặc trưng đi kèm.
1.1.4.2. Vai trò của sinh vật với ĐM
Theo John T. Hack and John C. Goodlett (1995) vai trò của sinh vật
đối với ĐH được thể hiện qua 3 tác động chính: bảo vệ, phát triển và
phá hủy ĐH.
1.1.5. Biến động ĐH trong quan hệ với HST VVB
Khi làm biến động ĐH thì các điều kiện vi khí hậu cũng thay đổi dẫn
đến thay đổi nguồn nước. Khi cả ĐH, vi khí hậu, thuỷ văn thay đổi,
lớp thổ nhưỡng cũng thay đổi thì lớp phủ sinh vật cũng thay đổi. Khi
làm biến đổi lớp phủ sinh vật sẽ tác động đến chế độ thổ nhưỡng,
thay đổi trầm tích bề mặt, dưới tác động của các yếu tố động lực sẽ
làm tăng khả năng biến động ĐH. Tại VVB quá trình bồi tụ và xói lở
bờ biển do yếu tố tự nhiên và tác động của con người đã làm biến
động ĐH dẫn đến mất nơi sinh cư của sinh vật. Ngược lại khi các lớp
sinh vật biến động sẽ mất vai trò đối với ĐM tác động mạnh đến quá
trình bồi tụ-xói lở bờ biển.
6
1.2. Viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động địa hình và
HST VVB
1.2.1. Viễn thám
Các ảnh đa phổ kết hợp với ảnh toàn sắc có độ phân giải không gian
cao cho phép xác định các kiểu bờ biển với đặc trưng về hình thái và
vật chất cấu tạo; phân biệt các đối tượng như BCB, BT, bãi cát
ngầm, các thềm biển, cồn cát cổ và hiện đại, hệ thống lạch triều, cửa
sông, đầm phá và vũng vịnh. Kết hợp với số liệu thực địa có thể phân
định trầm tích vùng triều với các thành phần cơ bản như bùn, bùn
bột, bùn cát và cát. Với đặc tính đa thời gian của dữ liệu viễn thám
cho phép đánh giá được biến động của các dạng địa hình tại VVB.
Đối với các HST RNM, BT sử dụng ảnh đa phổ như để xác định hiện
trạng và đánh giá biến động phân bố của chúng theo cách phân loại
bằng mắt kết hợp với tự động sẽ cho độ chính xác rất cao.
1.2.2. GIS
Hệ thống cơ sở dữ liệu về VVB giúp cho việc tham khảo, tra cứu
nhanh chóng, thuận tiện, đặc biệt là với các thông tin không gian.
Đánh giá biến động nhờ GIS cho những kết quả định lượng, cho
phép có những nhận định đúng đắn về biến động, xu thế diễn biến và
đưa ra các dự báo. Các lớp thông tin được chồng phủ và phân tích,
tổng hợp để tìm ra các phương án tối ưu cho quy hoạch lãnh thổ hoặc
quy hoạch phát triển các ngành kinh tế.
1.3. Tình hình ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu biến động
địa hình và HST VVB
1.3.1. Ngoài nước
Trước năm 1970, ứng dụng viễn thám nghiên cứu biến động ĐH và
các HST VVB diễn ra ở Mỹ, Thái Lan, Ấn Độ, Nhật Bản và các
7
nước châu Âu với xử lý ảnh máy bay. Sau 1970 các vệ tinh quan trắc
trái đất đã cung cấp những dữ liệu viễn thám quan trọng cho nghiên
cứu biến động ĐH và HST VVB. Một số nghiên cứu tiêu biểu:
Roland Doerffer, 1989; Yiman Wang, 1995; E. Ghanavati, 1999;
Xiaoge Zhu, 2001; Thomas E. Dahl, 2004; Chalabi, 2006; Alesheikh,
2007; Behara Satyanarayana, 2011 tiến hành tại Mỹ, Tây Ban Nha,
Ấn Độ, Thái Lan, Banglades, v.v. Những nghiên cứu trên đều đánh
giá rất cao hiệu quả sử dụng tư liệu viễn thám kết hợp với công cụ
GIS nghiên cứu biến động địa hình và HST VVB.
1.3.2. Trong nước
Trước năm 1990, ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động ĐH
và các HST VVB chỉ diễn ra tại viện nghiên cứu chuyên ngành và
trường đại học. Sau 1990, công nghệ viễn thám và GIS đã được sử
dụng rộng rãi để nghiên cứu biến động ĐH và HST VVB tại các viện
nghiên cứu, trường đại học, trung tâm nghiên cứu, các cơ quan quản
lý nhà nước, v.v. Một số nghiên cứu tiêu biểu như Tô Quang Thịnh
(1996); Trần Đức Thạnh (2000); Trần Văn Điện (2003); Nguyễn
Ngọc Thạch (2007); Trương Thị Hòa Bình (2008), v.v.
1.3.3. Tại VVB Quảng Ninh
Đối với VVB Quảng Ninh, các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ
viễn thám và GIS đánh giá biến động ĐH và các HST VVB còn hạn
chế. Nổi bật hơn cả có nghiên cứu của Trần Đình Lân (2007),
Nguyễn Văn Thảo (2009).
1.3.4. Những tồn tại của các nghiên cứu trước
Các nghiên cứu trước chưa lượng hóa được các thay đổi ĐH VVB do
các hoạt động của con người. Xác định đường bờ biển trên ảnh vệ
tinh còn thiếu thuyết phục. Một hạn chế rất lớn của các nghiên cứu