Để đánh giá được chất lượng môi trường đất của khu Ramsar Xuân Thuỷ, cần hồi cứu và cập nhật các số liệu của chất lượng đất để đánh giá diễn biến các thông số chất lượng đất theo thời gian. Việc cập nhật số liệu được thực hiện thông qua lấy mẫu và phân tích chất lượng đất trong phạm vi khu Ramsar làm nhiều đợt nhằm xem xét, nghiên cứu cụ thể các thông số hoá lý cơ bản có ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của các loài sinh vật trong khu vực.
Nghiên cứu, cập nhật và đánh giá sự biến đổi chất lượng môi trường đất khu Ramsar Xuân Thủy, bao gồm các số liệu phân tích về tích chất cơ học của đất, chỉ tiêu dinh dưỡng và hàm lượng một số độc tố kim loại nặng.
3.1.1.1. Kết quả nghiên cứu chất lượng đất tháng 7 năm 2011
Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng đất tại các điểm lấy mẫu đất tại khu Ramsar Xuân Thủy trong đợt khảo sát tháng 7/2011 được thể hiện trong bảng 8.
Bảng 8. Kết quả phân tích chất lượng đất tại VQG Xuân Thủy tháng 7/2011
Chỉ tiêu Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 pH 8,2 8,5 7,9 8,1 7,6 7,8 P2O5(mg/100g) 9,54 9,80 11,99 17,32 26,70 19,43 Ca2+(mgđl/100g) 3,5 6,5 4,0 8,5 4,9 9,1 Mg2+(mgđl/100g) 5,2 13,5 9,0 1,2 5,1 3,2 Pb2+(mg /kg ) 0,22 0,10 0,03 0,10 0,70 0,05 Cd2+(µg /kg) 11,38 21,16 12,02 9,30 7,07 2,10 As3+(µg /kg) 10,02 15,21 13,11 7,31 5,23 3,15
Dựa trên kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong đất tại các vị trí lấy mẫu khác nhau của VQG Xuân Thủy so sánh với thang đánh giá các chỉ tiêu lý hóa trong đất, có thể đánh giá chất lượng môi trường đất cụ thể như sau:
pHKCl
Giá trị pH ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học và động thái của các nguyên tố dinh dưỡng trong đất như: Ca, P...Qua giá trị pH có thể đánh giá một cách định tính hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng nhiều hay ít. Giá trị pH của đất có ảnh hưởng lớn đến thực vật, vi sinh vật, tốc độ và phương hướng của các quá trình lý hóa xảy ra trong đất. Ngoài ra, pH còn ảnh hưởng tới sự đồn hóa chất dinh dưỡng của thực vật, hoạt động của vi sinh vật đất, sự khoáng hóa chất hữu cơ, phân hủy khoáng đất, hòa tan các hợp chất khó hòa tan, keo tụ và các quá trình lý hóa khác phụ thuộc vào phản ứng của đất. Đối với cây trồng thì giá trị pH phù hợp cho quá trình sống, tồn tại, sinh trưởng và phát triển là khác nhau. Sự thay đổi của pH về phía axit hay kiềm sẽ kìm hãm sự phát triển của cây trồng khi không phù hợp với chúng, thậm chí gây chết cây trồng [13].
Trong tất cả 6 mẫu đất được lấy để tiến hành thí nghiệm, ta thấy có sự khác nhau tương đối giá trị pH của 2 mẫu đất lấy tại khu hút bùn cát và đất trong đê, thể hiện rõ trong biểu đồ 1 dưới đây:
Biểu đồ 1: Giá trị pH của đất (7/2011)
Nhìn vào biểu đồ ta nhận thấy, giá trị pH giữa các mẫu đất lấy tại những vị trí khác nhau trong VQG Xuân Thủy không có sự chênh lệch lớn. pH trong đất của VQG có tính kiềm yếu, cụ thể tại vùng lõi VQG có độ kiềm cao nhất (giá trị pH = 8,5), mặt khác pH trong đất vườn ở khu vực trong đê (vùng đệm) lại thấp nhất so
với các vị trí lấy mẫu khác (pH = 7,6), điều này có thể giải thích do các điểm lấy mẫu nằm trong VQG là đất vùng ven biển, nhiễm mặn nên thông thường độ kiềm sẽ cao hơn.
Hàm lƣợng phốt pho dễ tiêu trong đất
Phốt pho trong đất có vai trò rất quan trọng trong dinh dưỡng của thực vật, đặc biệt là đối với sự phát triển của rễ và hạt [12]. Phốt pho có vai trò quan trọng trong việc tích lũy năng lượng trong cây, tăng khả năng chống chịu hạn cho cây. Trong đất, phốt pho ở dạng những hợp chất khoáng và hữu cơ. Photphat khoáng trong đất là nguồn thức ăn chủ yếu cho thực vật, còn phốt pho hữu cơ thực vật chỉ thu hút được sau khi nó bị phân giải nhờ vi sinh vật. Thực vật chỉ hút thu phốt pho dưới dạng anion của H3PO4 như PO43- trong điều kiện phù hợp là đất có phản ứng axit yếu. Còn ở các khoáng dạng Apatit, photphorit...có chứa phốt pho nằm trong đất thì cây trồng khó sử dụng khi chúng chưa qua quá trình phân hủy sinh học [10].
Biểu đồ 2: Hàm lượng phốt pho dễ tiêu của đất (7/2011)
Quan sát số liệu được minh họa trên biểu đồ 2 có thể thấy Hàm lượng P2O5 trong các mẫu phân tích tại VQG Xuân Thủy là không đồng nhất và biến đổi theo các vị trí lấy mẫu khác nhau, có nơi chênh lệch nhau đến gần 3 lần như tại đất vườn trong đê (P2O5 = 26,70mg/100g) giá trị P2O5 cao gần gấp ba lần so với đất ven rừng ngập mặn (P2O5 = 9,54mg/100g).
Theo thang đánh giá của Lê Văn Khoa [12] có thể đánh giá khái quát hàm lượng phốt pho dễ tiêu trong các mẫu đất, cụ thể: Phốt pho dễ tiêu của những mẫu
đất lấy tại các khu vực vườn trong đê có hàm lượng cao và ở mức giàu dao động quanh khoảng từ 17,32 – 26,70 mg/100g đất. Chỉ duy nhất mẫu đất lấy tại rừng phi lao nằm trong khuôn viên trụ sở của VQG là có hàm lượng phốt pho ở mức trung bình (11,99 mg/100g đất). 2 mẫu đất lấy ở ven rừng ngập mặn và đất hút bùn cát ngoài sông lại có hàm lượng ở mức nghèo.
Nhận thấy, giá trị P2O5 trong các mẫu đất ở vùng lõi của VQG có giá trị thấp hơn rất nhiều so với các mẫu đất vườn trong đê. Điều này có thể lý giải một phần là do các vùng đất trong đê chịu ảnh hưởng của các loại phân bón được sử dụng trong quá trình canh tác.
Hàm lƣợng Ca2+, Mg2+ trao đổi trong đất
Nhu cầu cây trồng đối với Ca2+, Mg2+ không cao như những đất trong phức hệ hấp phụ chưa nhiều Ca2+, Mg2+ vừa làm chất dinh dưỡng vừa tạo phản ứng thích hợp gần trung tính làm tốt các cấu trúc đất. Trong đất Ca2+, Mg2+ chứa trong mạng lưới tinh thể các khoáng, ở trạng thái trao đổi hấp phụ và ở dạng các muối đơn giản. Trong số các cation hấp phụ thì Ca2+ chiếm vị trí thứ nhất và Mg2+ chiếm vị trí thứ 2 [33].
Về mặt dinh dưỡng Ca, Mg được coi là các nguyên tố dinh dưỡng trung lượng. Sự thoái hóa, chua hóa đất là do sự mất mát, thiếu hụt các cation kim loại kiềm và kiềm thổ, mà quan trọng nhất đó là Ca, Mg. Ca và Mg là hai nguyên tố có tác dụng làm giảm độ chua của đất và nhiều tính chất lý hóa học khác của đất.
Kết quả phân tích cho thấy, trong các mẫu đất lấy tại trụ sở VQG và trong khu vực ngoài vùng lõi thì hàm lượng Mg2+ cao hơn hàm lượng Ca2+, cao nhất là mẫu đất hút bùn cát ngoài sông với hàm lượng 13,5 mgđl/100g. Những mẫu đất lấy ở vườn trong đê có hàm lượng Mg2+
khá thấp. Trong khi đó hàm lượng Ca2+ là không đồng nhất, biến đổi theo từng địa điểm lấy mẫu khác nhau và dao động trong khoảng 3,5 – 9,1 mgđl/100g.
Nồng độ kim loại nặng trong đất (Pb2+, Cd2+, As3+)
Nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng (KLN) trong đất giúp ta đánh giá khái quát được ảnh hưởng của các hoạt động như: canh tác nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản, ảnh hưởng của việc ô nhiễm dầu do phương tiện đi lại của tàu thuyền trong VQG Xuân thủy.
Biểu đồ 4: Nồng độ Pb2+ trong đất (7/2011)
Nồng độ Pb2+ khá thấp và đều nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN. Xét về hàm lượng, các mẫu đất lấy ở những vị trí khác nhau có sự chênh lệch khá rõ ràng, cụ thể: thấp nhất là mẫu đất trồng phi lao lấy trong khuôn viên của VQG với hàm lượng 0,03 mg/kg, lớn hơn 23 lần là mẫu đất lấy ở vườn trong đê, nơi mà các biện pháp bón phân phục vụ canh tác nông nghiệp diễn ra thường xuyên. Bên cạnh đó, có thể thấy mẫu đất lấy ở ven rừng ngập mặn, gần cổng lấy nước từ sông vào
đầm tôm cũng có hàm lượng Pb2+ cao hơn hẳn so với những nơi khác, điều này bước đầu cho ta thấy ảnh hưởng của các chất thải từ việc nuôi tôm tới môi trường đất.
Biểu đồ 5: Nồng độ Cd2+ và As3+ trong đất (7/2011)
Từ biểu đồ 5 cho ta thấy cái nhìn tổng quát về hàm lượng Cd2+ và As3+. Nhận thấy, nồng độ KLN có xu hướng biến đổi giống nhau theo từng vị trí lấy mẫu khác nhau, nơi nào hàm lượng Cd2+
cao nhất cũng là nơi hàm lượng As3+ cao nhất, tương tự nơi nào hàm lượng Cd2+ thấp nhất cũng là nơi hàm lượng As3+ thấp nhất, cụ thể: đối với mẫu đất hút bùn cát ngoài sông có hàm lượng Cd2+ và As3+ cao hơn hẳn (Cd2+: 21,16 µg /kg; As3+: 15,21 µg /kg), nồng độ thấp hơn rất nhiều là mẫu đất lấy ở một vị trí khác trong đê, nơi đất bỏ trống lâu năm không canh tác (Cd2+: 2,1 µg /kg; As3+: 3,15 µg /kg).
3.1.1.2. Kết quả nghiên cứu chất lượng đất tháng 12 năm 2012
Việc khảo sát thực địa thu mẫu theo từng năm nhằm xây dựng chuỗi số liệu, cập nhật và bước đầu đánh giá được sự biến đổi chất lượng môi trường đất. Khảo sát thực địa tháng 12/2012 do vào mùa khô nên số lượng mẫu đất thu được ở những địa điểm khác nhau thuộc VQG Xuân Thủy tăng lên so với số lượng mẫu thu được tháng 7/2011, đặc biệt là các mẫu đất lấy ở vùng lõi VQG.
Bằng quan sát có thể nhận thấy vào thời điểm lấy mẫu, đi sâu vào vùng lõi các bãi bồi và cồn cát nổi lên tạo nên một sinh cảnh đa dạng về cấu trúc đất cũng như phong phú về thành phần loài động thực vật.
Hình 1: Hình ảnh loài Còng ở VQG Xuân Thủy
Nghiên cứu một số tính chất của các mẫu đất lấy tháng 12/2012 cho ta kết quả được thể hiện ở bảng 9:
Bảng 9. Kết quả phân tích chất lượng đất tại VQG Xuân Thủy tháng 12/2012
Chỉ tiêu phân tích Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 pH 7,5 7,9 7,4 7,3 7,4 7,2 P2O5 (mg/100g) 24,78 33,25 15,84 14,90 29,90 40,24 Ca2+ (mgđl/100g đất) 2,75 3,50 4,75 8,00 5,00 9,25 Mg2+ (mgđl/100g đất) 5,50 10,50 11,87 9,35 1,50 2,77 Pb2+(µg /kg ) 104,69 249,83 137,01 45,44 95,67 21,46 Cd2+(µg /kg) 13,30 13,47 17,31 9,07 12,16 6,65 NO3- (mg/100g) 1,48 0,27 0,45 8,11 1,58 5,71 NH4+ (mg/100g) 0,72 2,16 1,08 0,72 0,74 1,08 Chỉ tiêu phân tích Đ7 Đ8 Đ9 Đ10 Đ11 pH 7,7 7,5 7,3 7,5 8,2 P2O5 (mg/100g) 38,01 38,19 27,39 38,38 36,33 Ca2+ (mgđl/100g đất) 4,50 3,75 4,20 4,20 2,5 Mg2+(mgđl/100g đất) 9,45 4,50 5,88 1,26 2,32 Pb2+(µg /kg ) 384,90 169,57 226,57 312,90 98,49 Cd2+(µg /kg) 33,02 12,65 10,63 12,63 7,67 NO3- (mg/100g) 0,14 0,86 1,48 0,88 0,68 NH4+ (mg/100g) 0,72 0,72 1,72 1,44 0,75
Dựa vào kết quả phân tích được một số chỉ tiêu lý hóa của đất, so sánh với các thang đánh giá cho từng chỉ tiêu đất, có thể đánh giá chất lượng môi trường đất và bước đầu quan sát được sự biến động chất lượng môi trường đất qua 2 năm quan trắc. Cụ thể:
pH đất
Độ chua là yếu tố độ phì quan trọng của đất, nó ảnh hưởng đến các quá trình lý hóa và sinh học trong đất, đồng thời có tác động đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Đất chua là do có mặt các ion H+ và Al3+ trong dung dịch đất cũng như trong các phức hệ hấp phụ của đất gây nên, điều này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nhưng phụ thuộc chủ yếu vào đá mẹ, điều kiện khí hậu, thành phần cơ giới đất và chế độ bón phân [12].
Biểu đồ 6: pH của đất (12/2012)
Giá trị pHKCl của tất cả các mẫu đất lấy tại VQG Xuân Thủy có tính kiềm và dao động trong khoảng 7,2 – 8,2. So sánh với kết quả phân tích pH của các mẫu đất thu được tháng 7/2011 thì giá trị pH của các mẫu đất lấy tháng 12/2012 có giảm nhẹ.
Hàm lƣợng photpho dễ tiêu
Photpho (lân) là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây trồng, song việc đánh giá photpho dễ tiêu luôn là vấn đề khó khăn do thành phần và sự biến đổi phức tạp của chúng ở trong đất. Trên thực tế cây trồng không chỉ sử dụng photpho ở dạng hòa tan trong dung dịch đất mà còn có cả những dạng photpho khó tan hơn. Vì vậy photpho dễ tiêu trong đất được quan niệm bao gồm những dạng hòa tan trong nước, trong axit hoặc bazơ yếu, có thể cung cấp ngay cho thực vật [12].
Hàm lượng photpho dễ tiêu trong các mẫu đất của VQG Xuân Thủy lấy tháng 12/2012 đều ở mức giàu, ngoại trừ mẫu đất vườn trồng thanh long lấy trong đê có hàm lượng photpho ở mức trung bình (14,9 mg/100g).
Hình 3: Đất vườn trồng thanh long
So sánh với kết quả phân tích của mẫu đất lấy tháng 7/2011 (17,32 mg/100g) tại cùng địa điểm cho thấy hàm lượng photpho dễ tiêu của mẫu đất lấy tháng 12/2012 (14,90 mg/100g) giảm đáng kể so với mẫu đất lấy trước đây, từ mẫu đất giàu photpho sau khi trồng thanh long hàm lượng photpho giảm xuống ở mức trung bình. Qua quan sát thực địa cho thấy, năm 2011 khi lấy mẫu tại đây đất vườn đang trong tình trạng bỏ trống, chưa canh tác loại cây nông nghiệp nào, đến tháng 12/2012 đất vườn đã trồng nhiều gốc thanh long, điều này có thể giải thích do thanh long hút thu nhiều photpho trong quá trình sinh trưởng nên hàm lượng photpho trong đất sẽ giảm so với lúc chưa trồng loại cây nào trên đất.
Mẫu đất lấy ở gần trạm bảo vệ cồn ngạn có hàm lượng photpho dễ tiêu cao nhất (40,24 mg/100g) gấp hơn 2 lần so với mẫu đất trồng thanh long. Các mẫu đất
lấy trong vùng lõi đều có hàm lượng photpho dễ tiêu ở mức giàu, không có sự chênh lệch rõ ràng và dao động quanh khoảng 27,39 – 38,38 mg/100g.
Hàm lƣợng Ca2+
, Mg2+ trao đổi trong đất
Biểu đồ 7: Hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi trong đất (12/2012)
Nhìn vào biểu đồ có thể thấy hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi trong đất là không đồng nhất và dao động mạnh tại các vị trí lấy mẫu khác nhau. Hàm lượng các nguyên tố đa lượng trong đất như Ca2+, Mg2+ hầu hết đều có giá trị ở mức trung bình, hàm lượng Ca2+ biến đổi tùy theo các khu vực lẫy mẫu. Thấp nhất với 2,5 mgđl/100g là hàm lượng Ca2+ của mẫu đất lấy ở ranh giới giữa cồn Ngạn và bãi Trong, lớn hơn xấp xỉ 4 lần là mẫu đất lấy ở gần trạm bảo vệ cồn Ngạn với hàm lượng 9,25 mgđl/100g. Tương tự như vậy, hàm lượng Mg2+ cũng có sự dao động lớn theo những khu vực lấy mẫu khác nhau, cụ thể: thấp nhất với hàm lượng 1,26 mgđl/100g chứa trong đất lấy ở sông Vọp, lớn hơn khoảng 9 lần là mẫu đất lấy trong khuôn viên trụ sở khu Ramsar (11,87 mgđl/100g), cùng vị trí lẫy mẫu, so sánh với kết quả phân tích được vào tháng 7/2011 thì hàm lượng Mg2+ của mẫu lấy tháng 12/2012 có tăng nhẹ xấp xỉ 3 mgđl/100g. Ngược lại, đối với mẫu đất lấy ở vườn trong đê hàm lượng Mg2+ có sự biến động lớn qua 2 đợt quan trắc, hàm lượng đợt quan trắc tháng 12/2012 là 9,35 mgđl/100g lớn hơn xấp xỉ 4 lần hàm lượng quan trắc đợt tháng 7/2011 (1,2 mgđl/100g). Điều này cho thấy, trong quá trình sản xuất
nông nghiệp, việc bón phân hợp lí hơn cũng như thay đổi các biện pháp canh tác nông nghiệp sẽ cải thiện được phần nào hàm lượng dinh dưỡng trong đất cát vùng ven biển.
Hàm lƣợng Pb2+, Cd2+ trong đất
Xét về nồng độ các kim loại nặng (Pb2+, Cd2+) trong đất, cũng tương tự như kết quả phân tích đợt khảo sát tháng 7/2011, nồng độ kim loại nặng trong các mẫu đất phân tích đợt khảo sát tháng 12/2012 vẫn nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN. Tuy nhiên, so sánh với kết quả khảo sát đợt 1, hàm lượng kim loại nặng