Quy hoạch môi trường tỉnh hải dương giai đoạn 2006 2020

Tác giả luận án kỳ vọng sẽ đóng góp một phần vào công tác xây dựng hoàn chỉnh Quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ môi trường đất, điều mà hiện nay các địa phương, cũng như Bộ Tài nguyên

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Theo Luật Bảo vệ môi trường năm 2012, các cơ quan nhà nước, tổ chức, hộ gia đình, cá nhân trong nước, người định cư ở nước ngoài, tổ chức, cá nhân nước ngoài có hoạt động trên lãnh thổ Việt Nam cần tuân thủ các quy định trong Luật, đặc biệt cần cam kết bảo vệ môi trường mọi lúc, mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam Vì vậy, việc quản lý môi trường có hiệu quả, giám sát thực hiện các cam kết bảo vệ môi trường một cách chặt chẽ là nhiệm vụ cấp thiết hiện nay

Trên thế giới, quỹ đất sản xuất đang bị suy thoái nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau như: xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm mặn, nhiễm phèn, biến đổi khí hậu dẫn đến sa mạc hóa hoặc do con người đang khai thác quá mức, làm biến đổi và ô nhiễm môi trường đất Tổng diện tích đất bị sa mạc hóa trên thế giới lên tới 103,520 triệu hecta [6, tr74], tổng diện tích đất bị thoái hóa trên thế giới năm 2005 lên tới 1.214 triệu hecta [25, tr11] mà nguyên nhân chủ yếu là do phá rừng (43%), chăn thả quá mức (29%), canh tác không hợp lý (24%), các nguyên nhân khác chỉ chiếm (4%) [25, tr11] Thực trạng này không ngoại lệ đối với Việt Nam, dù được khẳng định đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống… song việc khai thác, sử dụng, quản lý và bảo vệ nguồn tài nguyên này vẫn chưa được chú trọng đúng mức, nhiều khi còn thiếu hợp lý Minh chứng cho điều này là diện tích đất chịu tác động mạnh bởi hoang mạc hóa lên đến 7,85 triệu hecta chiếm tới 23,7% tổng diện tích đất tự nhiên của cả nước [6, tr75] Bên cạnh đó, do ảnh hưởng của chiến tranh, một khu vực đất khá rộng lớn ở nước ta bị nhiễm chất độc điôxin, các vùng chuyên canh cây lương thực đang dần bị ô nhiễm bởi lượng tồn dư chất bảo vệ thực vật, một số nơi khác thì người dân sống du canh, du cư, sử dụng và khai thác kiệt quệ chất đất rồi di chuyển tới nơi khác định cư, mà không tính đến việc bổ sung lại dinh dưỡng cho đất nhằm sử dụng đất lâu dài và bền vững, hoặc các hoạt động sản xuất của người dân đang làm gia tăng mức độ suy thoái CLMT đất, hoặc đất đai đang ngày đêm bị nhiễm mặn, nhiễm phèn, thoái hóa… suy giảm nghiêm trọng về

CLMT đất… Trước thực trạng đáng báo động về sự suy giảm CLMT đất, thì các công trình nghiên cứu nhằm đánh giá, xác định vị trí, cũng như mức độ suy thoái của môi trường đất ở mỗi địa phương là việc làm rất cần thiết hiện nay Qua đó trực quan hóa, mô hình hóa các mức độ suy thoái trên bản đồ, tạo ra những công cụ hữu dụng góp phần quản lý và bảo vệ môi trường đất một cách hợp lý nhất

Tại thông tư số 17/2011/TT-BTNMT ra ngày 8 tháng 6 năm 2011 đã quy định khá đầy đủ quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ môi trường, làm căn cứ khoa học cho công tác thành lập các bản đồ môi trường: không khí, nước mặt lục địa, nước biển Nhưng với môi trường đất thì đang còn khá mới mẻ, bởi nghiên cứu môi trường đất là nghiên cứu mối tương quan tổng hợp và tác động qua lại nhiều chiều của các thành phần trong đất, khiến cho việc xây dựng một quy trình kĩ thuật dành riêng cho đất gặp nhiều khó khăn, song nó rất mới mẻ, tạo ra những ý nghĩa thiết thực khi nghiên cứu vấn đề này Tác giả luận án kỳ vọng sẽ đóng góp một phần vào công tác xây dựng hoàn chỉnh Quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ môi trường đất, điều mà hiện nay các địa phương, cũng như Bộ Tài nguyên và Môi trường đang rất cần có những nghiên cứu về cơ bản, về quy trình để xây dựng các bản đồ môi trường đất

Việt Nam đang trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện cơ sở khoa học cho các vấn đề liên quan đến đánh giá môi trường Luật Bảo vệ môi trường có ghi rõ về công tác đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường Song công tác đánh giá hiện đang gặp nhiều khó khăn khi hệ thống TCQG về các chỉ tiêu đánh giá còn thiếu, các căn cứ khoa học để so sánh, đánh giá CLMT, đặc biệt là môi trường đất còn chưa đầy đủ, các phương pháp đánh giá chưa thống nhất… Tác giả

đã cố gắng thu thập và ứng dụng các tiêu chuẩn đã được quy định, hoặc giới thiệu qua các công trình nghiên cứu để áp dụng vào địa bàn nghiên cứu với 11 chỉ tiêu đánh giá Tuy số chỉ tiêu chưa nhiều song đủ để ứng dụng tốt phương pháp đánh giá được CLMT đất bằng chỉ tiêu chất lượng môi trường đất tổng cộng (TSQI) vào đánh giá CLMT đất ở Hải Dương

Môi trường đất có thể coi là một hệ sinh thái mở khá hoàn chỉnh, nên dễ dàng tương tác với các yếu tố tự nhiên, nhân tạo và cấu thành những thay đổi về đặc

điểm, tính chất và thành phần của chúng, hệ quả là CLMT đất bị biến đổi Sự biến đổi này có thể kiểm soát được nếu chúng ta hiểu rõ và có những nguyên tắc, cách thức thích hợp khi tác động vào môi trường đất, có chiến lược bảo vệ môi trường một cách khoa học, phù hợp với điều kiện phát triển của Việt Nam Bên cạnh đó cần nhanh chóng nghiên cứu, khảo sát và đánh giá CLMT đất ở tất cả các địa phương, hoàn chỉnh bức tranh về môi trường đất toàn quốc, tạo ra những công cụ thực sự mạnh, phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường Một trong những công cụ hiệu quả là

sử dụng GIS với hạt nhân là hệ thống bản đồ môi trường đất để đánh giá, dự báo, định hướng, giám sát sử dụng tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường

Đối với Hải Dương, kể từ khi thực hiện CNH-HĐH tới nay, các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp được đầu tư, mở rộng, đã tạo ra không ít những tổn hại tới môi trường như: việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất làm thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, áp lực ngày càng cao về khả năng sản xuất của đất, việc sử dụng quá mức các hóa chất bảo vệ thực vật đã và đang làm mất cân bằng sinh thái, suy giảm CLMT sống, môi trường đất ngày một ô nhiễm, suy thoái; Trong khi đó các nguồn phát sinh chất thải ngày một gia tăng và thiếu sự kiểm soát: Mặt khác, khí hậu đang biến đổi theo chiều hướng khắc nghiệt hơn tạo ra những hệ quả như: khô hạn, lũ lụt, mưa gió thất thường v.v… đang làm cho môi trường đất ngày một thay đổi Hải Dương là tỉnh thuộc vùng đồng bằng, không tiếp giáp với biển, bao gồm cả địa hình đồng bằng và đồi núi, có sự thay đổi mạnh về cơ cấu kinh tế, cơ cấu sử dụng đất và môi trường đất Việc nghiên cứu đánh giá CLMT đất ở Hải Dương là rất cần thiết, nó không chỉ giúp làm tốt công tác quản lý và bảo vệ môi trường đất, mà còn góp phần

thúc đẩy phát triển KT-XH ở địa phương Hải Dương vừa thực hiện xong dự án “Quy

hoạch môi trường tỉnh Hải Dương giai đoạn 2006 - 2020”, đây là công trình mà tác

giả đã tham gia và kế thừa nguồn cơ sở dữ liệu để thực hiện luận án

Đất là một hợp phần quan trọng của tự nhiên, nó kết hợp với thủy quyển, khí quyển, sinh quyển, thạch quyển và nhân sinh quyển tạo nên một chỉnh thể thống nhất của địa lý tự nhiên Nghiên cứu môi trường đất và thành lập các bản đồ CLMT đất là nhiệm vụ quan trọng của nghiên cứu Địa lý tự nhiên

2 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

2.1 Mục đích nghiên cứu

Xác định cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh, phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường đất, góp phần hoàn thiện quy định quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ môi trường đất, làm căn cứ hỗ trợ xây dựng bộ TCQG về môi trường đất của Việt Nam Đồng thời ứng dụng phương pháp chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng (TEQI) để thành lập các bản đồ CLMT đất ở Hải Dương

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan các hướng nghiên cứu về thành lập bản đồ chuyên đề và đánh giá CLMT đất phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường đất

- Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc thành lập các bản đồ chuyên đề môi trường đất, đề xuất quy trình công nghệ thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

- Xây dựng kế hoạch và tiến hành thu thập hệ thống tài liệu, số liệu, mẫu đất

từ các phẫu diện trên địa bàn tỉnh Hải Dương Xử lý số liệu, tính toán các thông số phục vụ việc xác định chỉ số tổng hợp đánh giá CLMT đất

- Thành lập các bản đồ: bản đồ mạng lưới các điểm thu mẫu đất, bản đồ CLMT đất chuyên lúa, bản đồ CLMT đất chuyên lúa - mầu và tổ hợp ra bản đồ CLMT đất trồng cây lương thực tỉnh Hải Dương tỷ lệ 1:100.000

- Đề xuất các giải pháp trong quản lý và bảo vệ môi trường đất của tỉnh Hải Dương, góp phần thúc đẩy phát triển KT-XH theo định hướng phát triển bền vững

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các nhân tố phát sinh, quá trình hình thành và suy thoái đất

- Các tiêu chí để đánh giá CLMT đất và nguyên tắc, phương pháp phản ánh CLMT đất lên bản đồ

- Quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ CLMT đất cấp tỉnh, có ứng dụng GIS

và quan trắc khảo sát thực địa

- Đặc điểm môi trường đất và cách thức phản ánh trên bản đồ CLMT đất tỉnh Hải Dương

3.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

- Giới hạn về phạm vi lãnh thổ nghiên cứu: nghiên cứu cơ sở khoa học

cho việc thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh (địa phương), áp dụng vào tỉnh Hải Dương làm khu vực nghiên cứu

- Giới hạn về nội dung nghiên cứu:

+ Vì Hải Dương có diện tích đất nông nghiệp rất lớn, chiếm tới 63,83% tổng diện tích đất tự nhiên [65], trong đó chủ yếu là đất trồng lúa và đất trồng lúa – màu, gọi chung là đất trồng cây lương thực Do đó tác giả tập trung nghiên cứu đánh giá CLMT đất trồng cây lương thực, không nghiên cứu các vùng đất chuyên trồng cây công nghiệp, cây ăn quả lâu năm và các vùng đất khác như: núi đá, đất thổ cư, đất chuyên dùng và đất ngập nước

+ Luận án không nghiên cứu phát triển các phương pháp đánh giá CLMT đất theo chỉ tiêu riêng lẻ mà áp dụng phương pháp đánh giá CLMT tổng hợp sử dụng chỉ

số CLMT tổng cộng (TEQI) của tác giả Phạm Ngọc Hồ [83], để xây dựng chỉ số CLMT đất tổng cộng (TSQI), có tính đến trọng số cho các chỉ thị của các nhóm chỉ tiêu

về chất lượng đất (nhóm tổng số và nhóm dễ tiêu…) và nhóm ô nhiễm kim loại

+ Nguyên tắc, phương pháp và quy trình các bước thành lập bản đồ CLMT đất tỉnh Hải Dương năm 2010 được lựa chọn với tỷ lệ 1:100.000

- Giới hạn về nguồn tư liệu và thời gian nghiên cứu: nguồn tư liệu được sử

dụng từ các nguồn có độ tin cậy cao như: các văn bản pháp quy của Nhà nước; các tài liệu do các bộ, ban ngành biên soạn; các sách, tài liệu tham khảo được xuất bản

có giấy phép; các bài báo đã được đăng tải trên các tạp chí khoa học; các luận án đã được bảo vệ; số liệu được thu thập trực tiếp trên địa bàn tỉnh Hải Dương thông qua

dự án Quy hoạch môi trường tỉnh Hải Dương 2006 – 2020, do UBND tỉnh chủ trì,

các dữ liệu số được Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Dương cung cấp, các webside chính thống của tỉnh, các bộ, ban ngành liên quan Các nguồn tài liệu cũ và không rõ xuất xứ sẽ không được sử dụng để tham khảo cho luận án Các đối tượng,

sự vật, hiện tượng được tiếp cận và nghiên cứu trong giai đoạn từ năm 2000 đến

2010, một số nội dung được cập nhật tới năm 2012

4 CÁC QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Các quan điểm nghiên cứu

4.1.1 Quan điểm nguồn gốc phát sinh đất

Đất được hình thành từ đá gốc dưới sự tác động tổng hợp của nhiều yếu tố cả

tự nhiên và xã hội, nên khi nghiên cứu về đất cũng như môi trường đất cần tiến hành nghiên cứu nguồn gốc và sự hình thành của chúng Tức là làm rõ các yếu tố phát sinh và các nhân tố hình thành đất, quá trình hình thành của từng loại đất Đồng thời phải làm rõ các nhân tố tác động làm biến đổi CLMT đất trong suốt quá trình hình thành đất Quan điểm nguồn gốc phát sinh rất cần thiết nhằm giúp người nghiên cứu nhận định rõ đặc điểm của từng loại đất ở từng địa phương cụ thể Luận

án áp dụng quan điểm này để nghiên cứu đặc điểm phát sinh đất ở Hải Dương, làm căn cứ đánh giá CLMT đất ở địa phương này

4.1.2 Quan điểm hệ thống

Môi trường đất là một hệ sinh thái khá hoàn chỉnh, ở đó các hợp phần có quan hệ chặt chẽ với nhau, hình thành và tác động qua lại với nhau tạo nên một thể thống nhất như một hệ thống, vì vậy khi nghiên cứu phải xem xét môi trường đất là một thể thống nhất Đối với mỗi địa phương môi trường đất được xem như một bức tranh phản ánh những nét tổng thể của các hoạt động cả về tự nhiên và KT-XH, nơi

đã ghi dấu những biến đổi, những tổn hại và hậu quả của các quá trình khai thác tài nguyên thiên nhiên, các hoạt động sản xuất kinh tế, các hoạt động sinh hoạt của người dân

4.1.3 Quan điểm lịch sử

- Trong quá trình hình thành và phát triển của mỗi địa phương đều gắn chặt với lịch sử phát triển của hệ thống tự nhiên và KT - XH Đất ở các tỉnh cũng vậy, được hình thành và phát triển gắn chặt với sự hình thành, phát triển, đặc điểm địa hình và đặc điểm sử dụng đất trên mỗi đơn vị đất, khu vực đất hoặc vùng đất có cùng mục đích sử dụng Sự tổng hợp của các yếu tố này giữ vai trò quan trọng trong việc định hướng biến đổi CLMT đất của mỗi địa phương

- Căn cứ vào bản chất của sự hình thành đất, cấu tạo, loại đất, chất đất…, kết

hợp với mục đích, hình thức, nhu cầu sử dụng đất của mỗi địa phương, có thể nhận định được diễn biến thay đổi CLMT đất ở trong địa bàn nghiên cứu Quan điểm lịch

sử đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu đánh giá CLMT đất, bởi mọi hoạt động diễn ra trên đất đều để lại những dấu tích nhất định

- Bên cạnh đó, việc thành lập bản đồ môi trường đất là việc làm khá mới đối với các tỉnh, nó gắn chặt với quá trình phát triển về cơ sở lý luận đánh giá CLMT đất và khả năng ứng dụng công nghệ thông tin trong nhiệm vụ trực quan hóa các yếu tố vô hình, các yếu tố khó khái quát trên địa bàn rộng lớn, nhằm thể hiện chúng một cách trực quan hơn, sinh động hơn và có thể định lượng được

- Hải Dương là tỉnh có bề dày lịch sử, gắn chặt với lịch sử hình thành và phát triển của vùng văn hóa sông Hồng, với đầy đủ các quá trình thành tạo đất tự nhiên và nhân tạo Chính vì vậy, mà đặc điểm môi trường đất ở Hải Dương gắn chặt với quá trình thành tạo tự nhiên và sử dụng đất của người dân nơi đây Đây là căn cứ quan trọng để tác giả nghiên cứu về môi trường đất ở Hải Dương

4.1.4 Quan điểm tổng hợp lãnh thổ

Môi trường đất ở mỗi địa phương là một bộ phận trong chỉnh thể lãnh thổ, tạo nên một không gian sống nhất định Nghiên cứu môi trường đất trên địa bàn của tỉnh cần nhìn nhận theo quan điểm tổng hợp lãnh thổ với sự tác động qua lại giữa các bộ phận cấu thành môi trường như: môi trường đất, môi trường nước, môi trường không khí, môi trường nhân văn… các bộ phận này gắn bó chặt chẽ với nhau, ảnh hưởng lẫn nhau và cùng nhau chi phối tạo nên một hệ sinh thái động Vì vậy, khi tiếp cận khu vực nghiên cứu cần tuân theo quan điểm tổng hợp, tránh nhìn nhận phiến diện, tạo ra những kết quả phản ánh kém thực tế về môi trường Quan điểm tổng hợp lãnh thổ là một trong các quan điểm chủ đạo trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án

4.1.5 Quan điểm phát triển bền vững

Phát triển bền vững là quan điểm phổ biến bao trùm lên toàn bộ quá trình khai thác lãnh thổ và phát triển KT-XH hiện nay Vận dụng quan điểm này vào nghiên cứu sẽ giúp chúng ta có được cái nhìn tổng quan theo định hướng khai thác

lãnh thổ một cách tối đa, hiệu quả mà ít làm tổn hại đến môi trường nhất Bên cạnh

đó, cần có giải pháp nhằm tái tạo, khôi phục những tổn hại môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng, xây dựng môi trường sống tối ưu cho người dân và xã hội

4.2 Các phương pháp nghiên cứu

4.2.1 Phương pháp thống kê, phân tích và tổng hợp tài liệu

Áp dụng phương pháp nghiên cứu này giúp tác giả tiếp cận với những kết quả nghiên cứu đã có, cập nhật những thành quả khoa học mới liên quan đến vấn đề nghiên cứu trong nước và trên thế giới Phương pháp này được tiến hành thông qua

Ví dụ: ở Hải Dương, cần có các bản đồ thể hiện tỉnh Hải Dương trong vùng đồng bằng sông Hồng, vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ ; Các nguồn tư liệu về mẫu đất cùng các kết quả phân tích mẫu đất trên địa bàn toàn tỉnh; Các tài liệu hướng dẫn và

4.2.2 Phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS)

- Bản đồ là công cụ đa năng, vừa là nguồn tài liệu cung cấp thông tin đầu vào, vừa là công cụ để phân tích, so sánh, mô hình hóa và lập phương án cho tương lai, vừa là công cụ hiển thị sản phẩm nghiên cứu Nghiên cứu bằng bản đồ

là một phương pháp không thể thiếu trong các công trình nghiên cứu địa lý hiện nay Sử dụng bản đồ là một phương tiện tối ưu để tiếp cận lãnh thổ nghiên cứu một cách toàn diện và bao quát nhất Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc thành lập bản đồ môi trường đất là tìm hiểu và xây dựng các căn cứ khoa học, biện chứng cho tính đúng đắn của của công tác thành lập bản đồ môi trường đất nói chung và bản đồ môi trường đất cấp tỉnh nói riêng Các căn cứ khoa học là lý luận

về bản đồ học, bản đồ chuyên đề cấp tỉnh (hay còn gọi là bản đồ chuyên đề địa phương) Qua đó sử dụng kiến thức, số liệu, dữ liệu, thậm chí là bản đồ để thành lập ra các bản đồ mới phù hợp với mục đích thành lập cũng như đáp ứng mục đích nghiên cứu Sử dụng bản đồ để xác định vị trí địa lý, gắn kết các sự vật, hiện tượng theo không gian Sử dụng bản đồ để đo tính, nội suy các thông tin, mô hình hóa lại các đối tượng, sự vật, hiện tượng trên bề mặt đất lên mặt phẳng Sử dụng bản đồ như là một công cụ để so sánh, đánh giá các hiện tượng tự nhiên và KT-

XH Sử dụng bản đồ để lưu trữ, bảo quản các kết quả nghiên cứu tại các thời điểm khác nhau, bên cạnh đó sử dụng bản đồ để trực quan hóa các kết quả nghiên cứu

- Ứng dụng GIS kết hợp với các phần mềm chuyên dụng là phương tiện chính trong quá trình thực hiện luận án Khi nghiên cứu, hầu hết các thông tin cần thiết đều được số hóa, lưu trong cơ sở dữ liệu, xử lý và hiển thị ở các dạng bản đồ, đồ họa nhờ máy tính thông qua các phần mềm GIS và phần mềm chuyên dụng Các thông tin ấy gồm dữ liệu về thuộc tính và dữ liệu không gian, chúng được tổng hợp, phân tích, phân loại, quản lý bởi hệ thống thông tin địa lý Khi tiếp cận hệ thống GIS cho phép chúng ta chiết xuất thông tin để tạo ra các sản phẩm khoa học khác nhau như: bảng số liệu, biểu đồ, sơ đồ và đặc biệt là các bản đồ đảm bảo khoa học, trực quan và hữu ích

Trong luận án, phương pháp GIS được vận dụng để chuẩn hóa, phân loại, phân tích các lớp dữ liệu về thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất, các mẫu đất, các

thông tin về cơ sở hạ tầng, hành chính… của địa phương Thực hiện chồng xếp các lớp dữ liệu, thực hiện các phép tính không gian, xây dựng các bản đồ chuyên đề

Một số phần mềm trong hệ thống thông tin địa lý được sử dụng trong luận án như: ArcGIS 10, MapInfo 11… các phần mềm có thể tích hợp, liên kết trao đổi dữ liệu một cách thuận lợi, đồng bộ

4.2.3 Phương pháp khảo sát thực địa

Khảo sát thực địa là cách thức thu thập, bổ sung tài liệu, số liệu, tìm hiểu thực tế

sử dụng đất trên phạm vi toàn tỉnh, các nguồn phát sinh chất thải, việc thực hiện các quy định về môi trường của người dân, đặc biệt hơn nữa là thu thập hệ thống mẫu đất trên địa bàn toàn tỉnh theo đúng tiêu chuẩn Việt Nam Tùy thuộc vào mỗi địa phương

mà xây dựng các tuyến khảo sát cho phù hợp Đối với Hải Dương, tác giả luận án sử dụng phương pháp này nhằm thu thập tài liệu và mẫu đất phục vụ nghiên cứu Thành phố Hải Dương được chọn làm trung tâm, là nơi xuất phát của các tuyến thu thập mẫu Các tuyến được thiết kế căn cứ vào bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ hành chính và địa bàn thực tế của tỉnh Thời gian tiến hành thu thập mẫu được tiến hành vào tháng 7 năm 2007 với 104 mẫu trên tổng số 52 vị trí phẫu diện trên toàn

tỉnh Hải Dương (phụ lục 1) Ngoài ra, tác giả còn thu thập các thông tin về quá trình sử

dụng đất, phương pháp canh tác, chế độ chăm sóc cây trồng trên đất, cũng như năng suất của từng loại cây trồng để biết được hiệu quả sử dụng đất

4.2.4 Phương pháp điều tra xã hội học

Điều tra xã hội học là cách thức tiếp cận trực tiếp người dân địa phương, thu thập các thông tin thực tế về quá trình và hiệu quả sử dụng đất, những thuận lợi, khó khăn trong quá trình sử dụng đất, xu thế sử dụng đất cũng như công tác bảo vệ môi trường đất, thông qua phỏng vấn trực tiếp, sử dụng bảng hỏi hoặc thu thập các số liệu tại các địa bàn sản xuất như hộ gia đình, thôn, xã ở mỗi địa phương Thông tin này rất quan trọng trong quá trình kiểm định lại kết quả nghiên cứu, từ đó đưa ra những kết luận, khuyến nghị khoa học và hợp lý

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN

- Ý nghĩa khoa học

Các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận của công tác thành lập bản đồ chuyên đề đánh giá CLMT đất bằng chỉ tiêu môi trường đất tổng cộng cấp tỉnh, có thể ứng dụng rộng rãi để các địa phương trong cả nước áp dụng thành lập các bản đồ môi trường đất

- Ý nghĩa thực tiễn

Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án, các bản đồ, kết quả phân tích là những luận cứ khoa học quan trọng phục vụ đắc lực cho công tác tổ chức lãnh thổ, khai thác, giám sát khai thác, sử dụng và bảo vệ môi trường Các đề xuất, khuyến nghị của luận án đưa ra góp phần giúp các cấp lãnh đạo làm tốt công tác quản lý và bảo vệ môi trường đất ở địa phương mình theo định hướng phát triển bền vững

6 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng (TSQI) đã góp phần hoàn thiện phương pháp đánh giá CLMT đất

và xây dựng khung cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh, đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, đánh giá tài nguyên đất cấp tỉnh, phục vụ công tác quản lý

và bảo vệ môi trường đất ở Việt Nam

- Xây dựng quy trình kĩ thuật thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh

để có thể áp dụng cho các địa phương nhau khi nghiên cứu thành lập bản đồ môi trường đất

7 LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ

- Luận điểm 1: Cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất tỉnh Hải Dương được xây dựng bằng việc ứng dụng GIS kết hợp với các phương pháp nghiên cứu thực tiễn để đảm bảo tính chính xác, góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận thành lập bản đồ môi trường

- Luận điểm 2: Ứng dụng phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng trong thành lập bản đồ CLMT đất tỉnh Hải Dương thể hiện tính khoa học và tính thực tiễn cao

8 CẤU TRÚC VÀ QUY TRÌNH THỰC HIỆN LUẬN ÁN

8.1 Cấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, phần nội dung luận án gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất

Chương 2: Thành lập bản đồ môi trường đất tỉnh Hải Dương, phục vụ quản

lý và bảo vệ môi trường đất

Chương 3: Chất lượng môi trường đất và bảo vệ môi trường đất tỉnh Hải Dương

Luận án trình bày với 156 trang, 30 bảng số liệu và 27 hình ảnh trong đó có

8 bản đồ Trong phần phụ lục được trình bày với 16 bảng số liệu phản ánh toàn bộ

hệ thống số liệu phục vụ thành lập bản đồ và đánh giá CLMT đất tỉnh Hải Dương năm 2010

8.2 Quy trình thực hiện luận án

- Xác định rõ các cơ sở khoa học của công tác thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh Các căn cứ gồm: Tìm hiểu kĩ về phương pháp nghiên cứu khoa học;

Cơ sở khoa học về bản đồ học; Cơ sở lý luận về đất; Cơ sở lý luận về môi trường đất; Cơ sở lý luận về phương pháp đánh giá CLMT đất; Các căn cứ khoa học trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường cấp tỉnh

- Công tác thu thập tài liệu, số liệu phục vụ nghiên cứu thành lập bản đồ môi trường đất bao gồm:

+ Các tài liệu, báo cáo khoa học liên quan đến các cơ sở lý luận nêu trên và các thông tin về quy hoạch lãnh thổ nghiên cứu.Thu thập các văn bản pháp quy, các quy định trong Tiêu chuẩn kĩ thuật Quốc gia về môi trường đất, các chất độc hại bị thải vào đất…,

+ Thu thập hệ thống các bản đồ phản ánh lãnh thổ nghiên cứu và vùng lân cận: bản đồ hành chính, bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ đơn vị đất, bản đồ quy hoạch sử dụng đất,

+ Kế thừa kết quả phân tích của hệ thống mẫu đất trên khu vực nghiên cứu từ

dự án mà tác giả trực tiếp tham gia

- Tìm hiểu về công nghệ, phương pháp thành lập bản đồ, thực hành sử dụng công nghệ thành lập bản đồ và hệ thống thông tin địa lý

- Tiến hành biên tập các bản đồ

- Đóng gói sản phẩm, nhận định CLMT đất ở Hải Dương, tiến hành đánh giá CLMT đất của tỉnh Sử dụng bản đồ trong quản lý và bảo vệ môi trường đất Quá trình nghiên cứu được khái quát trong hình I sau đây (trong đó các ô màu vàng là kết quả mới của luận án):

Hình I: Sơ đồ quá trình nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường đất cấp tỉnh, ứng dụng TLBĐ CLMT đất tỉnh Hải Dương, phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường đất

ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT HẢI DƯƠNG

NỘI DUNG ĐĐ

MT CẤP TỈNH

CHIẾN LƯỢC

PT KT-XH CỦA HẢI DƯƠNG

PHÂN TÍCH MẪU ĐẤT

CSDL MT ĐẤT TỈNH HẢI DƯƠNG

BẢN ĐỒ CLMT ĐẤT HẢI DƯƠNG 1:100.000

XUẤT BĐ VÀ DỮ LIỆU ĐÁNH GIÁ CLMT ĐẤT HẢI DƯƠNG

BĐ Địa hình Hải Dương 1:50.000

BĐ HTSD đất Hải Dương 1:100.000

BC QHSD Đất Hải Dương

BĐ Đất Hải Dương 1: 50.000

CSKH về Đất và MT đất

CSKH VỀ BĐ MÔI TRƯỜNG

PP nghiên cứu MT đất

Phân tích các nhân tố TN, KT-XH tác động tới hình thành, phát triển đất và biến đổi CLMT đất

PP thành lập BĐ Môi trường đất cấp tỉnh

HOẠT ĐỘNG KT-XH

CÁC NGUỒN PHÁT THẢI

CNTT và GIS

THU THẬP MẪU ĐẤT

QUY TRÌNH KĨ THUẬT TLBĐ MT ĐẤT

PP đánh giá CLMT

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ KHOA HỌC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1.1.1 Trên thế giới

Để kiểm soát CLMT đất, J.Dumanski và C.Pieri (2000) đã khẳng định tầm quan trọng của việc xác định các chỉ số phản ánh CLMT đất, đặc biệt là chất hữu cơ trong đất Bên cạnh đó, còn nhấn mạnh đến sự cân bằng dinh dưỡng trong đất, qua

đó lưu ý tới các nhân tố ảnh hưởng tới sự cân bằng này như: độ dày tầng đất, độ dốc, thảm thực vật, các mục đích sử dụng đất… từ đó có biện pháp bảo vệ đất phù hợp Các bản đồ được thành lập với những chỉ tiêu riêng lẻ, để phản ánh chất lượng môi trường đất, điều này đã tạo nên một hệ thống lớn các bản đồ rời rạc, gây ra sự

lãng phí và hiệu quả sử dụng không cao [78]

- Phương pháp chỉ số CLMT của Mỹ do nhà khoa học W.R Ott (1978) [86] giới thiệu và được sử dụng khá phổ biến để đánh giá CLMT thành phần (không khí,

nước và đất) Phương pháp này đã tính đến trọng số W i, nhằm điều hòa thang đánh giá, nhưng trọng số này lại tự cho điểm theo ý kiến của chuyên gia, nên mang nặng tính chủ quan, dẫn tới kết quả đánh giá thiếu khách quan Ví dụ, thang đánh giá của phương pháp này tự quy định là 5 cấp (rất xấu, xấu, trung bình, tốt và rất tốt) mới chỉ cho môi trường nước mặt, còn đối với môi trường đất không có hướng dẫn cụ thể

- Phương pháp dùng hệ thống cho điểm từ 1 đến 4 để phân hạng đánh giá CLMT của Bỉ Phương pháp này cũng mới đề cập đến CLMT nước mặt, chưa đề cập đến đánh giá CLMT đất

- Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường bằng chỉ số chất lượng môi trường (EQI) ứng dụng để đánh giá chất lượng đối với từng thành phần môi trường (không khí, nước và đất) được bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX (Liên Xô, Canada, Mỹ) và ngày càng được phát triển, ứng dụng rộng rãi trên thế giới Tư

tưởng chủ đạo của phương pháp này là xem ở một điểm không gian khảo sát chịu

tác động đồng thời bởi n thông số có giá trị Ci Vì vậy, tiêu chí đánh giá CLMT tại mỗi điểm 𝑟⃗⃗ ứng với thời điểm t được biểu thị bằng một chỉ tiêu tổng hợp P Phương 𝑗pháp này đã lập được các biểu đồ hoặc các đồ thị biểu diễn sự biến đổi của P theo 𝑟⃗⃗ 𝑗

và có ưu điểm là dễ nhận xét, phân tích đánh giá về bức tranh phân bố tổng quát của

CLMT trên miền không gian khảo sát tại thời điểm t Kết quả của phương pháp này

là căn cứ quan trọng trong xây dựng các bản đồ chuyên đề về hiện trạng của từng môi trường thành phần (không khí, nước, đất), đảm bảo độ tin cậy và tối ưu về mặt kinh tế (Ví dụ, để xây dựng bản đồ hiện trạng của một thành phần nào đó bao gồm

30 chỉ tiêu, cần phải xây dựng 30 bản đồ chuyên đề riêng lẻ tương ứng, trong khi đó dùng chỉ số chất lượng môi trường đất thì chỉ cần xây dựng 1 bản đồ là đủ) Ngoài

ra, nếu sử dụng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng sẽ rất thuận lợi trong việc xây dựng các mô hình tính toán, dự báo CLMT đối với từng thành phần môi trường [32]

- Về mặt ứng dụng trong các công trình nghiên cứu cụ thể đối với đất đã mang lại hiệu quả khoa học và kinh tế cao Ví dụ như:

+ Công trình “Đánh giá chất lượng đất hoàn thổ bằng hệ thống chuyên gia

logic mờ” của nhóm tác giả M Kaufmann, S Tobias, R Schulin đăng tải trên tạp chí

khoa học Geoderma Đây là công trình có cơ sở khoa học, có ý nghĩa thiết thực trong

nghiên cứu môi trường đất, song lại ít được sử dụng rộng rãi trên thế giới,

+ Công trình “Đánh giá chất lượng đất thông qua các chỉ số ở cấp vi mô thuộc

vùng trồng ngô ở phía Bắc nước Ý”, đăng tải trên tạp chí Ecological Indicators, năm

2009 do nhóm tác giả G.P.Aspetti, R Boccelli, D Ampollini, A.M Del Re, E Capri,

+ Công trình nghiên cứu “Tác động của quá trình ôxi hóa hóa học tới chất lượng của đất” đăng trên tạp chí khoa học Khí tượng, quyển 72 số 2 (5/2008) trang

282-298, của tập thể tác giả C Sirguey cùng các cộng sự,

+ Mạng lưới quản lý đất dốc vùng nhiệt đới khu vực Đông Nam Á, được

FAO tài trợ đã nghiên cứu và công bố trong 2 cuốn sách: “Độ phì của đất” (2000)

và “Gạo – Rối loạn dinh dưỡng và quản lý dinh dưỡng” (2001) Trong đó, quy định

ngưỡng tối thiểu của một số chỉ tiêu hóa học thông thường cho môi trường đất Cụ thể: pHH2O< 4,5; pHKCL: 4,2; C(%): 4,2; P < 200ppm; CEC < 10mc/kg; K+dt< 0,2 mc/kg; Ca2+< 0,5mc/kg [68] Nhóm đất nào có chỉ số dưới các ngưỡng này sẽ nảy sinh nhiều vấn đề về môi trường Bên cạnh đó, các công trình này còn nghiên cứu sâu về thành phần hóa học của đất, tỷ lệ của các ion trong đất quyết định tới chất đất, nhưng chưa đưa ra được cách thức đánh giá tổng thể các thành phần hóa học trong đất Điều này rất hữu ích khi thành lập bản đồ CLMT đất một cách tổng hợp, thay vì đánh giá theo các thành phần riêng lẻ,

+ Các nghiên cứu đánh giá CLMT đất theo hàm lượng các kim loại nặng trong đất là hướng nghiên cứu quan trọng, bởi hàm lượng các kim loại nặng quyết định nhiều tới khả năng gây độc cho đất, qua đó góp phần hoàn thiện công tác đánh giá CLMT đất

+ Một số nước trên thế giới đã nghiên cứu và công bố các ngưỡng cho phép lớn nhất (MAS – Maximal Allowable Standard) hàm lượng các kim loại trong đất Cụ thể được tổng hợp trong bảng sau đây:

Bảng 1.1 Ngưỡng tối đa cho phép hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở một số quốc gia trên thế giới (đơn vị ppm)

Một nghiên cứu ở Anh về kim loại nặng trong đất đã đưa ra những quy định chi tiết đối với các nguyên tố kim loại nặng, theo mức độ ô nhiễm (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Phân loại đất ô nhiễm kim loại nặng dùng trong cải tạo đất ở Anh, (đơn vị ppm)

- Tổ chức Mạng lưới quản lý đất dốc vùng nhiệt đới khu vực Đông Nam Á

đã nghiên cứu và quy định thang đánh giá cụ thể hơn cho từng đối tượng cây trồng trong bảng sau đây:

Bảng 1.3 Thang đánh giá cho các loại cây trồng chính, năm 2001

Cây trồng Ca 2+ trao đổi (me/100g) Mg 2+ trao đổi (me/kg)

Nguồn dẫn theo[62]

Kết quả này được áp dụng khá rộng rãi cho các nước khu vực Đông Nam Á

và cũng được tham khảo ở Việt Nam

Ngoài ra, còn nhiều công trình nghiên cứu về đánh giá CLMT đất ở các quốc gia khác nhau, mỗi công trình có những thành công nhất định Song mỗi một quốc gia lại có những đặc điểm riêng nên cần có cách tiếp cận khác nhau Điều này mở ra những nhiệm vụ mới cho việc nghiên cứu đánh giá CLMT ở Việt Nam

- Một hướng nghiên cứu khác là việc nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất và đi sâu phân tích những tác động của quá trình sản xuất, sinh hoạt, các hoạt động của đời sống kinh tế tới tài nguyên môi trường đất, gắn với sự biến đổi khí hậu và ảnh hưởng tới môi trường Một số công trình có nghiên cứu thành lập các bản đồ phản ánh kết quả nghiên cứu, song hầu hết các công trình đi sâu nghiên cứu cơ sở lý luận thành lập bản đồ môi trường đất, đặc biệt là theo địa phương Một số công trình nghiên cứu lĩnh vực này như:

+ Năm 2009, Kanok, N Yimyam, B Rerkasem đưa ra vấn đề chuyển đổi mục đích sử dụng đất ở khu vực miền núi Đông Nam Á , vai trò của kiến thức cá nhân và kĩ năng bản địa trong quản lý rừng [82] Qua đó khẳng định chuyển đổi mục đích sử dụng đất cần đặt vấn đề bảo vệ và nâng cao chất lượng đất lên hàng đầu, bên cạnh đó cần thường xuyên duy trì làm giàu cho đất, lựa chọn các loại cây phù hợp khi canh tác, đặc biệt là vấn đề bảo vệ môi trường đất phụ thuộc chủ yếu vào người bản địa sinh sống và làm việc ở đó Điều này cũng là những gợi ý hữu ích cho việc sử dụng đất đai hợp lý ở vùng miền núi Đông Nam Á này,

+ Năm 2007, các nhà khoa học D Geneletti, S Bagli, P Napolitano và A.Pistocchi đã đưa ra giải pháp không gian cho đánh giá môi trường chiến lược trong quy hoạch sử dụng đất Công trình này nghiên cứu sâu về hiện trạng sử dụng đất, gắn với không gian để phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng đất, có ứng dụng vào một địa phận cụ thể [77],

+ Năm 2009, J Chazal và D.A Rounsevell đã một lần nữa đề cập đến những hậu quả của biến đổi khí hậu kết hợp với việc sử dụng chưa hợp lý tài nguyên đất sẽ làm biến đổi cơ cấu loài, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đa dạng sinh học,

+ Tác giả K Davor, K Branko (2009) đã trình bày những ảnh hưởng của quá trình quy hoạch sử dụng đất tới phát triển KT-XH, tới cuộc sống của người dân, tới chất lượng môi trường đất và công cuộc bảo vệ môi trường Công trình được giới thiệu trên tạp chí nguyên vật liệu Hazardour [77]

Các công trình trên đây thường đặt vấn đề chung hoặc cho từng khu vực cụ thể, nên việc áp dụng cho các lãnh thổ khác, đặc biệt là ở Việt Nam – một quốc gia vùng nhiệt đới cận xích đạo với điều kiện về con người, công cụ nghiên cứu còn nhiều hạn chế nên gặp rất nhiều khó khăn

- Hướng nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và các nguồn dữ liệu quan trắc để xây dựng mô hình phục vụ những mục đích nhất định trong quản lý, quy hoạch, đánh giá tài nguyên thiên nhiên và đặc biệt là tài nguyên môi trường đất

- Cũng vào năm 2009, nhà khoa học C Aubrecht và cộng sự đã giới thiệu công trình về tích hợp quan sát Trái đất và khoa học GIS để mô hình hóa các chức năng mới từ việc sử dụng đất đô thị [70] Công trình này đã mở ra hướng mới, đi sâu nghiên cứu về giám sát và quản lý tài nguyên thiên nhiên ở quy mô rộng lớn Qua đó, mở ra những ứng dụng mới, nhanh, mạnh, trong các giải pháp về không gian và bản đồ Tuy nhiên, cũng gợi mở nhiều cho các công trình nghiên cứu cấp quốc gia và nhỏ hơn

Hiện nay, theo tìm hiểu của tác giả chưa có công trình nào đề xuất cơ sở khoa học riêng cho thành lập bản đồ môi trường đất, cũng như bản đồ môi trường đất cấp tỉnh Tuy nhiên, trong các công trình cụ thể liên quan đến môi trường, đánh giá môi trường, bản đồ đất, ô nhiễm môi trường thì rất nhiều Các bản đồ được thành lập ít nhiều đã phản ánh được CLMT đất, nhưng chỉ đóng vai trò minh họa cho các kết quả nghiên cứu cụ thể

1.1.2 Ở Việt Nam

1.1.2.1 Hướng nghiên cứu cơ sở lý luận bản đồ học chuyên đề và ứng dụng

- Bản đồ học chuyên đề là khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, được hình thành và phát triển gắn với sự phát triển của các lĩnh vực nghiên cứu chuyên ngành

Ở Việt Nam bản đồ cũng được hình thành và phát triển gắn liền với lịch sử phát

triển của đất nước, song về khoa học thường phát triển sau so với các nước phát triển trên thế giới Do vậy, được kế thừa và tiếp thu khá nhiều các thành tựu khoa học của thế giới, trong đó có bản đồ học Hầu hết các giáo trình, sách tham khảo về bản đồ, được biên dịch, kế thừa và phát triển có sáng tạo của các nhà khoa học Việt Nam, phù hợp với điều kiện lịch sử nước nhà Đánh dấu mốc lịch sử phát triển về

bản đồ là bộ bản đồ thời Nguyễn “An Nam đại quốc họa đồ”, công trình đã khẳng

định một Việt Nam bất khuất trên bản đồ thế giới

Trong giai đoạn từ năm 1980 đến 1990 ở nước ta đã triển khai một số đề tài nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Nhà nước để nghiên cứu những cơ sở lý luận rất cơ bản của bản đồ học ở Việt Nam trong từng lĩnh vực như: bản đồ địa hình, bản

đồ giáo khoa, bản đồ chuyên đề, các công trình ứng dụng ảnh vệ tinh trong thành lập bản đồ, các công trình nghiên cứu về công nghệ chế bản và in bản đồ…

Đây là những công trình nghiên cứu mang tính chất vận dụng và hoàn chỉnh

cơ sở lý luận Bản đồ học vào điều kiện thực tế ở Việt Nam Các đề tài đã được nghiệm thu và ứng dụng có hiệu quả ở nước ta trong hơn 30 năm qua

- Bản đồ học chuyên đề là khoa học nghiên cứu sâu hơn, cụ thể hơn các vấn

đề tự nhiên và KT-XH Tác giả Lê Huỳnh và Lê Ngọc Nam (2001), “Bản đồ

chuyên đề” đã trình bày cơ sở lý luận về bản đồ học chuyên đề, đề cập tới nguyên

tắc thành lập một số bản đồ cụ thể như: bản đồ địa chất, thổ nhưỡng, thực vật, dân

cư, nông nghiệp, du lịch… Tuy nhiên, khi nghiên cứu thành lập bản đồ cho các chuyên đề sâu, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà bản đồ và các nhà khoa học chuyên môn

+ Sự kết hợp giữa các khoa học liên ngành để tạo nên những thành quả khoa học nổi bật được thể hiện rõ nhất trong công trình Atlas Quốc gia Việt Nam, đó là một chương trình nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Nhà nước, chủ nhiệm chương trình là cố giáo sư Nguyễn Văn Chiển Đây là thành tựu khoa học – công nghệ về Bản đồ học lớn nhất Việt Nam từ trước đến nay, thu hút gần 300 nhà khoa học tham gia, đã được Nhà nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Khoa học và công nghệ Ý nghĩa của công trình khoa học này đã được Đại tướng Võ Nguyên Giáp nêu

trong bài viết đề dẫn: “Atlas quốc gia Việt Nam là một công trình khoa học tổng hợp,

toàn diện, dựng lên một bức tranh tổng thể của đất nước, một bộ chuyên khảo địa lý tổng hợp lớn bằng ngôn ngữ bản đồ, mang nhiều ý nghĩa khoa học và thực tiễn”

+ Năm 2000, Hội Khoa học đất Việt Nam đã công bố những tư liệu cơ bản

về Đất Việt Nam, NXB Nông nghiệp, trong đó có bảng chú giải bản đồ đất tỷ lệ 1:1.000.000 Cuốn sách đã khái quát được tình hình nghiên cứu, phân loại điều tra đất trên thế giới và ở Việt Nam Trên thế giới đã tổng quan theo 3 giai đoạn: giai đoạn giữa thế kỉ XIX trở về trước, giai đoạn nửa sau của thế kỉ XIX đến giữa thế kỉ

XX và giai đoạn nửa cuối thế kỉ XX

- Sự thành công ấy được tiếp tục phát huy trong những năm đầu của thế kỷ XXI, thể hiện rõ trong các công trình nghiên cứu thành lập các bản đồ và các tập bản đồ thể hiện lãnh thổ Việt Nam về các chủ đề như:

+ Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành thông tư số

03/2011/TT-BTNMT, quy định nội dung thành lập bản đồ địa chất khoáng sản chi tiết và thiết

kế, bố trí các dạng công việc đánh giá khoáng sản Vào cuối năm 2012 Bộ Tài

nguyên và Môi trường ban hành Thông tư số 23/2012/TT-BTNMT về “Quy chuẩn

kỹ thuật Quốc gia về lập bản đồ địa chất khoáng sản 1:50.000 phần đất liền” Mới

nhất là thông tư số 2/2013/TT-BTNMT, Quy định việc lập bản đồ hiện trạng, bản

vẽ mặt cắt hiện trạng khu vực được phép khai thác khoáng sản, thống kê, kiểm kê trữ lượng khoáng sản [12,14,15] Đây là những căn cứ khoa học quan trọng để

quản lý tài nguyên, khoáng sản và thành lập các bản đồ địa chất, đồng thời góp

phần làm rõ đặc điểm tài nguyên đất tại các khu vực nghiên cứu Công trình “Bản

đồ Địa chất Việt Nam tỷ lệ 1:1.000.000” thể hiện một cách chi tiết, đầy đủ về địa

chất Việt Nam và phần thềm lục địa, là sản phẩm khoa học của ngành Địa chất Việt Nam hiện nay

+ Công trình thành lập “Tập bản đồ Nông nghiệp Việt Nam” đã mô tả tổng

điều tra nông thôn, nông nghiệp và thủy sản năm 2001 do Quỹ Sáng kiến Chính sách chăn nuôi vì người nghèo (PPLP), Cục chăn nuôi Thú y (AGAL), Tổ chức Nông lương quốc tế (FAO) và Vụ Thống kê nông, lâm, thủy sản, Tổng cục thống kê Việt

Nam (GSO) thực hiện Người chịu trách nhiệm biên tập M Epprecht và R Timothy

+ Các căn cứ khoa học quy định công tác thành lập bản đồ địa hình ở Việt Nam đã được quy định thành Quy phạm thành lập bản đồ địa hình chuẩn tỷ lệ 1:100.000, 1:50.000 và 1:25.000 Nhờ đó đã tạo ra sự thống nhất về cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình trong cả nước Đây cũng là nguồn dữ liệu đầu vào quan trọng cho hầu hết các công trình nghiên cứu về địa lý, môi trường hiện nay

+ Cùng với đó là công tác thành lập hệ thống các bản đồ địa chính đã được

Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành nhiều thông tư, quyết định, các văn bản hướng dẫn cụ thể là Quy phạm thành lập bản đồ địa chính ở các tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:200 [10] Đây là căn cứ khoa học quan trọng để thống nhất thành lập hệ thống bản đồ địa chính, góp phần thống nhất cơ sở dữ liệu địa chính trong cả nước, phục

vụ đắc lực cho công cuộc quản lý đất đai ở nước ta

+ Về giao thông có “Tập bản đồ giao thông Việt Nam”, do tiến sĩ Lê Phước

Dũng cùng cộng sự chỉ đạo biên tập nội dung và được NXB Bản đồ ấn hành năm 2006

- Các công trình đi sâu nghiên cứu phản ánh các vấn đề của từng địa phương, thường được UBND tỉnh hoặc sở chuyên ngành đứng ra chủ trì thực hiện như:Atlas Đồng Nai - công trình có sự tham gia của trên 100 nhà khoa học, cán bộ, chuyên gia, tiến hành thành lập Atlas Đồng Nai Atlas Đồng Nai gồm 146 bản đồ phù hợp với 15 chương chuyên đề từ tổng quan đến quy hoạch Trong đó, chương đất đai có

số lượng bản đồ nhiều nhất (20 bản đồ) thể hiện rõ đặc điểm thổ nhưỡng, đặc trưng nông hóa của các loại đất chính, hiện trạng sử dụng đất của toàn tỉnh và các huyện trong tỉnh… Thành quả này là thể hiện sự hiểu biết sâu sắc về cơ sở khoa học của bản đồ, ứng dụng tinh tế vào nghiên cứu phản ánh toàn diện các mặt từ tự nhiên đến

KT - XH của tỉnh Đồng Nai Điều này cũng mở ra một số hướng nghiên cứu về Hải Dương mà luận án đang nghiên cứu

- Ngoài ra, còn một số luận án tiến sĩ nghiên cứu thành lập bản đồ ứng dụng

trong đời sống, KT - XH như: luận án tiến sĩ ngành Địa lý Tự nhiên “Đánh giá tổng

hợp môi trường sinh thái phục vụ quy hoạch sử dụng đất theo hướng phát triển bền vững tỉnh Bắc Giang” của Tiến sĩ Đỗ Văn Thanh; luận án tiến sĩ Địa lý “Nghiên cứu

xây dựng bản đồ thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông phục vụ sử dụng bền vững tài nguyên đất”, của tiến sĩ Lưu Thế Anh,… các luận án này ít nhiều cũng đã

vận dụng cơ sở khoa học của bản đồ vào giải quyết những vấn đề thực tế của đề tài trong quy hoạch, sử dụng hợp lý tài nguyên hoặc trong giảng dạy địa lý

- Ở Việt Nam, trong những năm gần đây mới bắt đầu tiếp cận các chỉ số CLMT

để đánh giá tổng hợp CLMT của từng thành phần môi trường (không khí, nước và đất) dựa trên các chỉ số của Mỹ và một số nước khác Cụ thể:

+ Đối với môi trường nước, năm 2010 Tổng cục Môi trường ban hành sổ tay

hướng dẫn “Phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số WQI (Water

Quality Index)” Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế là các thông số còn hữu

hạn (9 thông số), thang đánh giá cố định, không phụ thuộc vào số các thông số khảo

sát n, nên không thuận lợi cho việc áp dụng vào thực tế khi n > 9 Mặt khác, phương

pháp này mắc phải hiệu ứng “ảo”, nghĩa là chỉ số tính được không phù hợp với thực

tế, vì trong chỉ số WQI còn chứa các số hạng lấy trung bình cộng và trung bình nhân Ngoài ra, phương pháp này mới chỉ áp dụng cho nước mặt lục địa, còn nước ngầm và nước ven biển chưa đề cập tới

+ Đối với môi trường không khí, năm 2011, Tổng cục Môi trường dùng chỉ

số AQI (Air Quality Index) để đánh giá chất lượng không khí dựa trên chuỗi số liệu quan trắc liên tục (các trạm quan trắc tự động) Phương pháp này đơn giản, nhưng vẫn còn hạn chế (như quy định tiêu chuẩn cho phép PM10 trung bình giờ bằng tiêu chuẩn cho phép trung bình giờ của bụi (TSP) và chưa tính đến trọng số của từng thông số khảo sát Ngoài ra, phương pháp tiến hành lấy max (AQIi) và thang đánh giá tự quy định, nên kết quả tính toán trong một số trường hợp sẽ sai lệch với thực

tế Mặt khác AQI chỉ áp dụng được cho số liệu quan trắc tự động, không áp dụng cho số liệu quan trắc định kỳ)

+ Cục Kiểm soát ô nhiễm, TCMT Việt Nam (năm 2011) ứng dụng công thức trung bình cộng của AQIi để khoanh vùng ô nhiễm không khí cho các đô thị

Việt Nam, trong đó có tính đến trọng số của các thông số i, nhưng trọng số tự

cho điểm theo ý chủ quan của các chuyên gia, thang đánh giá tự quy định và cố định, nên mắc phải hiệu ứng “ảo”

- Để khắc phục những hạn chế của các chỉ số do Mỹ và một số nước khác đề xuất, trong đó có Việt Nam Năm 2010, tác giả Phạm Ngọc Hồ đã xây dựng một chỉ

số mới (chỉ số CLMT tổng cộng - TEQI) để đánh giá tổng hợp CLMT của từng thành phần: không khí, nước mặt, nước ngầm, nước biển ven bờ và đất Phương pháp này được tác giả luận án áp dụng với môi trường đất của Hải Dương, là điểm mới của luận án và cũng là công trình điểm có thể nhân rộng áp dụng cho các địa phương trong cả nước Ưu điểm của phương pháp này là:

+ Không mắc phải hiệu ứng “ảo”

+ Thang phân cấp đánh giá CLMT phụ thuộc vào số thông số khảo sát n

(quan trắc thực tế), do đó thang đánh giá không tự quy định và cố định như các phương pháp khác

+ Trọng số W i của từng thông số i và ngưỡng đánh giá trong thang 100 đều

được thiết lập bằng lý thuyết, dựa trên các điều kiện toán học: giá trị bé nhất, giá trị lớn nhất, giá trị MIN, giá trị MAX, giá trị trung vị và giá trị trung bình, nên có cơ sở khoa học, không tự quy định như các phương pháp khác

+ Ứng dụng TEQI (Total Environment Quality Index) có thể đánh giá CLMT

cho từng điểm khảo sát và cả vùng nghiên cứu

+ Thuận lợi cho việc xây dựng bản đồ phân vùng nghiên cứu dạng số, cũng như trong việc xây dựng mô hình tính toán cảnh báo ô nhiễm của khu vực nghiên cứu bằng việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý

+ Các kết quả thử nghiệm của TEQI có đối sánh với EQI của các tác giả khác cho thấy TEQI phù hợp với số liệu quan trắc thực tế và đã được công bố trên các tạp chí quốc tế [83]

Trên cơ sở này, luận án tiếp tục phát triển phương pháp đánh giá CLMT theo chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng ứng dụng riêng cho môi trường đất ở Việt Nam, đặc biệt là theo cấp tỉnh để có sự phản ánh về CLMT đất một cách trung thực, khách quan và khoa học

1.1.2.2 Các phương pháp đánh giá chất lượng môi trường đất

Hầu hết các công trình nghiên cứu ở Việt Nam thường đánh giá CLMT đất theo các chỉ tiêu riêng lẻ phản ánh CLMT đất, hoặc đánh giá gián tiếp thông qua các thông số chỉ thị có liên quan đến CLMT đất, hoặc một số công trình dựa theo các phương pháp đánh giá khả năng của đất theo FAO, hoặc đánh giá theo các phương pháp đánh giá tác động môi trường, hoặc đánh giá môi trường chiến lược Việc làm này khiến cho việc phản ánh CLMT đất mang tính chủ quan, hoặc phiến diện theo một chỉ tiêu nhất định Dưới đây là một số phương pháp đánh giá CLMT đất của FAO và phương pháp đánh giá tác động môi trường làm cơ sở để so sánh với phương pháp đánh giá CLMT đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng

mà tác giả sử dụng trong luận án

a Đánh giá khả năng của đất theo FAO

- Mục tiêu của đánh giá chất lượng đất ở 2 mặt: định tính và định lượng

- Các phương pháp cụ thể:

+ Phương pháp lựa chọn các yếu tố đặc trưng cho mỗi loại hình sử dụng đất rồi tiến hành phân cấp cho điểm từng yếu tố,

+ Phương pháp phân hạng theo bậc trọng số,

+ Bằng kỹ thuật GIS, có thể tiến hành chồng xếp các lớp bản đồ phân cấp từng yếu tố để đưa ra bản đồ phân cấp đánh giá tổng hợp [29], [37]

b Các phương pháp đánh giá tác động môi trường:

- Phương pháp liệt kê số liệu,

- Phương pháp danh mục,

- Phương pháp ma trận môi trường,

- Phương pháp sơ đồ mạng lưới (Network Method),

- Phương pháp chập bản đồ môi trường (ứng dụng GIS chồng xếp bản đồ),

- Phương pháp mô hình hóa,

- Phương pháp phân tích lợi ích chi phí mở rộng [29], [37]

1.1.2.3 Các công trình nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường đất

Đã có một số công trình nghiên cứu về phương pháp tiếp cận đánh giá CLMT, nhưng cho đến nay việc áp dụng vào thực tiễn ở Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập

Một số công trình như: Đặng Trung Thuận (2005), “Địa hóa học” đã trình bày khái

quát về các thành phần đất, tỷ lệ và nguồn gốc hình thành đất nhưng ít đề cập đến CLMT đất, chưa đưa ra được tiêu chuẩn đánh giá CLMT nên chưa đánh giá được

điều kiện môi trường tại nơi nghiên cứu; Lê Văn Khoa và cộng sự (2002), “Khoa học

môi trường” tuy đã trình bày khái quát về cơ sở khoa học môi trường mà chưa đi sâu

phân tích các mẫu đất ở các địa bàn cụ thể để xây dựng nên một cơ sở khoa học nhằm đánh giá CLMT đất

Một số công trình của các tác giả như: Nguyễn Đình Hoè và Nguyễn Thế

Thôn (2001), “Địa chất môi trường”; Trần Phước Cường (2011), “Quản lý môi

trường cho sự phát triển bền vững”; Lưu Đức Hải và cộng sự (2006), “Cẩm nang quản lý môi trường”; Nguyễn Thế Thôn (2004), “Dân số định cư môi trường”; Lê

Văn Khoa và cộng sự (2000), “Đất và môi trường”; Vũ Tự Lập (1982),“Đánh giá

tổng hợp môi trường tự nhiên”; Nguyễn Thị Kim Thái (2011), “Quản Lý chất thải rắn – tập 2 chất thải rắn nguy hại”; … Các công trình này đã ứng dụng tốt cơ sở lý

luận về đất đai, môi trường đất… trong quy hoạch, quản lý và bảo vệ môi trường hiện nay Điều này tạo ra những thuận lợi nhất định cho NCS trong quá trình thực hiện luận án

Đầu thế kỉ XXI việc nghiên cứu hiện trạng môi trường ở Việt Nam được chú

trọng, đặc biệt là môi trường đất Tiêu biểu như công trình “Đánh giá tác động môi

trường”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2000 của nhóm tác giả Phạm Ngọc

Hồ, Hoàng Xuân Cơ và các cộng sự bước đầu đưa ra phương pháp tiếp cận mới để đánh giá CLMT nói chung, môi trường đất nói riêng Cách thức tiến hành đánh giá CLMT đất trong công trình này đã ứng dụng khá thành công công nghệ GIS với các phần mềm có khả năng phân tích, chồng xếp các lớp thông tin và đưa ra kết quả khá chính xác trên địa bàn nghiên cứu thử nghiệm tỉnh Hoà Bình Các mẫu đất được thu

thập trải đều trên địa bàn toàn tỉnh Hòa Bình Các mẫu đất được phân tích theo các chỉ tiêu hóa, lý và sinh học, sau đó kết quả phân tích được cập nhập vào máy tính thông qua hệ thống thông tin địa lý - GIS Từ dữ liệu này các tác giả tiến hành nội ngoại suy làm giàu số liệu theo đặc tính phân bố, hoặc bổ sung mẫu đất Sau đó lập

mô hình theo các lớp thông tin tương ứng với từng thành phần trong mẫu đất Kết quả này thể hiện sự phân bố của mỗi thành phần trong đất, bước đầu đánh giá được CLMT đất Công việc tiếp theo là chồng xếp các lớp thông tin để có một mô hình tổng hợp Căn cứ mô hình này mà chúng ta có thể đánh giá được CLMT đất một cách chính xác Song đây là một công trình đầu tiên thực hiện trên địa bàn cấp tỉnh, lại tiến hành với tổng thể của cả môi trường đất, nước và không khí nên chưa thể chi tiết, cũng như khái quát thành cơ sở lý luận cho một phương pháp khoa học – phương pháp đánh giá CLMT đất

Tổng cục Môi trường mới ban hành phương pháp tính toán chỉ số cho việc đánh giá CLMT nước, nhưng chưa thể phát triển để áp dụng cho môi trường đất và không khí

Phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng có ưu điểm là đã tổng hợp được sự ảnh hưởng của các yếu tố hóa học trong đất như: độ chua, hàm lượng chất hữu cơ, các nguyên tố đại lượng, trung lượng và vi lượng tồn tại trong mối quan hệ chặt chẽ và tương tác qua lại lẫn nhau

Do mỗi yếu tố lại có những nét đặc thù và góp phần tạo nên các đặc trưng cho từng loại đất, đồng thời chúng tạo nên chất lượng của môi trường đất và được lấy làm căn cứ để đánh giá về mức độ phù hợp (chủ yếu là thực vật) theo một thang (tiêu chuẩn) đánh giá nhất định Do đó, dựa trên sự so sánh giữa kết quả phân tích của từng yếu tố với thang đánh giá có thể đưa ra hệ số quy đổi tỷ đối của các chỉ thị về CLMT đất [30]

1.1.3 Trên khu vực tỉnh Hải Dương

Dự án “Quy hoạch môi trường tỉnh Hải Dương 2006 – 2020” do UBND, Sở

TN&MT tỉnh Hải Dương phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu quan trắc và mô hình

hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện năm

2007 Tại dự án này các căn cứu khoa học để đánh giá hiện trạng môi trường nước

và không khí phục vụ công tác thành lập bản đồ CLMT nước, không khí được áp dụng theo đúng quy định của Thông tư số 17/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Riêng các bản đồ phản ánh CLMT đất do chưa có quy trình kĩ thuật nên vẫn

áp dụng theo phương pháp ứng dụng chỉ tiêu riêng lẻ để phản ánh trên bản đồ Số lượng các bản đồ là rất nhiều và khó có thể nhận định CLMT đất tại một khu vực cụ thể, bởi chúng nằm trên các bản đồ rời rạc, độc lập với nhau Tuy nhiên, với dự án này đã thu thập và phân tích một cơ sở dữ liệu đồ sộ, chi tiết làm cơ sở để tác giả thực hiện luận án trên địa bàn nghiên cứu Hải Dương Trong luận án đã áp dụng phương pháp đánh giá CLMT đất bằng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng, của tác giả Phạm Ngọc Hồ đã xây dựng và đề xuất [62]

Năm 2011, Trung tâm Điều tra, Đánh giá tài nguyên đất, Tổng cục Quản lý

đất đai đã tiến hành “Điều tra, đánh giá thực trạng môi trường đất vùng kinh tế

trọng điểm Bắc Bộ phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững” [60] Qua đó, đã thu thập

và phân tích một khối lượng lớn dữ liệu đồ sộ về đất đai các tỉnh trong địa bàn nghiên cứu Điều mà dự án chưa đề cập tới là xây dựng một cơ sở khoa học thành lập bản đồ chất lượng môi trường đất theo chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng, có tính đến trọng số của các nhóm chỉ thị về đất, vấn đề này đã giải quyết và hoàn thiện trong luận án

Từ đó đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về các khía cạnh khác nhau như: địa lý, địa chính, quy hoạch, môi trường… nhưng chưa có công trình nào

đi sâu nghiên cứu riêng về môi trường đất, về đánh giá CLMT đất một cách khoa học Điều đó cho thấy: cần sớm có một công trình nghiên cứu đáp ứng nhu cầu quản

lý môi trường tại tỉnh Hải Dương

Hơn thế nữa tình trạng môi trường ở mỗi địa phương ngày càng suy giảm Vì vậy, xây dựng cơ sở khoa học đánh giá CLMT đất cấp tỉnh là một hướng nghiên cứu đang được mong đợi và đặc biệt cần thiết cho việc áp dụng quy hoạch, quản lý, bảo vệ môi trường và phục vụ công tác giảng dạy môi trường hiện nay ở Việt Nam

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1.2.1 Khái niệm về đất và đất đai

bố ở bề mặt các lục địa Đây là nơi tiếp xúc, xâm nhập và tác động qua lại của các thành phần tự nhiên, vì thế đất có thành phần vật chất, cấu trúc phức tạp và đa dạng nhất trong lớp vỏ Trái đất

b Các nhân tố hình thành đất

- Đá mẹ: đá mẹ đã tạo nên bộ khung của đất thông qua việc cung cấp các khoáng vật cho đất nên đá mẹ chi phối tính chất của đất Mỗi một loại đá mẹ khác nhau sẽ hình thành một loại đất có những đặc điểm khác nhau Đất hình thành trên các loại đá mẹ có tính chất chua như: granit, pocphia, thạch anh… đất sẽ chua Đất được hình thành trên đá kiềm như: bazan, gabrô… đất sẽ mang tính kiềm Vùng ven biển chứa nhiều natri nên đất thường bị mặn, vùng đất mới hình thành từ đá vôi thường có lượng canxi cao Đất hình thành từ những sản phẩm phong hóa của đá granit hoặc của các loại đá trầm tích cơ học như cuội kết, cát kết, bột kết thường có

tỷ lệ cát cao; còn nếu trên các loại đá phiến sét, đá vôi, bazan sẽ chứa nhiều sét

Màu sắc của đất cũng được quy định bởi đá mẹ Ở Việt Nam, đất phát triển trên các sản phẩm phong hóa của đá phiến sét thường có màu nâu tím, đất phát triển trên đá cát kết thường có màu vàng, còn đất phát triển trên đá vôi thường có màu đỏ vàng

- Địa hình: đây là nhân tố tác động chủ yếu đến sự phân phối lại lượng nhiệt

và độ ẩm không khí Nhiệt độ và độ ẩm không khí thay đổi theo độ cao của địa hình Trong khi đó quá trình phong hóa lại phụ thuộc chính vào nhiệt độ và độ ẩm Hơn thế nữa, địa hình thay đổi làm cho sinh vật thay đổi, thảm thực vật thay đổi,… khiến cho quá trình phong hóa diễn ra cũng khác nhau giữa các khu vực, đồng thời ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của đất Độ dốc và hướng dốc của địa hình tạo ra các dòng chảy mặt khác nhau, gây nên sự xói mòn đất, vật liệu bị xói mòn được vận chuyển, rồi tích đọng lại ở những nơi trũng thấp, điều này làm thay đổi độ dày cũng như tính chất của đất Địa hình tạo nên các hướng sườn khác nhau, dẫn đến lượng bức xạ mặt trời sẽ khác nhau tạo ra nhiệt độ đất khác nhau, điều này ảnh hưởng lớn tới quá trình hình thành đất

- Khí hậu: là nhân tố giữ vai trò tiên phong trong quá trình tạo đất Trong quá trình hình thành đất, các yếu tố nước, nhiệt, khí đã ảnh hưởng tới cường độ và chiều hướng phát triển của cả quá trình Ngoài ra, khí hậu còn ảnh hưởng gián tiếp tới sự hình thành đất thông qua sinh vật như ở các đới khí hậu khác nhau, sự sinh trưởng

và phát triển của sinh vật không đồng đều ảnh hưởng tới việc trao đổi năng lượng

và vật chất trong đất

- Sinh vật: sinh vật đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự hình thành đất bởi trong tiểu tuần hoàn sinh vật, chính sinh vật đã thực hiện trao đổi năng lượng và vật chất Thực vật hạn chế sự xói mòn của nước, đồng thời điều hoà nhiệt độ ở lớp không khí sát mặt đất, điều hòa lại lượng nước thấm vào đất, do vậy cũng ảnh hưởng tới sự thành tạo đất Vai trò của sinh vật trong quá trình hình thành đất thể hiện ở sự phân huỷ, tổng hợp chất hữu cơ Bên cạnh đó, đất là môi trường sống của nhiều loại côn trùng, động vật sống… làm đẩy nhanh quá trình hình thành đất và thay đổi hình thái đất

- Thời gian hình thành đất hay còn gọi là tuổi của khu vực mà đất được hình thành Thời gian ấy được tính từ khi đất hình thành cho tới hiện tại Đây được gọi là tuổi tuyệt đối của đất Toàn bộ quá trình xảy ra trong đất đều cần đến thời gian để biểu

lộ sự thay đổi trong đất Tuổi tương đối của đất là sự chênh lệch về giai đoạn giữa các loại đất có cùng tuổi tuyệt đối

- Nhân tố con người: con người tuy không là nhân tố hình thành nhưng các hoạt động của xã hội loài người có tác động mạnh mẽ tới sự biến đổi của đất Ví dụ như: làm đất nông nghiệp bị bạc màu, thoái hóa… đất đồi núi bị xói mòn, nghè chất dinh dưỡng…

quá trình rửa trôi, quá trình pốtdôn, quá trình bồi tụ phù sa [dẫn theo 30]

- Các quá trình hóa học đặc trưng diễn ra trong môi trường đất: quá trình feralit (đặc trưng cho vùng nhiệt đới, trên môi trường hơi chua và chua), tức là quá trình rửa trôi kim loại kiềm và kiềm thổ, tích tụ Fe2+

, Al3+, Fe3+ ; quá trình macgalit (đặc trưng cho vùng có đá mẹ là bazơ, sản phẩm của quá trình giàu Ca, Mg phản ứng trong môi trường đất trung tính hay kiềm); quá trình Feralit - macgalit là trung gian giữa hai quá trình trên trong điều kiện nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới; quá trình Alit xảy ra trên miền núi cao, khí hậu ẩm ướt, đất giàu mùn thô [6]

d Thành phần và đặc tính của đất

d.1 Thành phần của đất

- Thành phần khoáng vật và hữu cơ của đất

+ Khoáng vật trong đất: tất cả các loại đất đều được hình thành từ các sản phẩm phong hóa của đá gốc Đá gốc có thể do một hoặc nhiều khoáng vật tạo nên,

vì vậy khoáng vật tạo đá cũng chính là khoáng vật hình thành đất

Trong đất, khoáng vật chiếm tỷ lệ rất cao tới 90 – 95% khối lượng chất khô của đất Đại bộ phận khoáng vật trong đất là khoáng vật thứ sinh song lại có kích thước nhỏ, nên rất khó nhận biết chúng Có 3 lớp khoáng vật thứ sinh chủ yếu là: muối khoáng, alumino – silicat và ôxít, hyđrôxit Các loại muối khoáng được hình thành theo con đường kết tủa các sản phẩm phong hóa khoáng nguyên sinh ở các vùng có khí hậu lục địa (khô và nóng) Đặc biệt các khoáng vật thuộc lớp alumino – silicat thứ sinh như khoáng sét, hyđrô mica, clorit, kaolinit, mônmôrilônít đã tạo nên những tính chất quan trọng của đất như: dính, dẻo, khả năng hấp thụ, trao đổi ion, tính trương, tính co… Các khoáng vật thuộc lớp ôxít

và hyđrôxit thường gặp là gơtit, limonit, manganit…

+ Thành phần cơ giới của đất hay còn gọi là thành phần cấp hạt của đất là tỷ

lệ phần trăm của những phần tử cơ giới có kích thước khác nhau trong đất khi đoàn lạp đất ở trạng thái bị phá vỡ Do quá trình phong hóa và hình thành đất mà đá gốc

và khoáng vật bị vỡ ra thành những hạt to, nhỏ khác nhau, chúng được gọi là phần

tử cơ giới của đất Các phần tử này gắn kết với nhau tạo thành đoàn lạp của đất Để nghiên cứu kĩ về các loại đất, chúng ta cần phải phá vỡ đoàn lạp đất Kích thước của các phần tử cơ giới khác nhau sẽ có tính chất vật lý khác nhau [29], [39], [52] Sự phân chia cấp hạt được khái quát trong bảng sau:

Bảng 1.4 Sự phân cấp hạt theo quan điểm của Mỹ và Nga

Nguồn dẫn theo [6]

Căn cứ tỷ lệ cấp hạt cát vật lý (cấp hạt > 0,01 mm) và sét vật lý (cấp hạt

<0,001 mm), N.A Kachinxki đã xác định tên gọi đất theo thành phần cơ giới như sau: [32], [38]

Bảng 1.5 Phân loại đất theo tỷ lệ hạt cát vật lí và sét vật lí của N.A Kachinxki

Phần trăm hạt sét vật lý Phần trăm hạt cát vật lý Tên gọi đất theo thành

Bên cạnh đó ở Việt Nam còn sử dụng cách phân loại theo trường phái của

Mĩ Theo phương pháp phân loại này thì thành phần cơ giới đất được phân loại theo hình tam giác đều, mỗi cạnh đặc trưng cho một nhóm cấp hạt: sét, limon và cát, mỗi đỉnh của tam giác ứng với 100% khối lượng từng cấp hạt Hàm lượng của 3 nhóm cấp hạt này biểu thị bằng tổ hợp giao điểm của 3 đường thẳng song song với 3 đáy của tam giác, giao điểm này ứng với tên của từng loại đất [39]

+ Chất hữu cơ trong đất là những tàn tích sinh vật (xác thực - động vật, vi sinh vật) chưa hoặc đang bị phân giải và những chất hữu cơ đã được phân giải tổng hợp (các chất mùn và các hợp chất không phải mùn) Vật chất hữu cơ có tỉ lệ nhỏ hơn so với các khoáng vật trong đất Tuy nhiên, chúng có vai trò quan trọng đối với chất lượng đất Thành phần hóa học của các axit mùn gồm 4 nguyên tố chính: các bon (C), oxy (O), hyđro (H) và nitơ (N) Ngoài ra, có lưu huỳnh (S), photpho (P) tồn tại dưới dạng muối Chất hữu cơ đặc trưng cho độ phì nhiêu của đất, cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật

- Nước trong đất

Nước trong đất có các trạng thái như: thể rắn, hơi, liên kết và nước tự do Nguồn cung cấp nước cho đất chủ yếu là mưa, hơi nước ngưng kết từ không khí và nước ngầm [23], [39]

- Không khí trong đất

Các khe hở trong đất chứa cả nước và không khí, do lớp không khí sát mặt đất thâm nhập vào nên có thành phần cơ bản tương tự như không khí trong khí quyển Không khí trong đất vừa là nhân tố quan trọng trong quá trình phong hóa đá, vừa là điều kiện tất yếu cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật trong đất Đồng thời là nguồn dinh dưỡng trực tiếp hoặc gián tiếp cho thực vật tồn tại và phát triển Lớp không khí sát mặt đất cũng có vai trò khá quan trọng, nó là hợp phần của môi trường đất, có ý nghĩa quyết định điều kiện tồn tại và phát triển của thực vật, động vật và vi sinh vật trên đất [24]

d.2 Một số đặc tính của đất

- Tỷ trọng đất là tỷ số giữa khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái rắn, khô kiệt với các hạt đất xếp sít vào nhau so với khối lượng nước cùng thể tích ở điều kiện nhiệt độ 40C Tỷ trọng của đất được quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh và hàm lượng chất hữu cơ có trong đất, nên nó phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đất

- Dung trọng của đất đặc trưng cho độ xốp của đất, dùng để tính khối lượng đất canh tác trên 1ha để xác định trữ lượng các chất dinh dưỡng, lượng vôi cần bón cho đất hay trữ lượng nước có trong đất Bên cạnh đó, dung trọng còn được

dùng để kiểm tra chất lượng các công trình thủy lợi, đê, bờ mương máng để đảm bảo độ vững của các công trình [5]

- Độ xốp của đất có thể biến động từ 30 - 70% tùy thuộc vào đất rời rạc không có kết cấu như: đất cát, đất bạc màu cho đến những loại đất có kết cấu viên giống với đất đỏ vàng đồi núi [6], [5]

- Tính dính của đất là khả năng chịu lực kéo (dù rằng lực đó rất nhỏ) của các loại đất dính, nó gồm hai loại: lực dính do lực hút phân tử gây ra, hoặc lực dính do sức căng mặt ngoài của các màng nước mao dẫn và lực dính do các liên kết kết tinh

có sẵn giữa các hạt

- Tính dẻo của đất phụ thuộc vào thành phần, hàm lượng khoáng vật sét trong đất, kích thước hạt, độ ẩm tự nhiên của đất….Vì vậy, tính dẻo sẽ đặc trưng cho chất lượng của đất

- Tính trương và co của đất là hai tính chất ngược nhau có trong đất, chúng đều phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của đất

- Màu sắc đất là yếu tố đầu tiên nhận thấy khi tiếp xúc với đất, giúp ta có thể phân biệt các tầng đất và dự đoán thành phần, tính chất hóa học của đất Theo S.A Zskharop thì đất có những màu sắc chính: màu đen là màu của mùn, thực vật đang

bị phân hủy, khoáng ôxít mangan và ôxít sắt; màu trắng là màu của SiO2 bị phong hóa và các khoáng thứ sinh Calcitic chứa nhôm ôxít và canxi ôxít; màu đỏ là màu của đá chứa Fe2O3 bị phong hóa; màu nâu là màu của magnematic bị phong hóa; màu vàng là màu của geothite bị phong hóa [6] Ngoài ra, màu sắc của đất có thể phản ánh độ thông khí và khả năng ngậm nước của đất

e Khái niệm suy thoái đất

Theo tổ chức Nông lương Thế giới (FAO) “Suy thoái đất là sự suy giảm tạm thời hoặc vĩnh viễn năng suất sản xuất của đất Thoái hóa đất là những quá trình làm thay đổi tính chất đất và những chế độ tự nhiên dẫn đến thay đổi chức năng của đất như là một thành phần của hệ sinh thái và làm giảm độ phì nhiêu của đất” [20]

Thực tế cho thấy, quá trình suy thoái đất và hậu quả của nó khó có thể đánh giá trọn vẹn nếu chỉ dựa vào các yếu tố tổng quan và năng lực sản xuất của đất, mà

chỉ có thể đánh giá được trên cơ sở tổng hợp các biện pháp Nghĩa là chúng ta không thể xác định được năng lực sản xuất của đất nếu chỉ dựa vào một chỉ tiêu, hoặc một biện pháp riêng lẻ Thông thường phải sử dụng tổng hợp các chỉ thị (các biến số) để đánh giá suy thoái đất như: việc tích tụ ở hạ lưu các chất lắng đọng chứng tỏ suy thoái ở thượng lưu do xói mòn, sản lượng mùa màng ở một vùng đất canh tác nào đó bị giảm sút cho thấy chất lượng đất bị suy giảm

1.2.1.2 Khái niệm về đất đai

Theo FAO “đất đai là một vùng đất mà đặc tính của nó bao gồm những đặc trưng tự nhiên quyết định đến khả năng khai thác được hay không và ở mức độ nào của vùng đất đó Thuộc tính của đất đai gồm: địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, động thực vật và những tác động trong quá khứ cũng như hiện tại của con người” [20]

Như vậy, dù là đất hay đất đai đều chịu ảnh hưởng sâu sắc từ nhiều yếu tố, trong đó có con người Từ xa xưa, con người đã coi đất đai là đối tượng sản xuất nông - lâm nghiệp, coi đất là địa bàn sống… Vì thế khi nghiên cứu về môi trường đất cần tiếp cận tổng thể các yếu tố tự nhiên, nhân tạo để có nhận định đúng đắn và chính xác nhất về CLMT đất

1.2.2 Khái niệm môi trường và môi trường đất

1.2.2.1 Khái niệm về môi trường

Thuật ngữ “môi trường” đang được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống: môi trường xã hội, môi trường đầu tư, môi trường sống, môi trường kinh doanh, môi trường giáo dục v.v… Như vậy, môi trường là một khái niệm khá linh hoạt, rất rộng Có nhiều định nghĩa về môi trường được đưa ra như:

Theo Lê Thạc Cán (1995): “Môi trường của một vật thể hay sự kiện là tổng thể các điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới vật thể hay sự kiện đó Đối với con người, môi trường chính là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học, xã hội bao quanh và có ảnh hưởng tới sự sống và phát triển của từng cá nhân và cộng đồng con người Môi trường có thể được phân thành môi trường tự nhiên, môi trường nhân tạo, môi trường xã hội” [16]

Luật Bảo vệ môi trường - 2005 có quy định tại điều 3: Môi trường bao gồm

các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật

Theo E.K Boon (1998): “Các thành phần của môi trường có thể là một hay một vài hệ thống thành phần như: hệ thống vật lý, hệ thống sinh học, sinh thái xã hội, chính trị, kinh tế và công nghệ; các hệ thống thành phần này bao gồm tất cả các thành tố nhân tạo, tự nhiên dưới mặt đất, trên mặt đất và các thành phần trong khí quyển” [6] Một số thuật ngữ được thống nhất như sau:

- Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường như: đất,

nước, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật, hệ sinh thái và các hình thái sinh vật khác… [47] Đây là định nghĩa đầy đủ và thông dụng nhất hiện nay

- Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của các

thành phần môi trường gây ảnh hưởng xấu đối với con người và sinh vật [47]

- Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không

phù hợp với TCMT, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật [47];

- Sự cố môi trường là tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình hoạt động

của con người hoặc biến đổi thất thường của tự nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái hoặc biến đổi môi trường một cách nghiêm trọng [47];

- Sức chịu tải của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp

cấu cây trồng nghèo nàn Tuy nhiên, các vấn đề trên được nhìn nhận qua 2 phạm trù là: các quá trình làm suy thoái môi trường đất và ô nhiễm môi trường đất [20]

- Suy thoái môi trường đất là sự suy giảm về chất lượng của các hợp phần tạo nên môi trường đất, qua đó làm giảm khả năng sản xuất của đất cũng như giảm sản lượng cây trồng, số lượng sinh vật trên đất

- Ô nhiễm môi trường đất là sự biến đổi của các thành phần môi trường đất không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường đất, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm, qua đó có thể phân loại đất bị ô nhiễm theo nguồn gốc phát sinh, hoặc theo các tác nhân gây ra ô nhiễm [47]

Nếu theo nguồn gốc phát sinh có: ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt, ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp và ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp

Môi trường đất có những đặc thù riêng và một số tác nhân gây ô nhiễm có thể có cùng nguồn gốc nhưng lại gây tác động bất lợi rất khác nhau Do đó, phân loại theo các tác nhân gây ô nhiễm sẽ phù hợp hơn đối với môi trường đất: ô nhiễm

do tác nhân hóa học, ô nhiễm do tác nhân sinh học và ô nhiễm do tác nhân vật lý

Như vậy, môi trường đất là một môi trường sinh thái hoàn chỉnh được hình thành qua nhiều quá trình sinh học, vật lý và hóa học Mặt khác môi trường đất là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó [35]

b Đặc tính của môi trường đất

- Môi trường đất có biểu hiện như một hệ sinh thái hoàn chỉnh như:

+ Có hệ thống cấu trúc và hoạt động hoàn chỉnh,

+ Hoạt động liên tục,

+ Liên hệ chặt chẽ giữa môi trường bên trong và bên ngoài,

+ Phần vô sinh và hữu sinh không có ranh giới, chúng tương tác, hòa quyện lẫn nhau [6]

Điều này cho thấy việc nghiên cứu xây dựng hệ thống chỉ tiêu hóa nhằm đánh giá CLMT đất là rất phức tạp, khi chỉ chú trọng tới một chỉ tiêu (chỉ tiêu riêng lẻ) thì chỉ là cách tiếp cận phiến diện, kém tính thực tiễn Đây là lý do mà tác

giả luận án áp dụng chỉ số chất lượng môi trường đất tổng cộng trong đánh giá CLMT đất

- Thành phần cơ giới và các lý tính cơ bản của môi trường đất tương tự như

sự phản ánh của đất

- Tính chất hóa học của môi trường đất: thành phần hóa học của môi trường đất cũng có đầy đủ các đơn chất, các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Mendeleev, có đầy đủ các hợp chất, đầy đủ các dạng vô cơ hay hữu cơ, hoặc ion, các dạng phức chất, các chất dinh dưỡng và độc chất cho sinh vật [6]

+ Dung dịch đất là môi trường để các quá trình lý, hóa và sinh học diễn ra trong đất Dung dịch đất là một dạng nước tự do đặc biệt bao quanh hạt keo với một lực liên kết nhất định Dung dịch đất gồm dung môi (nước mưa, nước ngầm, nước

tự do trong đất) và chất tan (các chất hữu cơ hòa tan như axit humic, axit fulvic và các muối của chúng, các chất vô cơ hòa tan như muối NaCl, Cabonnat, các ion Fe2+,

Fe3+, Al3+, Mn2+, Cu2+, Zn, Pb, Ni, CO, H+, NO2-, NO3-, Mg2+, Mn4+, HPO43-,

HCO32-, SO42-, Cl-,…), các chất khí hòa tan (CO2, O2, N2, NH3, ) và các vi khuẩn, thực vật trong đất [6] Thành phần và nồng độ của dung dịch đất là nguyên nhân làm tăng giảm hoạt tính của môi trường đất

+ Hoạt tính của đất được biểu hiện qua phản ứng môi trường của dung dịch đất, tính đệm và khả năng oxy hóa – khử của nó Phản ứng môi trường thông qua dung dịch đất thể hiện tính chua, kiềm hay trung tính, nó được xác định bởi nồng độ ion H+ hoặc OH-, điều này cũng được thể hiện bằng chỉ tiêu pH của đất Nguyên nhân gây chua môi trường đất: do đặc tính từng loại môi trường (đất phèn chua, đất bazan ít chua, đất nhiều CaCO3); do thực vật lấy đi dinh dưỡng trong đất (K+