Phân tích cấu trúc sinh thái cảnh quan phục vụ phát triển bền vững nông lâm nghiệp và du lịch huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai
§¹i häc quèc gia hμ Néi Tr−êng §¹i häc khoa học tự nhiên ********** Luận án đợc hon thnh Trờng Đại học khoa học tự nhiên Đại học quốc gia hμ néi Ngun An ThÞnh Ng−êi h−íng dÉn khoa học: TS Phạm Quang Anh Phân tích cấu trúc sinh thái cảnh quan phục vụ phát triển bền vững nông lâm nghiệp v du lịch huyện Sa Pa, tỉnh Lo Cai GS.TS Nguyễn Cao Huần Phản biện 1: GS.TS Lê Trọng Cúc Phản biện 2: PGS.TS Đặng Duy Lợi Chuyên ngnh: Sử dụng v bảo vệ ti nguyên môi trờng Phản biện 3: TSKH Phạm Hong Hải Mà số: 62 85 15 01 tóm tắt luận án tiến sỹ Luận án đợc bảo vệ Hội đồng chấm luận án cấp Nh nớc họp Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia H Nội vo hồi ngy tháng năm 2007 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th viÖn Quèc gia ViÖt Nam Hμ Néi - 2007 - Trung tâm Thông tin - Th viện, Đại học Quốc gia H Nội Danh mục công trình khoa học Của tác giả liên quan đến luận án 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) Nguyễn Cao Huần, Phạm Quang Anh, Nguyễn An Thịnh v nnk (2003), Tiếp cận địa lý nghiên cứu phát triển nông thôn miền núi, Tạp chí Khoa học, số ĐHQGHN, H Nội, tr 28-37 Nguyễn Cao Huần, Nguyễn An Thịnh, Phạm Quang Tuấn (2004), "Mô hình tích hợp ALES-GIS đánh giá cảnh quan phục vụ phát triển trồng huyện Sa Pa tỉnh Lo Cai, Tạp chí Khoa häc, sè 4, §HQGHN, Hμ Néi, tr.43-50 Ngun An Thịnh v nnk (2004), Phân tích cấu trúc mô hình hƯ kinh tÕ sinh th¸i phơc vơ ph¸t triĨn kinh tế hộ gia đình khu vực miền núi (nghiên cứu mẫu vùng lõi Vờn Quốc gia Hong Liên, huyện Sa Pa), Tạp chí Địa lý Nhân văn, số 2, H Nội, tr.3-11 Phạm Quang Tuấn, Nguyễn An Thịnh (2005), Đặc điểm thổ nhỡng v ti nguyên đất vùng sinh thái núi cao Sa Pa, tỉnh Lo Cai, Tạp chí Khoa häc, sè 1AP §HQG Hμ Néi, Hμ Néi, tr.98-105 Nguyễn Cao Huần, Nguyễn An Thịnh (2005), "ứng dụng phơng pháp phân tích đa biến phân nhóm nông hộ miền núi theo trình độ phát triển (nghiên cøu mÉu hun Sa Pa, tØnh Lμo Cai)”, Tun tËp Báo cáo Hội nghị ứng dụng toán học ton quốc lần thứ 2, H Nội, tr.34-35 Nguyễn Thị Hải, Nguyễn An ThÞnh (2005), “Tỉ chøc l·nh thỉ du lÞch sinh thái phục vụ phát triển kinh tế v bảo vệ môi trờng huyện Sa Pa, tỉnh Lo Cai, Tạp chí Khoa häc, sè 5AP, §HQG Hμ Néi, Hμ Néi, tr 35-42 Phạm Đăng Hùng, Nguyễn An Thịnh v nnk (2005), "Đánh giá đất đai phục vụ chuyển đổi cấu c©y trång (vÝ dơ hun Sa Pa, tØnh Lμo Cai)”, Tạp chí Nông nghiệp v Phát triển Nông thôn số 13, Hμ Néi, tr 96-99 Ngun Cao Hn, Ngun An Thịnh (2005), Tiếp cận định lợng nghiên cứu địa lý v ứng dụng", Tạp chí Khoa học Trái đất số 3, H Nội, tr.260-267 Hong Thị Thu Hơng, Nguyễn An Thịnh (2005), "Định hớng tổ chức không gian phát triển kinh tế trang trại (tại huyện Sa Pa-Bắc H-Bảo Thắng, tỉnh Lo Cai)", Tạp chí Địa lý Nhân văn, số (09), H Nội, tr 42-49 Nguyễn An Thịnh, Nguyễn Thị Hải (2005), "Xác định sức chứa du lịch phục vụ quy hoạch phát triển du lịch bền v÷ng hun vïng nói cao Sa Pa", Kû u Héi nghị Khoa học Môi trờng v Phát triển bền v÷ng, VNU, NEF vμ CRES, NXB Khoa häc vμ Kü thuật, H Nội, tr 421-427 Trơng Quang Hải, Nguyễn An Thịnh v nnk (2006)," Xác lập mô hình hệ kinh tế sinh thái phục vụ phát triển bền vững vùng đệm khu bảo vệ thiên nhiên (nghiên cứu mẫu cụm xà vùng đệm Vờn Quốc gia Hong Liên)", Tạp chí Khoa học, số T.XXII, N01, ĐHQGHN, H Nội, tr.39-48 Nguyễn An Thịnh, Hong Thị Thu Hơng (2006), "Phân tích hiệu kinh tế môi trờng mô hình kinh tế trang trại tỉnh Lo Cai", Tuyển tập báo cáo Hội nghị Địa lý ton quốc lần thứ II, Hμ Néi, tr.611-618 Ngun An ThÞnh (2006), "Mét sè ứng dụng bi toán entropy cảnh quan công tác giám sát v đánh giá diễn biến phục hồi rừng (giải thử nghiệm huyện Sa Pa, tỉnh Lo Cai)", Tuyển tập công trình Khoa học Hội nghị Khoa học Địa lý-Địa chính, H Nội, tr.458-464 Mở đầu Nghiên cứu diễn sinh thái CQ điển hình lm sở LÃnh thổ huyện Sa Pa, nơi có đỉnh Fanxipăng 3143,5m cao Đông Dơng nằm lớp cảnh quan núi Hong Liên Sơn thuộc hệ cảnh quan (CQ) Việt Nam nhiệt đới-gió mùa, đặc trng CQ núi nhận biết tính biến động ti nguyên v môi trờng Xây dựng số bi toán địa lý định lợng v mô hình hóa GIS để đánh giá CQ Đề xuất định hớng tổ chức không gian phát triển nông, lâm cao độc đáo, đa dạng tự nghiệp v du lịch phï hỵp víi cÊu tróc STCQ l·nh thỉ hun Sa Pa nhiên v nhân văn Đây l lÃnh thổ giầu tiềm phát Những luận điểm bảo vệ: triển nông lâm nghiệp nhiệt đới, - Luận điểm 1: N»m hƯ CQ nhiƯt ®íi-giã mïa ViƯt Nam hai mơi điểm du lịch v lớp CQ núi Hong Liên Sơn, cấu trúc STCQ lÃnh thổ Sa Pa đợc Khu vực nghiên cứu đẹp Việt Nam, nơi có CQ đặc thù phân hóa CQ đa dạng theo đai cao (gồm 87 dạng thuộc rừng kín thờng xanh hỗn giao phụ lớp, kiĨu, 11 phơ kiĨu CQ vμ 20 tiĨu vïng STCQ) chi phối đặc rộng kim lạnh ẩm với độ đa dạng sinh học cao đợc bảo tồn điểm phân bố quần xà sinh vật tự nhiên hoạt động kinh tế Vờn Quốc gia Hong Liên Tuy nhiên, từ đợc ngời Pháp nhóm c dân địa phơng phát nay, việc khai thác ti nguyên Sa Pa thiếu - Luận điểm 2: Hệ thống CQ tự nhiên, CQ văn hóa lÃnh thổ đồng cha có sở khoa học chắn, không đáp ứng đợc Sa Pa có chức đặc thù phát triển nông, lâm nghiệp nhiệt đới tiêu chí phát triển bền vững Với tiềm v thực trạng đó, v du lịch sinh thái miền núi Đánh giá định lợng CQ ny theo nghiên cứu sử dụng hợp lý lÃnh thổ nông lâm nghiệp, du lịch trở nên tiếp cận KTST l khoa học định hớng sử dụng hợp lý ti cấp thiết giai đoạn phát triển huyện Sa Pa nguyên nhằm đảm bảo tiêu chí PTBV Mục tiêu luận án l "Xác lập sở khoa học cho sử Những điểm luận án: dụng hợp lý ti nguyên phục vụ phát triển bền vững (PTBV) ngnh Với việc tích hợp hớng STCQ định lợng trờng phái nông, lâm nghiệp v du lịch sở nghiên cứu quy luật hình thnh Bắc Mỹ-Tây Âu với hớng CQ phát sinh trờng phái Liên Xô (cũ)- cấu trúc sinh thái c¶nh quan l·nh thỉ hun Sa Pa" ViƯt Nam, ln ¸n ®· thĨ hãa h−íng tiÕp cËn sinh th¸i học, địa lý Để thực mục tiêu, năm nhiệm vụ nghiên cứu đợc đặt ra: định lợng, mô hình hóa GIS phân tích cấu trúc v chức CQ Tổng quan hớng nghiên cứu sinh thái c¶nh quan (STCQ) cđa mét l·nh thỉ miỊn nói hun Sa Pa v xây dựng luận điểm STCQ nhiệt đới-gió mùa phù hợp với mục tiêu sử dụng hợp lý CQ nông, lâm nghiệp v du lịch huyện Sa Pa Phân tích mối quan hệ ba hợp phần sinh thái cảnh-quần xà sinh vật-cộng đồng c dân cÊu tróc STCQ l·nh thỉ Sa Pa LÇn thnh lập đồ STCQ huyện Sa Pa tû lƯ lín (1:50.000), thĨ hiƯn thĨ sù ph©n hóa lÃnh thổ theo đai cao v giải thích đặc ®iĨm ®a d¹ng sinh häc, ®a d¹ng CQ vμ diƠn thÕ sinh th¸i ë l·nh thỉ Sa Pa Xác lập sở khoa học tổ chức lÃnh thổ nông, lâm nghiệp v du lịch huyện Sa Pa theo hớng PTBV, đợc minh họa cụ thể tập đồ chuyên đề đánh giá v kiến nghị sử dụng CQ Phạm vi nghiên cứu luận án: (1) Phạm vi không gian: giới hạn lÃnh thổ hnh hun Sa Pa, tû lƯ nghiªn cøu 1:50.000; nghiªn cøu l·nh thỉ Sa Pa vμ phơ cËn (khu vùc Lμo Cai, Bảo Thắng, Bát Xát, Than Uyên) mối quan hệ liên vùng tỷ lệ 1:100.000; (2) Phạm vi khoa häc: tËp trung nghiªn cøu cÊu tróc STCQ vμ đánh giá cho phát triển nông, lâm nghiệp, du lịch điển hình huyện Sa Pa; định hớng phát triển nông, lâm nghiệp, du lịch đơn vị lÃnh thổ së lμ d¹ng CQ vμ tiĨu vïng STCQ ý nghÜa khoa häc vμ thùc tiÔn: (1) ý nghÜa khoa häc: phát triển lý luận STCQ nhiệt đới-gió mùa Việt Nam v hớng tiếp cận địa lý định lợng công tác điều tra tổng hợp lÃnh thổ Những kết nghiên cứu mẫu huyện Sa Pa thể tính điển hình quy luật phân hoá STCQ nhiệt ®íi-giã mïa theo ®ai cao ë tû lƯ lín (1:50.000); (2) ý nghĩa thực tiễn: hệ thống sở liệu, kết luận nghiên cứu v tập đồ chuyên đề luận án l ti liệu khoa học có giá trị m nh quản lý tham khảo định quy hoạch lÃnh thổ theo hớng PTBV huyện Sa Pa Cơ sở ti liệu thực đề ti gồm: (i) sở liệu STCQ NCS khảo sát l·nh thỉ Sa Pa thêi kú 2002-2006, bao gåm c¶ tập số liệu quan trắc theo đai cao từ Bản Hồ đến đỉnh Fanxipăng năm 2004 v 2005; (ii) ®Ị tμi, dù ¸n vỊ Sa Pa NCS chđ trì v tham gia; (iii) thừa kế công trình nghiên cứu tác giả trớc Luận án gồm 150 trang đánh máy, đợc trình by chơng, có sử dụng 46 bảng, 33 hình v biểu đồ, 26 đồ chuyên đề để minh họa Chơng Cơ sở lý luận nghiên cứu sinh thái cảnh quan phục vụ Phát triển bền vững nông, lâm nghiệp v du lịch huyện sa pa 1.1 Lịch sử nghiên cứu vấn đề có liên quan 1.1.1 Tình hình nghiên cứu STCQ: Nh địa sinh vật ngời Đức C Troll (1939) lần đa thuật ngữ sinh thái cảnh quan (landscape ecology), dựa quan điểm hệ sinh thái (ecosystem) Tansley (1935) Mặc dù quan niệm STCQ đợc mở rộng v cụ thể hơn, nhng nhìn chung trọng nhiều đến đặc trng sinh thái học v nhân văn CQ: STCQ l chuyên ngnh trẻ sinh thái học đại nghiên cứu mối quan hệ ngời với CQ kü thuËt” (Naveh vμ Lieberman, 1992), “ ¶nh h−ëng cấu trúc CQ đến trình sinh thái (J.Wiens, 1995), “ mét h−íng míi nghiªn cøu CQ học, xem xét môi trờng hình thnh CQ nhân sinh v CQ tự nhiên (Deconov, 1990), trọng đặc biệt đến nội dung sinh thái địa tổng thể (P.H.Hải, 1992) Hiện nay, Tây Âu v Bắc Mỹ, STCQ đóng vai trò l ngnh khoa học tổng hợp, liên ngnh phục vụ quy hoạch CQ Năm 1992, Phân hội STCQ Thế giới Việt Nam (VN-IALE) đợc thnh lập, góp phần tích cực phát triển hớng nghiên cứu STCQ Tuy vậy, công trình đà công bố cha đủ chuyên sâu để hình thμnh mét quan niƯm thèng nhÊt vỊ STCQ ë ViƯt Nam 1.1.2 Tổng quan công trình nghiên cứu huyện Sa Pa: liên quan đến hớng nghiên cứu luận án có nhóm công trình: nghiên cứu hợp phần tự nhiên cấu trúc STCQ (Fridland, 1961; L.Đ.An, 1972; N.N.Thìn, 1998; N.A.Thịnh, 2005); nghiên cứu tác động hoạt động phát triển nông, lâm nghiệp v du lịch (N.T.Cầu, 1992; J.Michaud, 1998); nghiên cứu tổng hợp lÃnh thổ dới ngang CQ l mảnh (patch), biên (edge), ranh giới (boundary), hnh góc độ phân vùng v phân tích CQ (Viện Địa lý, 1994; V.T.Lập, 1995; lang (corridor) v kiểu khảm (mosaic), u nghiên cứu sinh học bảo N.T.Tiến, 1996; N.C Huần, P.Q.Anh v N.A.Thịnh, 2005) tồn, đa dạng CQ Khu Bảo tồn Các công trình kể phần lớn nghiên cứu huyện Sa Pa 1.2.2 Các luận điểm sinh thái cảnh quan nhiệt đới-gió mùa phạm vi tỉnh Lo Cai lÃnh thổ cấp lớn (trên đồ tỷ lƯ trung - Quan niƯm vỊ STCQ: STCQ lμ mét chuyên ngnh khoa học bình v nhỏ), cha có công trình no đặt kinh tế Sa Pa quan hệ tổng hợp nghiên cứu tơng tác điều kiện tự nhiên đơn vị liên ngnh nông-lâm-du lịch Nh vậy, lÃnh thổ Sa Pa cần thiết có CQ nh nhân tố sinh thái phát sinh có vai trò định đến công trình nghiên cứu tỉng hỵp theo h−íng STCQ ë tû lƯ lín, cã hình thnh, phát triển quần xà sinh vật v ảnh hởng đến phân bố thể phân tích đồng hai hệ thống tự nhiên-nhân văn đến PTBV hoạt động kinh tế cộng đồng c dân đơn vị CQ nông, lâm nghiệp v du lịch Theo quan niệm ny, định hớng nghiên cứu STCQ lÃnh thổ Sa Pa 1.2 Các luận điểm sinh thái cảnh quan nhiệt đới- trọng đến đặc trng sinh thái v nhân văn CQ (hình 1.2) giã mïa viƯt nam øng dơng ln ¸n 1.2.1 Hớng tiếp cận sinh thái cảnh quan (3) (3) (4) Trong nhiều cách tiếp cận nghiên cứu STCQ giíi cịng nh− ë ViƯt Nam, ln ¸n chØ lùa chọn luận điểm nghiên cứu sinh thái học CQ phù hợp định hớng địa lý tổng hợp Do vậy, nghiên cứu luận án dựa sở gắn kết tảng lý luận (3) (2) (1) (4) (a) (2) (1) (5) (b) (1) (2) (c) H×nh 1.2 Mô hình nghiên cứu CQ (a), địa-sinh thái (b) v STCQ (c) (1)(2)(3): nhân tố vô sinh, (4): sinh vËt, (5): sinh vËt vμ ng−êi; (a) vμ (b) theo quan điểm nh khoa học thuộc Viện Địa lý Liên Xô cũ (1982) thể biến thái (Levins, 1969), phân tích định lợng yếu tố cấu trúc - Mô hình cấu trúc STCQ nhiệt đới-gió mùa ứng dụng cho lÃnh thổ Sa Pa: sở thừa nhận tính phân vị chặt chẽ v tính sinh thái bậc phân loại CQ quan niệm STCQ nhiệt đới-gió mùa Việt Nam (P.H.Hải, 1992), luận án bổ sung ba đặc trng mô hình cấu trúc STCQ lÃnh thổ nghiên cứu, bao gồm: (i) tính phát sinh sinh thái yếu tố thnh tạo CQ; (ii) đặc trng hình thnh u hợp, phức hợp cÊu tróc tỉ thμnh loμi cđa CQ; (iii) ph©n hóa địa phơng đa dạng tơng tác hon lu-địa hình lÃnh thổ miền núi Trong mô hình cấu trúc STCQ lÃnh thổ Sa Pa, CQ l đơn vị phân kiểu, tiểu vùng STCQ l đơn vị phân vùng Tổ hợp nhân tố phát sinh l sinh thái cảnh (ecotope, l phức hợp yếu tố vô cơ) định cho thuộc tính đặc thù cấp đơn vị CQ; nhân tố hệ l tổ sinh thái hóa CQ học với tiếp cận định lợng Tây âu, Bắc Mỹ: - Tiếp cận sinh thái hãa CQ häc thõa kÕ lý luËn CQ ph¸t sinh Liên Xô (cũ) v thực tiễn nghiên cứu CQ nhiệt đới-gió mùa Việt Nam, trọng khía cạnh sinh thái học CQ, u phân tích cÊu tróc cđa l·nh thỉ - TiÕp cËn Zonneveld cđa trờng phái STCQ Tây Âu l cách tiếp cận cấu trúc đứng với đất đai (land) l đối tợng nghiên cứu trung tâm, u đánh giá tiềm lÃnh thỉ phơc vơ quy ho¹ch - TiÕp cËn Forman cđa trờng phái STCQ Bắc Mỹ, thừa kế thuyết địa sinh học đảo (McArthur v Wilson, 1967) v thuyết quần hợp kiểu thảm thực vật + cộng đồng c dân Cấu trúc Sinh thái cảnh + Quần xà Sinh vật + Cộng đồng C dân tơng đồng với cấu trúc Hệ Sinh thái Nhân văn Tổng thể (THE) Egler (1964) vμ HƯ Kinh tÕ Sinh th¸i (SEES) cđa P.Q Anh (1996) núi cao (1700-2800m), đất mùn thô than bùn núi cao (>2800m); (2) 1.3 Quan điểm, hệ phơng pháp v mô hình khái niệm Chính vậy, kiểu thảm thực vật nguyên sinh lÃnh thổ điển - Các quan điểm nghiên cứu: quan điểm hệ thống v tổng hợp, quan điểm phát triển bền vững, tiếp cận đa tû lƯ-®a thêi gian (