T.T. Van, N. Wilson, V.Q. Minh, H. Thanh-Tung, K. Quisthoudt, L. Xuan-Tuan, F. Dahdouh-Guebas, N. Koedam

TÓM TẮT

Ảnh hàng không và vệ tinh đã được sử dụng để xác định sự thay đổi độ che phủ đất trong thời kỳ 1953-2011 ở Mũi Cà Mau, Việt Nam, đặc biệt liên quan đến những thay đổi khu vực rừng ngập mặn. Diện tích rừng ngập mặn đã giảm mạnh từ khoảng 71.345 ha vào năm 1953 đến 33.083 ha vào năm 1992, sau đó tăng lên 46.712 ha vào năm 2011. Diện tích rừng mất do chất diệt cỏ trong chiến tranh Việt Nam, khai thác quá mức, và chuyển đổi sang đất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản được khuyến khích bởi các chính sách quản lý đất đai đang đang làm mất tác dụng một phần sự tái sinh tự nhiên và trồng lại rừng, đặc biệt là sự gia tăng dần mô hình hệ thống canh tác kết hợp tôm-RNM. Bản chất của thực thực vật rừng ngập mặn được chuyển đổi rõ rệt trong giai đoạn này. Các kết quả nghiên cứu có giá trị cho việc qui hoạch quản lý để hiểu và nâng cao sự đóng góp của rừng ngập mặn trong việc cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái và tài nguyên, sinh kế địa phương và lợi ích toàn cầu.

1. Giới thiệu

Việc sử dụng quá mức tài nguyên rừng gây ra hậu quả suy giảm nguồn tài nguyên đã diễn ra ở VN một thời gian dài. Tại hạ nguồn sông Mekong, một vài nghiên cứu áp dụng viễn thám và GIS đã xác định các thay đổi của lớp phủ RNM có liên hệ tới hoạt động của con người. Tuy nhiên dữ liệu viễn thám theo thời gian bị khuyết trước thời kỳ chiến tranh VN (1962-1972), vốn là thời kỳ có tác động quan trọng đến rừng. Số liệu quan trắc giúp việc đưa ra mục tiêu thuận lợi hơn cho hoạt động bảo tồn, nhân sinh và quản lý bảo vệ đới bờ, thông qua việc tái lập đường cơ sở nhờ xác định thời gian và nguyên nhân những thay đổi lớn của rừng tốt hơn.

Trong nghiên cứu này, ảnh viễn thám tại sáu mốc thời gian từ 1953 đến 2011 được sử dụng để xác định những thay đổi của lớp phủ thảm RNM tại Mũi Cà Mau, vốn do nguyên nhân chính là tác động của con người. Kết quả nghiên cứu có giá trị cho việc lên kế hoạch quản lý nhằm nâng cao nhận thức và tăng cường sự đóng góp của RNM cho dịch vụ hệ sinh thái và cung cấp tài nguyên, sinh kế cho người dân và kinh tế toàn cầu.

2. Tài liệu và phương pháp

2.1 Khu vực nghiên cứu (KVNC)

Nằm ở mũi phía nam VN trên ĐBSCL, Mũi Cà Mau được bao phủ bởi một diện tích đáng kể RNM. Ban đầu thảm thực vật ngập mặn ở đây có diện tích lớn nhất và phát triển nhất VN. KVNC giới hạn từ 8^o32’B tới 8^o49’B và 104^o40’Đ tới 105^o19’Đ (Hình. 1), bao gồm huyện Ngọc Hiển và một phần huyện Năm Căn, tỉnh Cà Mau.

Các loài cây ngập mặn chính là mắm, đước, vẹt và dừa nước. Hệ sinh thái tự nhiên có giá trị bảo tồn đa dạng sinh học và danh lam thắng cảnh cao. Phần lớn Mũi Cà Mau được công nhận là Khu Dự trữ Sinh quyển Quốc tế bởi UNESCO vào năm 2009; 41.862 ha RNM và bờ biển tại Mũi Cà Mau được công nhận là Vườn quốc gia Mũi Cà Mau vào năm 2003 và khu Ramsar vào năm 2013.

Về địa hình, KVNC là đồng bằng châu thổ thấp, bị chia cắt mạnh bởi hệ thống sông tự nhiên và mạng lưới kênh rạch dày đặc. Chế độ dòng chảy ở khu vực bãi triều lớn bị ảnh hưởng bởi sự chênh lệch thủy triều giữa Biển Đông và Vịnh Thái Lan với các dòng triều chi phối từ phía đông. Trên bờ biển phía đông, chế độ bán nhật triều với biên độ trung bình 3 m. Trên bờ biển vịnh Thái Lan, chế độ nhật triều với biên độ từ 0,5 đến 0,8m. Toàn bộ khu vực là bùn mềm và một số là đầm lầy than bùn.

2.2 Nguồn dữ liệu

Ảnh hàng không năm 1953, ảnh vệ tinh Landsat (1975, 1979) và SPOT (1992, 2004 và 2011) đã được sử dụng để phát hiện những thay đổi độ che phủ đất trong KVNC (Bảng 1). Các ảnh Landsat, ảnh Spot được xử lý hình học, sử dụng các điểm khống chế mặt đất và mô hình số độ cao. Các dữ liệu được gán hệ quy chiếu địa lý UTM WGS-1984, Zone 48N, phối hợp với hiệu chỉnh hình học và sử dụng phần mềm ENVI.

Cùng với dữ liệu thực địa (2006, 2010 và 2011), bản đồ thảm thực vật (1952) tỉ lệ 1: 100.000, bản đồ địa hình (1980) tỉ lệ 1: 250.000 và bản đồ đất ngập nước số hóa tỷ lệ 1: 100.000 của Trung tâm Viễn Thám Quốc Gia (2008-2009) đã được sử dụng làm bản đồ cơ sở để xác nhận kết quả.

2.3 Xử lí dữ liệu

Bảng 1: Đặc điểm dữ liệu ảnh viễn thám được sử dụng trong nghiên cứu

ENVI và ArcGIS được sử dụng để xử lý hình ảnh Landsat/SPOT và thao tác bản đồ. Ảnh tổ hợp 574, 754 và 321 được sử dụng tương ứng với ảnh LANDSAT / MSS 1975, 1979 và ảnh SPOT. Các yếu tố được phân tích bằng mắt và kỹ thuật số. Đầu tiên, phân loại bằng mắt được áp dụng để xác định những khu vực có độ che phủ đất đồng nhất thông qua giải đoán (màu sắc, kết cấu, hình thái và độ tương phản) và thực địa. Bước phân loại tạm thời này là cơ sở cho các bước tiếp theo trong phân loại bằng số hóa.

Phương pháp hàm xác suất cực đại được sử dụng để phân loại có kiểm định. Vùng mẫu được xác định và một số thuộc tính quang phổ của mỗi loại lớp phủ đất cũng được thiết lập thông qua những vùng mẫu. Kế đến, mỗi ô trong dữ liệu ảnh (parcel) được phân loại theo loại lớp phủ tương đồng nhất. Nhãn phân loại gán cho mỗi ô ảnh được ghi lại trong những ô dữ liệu với một tệp tương ứng. Sau khi thiết lập, toàn bộ dữ liệu đã được phân loại, kết quả được biểu diễn trong dữ liệu đầu ra.

RNM có thể giải đoán bằng mắt qua tổ hợp màu dựa trên các thuộc tính hình ảnh như màu sắc và kiểu mẫu. Việc phân loại có kiểm định có thể phân biệt rừng đước và rừng mắm khi mức triều thấp, rừng mắm bị giảm độ phản chiếu và đậm hơn rừng đước, hình ảnh và kiểu mẫu của rừng mắm ổn định và mịn hơn, rừng đước có bề mặt thô và không đồng nhất.

Tám loại phủ đất đã được xác định:

1. Rừng Mắm: Avicennia spp., Chủ yếu là A. alba.
2. Rừng đước: R. apiculata.
3. Rừng hỗn giao: gồm các loài cây ngập mặn như A. alba, R. apiculata, Bruguiera spp. và Ceriops spp. phát triển tự nhiên trong quần thể Mắm.
4. Khu độc canh tôm mà không có cây ngập mặn hoặc giáp ao nuôi trồng thủy sản.
5. Loại <50% RNM: khu nuôi trồng có < 50% diện tích phủ RNM và > 50% diện tích là bề mặt nước trống.
6. Loại 50-70% RNM: khu nuôi trồng có 50 – 70 % diện tích phủ RNM và 30 – 50% diện tích là bề mặt nước trống.
7. Khu dân cư nông thôn và các khu vườn.
8. Đất hoang: đất trống hoặc chưa sử dụng tại thời điểm nghiên cứu.

Để bản đồ dễ đọc hơn, 8 loại trên được chia thành 5 nhóm đất chính: đất rừng (mắm, đước và hỗn giao); đất độc canh tôm; đất canh tác RNM – nuôi tôm (gồm cả loại <50% và 50-70%); đất dân cư nông thôn và đất hoang.

3.Kết quả

3.1 Độ che phủ đất

Bốn loại lớp phủ đất được phân loại (rừng Mắm, rừng Đước, rừng hỗn giao và đất hoang) vào năm 1953 (Bảng 2), chia thành 2 loại chính là đất rừng và đất hoang. Rừng bao phủ 71.345 ha, chiếm hơn 97% diện tích đất (Bảng 2). Rừng Mắm được tìm thấy ở các khu vực lắng đọng vật liệu trầm tích ven biển, còn thực vật rừng hỗn giao chiếm diện tích lớn nhất (Hình. 2). Độc canh tôm, hệ thống canh tác RNM – nuôi tôm và các khu dân cư không được quan sát thấy tại thời điểm này.

Năm 1975, ba loại chính được phân loại: rừng, khu dân cư và đất hoang. Rừng bao phủ 47.417 ha hay 68,3% của tổng diện tích đất, trong khi đất hoang tăng lên đến 31,7% trong KVNC (Bảng 2). Các loại đất hoang phần lớn có liên quan tới vũ khí hóa học. Độc canh tôm và hệ thống RNM-nuôi tôm rất ít và gần như không tồn tại. Đảo Cồn Trong đã được hình thành tại vùng cửa sông Cửa Lớn trên Vịnh Thái Lan từ năm 1953 – 1975.

Năm 1979, năm loại lớp phủ đất đã được phân loại như năm 1975 (Bảng 2), cũng trong 3 nhóm phân loại chính (Hình 2 và 3). Rừng bao phủ 62.959 ha (khoảng 90% tổng diện tích đất), cao hơn nhiều so với năm 1975, mặc dù khoảng thời gian trong khảo sát ngắn hơn. Tổng cộng có 14.796 ha đất hoang (khoảng 20% KVNC) năm 1975 được rừng bao phủ trở lại vào năm 1979. Khu dân cư được rừng bao phủ 15 ha, đất hoang là 7167 ha (bảng 2). Độc canh tôm và hệ thống RNM-nuôi tôm vẫn chưa nhận diện được rõ ràng.

Năm 1992, cả 8 loại lớp phủ đất đều được thể hiện trên bảng đồ phân loại (Bảng 2), chia thành 5 nhóm phân loại chính để biểu diễn trên bản đồ (Hình 2,3). Mô hình RNM-nuôi tôm chiếm đa số với diện tích 62.387 ha (85.2% diện tích KVNC). Nuôi tôm độc canh dọc theo Vịnh Thái Lan với diện tích 3729 ha (5.1%). Lúc này, các khu nuôi tôm bao phủ gần 90% diện tích khu vực trong khi rừng bị thu hẹp còn 6968 ha (9.5%). Khu dân cư nông thôn hiện diện dọc theo những con sông và kênh đào.

Năm 2004, mô hình RNM-nuôi tôm trở thành loại hình sử dụng đất chính, với diện tích 49.822 ha (69.7% tổng diện tích) (Bảng 2, Hình 2,3). Độc canh tôm không còn. Rừng (chủ yếu là Đước) tăng lên 20.965 ha (29.4%) dọc theo bờ biển Vịnh Thái Lan và Biển Đông. Khu dân cư phân bố dọc theo sông và kênh đào.

Năm 2011, mô hình RNM-nuôi tôm bao phủ diện tích 50.410 ha (70.4 % tổng diện tích), gần bằng năm 2004 (Bảng 2, Hình 2,3). Rừng bao phủ 20.501 ha (28.6%) dọc theo bờ biển Vịnh Thái Lan, Biển Đông và phía Tây Công viên Quốc gia Mũi Cà Mau. Khu dân cư phân bố dọc theo những con sông và kênh đào.

Bảng 2: Tám kiểu lớp phủ đất được phân loại tại Mũi Cà Mau từ 1953 – 2011

3.2. Sự thay đổi độ che phủ đất

Từ 1953-2011, độ che phủ đất tại KVNC thay đổi đáng kể. Diện tích rừng đã giảm mạnh từ 71.345 ha vào năm 1953 xuống còn 6968 ha vào năm 1992, sau đó tăng lên 20.501 ha vào năm 2011. RNM tự nhiên đã mất đi một diện tích lớn. Cho tới nay rừng hỗn giao tự nhiên bị mất đi nhiều nhất do chuyển đổi đất sang nuôi trồng thủy sản từ sau năm 1979. Từ 1992-2004, rừng đước được trồng trở thành loại RNM lớn nhất trong KVNC. Diện tích RNM hỗn giao khá ổn định trong khu vực kể từ năm 1992.

Nuôi trồng thủy sản (độc canh tôm và hệ thống canh tác RNM – tôm) đã từng không tồn tại vào năm 1979, rồi chiếm ưu thế vào năm 1992 và vẫn duy trì cho đến năm 2011.Các vùng đất hoang tăng lên đáng kể vào năm 1975, phản ánh thiệt hại do chiến tranh.

4.Thảo luận

4.1 Sự tàn phá RNM

Sự thay đổi thủy văn sông Mekong và đồng bằng châu thổ (các đập thủy điện ở thượng nguồn và các kênh rạch, đê dọc ngang đồng bằng châu thổ và dòng chảy chuyển hướng) là một yếu tố thêm phần phức tạp về động lực xói mòn địa phương so với bồi tích. Hơn nữa, hệ sinh thái RNM ven biển có thể bị ảnh hưởng bởi tải lượng trầm tích thấp hơn của dòng ven bờ từ cửa sông Mekong về phía nam tới Cà Mau. Các kênh đào có thể dẫn trực tiếp dòng lũ và phù sa hàng năm tới bờ biển trong không gian giới hạn hơn so với tự nhiên. Tuy nhiên, đến nay phần lớn sự mất RNM ở Mũi Cà Mau là hoàn toàn do con người như chiến tranh và chuyển đổi đất sang nuôi trồng thủy sản. Chương trình trồng rừng đã bù đắp được phần nào, nhưng không thể bù đắp được sự tổn thất các thành phần loài tự nhiên.

4.1.1 Thuốc diệt cỏ từ chiến tranh hóa học

Mũi Cà Mau là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của cuộc chiến tranh hóa học. Từ năm 1966-1970, nơi đây đã chịu ảnh hưởng nhiều trong việc sử dụng liều lượng cao thuốc diệt cỏ và làm rụng lá. Các tác động liên quan đến Mũi Cà Mau được phát hiện do gia tăng của diện tích đất hoang năm 1975 so với năm 1953. Kiểu tác động có hình dạng tương đồng với những đường đi của máy bay phun thuốc hóa học.

Trong ảnh hàng không năm 1972; 52% Mũi Cà Mau đã mất rừng và hoang hóa, với 80% diện tích là rừng đước. Theo NAS năm 1974, sự tái sinh tự nhiên của đước và vẹt trong vòng 200 m đường thủy, đặc biệt là ở sông Cửa Lớn, nhưng vẫn thấp hơn so với các nơi khác.

Sự phục hồi từ việc trồng cây làm tăng độ che phủ nhanh chóng. Rừng tự nhiên vẫn tồn tại năm 1975 và 1979, nhưng nhiều khu rừng thứ sinh hoặc rừng trồng vào cuối những năm 1970. Điều này trái ngược với những khu rừng nguyên sinh bị ảnh hưởng bởi chiến tranh hóa học. Việc tái phát triển và trồng RNM là tất yếu.

4.1.2 Chuyển đổi đất RNM sang nuôi trồng thủy sản và nông nghiệp

Giống như một số quốc gia khác, VN cũng chịu những sức ép trong việc bảo tồn RNM và phát triển nghề nuôi tôm. Từ năm 1980, chính phủ đã khuyến khích nuôi tôm xuất khẩu và nó đã được phát triển rộng rãi. Từ 1980-1990, hoạt động nuôi tôm ở các tỉnh ven biển ĐBSCL phát triển nhanh đã thúc đẩy tự do kinh tế, làm gia tăng giá trị quốc tế và thúc đẩy các hoạt động của chính phủ.

Trong KVNC, việc chuyển đổi RNM sang nuôi trồng thủy sản giữa những năm 1979-1992 đã gây mất khoảng 29.876 ha RNM, chiếm 53%. Ban đầu, vùng bãi triều lớn ở Cà Mau được chuyển đổi cho nông nghiệp. Từ 1976-1982, tỉnh Minh Hải trước đây (nay là Cà Mau và Bạc Liêu) đã khai hoang 26.300 ha RNM để trồng đậu tương, lúa và cây thuốc, trong đó 17.645 ha ở huyện Ngọc Hiển trước đây (huyện Năm Căn và huyện Ngọc Hiển). Khu RNM-nuôi tôm vẫn chiếm đa số, rừng đước (R. apiculata) chiếm diện tích lớn vì loài này có giá trị gỗ cao và dễ trồng.

4.1.3. Chính sách quản lý đất đai

Để làm chậm tốc độ phá rừng trên toàn quốc, chính phủ đã cải cách luật vào năm 1991 nhằm bảo vệ rừng. Tỷ lệ phá RNM giảm nhưng không dừng lại. Điều này dẫn đến có thêm các quyết định liên quan đến rừng, bao gồm các biện pháp cấp bách để bảo vệ và phát triển diện tích rừng (Quyết định 286/QĐ-TTG) và kế hoạch trồng mới 5 triệu ha rừng trên toàn quốc.

Trái lại, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Nghị định Quốc gia 773-TTg năm 1994 quy định rằng các khu vực ven biển có thể được sử dụng cho nuôi trồng thủy sản. Các nhà thầu đã phá bỏ các khu RNM mà không phải trả thuế cho 5 năm đầu tiên. Chính sách này khuyến khích nông dân nuôi tôm phá bỏ RNM nhiều hơn cho các hoạt động nuôi trồng thủy sản.

Sự mâu thuẫn giữa những quy định môi trường và áp lực thị trường dẫn đến sự mở rộng nhanh chóng của các khu vực nuôi tôm ở VN vào năm 2001, đặc biệt là tại tỉnh Cà Mau, nơi 202.000 ha đã được sử dụng để nuôi tôm, chiếm 47,1% và 42,2% tổng diện tích nuôi tôm trong các tỉnh phía Nam và VN. Mô hình RNM-nuôi tôm đã trở thành mô hình ưa chuộng ở Cà Mau, giúp thúc đẩy lâm nghiệp cũng như mong muốn thúc đẩy ngành nuôi trồng thủy sản.

4.2 Trồng lại rừng và phục hồi tự nhiên

Việc trồng rừng tại Cà Mau đã trải qua một lịch sử dài. Sau nỗ lực trồng rừng dưới thời Pháp thuộc, một diện tích lớn RNM đã bị thiệt hại bởi chất diệt cỏ cho đến năm 1975. Từ năm 1975-1996; 148.705 ha RNM đã được trồng tại huyện Minh Hải.

Kế hoạch thành lập rừng quốc gia từ năm 1998 theo Quyết định 661 cũng tạo động lực cho các huyện ven biển ĐBSCL duy trì và củng cố RNM, góp phần hưởng ứng chương trình chung của quốc gia.

Đến năm 1999, VN đã có khoảng 155.290 ha RNM, trong đó 96.876 ha được trồng ở một số chương trình phục hồi rừng. Những loài dễ trồng và có giá trị cao (đặc biệt là đước đôi (R. apiculata) ở miền Nam VN) vẫn có thể được sử dụng để phục hồi và chống xói lở bờ biển, chứ không trồng những loài cây tối ưu hay trồng đa dạng.

Thuế xanh và chi trả dịch vụ tài nguyên rừng đã được thông qua ở VN có thể áp dụng đối kiểm soát chất lượng nước và phục hồi RNM.

4.3 Kết luận

Sự thay đổi đáng kể độ che phủ đất xảy ra trong KVNC qua sáu thập kỷ (1953-2011) gây ra do chiến tranh hóa học, khai thác quá mức các nguồn tài nguyên: gỗ RNM có sẵn, chuyển đổi rừng để sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản vốn được khuyến khích bởi các chính sách quản lý đất đai lúc đó. Tác động đối với các hệ sinh thái RNM tự nhiên là rất lớn.

Phần lớn các khuôn khổ pháp lý mâu thuẫn trong việc vừa khuyến khích nuôi trồng thủy sản, vừa muốn bảo tồn RNM để bảo vệ Mũi Cà Mau. Chương trình trồng lại và mở rộng rừng đã làm tăng độ che phủ rừng tạo cảnh quan màu mỡ, xanh tốt nhưng chủ yếu là với mục đích sản xuất gỗ, chứ không khôi phục hoàn toàn chức năng sinh thái, hàng hóa và dịch vụ của rừng.

Mũi Cà Mau rất dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng do điều kiện của vùng đồng bằng châu thổ. Do đó, lịch sử thay đổi của thực vật RNM cần được xem xét bước đầu của nghiên cứu trong tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đối với các hệ sinh thái RNM. Điều này báo hiệu cho những nỗ lực thích ứng bằng sự hiểu biết tốt hơn môi trường địa phương và các loài hiện hữu tự nhiên.

Lời cảm ơn

Nghiên cứu này được sự hỗ trợ của Vlaamse Interuniversitaire Raad, Trung tâm Nghiên cứu hệ sinh thái RNM (Đại học quốc gia – Hà Nội) và Viện Khí tượng – Hải dương và khí hậu VN trong chương trình hợp tác với Phòng Khoa học Chính sách Bỉ và Dự án của Bộ Khoa học và công nghệ.

Thanh Hằng lược dịch

Nguồn: Changes in mangrove vegetation area and character in a war and land use change affected region of Vietnam (Mui Ca Mau) over six decades. Acta Oecologica, Số 63 (2015) 71e81(2014) Trang: 71-81