Công nghệ và cộng đồng phục hồi hệ sinh thái biển Koh Phangan

Cuộc chiến mới vì vùng biển Koh Phangan

Koh Phangan nổi tiếng với những bãi biển rực nắng và nhịp sống đảo thư thái, nhưng vùng biển nơi đây lại kể một câu chuyện khắc nghiệt hơn. Nhiều năm qua, rác nhựa trôi dạt và ngư cụ thất lạc đã làm tổn hại các rạn san hô, đồng thời mắc bẫy những loài sinh vật biển từng sinh sôi ở Vịnh Thái Lan. Những tổn thất đó đã đưa nhà khoa học Tania Kanchanarak trở lại quê hương. Cô đồng sáng lập Sáng kiến Trinh sát và Thu gom trên không (Aerial Recon and Recovery Initiative), thường được gọi tại địa phương là ARRI, nhằm loại bỏ lưới ma nguy hiểm và rác thải bằng máy bay không người lái, trí tuệ nhân tạo và mạng lưới tình nguyện viên địa phương ngày càng mở rộng.

Đội của cô quan sát mặt biển từ trên cao, xác định vị trí có khả năng có rác gần như theo thời gian thực và lên kế hoạch lặn thu gom khi điều kiện an toàn. Cách tiếp cận này chính xác và nhanh chóng. Sau nhiều tháng thử nghiệm và tinh chỉnh mô hình, nhóm cho biết họ đã lập bản đồ chính xác các khu vực tập trung rác thải, một bước quan trọng giúp giảm công sức lãng phí và tăng độ an toàn cho thợ lặn. Chỉ trong bốn tháng qua, ARRI cùng các tình nguyện viên, nhiều người là cư dân trẻ trên đảo, đã trục vớt hơn ba tấn rác khỏi Vịnh Thái Lan. Hoạt động này kết nối công nghệ với cộng đồng, đồng thời giúp những người phụ thuộc vào du lịch và nghề cá trực tiếp tham gia bảo vệ vùng biển nuôi sống sinh kế địa phương.

ARRI là một phần trong nỗ lực rộng lớn hơn nhằm phục hồi rạn san hô và giảm rác thải trên các đảo thuộc vịnh Thái Lan. Các đảo lân cận Koh Phangan là Koh Tao và Koh Samui đang phát triển vườn ươm san hô, dự án rạn nhân tạo và chương trình khoa học công dân. Cơ quan chính phủ và đối tác tư nhân đang thử nghiệm các rạn nhân tạo quy mô lớn cùng những hình thức hợp tác sâu rộng hơn với cộng đồng ven biển. Nhìn chung, các nỗ lực này cho thấy dữ liệu, khoa học, nguồn tài trợ và sức mạnh cộng đồng có thể bổ trợ lẫn nhau để chữa lành những vùng biển bị tổn hại.

Công nghệ hoạt động ra sao

Quy trình của ARRI kết hợp máy bay không người lái, học máy và mô hình hóa đại dương để theo dõi, thu gom ngư cụ ma. Máy bay không người lái bay thấp và chậm theo các ô lưới đã định sẵn. Camera độ phân giải cao ghi lại những dấu hiệu trên mặt nước và bóng ngay dưới mặt nước có thể cho thấy sự hiện diện của lưới, dây câu hoặc mảng nhựa nổi. Khi dữ liệu được đưa về bờ, mô hình AI được huấn luyện bằng hàng nghìn hình ảnh đã gắn nhãn sẽ đánh dấu những vị trí có khả năng có rác và phân biệt chúng với dải rong biển, hoa văn sóng và sinh vật biển. Sau đó, hệ thống dự đoán đường trôi dạt bằng các mô hình mô phỏng gió và dòng chảy, vốn chịu ảnh hưởng của thủy triều và gió mùa theo mùa ở Vịnh Thái Lan.

Máy bay không người lái và lập bản đồ bằng AI

Trong trường hợp này, trí tuệ nhân tạo là công cụ phân loại. Công nghệ giúp phát hiện mẫu hình và điểm bất thường nhanh hơn con người rà soát thủ công, đồng thời không bị mệt mỏi. Mô hình tiếp nhận các dấu hiệu hình ảnh, đường viền hình dạng và độ tương phản màu sắc để đánh dấu những vị trí có thể có rác. Nhóm kiểm chứng các dấu hiệu đó bằng cách kiểm tra có mục tiêu và cập nhật tập dữ liệu huấn luyện với nhãn chính xác, qua đó liên tục cải thiện độ chính xác. Vòng phản hồi chặt chẽ giữa công việc thực địa và dữ liệu giúp hệ thống thích ứng với điều kiện ánh sáng và mặt nước luôn thay đổi.

Từ bản đồ đến thu gom

Sau khi xác minh các điểm nóng rác thải, ARRI tổ chức các chuyến thu gom với thợ lặn được đào tạo và đội thuyền. Thợ lặn cẩn thận cắt lưới khỏi các cụm san hô để tránh gây thêm tổn hại. Các đoạn dây được bó lại và kéo lên thuyền theo từng đợt nhằm tránh lực kéo đột ngột có thể làm hại rạn san hô. Quy trình an toàn tính đến dòng chảy mạnh, tầm nhìn và nguy cơ mắc kẹt. Vật liệu thu gom được phân loại trên bờ để tái chế hoặc tái sử dụng. Mỗi lần thu gom đều được ghi nhận để nhóm nghiên cứu các điểm nóng tái diễn và hoàn thiện mô hình dòng chảy cho những đợt tuần tra sau.

Ngư cụ ma, mối đe dọa thầm lặng

Ngư cụ ma là lưới, dây câu và bẫy bị thất lạc hoặc vứt bỏ trên biển. Những vật liệu này có thể trôi dạt nhiều năm. Chúng khiến cá, rùa biển và cá heo mắc kẹt, phủ kín san hô và phá vỡ cấu trúc rạn mỏng manh. Khi sợi vật liệu phân hủy, chúng thải ra vi nhựa đi vào chuỗi thức ăn. Tại những khu du lịch như Koh Phangan, ngư cụ ma còn đe dọa sức hút vốn duy trì hoạt động của các doanh nghiệp địa phương. Việc thu gom giúp giảm tác hại trực tiếp đối với động vật hoang dã và giảm áp lực lên các rạn san hô vốn đã chịu ảnh hưởng của nước biển ấm lên và hoạt động phát triển ven biển.

ARRI và các đối tác tập trung xử lý ngư cụ ma vì thu gom nhanh có thể ngăn một tấm lưới tiếp tục gây tổn hại hết lần này đến lần khác. Thỏa thuận hợp tác kéo dài sáu tháng giữa nhóm và một nhà sản xuất thủy sản lớn bao phủ khu vực khảo sát rộng 12 km vuông quanh Koh Phangan. Mục tiêu là thu gom và phân loại rác, tái chế vật liệu còn sử dụng được và đưa chúng vào nền kinh tế tuần hoàn, với chỉ tiêu loại bỏ hơn 3,2 tấn trong thời gian triển khai chiến dịch. Lập bản đồ chiến thuật giúp các đội lên lộ trình an toàn và hiệu quả nhất để thu hồi lưới trước khi chúng trôi vào vùng nước sâu hơn hoặc sinh cảnh mong manh hơn.

Việc thu gom ngư cụ ma bổ trợ cho các hoạt động chăm sóc rạn san hô khác. Thợ lặn ở Vịnh Thái Lan thường xuyên dọn rác dưới nước, loại bỏ rong tảo xâm lấn mọc lấn át san hô đang suy yếu và ổn định những cấu trúc rạn bị vỡ. Ở những nơi san hô phân nhánh bị gãy do bão, các nhóm bảo tồn sử dụng những mảnh san hô tình cờ thu được, tức các mẩu nhỏ có thể được nuôi lớn trong vườn ươm rồi cấy trở lại. Những biện pháp này không thể chữa lành mọi tổn thương, nhưng có thể thúc đẩy quá trình phục hồi tại địa phương khi chất lượng và nhiệt độ nước nằm trong ngưỡng an toàn.

Nguồn tài trợ và quan hệ đối tác

Dự án ARRI được đẩy nhanh nhờ sự hỗ trợ mới từ Thai Union Group. Quan hệ đối tác này tài trợ thiết bị, thời gian hoạt động của thuyền và nhân lực địa phương, đồng thời kết hợp thu gom rác với các chương trình thí điểm tái chế để giữ chất thải trong chuỗi giá trị thay vì đưa tới bãi chôn lấp. Nhà tài trợ mô tả cách tiếp cận này là một mô hình thực tiễn để xử lý ô nhiễm biển ngay từ nguồn, đồng thời tạo việc làm tại địa phương trong các lĩnh vực khảo sát, thu gom an toàn và xử lý vật liệu.

Sự hỗ trợ từ khu vực tư nhân là một phần trong xu hướng rộng hơn ở Thái Lan. Các nhóm bảo tồn thường dựa vào sự kết hợp giữa giám sát của chính phủ, nguồn thu du lịch và tài trợ doanh nghiệp để triển khai hoạt động ở quy mô lớn. Nguồn lực kết hợp này giúp các nhóm nhỏ thử nghiệm công cụ mới như lập bản đồ bằng AI, đồng thời duy trì trọng tâm là công việc thực địa trên biển. Sự kết hợp giữa chuyên môn kỹ thuật, năng lực hậu cần và niềm tin của cộng đồng là điều thiết yếu ở những nơi nghề cá, du lịch và bảo tồn cần gắn kết để thành công.

Biến rác thải thành giá trị

Tại Koh Samui, mạng lưới tình nguyện viên có tên E2C hợp tác với ARRI để tái sử dụng rác thải không thể tái chế làm vật liệu xây dựng. Các kỹ sư và thợ xây ở đây đã chứng minh rằng trộn sợi lưới đã cắt nhỏ vào bê tông có thể tăng độ bền kéo và khả năng chịu uốn. Kết quả là loại gạch bền chắc hơn, khó nứt vỡ, đặc biệt hữu ích ở khu vực ven biển nơi muối và độ ẩm làm vật liệu xuống cấp.

Nhóm sản xuất khoảng một trăm viên gạch mỗi ngày và đến nay đã sử dụng hơn bảy trăm hai mươi kilôgam lưới cùng nhựa thu gom. Mỗi khuôn gạch là một công cụ giảng dạy giúp học sinh và cư dân thấy rằng rác thải có thể trở thành tài nguyên. Trường học và cửa hàng địa phương trưng bày gạch, đồng thời giới thiệu quy trình cho khách tham quan. Thông điệp rất đơn giản: vớt lưới khỏi mặt nước, ngăn nhựa bị đưa đến bãi chôn lấp và tạo ra sản phẩm hữu ích phục vụ cộng đồng.

Xây dựng hệ thống tái chế nòng cốt

Tại Krabi, sáng kiến Second Life do Wongpanit Krabi Co Ltd dẫn dắt đang xây dựng một hệ thống thu gom và xử lý rác thải toàn diện hơn. Chương trình hợp tác với hơn hai mươi nghìn hộ gia đình, hướng dẫn phân loại rác tại nhà, thiết lập mạng lưới thu gom ổn định và chuyển nhựa giá trị thấp đến các cơ sở có thể xử lý. Nỗ lực này giảm nhu cầu vận chuyển rác đến Bangkok, cắt giảm chi phí xử lý và ngăn nhựa trôi vào đường thủy rồi dạt đến các rạn san hô nhạy cảm.

Hệ thống được chứng nhận theo tiêu chuẩn quốc tế có tên VERA. Chương trình cũng nhấn mạnh việc phòng ngừa. Giảm sử dụng vật liệu không phân hủy như PVC ngay từ nguồn sẽ thu hẹp dòng rác có nguy cơ tràn ra biển. Khi các hộ gia đình và doanh nghiệp cùng tham gia giải pháp, biển sạch trở thành thành quả chung, thay vì gánh nặng chỉ đặt lên vai thợ lặn và các nhóm bảo tồn.

Rạn nhân tạo và khoa học ở Vịnh Thái Lan

Ngoài hoạt động dọn rác và tái chế, Thái Lan đang thử nghiệm các cấu trúc rạn nhân tạo quy mô lớn. Gần Koh Phangan, Cục Tài nguyên Biển và Ven biển phối hợp với các đối tác di dời bảy giàn chân đế của giàn khoan ngoài khơi đã ngừng hoạt động đến một khu vực được bảo vệ. Dự án hoàn thành năm 2020, tạo nên một khu vực gồm các khung thép đặt ở độ sâu khoảng ba mươi tám đến bốn mươi mét, với khoảng cách an toàn tối thiểu mười lăm mét từ mặt nước để tàu thuyền lưu thông. Khu vực rạn nhân tạo rộng bốn km vuông, còn phần diện tích chiếm chỗ của các giàn chân đế nhỏ hơn nhiều.

Các cấu trúc này tạo địa hình nổi và bề mặt cứng để san hô cùng động vật không xương sống bám vào. Những nghiên cứu ban đầu về cấu trúc giàn chân đế ở Vịnh Thái Lan cho thấy chúng có thể là nơi cư trú của nhiều cộng đồng cá đa dạng, đồng thời giảm áp lực lên các rạn tự nhiên bằng cách thu hút thợ lặn đến những điểm lặn nước sâu. Các cơ quan chức năng tiếp tục theo dõi khu vực để tìm hiểu tác động của dòng chảy, trầm tích và sự tương tác giữa các loài đến quá trình phát triển theo thời gian.

Rạn nhân tạo là một công cụ, không thể thay thế các hệ sinh thái tự nhiên. Nghiên cứu về phục hồi cho thấy phương pháp này vừa có triển vọng vừa có giới hạn. Các kỹ thuật như vi phân mảnh san hô, nuôi trong vườn ươm và bồi đắp khoáng chất có thể tăng độ phủ san hô tại địa phương, nhưng khả năng sống sót phụ thuộc vào điều kiện từng nơi. Nhiệt độ gây căng thẳng, bồi lắng trầm tích và chất lượng nước kém có thể lấn át cả những dự án được thiết kế tốt. Vì vậy, nhiều chương trình ở Thái Lan kết hợp cấu trúc nhân tạo, cấy ghép thận trọng và biện pháp cải thiện chất lượng nước với việc thực thi các khu vực bảo vệ.

Bài học từ làn sóng bảo tồn ở Koh Tao

Koh Tao, ngay phía bắc Koh Phangan, là một trường hợp tiêu biểu đầy sôi động về hoạt động bảo tồn do cộng đồng dẫn dắt. Các trường dạy lặn tại đây đã xây dựng chương trình hướng dẫn du khách khảo sát rạn san hô, thu gom rác và phục hồi san hô. Số thợ lặn có chứng chỉ bảo tồn đang tăng lên khi hiện tượng tẩy trắng san hô lan rộng trên toàn cầu. Các nhà khoa học công dân hiện nhận diện các loài san hô, ghi lại những thay đổi màu sắc báo hiệu tình trạng căng thẳng và thống kê quần thể cá phản ánh sức khỏe của rạn. Dữ liệu được đưa vào các dự án toàn cầu và hỗ trợ công tác quản lý tại địa phương.

Các nhóm địa phương duy trì những khu vực rạn nhân tạo và vườn ươm san hô, đồng thời tổ chức dọn rác thường xuyên. Một công nghệ được sử dụng ở Koh Tao thường gọi là bồi đắp khoáng chất. Công nghệ này truyền dòng điện áp thấp qua các khung thép dưới nước. Dòng điện thúc đẩy khoáng chất trong nước biển kết tinh trên khung, tạo bề mặt thuận lợi hơn để các mảnh san hô bám vào và phát triển. Hiệu quả khác nhau tùy địa điểm và điều kiện, nhưng ở một số nơi, phương pháp này giúp san hô phát triển nhanh hơn trong giai đoạn đầu, nhất là các loài san hô phân nhánh được sử dụng trong nhiều chương trình phục hồi.

Chính sách và nguồn tài chính cũng đã thay đổi. Koh Tao áp dụng khoản phí nhỏ hai mươi baht đối với mỗi du khách, được pháp luật cho phép để bảo đảm nguồn tiền được sử dụng cho quản lý rác thải, bảo tồn và dịch vụ công. Các nhóm cộng đồng và doanh nghiệp khuyến khích sử dụng kem chống nắng an toàn cho rạn san hô, đồng thời ủng hộ quy định hạn chế tàu thuyền đi qua vùng san hô nông. Các hoạt động tái chế trên đảo biến rác nhựa thành sản phẩm hữu ích, góp phần giữ sạch bãi biển và điểm lặn trong mùa cao điểm. Những bước đi này cho thấy du lịch và bảo tồn có thể song hành khi quy định rõ ràng và nguồn thu được dùng để phục vụ lợi ích chung.

AI có thể đẩy nhanh quá trình phục hồi rạn san hô?

Trí tuệ nhân tạo đang được đưa từ phòng thí nghiệm ra thực địa trong lĩnh vực khoa học về rạn san hô. Một nghiên cứu gần đây đã huấn luyện các mô hình học sâu để phân loại tình trạng rạn san hô dựa trên hơn hai mươi nghìn ảnh dưới nước từ khu vực Ấn Độ Dương - Thái Bình Dương. Một tổ hợp các kiến trúc tiên tiến cho kết quả tốt hơn các mô hình đơn lẻ, đạt điểm F1 vi mô cao, đồng thời gắn nhãn các dấu hiệu như bệnh tật, bị động vật ăn, cạnh tranh và đá vụn. Việc phân loại tự động giúp các nhóm xử lý kho ảnh tồn nhanh hơn và theo dõi thay đổi nhất quán hơn so với chỉ dựa vào việc rà soát thủ công.

Trên các đảo, AI được ứng dụng theo nhiều cách. ARRI dùng công nghệ này để phát hiện ngư cụ ma có khả năng xuất hiện trong ảnh chụp từ máy bay không người lái. Các nhà khoa học công dân huấn luyện thuật toán nhận diện cá trong video khảo sát, giúp các nhà sinh vật học đo lường sức khỏe rạn san hô mà không phải rà soát thủ công hàng giờ. Nhờ đó, các nhà quản lý có thể điều thợ lặn đến những điểm bị đe dọa nặng nhất hoặc xác định khu vực đang phục hồi tốt nhờ được bảo vệ. Công nghệ không thay thế kỹ năng thực địa mà hỗ trợ chúng. Sự kết hợp đó thể hiện rõ mỗi khi tình nguyện viên biến kết quả từ mô hình thành chuyến thu gom an toàn và hiệu quả trên biển.

Du khách và cư dân có thể làm gì ngay hôm nay

Những hành động thiết thực rất quan trọng. Du khách có thể chọn các đơn vị lặn hỗ trợ theo dõi rạn san hô và thu gom rác, tuân thủ hướng dẫn về kiểm soát độ nổi và cách đạp chân vịt để tránh chạm vào san hô, đồng thời dùng kem chống nắng an toàn cho rạn. Hãy tôn trọng các vùng cấm tàu và lệnh đóng cửa tạm thời để rạn san hô đang chịu áp lực có cơ hội phục hồi. Không cho cá ăn và tránh để nhựa trôi ra biển bằng cách mang theo bình nước có thể châm đầy và túi tái sử dụng.

Cư dân và doanh nghiệp có thể tăng cường phân loại rác tại nguồn, ủng hộ các đối tác tái chế địa phương và tham gia những đợt dọn rác hàng tháng. Ngư dân có thể báo cáo ngư cụ thất lạc trên biển và đánh dấu vị trí để đội thu gom đến xử lý. Trường học có thể dạy học sinh về vai trò của rạn san hô trong việc bảo vệ bờ biển và bảo đảm an ninh lương thực. Mỗi hành động đều hỗ trợ mạng lưới dự án rộng lớn hơn, vốn đang bắt đầu cho thấy kết quả trên khắp các đảo ở vịnh Thái Lan.

Những điều cần biết

• ARRI tại Koh Phangan sử dụng máy bay không người lái, AI và các mô hình dòng chảy để xác định vị trí ngư cụ ma và lên kế hoạch cho các chuyến lặn thu gom an toàn.
• Tình nguyện viên và nhân viên đã thu gom hơn ba tấn rác thải biển ở Vịnh Thái Lan trong những tháng gần đây.
• Quan hệ đối tác kéo dài sáu tháng hỗ trợ khảo sát khu vực rộng 12 km vuông và đặt mục tiêu thu gom hơn 3,2 tấn rác.
• Tại Koh Samui, lưới thu gom được trộn vào bê tông để sản xuất gạch bền chắc hơn, với khoảng một trăm viên được làm mỗi ngày.
• Tại Krabi, một chương trình tái chế được chứng nhận hợp tác với hơn hai mươi nghìn hộ gia đình, tập trung vào phòng ngừa và phân loại rác tại nguồn.
• Dự án chuyển giàn khoan thành rạn san hô đầu tiên của Thái Lan gần Koh Phangan đã đưa bảy giàn chân đế đã ngừng hoạt động xuống làm rạn nhân tạo được bảo vệ ở độ sâu gần bốn mươi mét.
• Koh Tao đào tạo thợ lặn tham gia khoa học công dân, vận hành các vườn ươm san hô và khuyến khích sử dụng kem chống nắng an toàn cho rạn, với sự hỗ trợ từ khoản phí nhỏ dành cho du khách.
• Các công cụ AI hiện giúp phân loại tình trạng rạn san hô trên quy mô lớn và đẩy nhanh công tác theo dõi, cho phép ứng phó nhanh hơn trước tình trạng căng thẳng và tổn hại.