tóm tắt luận án tiến sĩ Nghiên cứu chất lƣợng đất, nƣớc của khu vực Ramsar Xuân Thuỷ - Nam Định trong bối cảnh nƣớc biển dâng

Do vậy, đề tài “Nghiên cứu chất lượng đất, nước của khu vực Ramsar Xuân Thuỷ - Nam Định trong bối cảnh nước biển dâng” được thực hiện nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn về tầm q

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trần Thị Kim Tĩnh

NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG ĐẤT, NƯỚC CỦA KHU VỰC RAMSAR XUÂN THỦY - NAM ĐỊNH

TRONG BỐI CẢNH NƯỚC BIỂN DÂNG

Chuyên ngành: Môi trường đất và nước

Mã số: 62440303

(DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ

KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

HÀ NỘI - 2014

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TSKH NGUYỄN XUÂN HẢI

2 PGS TS NGUYỄN CHU HỒI

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 vào hồi giờ ngày tháng năm 2014

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 Tính cấp thiết của đề tài

Khu Ramsar Xuân Thủy là vùng đất ngập nước (ĐNN) có tầm quan trọng quốc tế bởi đây là môi trường sống, nơi nuôi dưỡng nhiều loài sinh vật có giá trị toàn cầu và là “ga” chim quan trọng trong chu trình di cư của nhiều loài chim quý hiếm Chất lượng môi trường đất, nước nơi đây là yếu tố nền tảng duy trì sự tồn tại và phát triển của sinh vật, tạo cho khu Ramsar Xuân Thủy các chức năng và giá trị kinh tế - xã hội, môi trường và văn hóa vô cùng quan trọng đối với cộng đồng dân cư vùng cửa sông ven biển Giao Thuỷ Tuy nhiên, tác động của con người và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng đã, đang và sẽ tác động trực tiếp đến chất lượng đất, nước

và gây nguy cơ suy thoái hệ sinh thái đa dạng sinh học, giảm sút số lượng hoặc tuyệt chủng các loài quý hiếm đang sinh sống trong khu

vực Do vậy, đề tài “Nghiên cứu chất lượng đất, nước của khu vực

Ramsar Xuân Thuỷ - Nam Định trong bối cảnh nước biển dâng”

được thực hiện nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn về tầm quan trọng của việc bảo vệ chất lượng môi trường đất và nước, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học, duy trì được các dịch vụ sinh thái, môi trường khu Ramsar Xuân Thuỷ và đảm bảo sự phát triển bền vững vùng ven biển Giao Thuỷ, Nam Định

2 Mục tiêu nghiên cứu chính của đề tài

Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn về hiện trạng, nguyên nhân, xu thế biến đổi chất lượng đất, nước và ảnh hưởng đến

đa dạng sinh học (ĐDSH) khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh nước biển dâng (NBD) nhằm quản lý bền vững và sử dụng khôn khéo vùng đất ngập nước có tầm quan trọng quốc tế của Việt Nam

2

3 Nội dung nghiên cứu: i) Nghiên cứu hiện trạng và xu thế biến đổi

chất lượng môi trường đất, nước khu Ramsar Xuân Thuỷ trong bối cảnh nước biển dâng; ii) Nghiên cứu, đánh giá các mối đe doạ đến chất lượng môi trường đất, nước và ảnh hưởng đến ĐDSH khu Ramsar Xuân Thuỷ trong bối cảnh nước biển dâng iii) Nghiên cứu

đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất, nước và bảo tồn ĐDSH khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh nước biển dâng

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án

Về mặt lý luận: Đất và nước là hai hợp phần quan trọng của một vùng ĐNN bởi chúng không chỉ cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho sự sinh trưởng và phát triển các loài sinh vật sống trong

đó mà còn là các yếu tố quyết định loại hình ĐNN Một vùng ĐNN

có chất lượng đất, nước tốt sẽ hình thành một hệ sinh thái ĐNN có tính ĐDSH cao và phong phú Do đó, đề tài nghiên cứu chất lượng đất, nước nhằm cung cấp cơ sở khoa học về mối quan hệ và ảnh hưởng qua lại giữa chất lượng đất, nước với ĐDSH khu Ramsar Xuân Thuỷ và các giải pháp bảo vệ môi trường đất, nước, bảo tồn ĐDSH và sử dụng khôn khéo ĐNN khu Ramsar Xuân Thủy phục vụ phát triển bền vững vùng ven biển Giao Thuỷ, Nam Định trong bối cảnh NBD

Về ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ phục

vụ cho công tác bảo vệ môi trường và quản lý bền vững khu Ramsar Xuân Thuỷ trước các tác động của con người và thiên nhiên, đặc biệt

là ảnh hưởng của NBD, đồng thời góp phần bảo tồn các loài chim nước, chim di cư và các loài thủy sản có giá trị kinh tế và ĐDSH Ngoài ra, kết quả của luận án sẽ là cơ sở cho các nhà lập chính sách, chính quyền địa phương vùng ven biển Nam Định khai thác, sử dụng trong quá trình xây dựng quy hoạch phát triển vùng ven biển Giao

3

Thuỷ trong bối cảnh NBD, góp một phần nhỏ trong việc thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH ở Việt Nam

5 Những đóng góp mới của luận án:

i) Lần đầu tiên đánh giá hiện trạng nguyên nhân, xu thế biến đổi của chất lượng đất, nước và ảnh hưởng của chúng đến ĐDSH khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh nước biển dâng;

ii) Lần đầu tiên mô tả và dự báo được đầy đủ các yếu tố tác động (tự nhiên và nhân sinh) đến chất lượng đất, nước và đa dạng sinh học của khu Ramsar Xuân Thủy, đặc biệt trong bối cảnh nước biển dâng;

iii) Đề xuất được các giải pháp quản lý tổng hợp và sử dụng khôn khéo ĐNN góp phần duy trì đặc tính sinh thái khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh nước biển dâng

6 Luận điểm bảo vệ

- Hiện trạng, xu thế diễn diến chất lượng đất, nước và mối quan hệ với ĐDSH khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh nước biển dâng được xác định trên cơ sở phân tích tính chất hóa lý của môi trường đất, nước và sự biến đổi về cấu trúc, thành phần loài ở khu

vực Ramsar Xuân Thủy

- Sử dụng phương pháp đánh giá tổng hợp theo mô hình DPSIR (Động lực – Áp lực - Hiện trạng – Tác động và Đáp ứng) để

mô tả, dự báo các tác động của con người và NBD đến chất lượng đất, nước và ĐDSH khu Ramsar Xuân Thủy

- Các giải pháp bảo vệ môi trường đất, nước và bảo tồn ĐDSH được xây dựng trên cơ sở tiếp cận sử dụng khôn khéo ĐNN

và quản lý tổng hợp đới bờ nhằm duy trì, phát triển các dịch vụ hệ sinh thái ĐNN khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh NBD

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ KHU RAMSAR

1.1.1 Khái niệm, tính chất và phân bố các vùng đất ngập nước

Đất ngập nước là “các vùng đầm, đầm lầy đất trũng, vùng

đất than bùn hoặc vùng nước tự nhiên hay nhân tạo, thường xuyên hay tạm thời, có nước đứng hay nước chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, kể cả các vùng biển ven bờ có độ sâu không quá 6m khi thủy triều thấp” ĐNN khác biệt với các loại đất khác bởi ĐNN có 3

thành tố chính: có sự hiện diện của nước; có những loại đất đồng nhất khác hẳn với những vùng đất cao ở xung quanh; thích hợp cho

sự hiện diện của thực vật thích nghi với điều kiện ẩm ướt Do vậy, nước và đất là yếu tố cấu thành quan trọng tạo nên và duy trì các vùng ĐNN

ĐNN rất đa dạng, phân bố khắp các châu lục (trừ Nam Cực)

và là cấu thành quan trọng của các cảnh quan trên mọi miền thế giới Những lợi ích ĐNN mang lại cho con người là nền tảng cho sự an toàn của xã hội trong tương lai Ở Việt Nam, ĐNN phân bố ở nhiều vùng sinh thái, gắn bó lâu đời với cộng đồng dân cư, có vai trò quan trọng đối với đời sống nhân dân và phát triển kinh tế - xã hội,nổi bật làvùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)

1.1.2 Khái niệm và phân bố của các khu Ramsar

Khu Ramsar là vùng ĐNN có tầm quan trọng quốc tế được Ban thư ký Công ước Ramsar công nhận vì có tính độc đáo, hiếm và đại diện cho một kiểu ĐNN hoặc đặc trưng bởi các loại hình ĐNN có các giá trị đặc biệt về ĐDSH, môi trường, đặc biệt là nơi cư trú, nuôi dưỡng của nhiều loài nguy cấp quý hiếm trên toàn cầu Đến nay, trên toàn cầu có 2.186 khu Ramsar phân bố từ các thuỷ vực nội địa đến

5

các vùng cửa sông, ven biển.Việt Nam có 6 khu Ramsar phân bố rải rác ở miền Bắc (Xuân Thủy và Ba Bể) và miền Nam (Bầu Sấu, Tràm Chim, Mũi Cà Mau và Côn Đảo)

1.1.3 Tình hình nghiên cứu chất lượng đất, nước: đến nay thế

giới có rất nhiều nghiên cứu về chất lượng đất, nước tại các khu Ramsar, vùng ĐNN nhằm kiểm soát sự suy thoái chất lượng môi trường các vùng ĐNN, hạn chế ảnh hưởng đến ĐDSH và đảm bảo duy trì phát triển kinh tế cộng đồng địa phương xung quanh các khu Ramsar như Đức, Ý, Thụy Điển, Oxtraylia, Malaysia…

1.2 ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC KHU RAMSAR VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN

1.2.1 Đặc điểm môi trường đất của khu Ramsar vùng cửa sông ven biển

Đất cát ven biển, đất bãi triều ngập mặn là các nhóm đất điển hình của khu Ramsar vùng cửa sông ven biển Đất cát có hàm lượng sét, mùn và độ ẩm rất thấp, thuộc loại ít chua đến trung tính,

biển miền Bắc (0,4-1,2% C hữu cơ và 0,08-0,14% N) thấp hơn miền Nam (0,5-1,5% C hữu cơ và 0,10-0,15% N) nhưng hàm lượng

mặn gồm có 3 loại: chưa có phèn tiềm tàng, phèn tiềm tàng và than bùn phèn tiềm tàng

1.2.2 Đặc điểm môi trường nước của khu Ramsar vùng cửa sông ven biển

Các khu Ramsar vùng cửa sông ven biển có các đặc điểm của nước biển ven bờ Điều kiện khí hậu khác nhau tạo ra đặc điểm

chất hóa học và hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P hòa tan trong nước vùng triều ven biển dao động không lớn

1.3 MỐI ĐE DỌA VÀ GIẢI PHÁP BẢO VỆ KHU RAMSAR VEN BIỂN

1.3.1 Các mối đe dọa đến khu Ramsar vùng cửa sông ven biển

Các tác động của con người nhưkhai thác tài nguyên quá mức và trái phép, chuyển đổi mục đích sử dụng đất ĐNN sang nuôi trồng thủy sản (NTTS).v.v đã và đang gây ra những hệ lụy về suy thoái các vùng ĐNN, suy giảm tài nguyên, giảm thiểu chất lượng môi trường và đe dọa an ninh lương thực

BĐKH và NBD sẽ gây ngập lụt, xói lở bờ biển, nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền cuốn theo các chất thải, làm tăng độ mặn của đất và ô nhiễm môi trường đất, nước vùng cửa sông ven biển và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của các sinh vật

1.3.2 Công tác bảo vệ môi trường, ĐDSH học khu Ramsar: được

triển khai thông qua các giải pháp tăng cường hiệu quả quản lý và BVMT; đẩy mạnh đầu tư cơ sở vật chất, nâng cao nhận thức và huy động sự tham gia của cộng đồng trong quản lý ĐNN, bảo vệ chất lượng môi trường đất, nước và ĐDSH khu Ramsar; xây dựng, triển khai các giải pháp ứng phó với BĐKH và NBD

CHƯƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Khái quát về địa điểm nghiên cứu

7

Khu Ramsar Xuân Thủy (thuộc VQG Xuân Thủy) có tổng diện tích tự nhiên 12.000ha, tính từ đê biển ra hết phần bãi bồi ngập nước ở cửa sông Ba Lạt, ven biển huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Địa hình dương không ngập triều, ngập nước thường xuyên và ngập theo chu kỳ Đất được tạo thành từ nguồn phù sa bồi lắng của toàn bộ

hệ thống sông Hồng Lớp thổ nhưỡng là đất nhẹ, cát pha và thịt nhẹ, đất trung bình, thịt trung bình; đất nặng từ thịt nặng đến đất sét với nhóm đất phèn, đất mặn, đất phù sa và đất cát

Sản xuất nông nghiệp khá đa dạng với hoạt động chính là NTTS Sự đa dạng về sinh cảnh, loài với có nhiều loài nguy cấp, quý hiếm trên toàn cầu đã tạo cho khu Ramsar Xuân Thủy các giá trị về bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, môi trường, kinh tế - xã hội, văn hóa

và tham quan, du lịch Các hoạt động quản lý tập trung vào bảo tồn ĐDSH, bảo vệ và phục hồi RNM, nghiên cứu khoa học, giáo dục cộng đồng thông qua các hoạt động truyền thông nâng cao nhận thức bảo vệ ĐDSH và tuần tra bảo vệ tài nguyên thiên nhiên

2.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm: chất lượng đất (tính chất lý hóa cơ bản, chỉ tiêu dinh dưỡng và một số kim loại nặng); chất lượng nước (nhiệt độ, pH, độ mặn, CHC, chỉ tiêu dinh dưỡng, cation trao đổi và một số kim loại nặng); sinh cảnh RNM, một số loài chim di cư quý hiếm và các giải pháp giảm thiểu mối đe dọa đến đất, nước và ĐDSH khu Ramsar Xuân Thủy trong bối cảnh NBD

Phạm vi không gian và thời gian nghiên cứu: tại khu Ramsar Xuân Thủy, Nam Định từ năm 2010 - 2014

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp thu thập và kế thừa thông tin tài liệu: về hiện

trạng kinh tế xã hội, môi trường, ĐDSH, công tác quản lý khu

8

Ramsar và tài liệu liên quan luận án

2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát: được tiến hành mỗi năm/lần 2.2.3 Phương pháp tổng hợp và phân tích thông tin tài liệu 2.2.4 Phương pháp thu mẫu: Mẫu nước được lấy chủ yếu trên 2

sông chính (sông Trà và sông Vọp) Mẫu đất được lấy ở cồn Ngạn và cồn Lu Mẫu thực vật được thu thập (tháng 7/2013) cùng vị trí lấy mẫu đất Các mẫu đất, nước được lấy vào mùa khô 2012, 2013 và

mùa mưa 2011, 2013 và 2014 để đánh giá chất lượng đất, nước

2.2.5 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Tiến hành

phân tích các chỉ tiêu hóa lý của đất, nước khu Ramsar bằng phương pháp thông dụng theo QCVN Chỉ tiêu thủy hóa (nhiệt độ, pH, độ mặn, độ đục, DO) được xác định ngay tại hiện trường Mẫu thực vật được phân tích theo các chỉ tiêu kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, As)

2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu và đánh giá kết quả

2.2.7 Phân tích mô hình Động lực, Áp lực, Hiện trạng, Tác động

và Giải pháp (DPSIR) đểquản lý bền vững Ramsar Xuân Thủy 2.2.8 Phương pháp phân tích, xử lý ảnh vệ tinh, vẽ bản đồ: giải

đoán, chiết tách thông tin từ ảnh vệ tinh, điều vẽ trực tiếp trên máy tính, sử dụng GIS để chồng lớp thông tin nền và thành lập bản đồ

2.2.9 Phương pháp nội suy: được sử dụng để nội suy sự phân bố

các chỉ tiêu chất lượng đất, nước bằng hình ảnh thông qua cácđiểm phân tán mẫu đất, nước được thu thập

2.2.10 Cách tiếp cận triển khai thực hiện luận án: tiếp cận nghiên

cứu hệ thống, tiếp cận hệ sinh thái và sử dụng khôn khéo ĐNN

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 HIỆN TRẠNG VÀ XU THẾ BIẾN ĐỔI MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC KHU RAMSAR XUÂN THỦY

3.1.1 Hiện trạng sử dụng ĐNN tại khu Ramsar Xuân Thủy

9

Hiện trạng sử dụng đất khu Ramsar Xuân Thủy bao gồm: đất nông nghiệp (sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, NTTS tại khu vực cồn Lu, cồn Ngạn và Bãi Trong với loại đất mặn nhiều, đất mặn sú vẹt, glay nông và đất mặn trung bình và ít glay), đất phi nông nghiệp, đất chưa sử dụng và đất ngập triều và mặt nước ven biển quan sát (phía biển ngoài cồn Lu, cồn Xanh với đất cát glay mặn ít) Trong

đó, NTTS chiếm diện tích lớn nhất trong khu Ramsar

3.1.2 Hiện trạng và xu thế biến đổi chất lượng môi trường đất

3.1.2.1 Hiện trạng chất lượng đất khu Ramsar Xuân Thủy

Đất khu vực Ramsar Xuân Thủy có lớp bề mặt là phù sa mới bồi (0-5cm) và phía dưới là tầng vật liệu bồi tụ từ trước (5-30cm), ngoài trừ một số khu vực bãi triều cát ở cồn Xanh, khu vực nuôi ngao ở đuôi cồn Ngạn.Các mẫu đất thuộc loại đất thịt trung bình với hàm lượng sét không cao (thịt và thịt pha) và chỉ số pH trung tính, hàm lượng CHC mức trung bình, CEC có giá trị thấp (4,3 - 8,6

0,425%, 0,11 - 0,26% và 0,013 - 0,109% Mẫu đất ở cồn Ngạn có độ mặn thấp (thấp nhất với 0,15%), bị nhiễm phèn trung bình và ở cồn

Lu có độ mặn cao (cao nhất 0,432%) Hàm lượng kim loại nặng (Cu,

Pd, Zn, Cd, As) trong mẫu đất cồn Ngạn cao hơn mẫu đất cồn Lu vànằm trong giới hạn cho phép của QCVN 03:2008, ngoại trừ As cao gấp 3,7 – 9,9 lần Nguyên nhân do tính chất đặc trưng của ĐNN vùng cửa sông ven biển (hấp thụ chất ô nhiễm) từ quá trình sinh địa hóa, chất thải từ các đầm NTTS và tàu thuyền qua lại trong khu Ramsar, chất thải nội đồng và tải lượng bùn cát (chứa chất ô nhiễm)

từ sông Hồng chảy vào khu Ramsar Hàm lượng Phốt pho và Kali trong các mẫu đất có giá trị từ trung bình tới khá giàu, trong khi Nitơ

10

có giá trị thấp và thuộc loại nghèo đến trung bình (0,019-0,172%) Nitơ, Phốt pho, Kali và TOC trong các mẫu đất ở cồn Ngạn cao hơn

chính do một lượng lớn chất dinh dưỡng được bổ sung vào các đầm NTTS nhằm tăng sản lượng thủy sản Các mẫu đất ở nơi có RNM phát triển tại cồn Ngạn (ĐCN6, ĐCN7) và cồn Lu (ĐCL4, ĐCL6, ĐCL8, ĐCL10) có hàm lượng TOC cao hơn các khu vực khác (Bảng 3.5)

Bảng 3.1: Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng và tổng chất hữu

cơ trong đất cồn Ngạn, cồn Lu tại khu Ramsar Xuân Thủy năm 2013

điểm

Ký hiệu mẫu

độ mặn của đất thấp hơn so với các khu vực ngoài đầm NTTS

3.1.1.2 Xu thế biến đổi chất lượng đất khu Ramsar Xuân Thủy

Chất lượng đất khu Ramsar Xuân Thủy có xu thế biến đổi theo không gian và thời gian Các chỉ tiêu chất lượng đất trong khu vực dao động không nhiều, ngoại trừ hàm lượng KLN trong đất tăng nhẹ (Pb, As và Zn) do xu thế tăng khả năng tích lũy chất ô nhiễm của đất ĐNN vùng cửa sông ven biển Giá trị trung bình các chất dinh dưỡng có xu hướng giảm nhưng TOC trong đất gia tăng ở cồn Lu và

hướng giảm, đặc biệt vào mùa mưa Giá trị trung bình của pH giảm

từ 8,02 (năm 2011) xuống 6,84 (năm 2014) do sự sai khác về chế độ triều tại các thời điểm lấy mẫu và sự biến động theo mùa

Tại khu vực cồn Ngạn, hàm lượng trung bình các chất dinh