Đai rừng Độ cao cát bốc (cm)
Tốc độ gió (m/s)
Trước đai 10m Giữa đai Sau đai 10m
Phi lao hạt 16,5 5,5 2,2 1,6
A.tumida 12,6 5,5 1,9 1,5
A.torulosa 10,1 5,5 1,7 1,1
A.difficilis 9,6 5,5 1,2 1,2
Đất trống 36,7 - 40,3
Như vậy có thể thấy, tốc độ gió trước đai 10m đạt trung bình 5,5m/s, thì ở giữa đai tốc gió trung bình chỉ đạt 2,2m/s ở đai phi lao hạt, 1,9m/s ở đai A.tumida,
1,7m/sở đai A.torulosa và 1,2m/sở đai A.difficilis. Tương ứng với các đai rừng này
độ cao cát bốc cũng thay đổi từ 16,5cm ở đai phi lao hạt xuống 12,6cm ở đai
A.tumida; 10,1cm ở đaiA.torulosa; 9,6cm ở đai A.difficilis; trong khi đó ở khu vực
đất trống cát bốc lên cao ở khoảng 36,7 đến 40,3cm. Qua kết quả nghiên cứu này của Đặng Văn Thuyết và Triệu Thái Hưng(2005), nhận thấy đai rừng phịng hộ có khả năng làm giảm đáng kể tốc độ gió và khả năng cát bốc khi di chuyển qua đai rừng và khả năng này là khác nhau đối với các giống cây khác nhau [6].
Bên cạnh đó, các loại cây bụi trên cát cũng giữ vai trị vơ cùng quan trọng trong việc chống cát bay và tạo môi trường cho các loài sinh vật khác phát triển. Thực tế đã chứng minh tác dụng của cây bụi trong việc chống cát bay, điển hình như tại khu vực BìnhĐịnh đã kết hợp trồng rau muống biển và cỏ để chống cát bay tại KCN Nhơn Hội. Rau muống biển phát triển vào mùa khô, sang mùa mưa khi rau muống tàn cỏ xanh phát triển và thay thế chống cát bay. Tại các khu vực có rau muống biển phát triển thì khi trồng các loại cây khác sẽ phát triển tốt hơn [11].
Về cồn cát, thảm thực vật trên cồn cát đóng vai trị như bẫy cát góp phần vào sự phát triển hoặc bồi tụ của cồn cát. Kích thước của cồn cát quyết định bởi khả năng của sóng, gió và sự phát triển của thảm thực vật trên đó. Cường độ, hướng của sóng và gió liên tục thay đổi theo thời gian theo sự biến đổi của mùa; vì vậy, cồn cát ven biển ln trong trạng thái động. Trong điều kiện thời tiết bình thường, cồn cát có xu thế phát triển tăng về kích thước và tạo nên hình dạng như những con đê tự nhiên ven biển. Trong điều kiện năng lượng cao, chẳng hạn như các cơn bão từ biển Đông, các cồn cát ven biển bị tấn cơng bởi sóng dâng cao do bão khi đó các đê cát ven biển sẽ làm giảm năng lượng của sóng biển và gây giảm thiệt hại đáng kể đối với khu vực ven biển.
Hình 3.6:Sơ đồsựtấn cơng của bão tới bãi biển và cồn cátNguồn: U.S Department of the Interior, 2012[45] Nguồn: U.S Department of the Interior, 2012[45]
Việc tìm hiểu về tính ổn định và khả năng bảo vệ của cồn cát ven biển duới tác động của sóng, gió là vơ cùng quan trọng tương ứng với việc xác định khả năng bảo vệ của cồn cát đối với dân sinh hạ tầng phía sau. Nghiên cứ trước đây đã chỉ ra hai thơng số quan trọng cần xác định đó là chiều cao và chiều rộng của cồn cát. Cao độ yêu cầu của cồn cát là cao độ đảm bảo khơng cho phép sóng theo tần xuất thiết kế tràn qua đỉnh cồn cát hay cao độ đỉnh cồn cát phải lớn hơn cao độ lớn nhất của
sóng leo trên mái cồn cát phía biển. Chiều rộng yêu cầu của cồn cát là chiều rộng tối thiểu đảm bảo cồn cát ổn định và khơng bị ảnh hưởng bởi tác động của xói lở. Theo kết quả tính tốn của Nguyễn Ngọc Quỳnh (2012) cho thấy với mức sóng leo từ 1 đến 4m thì cao độ cồn cát yêu cầu dao động trong khoảng từ 3 đến 6m và chiều rộngcồncát yêu cầudaođộngtừ130mđến240m.
3.4.2. Điều hòa nhiệt độ, độ ẩm khơng khí và đất
Các hệ sinh thái rừng có tác dụng điều hịa nhiệt độ khơng khí, đất. Tán rừng khơng chỉ là bộ lọc ánh sáng mà cịn là bộ lọc nhiệt. Vì thế, khi tán rừng càng dày khơng khí, đất dưới tán rừng càng ít bị đốt nóng. Chế độ nhiệt, ẩm của rừng thay đổi tùy theo tuổi rừng. Khi tuổi rừng tăng lên thì chế độ nhiệt, ẩm sẽ ổn định hơn.
Nghiên cứu của Đặng Văn Thuyết và Triệu Thái Hưng (2005) cho thấy ẩm độ khơng khí trong đai rừng cao hơn nơi trống từ 2,1 đến 3,7% và nhiệt độ khơng khí trung bình ngày trongđai thấp hơn nơi trống 0,9 đến 2,00C.
Ẩm độ đất tầng mặt (độ sâu từ 0 đến 20cm) dưới đai rừng phòng hộ cao hơn nơi trống từ 2,7 đến 4,4% và nhiệt độ đất trung bình trong ngày dưới đai rừng thấp hơn nơi trống 0,8 đến 1,30C [6].
3.4.3. Cải thiện đặc tính lý, hóa của đất
Đất dưới đai rừng phịng hộ có hàm lượng mùn, đạm các chất dễ tiêu N, P cao hơn khu vực đất trồng. Kết quả này đãđược chứng minh với đai rừng có mật độ 4.050 - 4.900 cây/ha [6].
3.4.4. Lưu giữ và cung cấp nguồn nước ngọt cho khu vực ven biển
Các tích tụ biển, gió phân bố thành các dải cát ven biển từ Cửa Sót đến Cửa Nhượng. Trải qua một thời kỳ lâu dài đã hình thành nên các hồ chứa nước tự nhiên và các thấu kính nước ngọt. Thấu kính nước ngọt có bề dày chứa nước từ 4 - 6m, đôi khi 10 - 15m. Mực nước ở độ sâu 1 - 3m. Lưu lượng Q = 0,4 - 0,5l/s, có khả năng cấp nước cho sinh hoạtvà dịch vụ.
Nước trong các khu vực ao hồ tại ven biển Hà Tĩnh là nước lỗ hổng, khơng áp có chiều dày thay đổi từ 40 - 60m, lộ ra trên mặt tại các vùng có địa hình trũng có chiều cao từ 20 - 30m so với mực nước biển. Tại khu vựcThạch Hàđã xác định đượctuổi của nước dưới đất từ 20 - 40 năm và có nguồn gốc từ nước mưa. Hồ được
hình thành một cách tự nhiên từ năm 1999 do nước mưa thấm qua các đụn cát trong suốt 30 năm.
3.4.5. Mơi trường sống cho các lồi sinh vật
Cồn cát ven biển chính là nơi sinh sống cho nhiều loại sinh vật, đặc trưng nhất là các lồi thực vật có khả năng chịu hạn, chịu mặn.Cồn cát ven bờ là nơi sinh sống của nhiều loài động vật nhỏ như bị sát, gậm nhấm, cơn trùng, là vùng đệm an toàn giữa biển và đất liền và rất dễ bị tổn thương do hoạt động của con người cũng như do thay đổi chế độ động lực biển và khí hậu. Các kết quả nghiên cứu đã phát hiện được 353 loài thực vật thuộc 246 chi, 105 họ. Trên các cồn cát phát hiện khoảng 5- 7 loài cỏ, dứa dại, muống biển. Về động vật chỉ gặp thằn lằn bóng [4].
Thực vật ưu thế/sinh vật chỉ thị cồn cát: các loại cỏ khô hạn và cây bụi chiếm 40% trở lên. Trên những đụn cát, bãi cát dọc bờ biển ngoài khu vực trồng rừng phịng hộ và số ít diện tích trồng cây nơng nghiệp cịn có các câyđặc trưngcồn cát.
Hệ sinh thái ven bờ là nơi cư trú và sinh trưởng cho nhiều lồi cá, tơm biển. Nhiều lồi động vật khơng xương sống trú ngụ ngay tại đáy biển ven bờ, hoặc sống trong các hốc và khe có sẵn như sá sùng, giun nhiều tơ v.v.
Ở vùng thềm lục địa nước ta, đặc biệt là từ vĩ tuyến 16 trở vào, san hô phát triển tạo thành những rạn lớn, chắn dọc ven bờ và viền quanh các hải đào. Rạn san hô là mơi trường sống cho nhiều lồi sinh vật, xét về mức đa dạng thì khơng thua kém gì rừng mưa nhiệt đới. Vì vậy hệ sinh thái rạn san hơ là vô cùng quan trọng và được quan tâm, nghiên cứu bởi các nhà khoa học..
3.4.6. Cung cấp lương thực, thực phẩm và các sản phẩm cần thiết khác.
Đất cát ven biển sử dụng để trồng các cây nông, lâm nghiệp cung cấp cho con người lương thực, thực phẩm, dược liệu. Tại các khu vực cồn trưởng thành xuất hiện cách mép nước biển hàng trăm mét. Những lớp đất xuất hiện trên mặt cồn kéo theo sự hình thành lớp phủ thực vật thân gỗ và cây bụi. Đây cũng thường là vùng canh tác của dân cư ven biển với tập đoàn cây trồng thường là cây lấy gỗ, cây ăn trái và cây màu. Cây nông nghiệp được trồng chủ yếu là các loại cây chịu hạn như lạc, khoai, sắn, v.v. các loại cây lâm nghiệp nhưkeo, xoan chịu hạn v.v. Đối với các vùng đất cát đã mất lớp phủ thực vật, đất nghèo dinh dưỡng; nông dân tại Hà Tĩnh áp dụng mô hình nơng lâm kết hợp cho giá trị kinh tế cao. Trong 3 năm đầu tiên
trồng cây lâm nghiệp tạo tán, giữ độ ẩm cho đất; sau đó mới tiến hành trồng cây nông nghiệp. Yếu tố quan trọng cho sự thành cơng của mơ hìnhđó là phải duy trì sự phát triển của cây lâm nghiệp trong 3 năm đầu tiên trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt thiếu nước vào mùa khơ. Nông dân tại Hà Tĩnh đã xây dựng các bể xi măng bằng cát tại chính vùng này để trữ nước cho cây vào mùa khô. Sau khi cây lâm nghiệp đã tạo tán cho tiến hành trồng cây nông nghiệp. Tại khu vực xã Thạch Trị nông dân cho trồng cây tạo tán bao gồm keo, xoan chịu hạn; sau 3 năm cho trồng tiếp câylạc và đậu tương. Kết quả cho thấy cây phát triển tốt thu được giá trị kinh tế cao lạc thu được 16 triệu đồng/4ha và trên 40 triệu đồng/4ha đậu tương.
Khu vực ven biển với các cây trồng lâm nghiệp sẽ tạo ra các đê chắn tự nhiên kho khu vực ven biển. Rừng trồng bao gồm các loại cây phi lao (Casuarina
equiselifolia), keo lai, keo lá chàm, bạch đàn, xà cừ. Từ năm 1981 bắt đầu thử
nghiệm cây xoan chịu hạn (Azdirachla indica) với giống từ Senegan và đến năm
1988 bắt đầu trồng thế hệ 3 ở vùng cát Thạch Trị. Kết quả nghiên cứu của Hoàng Liên Sơn -Viện Lâm nghiệp Việt Nam (2007) cho thấy, rừng trồng phòng hộ ven biển xếp thành hai nhóm [7,16]: Nhóm cây chủ lực: Phi lao, keo lá tràm, xoan chịu hạn; Nhóm cây triển vọng: Keo lá liềm và keo chịu hạn. Bên cạnh các cây trồng, các loại cây bụi cũng là nguồn cung cấp dược liệu và thức ăn cho gia súc.
3.4.7. Cung cấp các giá trị thẩm mỹ, giải trí, du lịch, lịch sử…
Cồn cát ven biển là kho lưu trữ và ghi chép lịch sự địa chất thể hiện thơng qua kích thước, hình dạng và màu sắc của cồn cát cung cấp và lưu trữ cho con người các vẻ đẹp cảnh quan có giá trị thẩm mỹ: Các cồn cát ven biểnHà Tĩnh có độ cao từ 10 - 20m, thường có 2 - 3 hệ thống ngăn cách nhau qua các trũng hẹp, hoặc có đoạn phủ chồng trực tiếp lên nhau. Các cồn cát có hướng thoải về phía biển và hướng dốc hơn phía lục địa, thành phần cát nhỏ, cát trung màu xám vàng (cồn phía biển) và xám trắng (cồn lục địa). Vào mùa khơ gió biển thổi mạnh vng góc với bờ biển tạo thành các cồn cát đồ sộ ven biển với tốc độ dịch chuyển từ 2-5m/năm, có khi từ 10-15m/năm [24].
3.5. Phân tích DPSIR
Khu vực nghiên cứu bao gồm các hệ sinh thái tự nhiên là hệ sinh thái cửa sông, hệ sinh thái bãi triều, hệ sinh thái cồn cát, hệ sinh thái rừng phòng hộ và hệ
sinh thái ven bờ. Trong phạm vi của đề tài nghiên cứu giới hạn nguồn tác động là hoạt động khai thác sắt với một loạt các áp lực lên các thành phần mơi trường đất, nước, khí và khu hệ sinh vật. Sử dụng mơ hình DPSIR để phân tích nguyên nhân, kết quả và đánh giá tác động tới hệ sinh thái thể hiện trong sơ đồ dưới đây:
Ghi chú:
Hình 3.7: Phân tích DPSIR cho khu vực nghiên cứu
Khai thác sắt và đổ thải lấn biển Suy giảm đa dạng sinh học Xâm nhễm mặn và suy giảm nguồn nước ngọt ven biển Ơ nhiễm mơi trường Phá hủy cảnh quan Làm mất chức năng, dịch vụ của các hệ sinh thái Sử dụng nguồn nước ngọt, nước biển lớn Sử dụng máy móc, thiết bị khai thác Nước thải, cát thải, đổ thải lấn biển Mất lớp phủ thực vật Khan hiếm nước ngọt, nước bị mặnhóa Rị rỉ dầu, khí thải thay đổi chất lượng mơi
trường đất, khí
Thay đổi địa
hình và cấu trúc của hệ sinh thái Lấy đi các tài nguyên hữu ích trong cồn cát Phá hủy lớp đất mặt Thay đổi chất lượng MTđất, nước, mất khu cư trú sinh vật Các hành động, biện pháp giảm thiểu, Các chính sách, nhận thức Nguồn tác động/Động lực Áp lực Hiện trạng Tác động Phản hồi
Sau đây sẽ đi phân tích kỹ hơn về các tác động của khai thác và đổ thải quặngsắtmỏ sắt Thạch Khê:
Suy giảm đa dạng sinh học
Khu vực đất đai được cấp cho khai thác và đổ thải lấn biển thường là các vùng biển nông, vùngđất cát bãi bồi, cồn cát ven biển trước đây sử dụng trồng màu, rừng phịng hộ chắn gió cát. Việc khai thác và đổ thải lấn biển sẽ làm mất nhiều diện tích rừng phịng hộ, thảm thực vật, cây bụi và các loại động thực vật địa phương, mất khu cư trú của động thực vật biển. Khi mặt đất bị đào xới, địa hình thay đổi, tạo nên vùng trũng, hố, vũng, gò đống, khơng cịn thực vật che phủ thì phần cịn lại là những vùng cát tơi xốp, sẽ làm gia tăng hiện tượng cát di động và nguy cơ hoang mạc hóa. Những chất thải của quá trình khai thác và chế biến là bụi, khí thải, chất thải rắn cũng có ảnh hưởng nhất định tới hệ thực vật do khả năng lan truyền trong môi trường.
Gây xâm nhiễm mặn và suy giảm nguồn nước ngọt ven biển
Trong quá trình phục vụ khai thác, mỏ sắt Thạch Khê phải khoan 158 giếng khoan sâu để đảm bảo rút hết nước tại đáy moong khai thác, do đó lượng nước ngầm trong khu vực sẽ bị rút và nước biển sẽ có điều kiện để thẩm thấu vào sâu đất liền.
Hiện tại việc cấp nước cho khai thác quặng sát ven biển (hầu hết nằm trong mực nước ngầm), thực hiện theo các giải pháp truyền thống đã và đang thực thi là tận dụng tối đa nguồn nước mặt trong khu vực lân cận và cả nước ngầm (khoảng 0,3 - 0,5m3 cho mỗi tấn quặng nguyên khai) và nước thải được tuần hoàn sử dụng lại khoảng 70-80% [36].
Quá trình khai thác và tuyển quặng sắt sử dụng một lượng nước tương đối lớn cho tuyển, rửa, phân cấp v.v. Việc sử dụng lượng nước lớn sẽ ảnh hưởng tới việc đáp ứng nhu cầu nước cho nông, lâm nghiệp, sinh hoạt, cân bằng nước trong vùng, đặc biệt là mùa khô vàở những khu vực ven biển vốn khan hiếm nước. Khai thác quá mực nước ngầm cịn có thể dẫn đến hiện trạng xâm nhiễm mặn gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng đến sự sống của con người và các sinh vật.
Lý giải cho độ sâu khai thác nước ngầm ven biển và quá trình xâm nhập mặn được thể hiện trong hình 3.8. Sự gia tăng bổ sung nước ngầm sẽ dịch chuyển giao diện mặn hướng ra biển và làm giảm sự bổ sung độ mặn dịch chuyển về đất liến (giao diện 2). Sự dịch chuyển giao diện này sẽ làm tăng nguồn nước ngọt dưới đất trong tầng nước ngầm. Khi tầng chứa nước hoàn toàn toàn chứa đầy nước ngọt (giao diện 1), sự mất nước ngọt là gần như không xảy ra. Sự dịch chuyển hướng về đất liền của giao diện mặn dẫn đến giảm lượng nước ngọt ở tầng nước ngầm. Khi giao diện mặn trùng với điểm áp lực nước (giao diện 3), toàn bộ tầng chứa nước sẽ bị làm đầy bởi nước mặn, lúc này lượng nước ngọt gần như mất 100%.
Ghi chú: -P: Mưa; ET:bốc hơi tổng số; Sea level: mực nước biển;
freshwater level: mực nước ngầm; Interface: giao diện; Salt water– nước mặn; freshwater loss: suy giảm nước ngọt; groundwater flow: dòng