Luận án Phân tích cấu trúc các tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên phục vụ mục đích sử dụng hợp lý tài nguyên, phát triển bền vững

LÊ THỊ NGUYỆT PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN PHỤC VỤ MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Chuyên ngành : Địa lý tự nhiên Mã số : 62 44 02 17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------------- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------------- LÊ THỊ NGUYỆT PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN PHỤC VỤ MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Chuyên ngành : Địa lý tự nhiên Mã số : 62 44 02 17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Nguyễn Lập Dân 2. PGS.TS Nguyễn Cẩm Vân HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng, đã đƣợc công bố theo đúng quy định. Kết quả nghiên cứu của luận án chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một nghiên cứu nào khác. Nghiên cứu sinh i LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Lập Dân và PGS.TS. Nguyễn Cẩm Vân. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô hƣớng dẫn, những ngƣời đã đóng góp quan trọng cho sự thành công của luận án. Trong quá trình hoàn thành luận án, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Địa lý, Phòng Tài nguyên nƣớc mặt, Phòng Địa lý thổ nhƣỡng và Tài nguyên đất, Phòng Địa lý khí hậu, Phòng Địa lý sinh vật, các Phòng chuyên môn thuộc Viện Địa lý; Ban Giám đốc Học viện Khoa học và Công nghệ, Phòng Đào tạo, Khoa Địa lý thuộc Học viện Khoa học và Công nghệ. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Thái Nguyên, Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Thái Nguyên, Chi cục kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên, Chi cục thống kê tỉnh Thái Nguyên, Trạm khí tƣợng tỉnh Thái Nguyên, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp đã tạo điều kiện cho tác giả có đƣợc cơ sở tài liệu, số liệu phục vụ hƣớng nghiên cứu của luận án. Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện để tác giả có thời gian và tâm sức hoàn thành luận án. Tác giả cũng nhận đƣợc nhiều ý kiến quý báu của GS.TSKH. Phạm Hoàng Hải, PGS.TS. Nguyễn Thị Kim Chƣơng, PGS.TS. Nguyễn Thục Nhu, PGS.TS. Nguyễn Ngọc Khánh, PGS.TS. Nguyễn Thị Hồng... Ngoài ra, tác giả cũng nhận đƣợc nhiều ý kiến của các nhà khoa học thuộc Viện Địa lý, Khoa Địa lý - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Khoa Địa lý - Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội. Một lần nữa, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Quý cơ quan, các nhà khoa học nói trên cùng gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả Lê Thị Nguyệt ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ ...i LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ii MỤC LỤC.............................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................v DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU............................................................................................vi DANH MỤC HÌNH............................................................................................................viii DANH MỤC PHỤ LỤC........................................................................................................x MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN PHỤC VỤ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG .... 6 1.1. SỰ TƢƠNG ĐỒNG Ý NGHĨA CỦA KHÁI NIỆM TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN VÀ CẢNH QUAN ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN...6 1.2. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU .................................................. ..7 1.2.1. Nghiên cứu cấu trúc cảnh quan và đánh giá cảnh quan cho mục đích sử dụng hợp lý lãnh thổ ................................................................................................................................ ..7 1.2.2. Nghiên cứu về sử dụng hợp lý tài nguyên, phát triển bền vững nông, lâm nghiệp ..... 19 1.2.3. Các nghiên cứu về lãnh thổ tỉnh Thái Nguyên ............................................................ 20 1.3. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN .................................................................................................................. 22 1.3.1. Cấu trúc cảnh quan .................................................................................................... 22 1.3.2. Mối quan hệ giữa điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên với cấu trúc tổng hợp thể tự nhiên .......................................................................................................................... 27 1.3.3. Mối quan hệ giữa cấu trúc tổng hợp thể tự nhiên và hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp .. 28 1.3.4. Sử dụng hợp lý tài nguyên và phát triển bền vững nông, lâm nghiệp..............29 1.3.5. Đánh giá cảnh quan và hƣớng đánh giá cảnh quan phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên, phát triển bền vững.................................................................................................32 1.3.6. Quan điểm và phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................... 35 Chƣơng 2: PHÂN TÍCH ĐA DẠNG CẤU TRÚC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN ...................................................................................................... 42 2.1. ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÂN TỐ THÀNH TẠO TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN .................................................................................................................. 42 2.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên tỉnh Thái Nguyên ................... 42 2.1.2. Đặc điểm các hoạt động kinh tế - xã hội tỉnh Thái Nguyên ...................................... 64 2.2. ĐA DẠNG CẤU TRÚC KHÔNG GIAN CỦA TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN...................................................................................................................67 2.2.1. Cấu trúc đứng của tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên...................................... 67 2.2.2. Cấu trúc ngang của tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên .................................... 76 2.3. ĐA DẠNG CẤU TRÚC CHỨC NĂNG VÀ ĐỘNG LỰC CỦA TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN THÁI NGUYÊN ..................................................................................................... 86 2.3.1. Đa dạng chức năng của các tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên ....................... 86 2.3.2. Động lực tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên .................................................... 89 2.4. PHÂN VÙNG CẢNH QUAN TỈNH THÁI NGUYÊN ............................................... 91 2.4.1. Các tiêu chí phân vùng cảnh quan ............................................................................. 91 2.4.2. Các tiểu vùng cảnh quan Thái Nguyên ..................................................................... 92 iii Chƣơng 3: ĐÁNH GIÁ CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NÔNG, LÂM NGHIỆP ................................. 97 3.1. CƠ SƠ ĐÁNH GIÁ CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN TỈNH THÁI NGUYÊN ĐỐI VỚI PHÁT TRIỂN NÔNG, LÂM NGHIỆP ...................................................................... 97 3.1.1. Đối tƣợng và quy trình, phƣơng pháp đánh giá ......................................................... 97 3.1.2. Lựa chọn loại hình nông, lâm nghiệp phục vụ mục tiêu đánh giá ............................. 98 3.2. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THUẬN LỢI CỦA CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN ĐỐI VỚI PHÁT TRIỂN LÂM NGHIỆP................................................................................... 103 3.2.1. Đánh giá cho mục đích phát triển rừng phòng hộ ................................................. 103 3.2.2. Đánh giá cho mục đích phát triển rừng đặc dụng .................................................... 105 3.2.3. Đánh giá cho mục đích phát triển rừng sản xuất ..................................................... 108 3.3. ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THUẬN LỢI CỦA CÁC TỔNG HỢP THỂ TỰ NHIÊN ĐỐI VỚI PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP................................................................................110 3.3.1. Đánh giá cho cây lúa .................................................................................................. 110 3.3.2. Đánh giá cho cây đậu tƣơng .................................................................................... 113 3.3.3. Đánh giá cho cây chè trung du ................................................................................. 115 3.3.4. Đánh giá cho phát triển đồng cỏ chăn nuôi ............................................................ 118 Chƣơng 4: ĐỊNH HƢỚNG TỔ CHỨC KHÔNG GIAN SẢN XUẤT NÔNG, LÂM NGHIỆP TỈNH THÁI NGUYÊN...................................................................................122 4.1.1. Cách tiếp cận và quan điểm định hƣớng sử dụng hợp lý tài nguyên, phát triển bền vững nông, lâm nghiệp miền núi ...................................................................................... 122 4.1.2. Hiện trạng sử dụng tài nguyên, môi trƣờng tỉnh Thái Nguyên ............................... 126 4.1.3. Quy hoạch tổng thể phát nông nghiệp, nông thôn tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020 và định hƣớng đến năm 2030 ................................................................................................ 130 4.1.4. Kết quả đánh giá thích nghi của cảnh quan với các loại hình sử dụng nông, lâm nghiệp 132 4.4. ĐỊNH HƢỚNG KHÔNG GIAN PHÁT TRIỂN NGÀNH NÔNG, LÂM NGHIỆP TỈNH THÁI NGUYÊN......................................................................................................135 4.2.1. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển lâm nghiệp .......................................................... 135 4.2.2. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển nông nghiệp ........................................................ 137 4.2.3. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển nông - lâm kết hợp ............................................. 137 4.2.4. Định hƣớng phát triển nông, lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên theo các tiểu vùng cảnh quan ................................................................................................................................... 138 4.3. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NGÀNH NÔNG, LÂM NGHIỆP TỈNH THÁI NGUYÊN......................................................................................142 4.3.1. Nhóm giải pháp phát triển bền vững về lĩnh vực kinh tế ........................................ 142 4.3.2. Nhóm giải pháp phát triển bền vững về lĩnh vực xã hội ........................................ 145 4.3.3. Nhóm giải pháp phát triển bền vững về lĩnh vực môi trƣờng ................................. 146 KẾT LUẬN........................................................................................................................148 NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐỂN LUẬN ÁN ............................................................................................................................ I TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... II PHỤ LỤC............................................................................................................................XI iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BĐCQ Bản đồ cảnh quan BVMT Bảo vệ môi trƣờng CQ Cảnh quan CQĐT Cảnh quan đô thị CQNS Cảnh quan nhân sinh CQNT Cảnh quan nông thôn CNH - HĐH Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa ĐGCQ Đánh giá cảnh quan ĐKTN Điều kiện tự nhiên KT-XH Kinh tế - xã hội NCS Nghiên cứu sinh PTBV Phát triển bền vững STCQ Sinh thái cảnh quan SDHLTN Sử dụng hợp lý tài nguyên TNTN Tài nguyên thiên nhiên THTTN Tổng hợp thể tự nhiên TN Tự nhiên v DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1.1. So sánh các yếu tố tự nhiên và cấu trúc cảnh quan .................................. 28 Bảng 1.2. Quan hệ giữa CQ và hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp .................... 29 Bảng 1.3. Bảng cơ sở đánh giá chung ....................................................................... 35 Bảng 2.1. Độ dốc tỉnh Thái Nguyên ......................................................................... 46 Bảng 2.2. Diễn biến lƣợng mƣa tại trạm Thái Nguyên giai đoạn 2005 - 2013......... 50 Bảng 2.3. Một số đặc trƣng hình thái lƣu vực các sông chính tỉnh Thái Nguyên .... 53 Bảng 2.4. Tình hình sản xuất một số cây hàng năm giai đoạn 2000 - 2010 ..................... 64 Bảng 2.5. Chỉ tiêu các cấp phân loại CQ áp dụng cho tỉnh Thái Nguyên..78 Bảng 2.6. Chỉ số khô hạn theo mùa ở Thái Nguyên ................................................ 90 Bảng 3.1. Thành phần hóa học trong nguyên liệu chè trung du ............................. 100 Bảng 3.2. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển rừng phòng hộ ở tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 104 Bảng 3.3. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển rừng phòng hộ ở tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 104 Bảng 3.4. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển rừng đặc dụng ở tỉnh Thái Nguyên ........................................................................................ 106 Bảng 3.5. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển rừng đặc dụng ở tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 107 Bảng 3.6. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển rừng sản xuất ở tỉnh Thái nguyên ................................................................................................. 108 Bảng 3.7. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển rừng sản xuất ở tỉnh Thái Nguyên ..................................................................................................... 109 Bảng 3.8. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển cây lúa nƣớc ở tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................. 111 Bảng 3.9. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển cây lúa nƣớc ở tỉnh Thái Nguyên .................................................................................................... 112 Bảng 3.10. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển cây đậu tƣơng ở tỉnh Thái Nguyên ...................................................................................... 114 vi Bảng 3.11. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển cây đậu tƣơng ở tỉnh Thái Nguyên ..................................................................................................... 114 Bảng 3.12. Bảng cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển cây chè trung du ở tỉnh Thái Nguyên ................................................................................... 117 Bảng 3.13. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển cây chè trung du ở tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................. 117 Bảng 3.14. Cơ sở đánh giá các chỉ tiêu lựa chọn đối với phát triển đồng cỏ chăn nuôi ở tỉnh Thái Nguyên ........................................................................................ 119 Bảng 3.15. Mức độ thích nghi của các cảnh quan đối với phát triển đồng cỏ chăn nuôi ở tỉnh Thái Nguyên ........................................................................................ 120 Bảng 4.1. Định hƣớng phát triển cây công nghiệp ngắn ngày tỉnh Thái Nguyên ............................................................................................................ 131 Bảng 4.2. Định hƣớng phát triển cây chè tỉnh Thái Nguyên .................................. 131 Bảng 4.3. Phân tích kết quả đánh giá thích nghi của cảnh quan với hiện trạng và Quy hoạch diện tích một số loại hình nông, lâm nghiệp đến năm 2030.................132 Bảng 4.4. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên ............ 135 Bảng 4.5. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển nông nghiệp tỉnh Thái Nguyên .......... 137 Bảng 4.6. Các cảnh quan ƣu tiên phát triển nông- lâm kết hợp ở tỉnh Thái Nguyên ... 138 Bảng 4.7. Một số mô hình kinh tế sinh thái ƣu tiên phát triển theo tiểu vùng cảnh quan ở tỉnh Thái Nguyên.........................................................................................140 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mô hình đơn hệ thống (V.X. Preobrajenxki)............................................23 Hình 1.2. Cấu trúc đứng của cảnh quan ................................................................... 23 Hình 1.3. Mô hình cấu trúc ngang (tầng bậc ) .......................................................... 25 Hình 1.4. Mô hình cấu trúc cảnh quan .................................................................... 27 Hình 1.5. Nội dung đánh giá cảnh quan .................................................................... 33 Hình 1.6. Sơ đồ quy trình đánh giá thích nghi sinh thái ........................................... 35 Hình 1.7. Quy trình nghiên cứu và phân tích cấu trúc tổng hợp thể tự nhiên tỉnh Thái Nguyên phục vụ phát triển bền vững nông, lâm nghiệp..................................40 Hình 2.1 . Bản đồ hành chính tỉnh Thái Nguyên ............................................ ........42a Hình 2.2. Bản đồ địa chất tỉnh Thái Nguyên .......................................................... 43a Hình 2.3. Bản đồ địa hình tỉnh Thái Nguyên .......................................................... 46a Hình 2.4. Diễn biến nhiệt độ trung bình năm theo các tháng của một số địa điểm tại Thái Nguyên ............................................................................................................. 48 Hình 2.5. Lƣợng mƣa trung bình tháng ở Thái Nguyên .......................................... 49 Hình 2.6. Bản đồ sinh khí hậu tỉnh Thái Nguyên ................................................... 52a Hinh 2.7. Bản đồ đất tỉnh Thái Nguyên .................................................................. 57a Hình 2.8. Bản đồ thảm thực vật tỉnh Thái Nguyên ................................................. 59a Hình 2.9. Cơ cấu lao động phân theo các ngành kinh tế ở tỉnh Thái Nguyên ........ 61 Hình 2.10. Giá trị sản xuất tỉnh Thái Nguyên phân theo các ngành kinh tế năm 2012 ................................................................................................................... 63 Hình 2.11. Giá trị sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản tỉnh Thái Nguyên năm 2012 .................................................................................................................. 63 Hình 2.12. Diện tích và sản lƣợng chè tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2000 – 2012 ........... 64 Hình 2.13. Mô hình thể hiện hệ thống các hợp phần tự nhiên của tổng thể cảnh quan với các tổng thể hợp phần, các hợp phần và các yếu tố cảnh quan. ................. 75 Hình 2.14. Hệ thống các cấp phân loại cảnh quan áp dụng cho lãnh thổ nghiên cứu ....................................................