Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng đóng vai trò thiết yếu trong tiến trình hiện đại hóa cơ sở hạ tầng tại Việt Nam, đóng góp khoảng 5,6% tổng sản phẩm quốc nội (GDP). Tại huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình – địa bàn cửa ngõ tiếp giáp Thủ đô Hà Nội với tổng diện tích tự nhiên 36.985 ha – hoạt động khai thác đá vôi, đá bazan và đất sét đã thúc đẩy kinh tế chuyển dịch mạnh mẽ. Khu vực Công nghiệp - Xây dựng chiếm tới 54,8% cơ cấu kinh tế địa phương, huy động tổng vốn đầu tư toàn xã hội đạt 1.930 tỷ đồng và thu hút 151 dự án đầu tư (bao gồm 17 dự án FDI với 276 triệu USD và 134 dự án trong nước với 14.467 tỷ đồng). Tuy nhiên, tốc độ mở rộng khai trường nhanh chóng đang tạo áp lực gay gắt lên 18.733,19 ha đất lâm nghiệp (chiếm 49,68% diện tích tự nhiên) và đe dọa trực tiếp đến độ che phủ rừng 46% của huyện.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự xung đột giữa phát triển công nghiệp khai khoáng và bảo tồn tính toàn vẹn của các hệ sinh thái rừng nhiệt đới trên núi đá vôi (karst) và thủy vực suối Bùi. Mục tiêu cụ thể của luận văn là đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học hệ thực vật, động vật; định lượng mức độ suy thoái các hệ sinh thái do mất diện tích thảm phủ và ô nhiễm môi trường tại 5 khu vực mỏ đại diện; từ đó xây dựng hệ thống giải pháp kỹ thuật, chính sách quản lý phục vụ mục tiêu đưa huyện Lương Sơn đạt chuẩn đô thị loại IV vào năm 2020 và trở thành thị xã vào năm 2025 một cách bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng Lý thuyết hệ sinh thái mở của Odum và Tansley, nhìn nhận hệ sinh thái khu vực mỏ là một hệ thống nhiệt động lực học có sự trao đổi liên tục của 3 dòng vật chất, năng lượng và thông tin (dòng vào, dòng ra và dòng nội lưu). Khi hoạt động khai thác khoáng sản can thiệp vượt ngưỡng tự điều chỉnh, trạng thái cân bằng sinh thái sẽ bị phá vỡ hoàn toàn. Đồng thời, tác giả áp dụng Lý thuyết phân loại thảm thực vật sinh thái phát sinh của Thái Văn Trừng (1978) để phân chia các kiểu thảm nhiệt đới vùng đồi núi thấp dưới 700 m ở miền Bắc.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp phương pháp phân tích phổ dạng sống thực vật của Raunkiaer và công thức hiệu chỉnh của Pócs Tamás (1965) đối với hệ thực vật miền Bắc Việt Nam: SB = 52,21Ph + 40,68(Ch, H, Cr) + 7,11Th. Các khái niệm cốt lõi được chuẩn hóa gồm: tính đa dạng loài theo phân loại taxon của Phan Kế Lộc (1998) ghi nhận ngành Hạt kín chiếm 92,47% tổng số loài với 10.361 loài có mạch tại Việt Nam; khái niệm tải lượng ô nhiễm rửa trôi bề mặt; và quy luật diễn thế phục hồi sinh thái nhân tạo trên nền đất đá sau khai khoáng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp qua điều tra thực địa tại 5 khu vực mỏ điển hình đại diện cho 3 loại hình khai thác khoáng sản chính tại Lương Sơn: mỏ đất sét Tân Vinh (Công ty Khải Hưng), mỏ đá bazan Suối Nẩy (Công ty Cổ phần Sông Đà 11, diện tích 17,4 ha), mỏ đá bazan Núi Voi (Công ty Quang Long, diện tích 7,8 ha), mỏ đá vôi Núi Rạng (Bộ Tư lệnh Pháo binh, 6,9 ha) và mỏ đá vôi Lộc Môn (Công ty Bình Minh, diện tích thăm dò 92,9 ha). Cỡ mẫu thực vật được thiết lập qua 15 tuyến khảo sát ngang dọc và 30 ô tiêu chuẩn định lượng (kích thước 100 m2 đối với tầng cây gỗ, 25 m2 đối với tầng cây bụi và 1 m2 đối với thảm tươi).

Phương pháp chọn mẫu có chủ đích kết hợp ngẫu nhiên phân tầng được lựa chọn nhằm phản ánh đầy đủ biến động sinh thái từ vùng lõi khai trường, bãi thải đến vùng đệm tiếp giáp khu dân cư. Nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích thống kê sinh học, đối chiếu danh lục loài với Sách đỏ Việt Nam và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường. Dữ liệu thứ cấp được kế thừa chọn lọc từ 151 báo cáo ĐTM, số liệu khí tượng thủy văn và thống kê kinh tế - xã hội huyện Lương Sơn trong giai đoạn 2016-2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, hoạt động bóc tầng phủ và giải phóng mặt bằng khai trường phá hủy hoàn toàn thảm thực vật nguyên thủy. Lớp đất bóc tầng phủ chiếm 5-10% diện tích bề mặt địa hình, trong khi khối lượng đất đá bóc thải chiếm từ 1-3% tổng khối lượng khoáng sản khai thác thương phẩm. Toàn bộ thảm cây bụi gai nhiệt đới, rừng trồng keo lai và thảm tươi trên sườn núi bị triệt hạ hoàn toàn trong ranh giới moong mỏ, làm mất đứt gãy lớp phủ hữu cơ bảo vệ đất.

Thứ hai, tải lượng chất bẩn và ô nhiễm nước mưa chảy tràn vượt ngưỡng tiếp nhận của lưu vực sông suối. Tại mỏ đá bazan Núi Voi, lượng chất bẩn không hòa tan (cặn lơ lửng, bột đá, dầu mỡ cơ giới) tích tụ trong 15 ngày trên mặt bằng khai trường ước tính lên tới 1.945,17 kg. Lượng nước thải sinh hoạt từ 35 đến 113 công nhân (dao động từ 1,96 m3/ngày đến 5,896 m3/ngày) mang theo hàm lượng vi sinh Coliform và BOD5 cao, kết hợp cùng nước rửa xe nghiền đá từ 7-10 m3/ngày gây đục cục bộ và bồi lấp các nhánh suối Bùi, suối Bu.

Thứ ba, sự suy giảm nghiêm trọng đa dạng sinh học quần xã động vật hoang dã. Áp lực tiếng ồn nổ mìn (thuốc nổ Amonit AD1) và bụi lắng làm suy giảm hơn 60% mật độ cá thể các loài bò sát, gặm nhấm nhỏ và chim nhiệt đới trong bán kính 500 m quanh mỏ. Không gian sinh cảnh bị chia cắt mạnh khiến các loài động vật hoang dã quý hiếm hoàn toàn biến mất, chỉ còn tồn tại các loài động vật gặm nhấm thích nghi cao như chuột đồng, dúi và vật nuôi gia đình.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của tình trạng suy thoái bắt nguồn từ quy trình khai thác lộ thiên kết hợp trạm nghiền công suất lớn (đạt tới 187.000 m3 đá/năm tại mỏ Suối Nẩy) nhưng chưa xây dựng đồng bộ công trình kè chắn bãi thải và hệ thống xử lý nước mặt. Khi so sánh với các nghiên cứu sinh thái khai khoáng tại vùng núi phía Bắc, hiện tượng rửa trôi bề mặt tại Lương Sơn có tốc độ xói mòn cao gấp 3-4 lần do đặc thù sườn đồi dốc trên 25 độ và lượng mưa mùa hè tập trung cao.

Dữ liệu nghiên cứu được lượng hóa trực quan qua bảng ma trận đánh giá tác động môi trường đa chiều giữa các chu kỳ sản xuất (mở mỏ, khai thác, đóng cửa mỏ) và biểu đồ tương quan phân bố phổ dạng sống thực vật. Qua đó cho thấy, nếu các đơn vị không duy trì hồ lắng dung tích lớn (tương tự mô hình hồ lắng 18.000 m3 kích thước 50m x 120m x 3m tại mỏ đất sét Tân Vinh), nguy cơ bồi lắng lòng suối và ngập úng đất nông nghiệp hạ lưu trong bán kính 1,5 km là khó tránh khỏi.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, thiết lập quy chuẩn hoàn nguyên sinh thái mỏ bắt buộc. Ủy ban nhân dân huyện Lương Sơn và Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hòa Bình cần ràng buộc trách nhiệm pháp lý đối với 100% doanh nghiệp khai khoáng; yêu cầu thực hiện cải tạo cảnh quan và phục hồi độ che phủ thảm thực vật đạt tối thiểu 70% diện tích moong mỏ trong khung thời gian từ 12 đến 24 tháng sau khi kết thúc khai thác.

Thứ hai, xây dựng hệ thống công trình kiểm soát rửa trôi và lắng lọc nước thải. Các chủ mỏ (như Công ty Cổ phần Sông Đà 11, Công ty Quang Long) phải đầu tư hệ thống mương gom nước mưa có van điều tiết, bờ kè đá bê tông kiên cố và chuỗi hồ lắng lắng cặn bậc thang dung tích từ 5.000 m3 đến 18.000 m3; mục tiêu cắt giảm 90% lượng bùn đất và cặn lơ lửng trôi dạt vào hệ thống thủy văn suối Bùi trong giai đoạn 2018 - 2020.

Thứ ba, áp dụng mô hình diễn thế sinh thái nhân tạo bằng các loài thực vật tiên phong bản địa. Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp các đơn vị khai thác triển khai trồng cây cải tạo đất họ Đậu, cỏ vetiver chống sạt lở, kết hợp các loài cây gỗ bản địa có khả năng sinh trưởng trên vách đá karst như keo lai, bạch đàn với mật độ 1.600 đến 2.000 cây/ha nhằm tái tạo tầng thảm mục hữu cơ.

Thứ tư, tăng cường tần suất thanh tra và giám sát chất lượng môi trường định kỳ. Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Hòa Bình cần thiết lập mạng lưới quan trắc tự động hoặc bán tự động với tần suất kiểm tra 4 lần/năm đối với nồng độ bụi lơ lửng và kim loại nặng trong nước mặt; kiên quyết xử phạt hành chính và đình chỉ giấy phép đối với các cơ sở vi phạm quy chuẩn QCVN về xả thải.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực chứng cho Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hòa Bình, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Lương Sơn trong công tác thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), cấp phép khai thác và quy hoạch phân vùng 151 dự án khoáng sản phù hợp định hướng đô thị loại IV năm 2020 và thị xã năm 2025.

Doanh nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản: Hỗ trợ các chủ đầu tư mỏ đá vôi, đá bazan và đất sét tại Hòa Bình hoàn thiện giải pháp thiết kế hồ lắng 18.000 m3, quy trình nổ mìn giảm chấn và phương án hoàn nguyên môi trường đạt chuẩn, giúp giảm thiểu 80% rủi ro pháp lý và chi phí khắc phục sự cố môi trường.

Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu trong các chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Sinh thái học; cung cấp phương pháp luận định lượng tác động của khai thác mỏ đến hệ sinh thái núi đá vôi nhiệt đới và ứng dụng mô hình phổ dạng sống thực vật của Pócs Tamás.

Các tổ chức phi chính phủ và chuyên gia bảo tồn sinh thái: Làm nguồn dữ liệu nền đáng tin cậy phục vụ các dự án bảo tồn đa dạng sinh học vùng Tây Bắc, đánh giá suy thoái dịch vụ hệ sinh thái và xây dựng các mô hình phát triển du lịch sinh thái hang động bền vững.

Câu hỏi thường gặp

Hoạt động khai thác khoáng sản nào gây tác động mạnh nhất đến thảm thực vật tại Lương Sơn? Khai thác đá vôi và đá bazan bằng phương pháp nổ mìn gây suy thoái thảm thực vật nghiêm trọng nhất. Quá trình bóc tầng phủ chiếm 5-10% diện tích bề mặt địa hình làm phá hủy triệt để thảm cây bụi và rừng tái sinh trên sườn núi, triệt tiêu sinh cảnh sống tự nhiên hình thành qua hàng ngàn năm.

Lượng chất bẩn và nước mưa chảy tràn tại các moong mỏ được kiểm soát bằng giải pháp nào? Tại các mỏ lớn, lượng chất bẩn không tan tích tụ có thể lên tới 1.945,17 kg trong 15 ngày. Doanh nghiệp bắt buộc phải bố trí hệ thống rãnh gom vòng quanh khai trường, xây đê chắn chân bãi thải và đào các hồ lắng dung tích từ 5.000 m3 đến 18.000 m3 để lắng lọc toàn bộ bùn đất trước khi thoát ra suối.

Tiếng ồn và chấn động nổ mìn ảnh hưởng ra sao đến các quần xã động vật hoang dã? Việc sử dụng thuốc nổ Amonit AD1 và các thiết bị cơ giới nặng tạo ra xung lực tiếng ồn và rung chấn liên tục, làm các loài chim và động vật gẫm nhấm hoảng loạn, buộc phải di cư khỏi vùng đệm bán kính 500 m, làm suy giảm mật độ quần xã động vật tự nhiên tại địa phương.

Giải pháp kỹ thuật nào giúp phục hồi thảm thực vật hiệu quả trên bãi thải đá sau khai thác? Mô hình hiệu quả nhất là kết hợp san gạt tạo thềm thoải, phủ lớp đất mặt hữu cơ dày 20-30 cm và trồng cây cải tạo đất họ Đậu cùng các loài cây tiên phong như keo lai với mật độ 1.600 - 2.000 cây/ha nhằm giữ ẩm và tạo tiền đề cho diễn thế tự nhiên phục hồi.

Vì sao huyện Lương Sơn phải đặc biệt chú trọng dung hòa giữa khai khoáng và sinh thái? Công nghiệp - Xây dựng đóng góp tới 54,8% cơ cấu kinh tế huyện với 151 dự án đầu tư. Tuy nhiên, địa phương sở hữu 18.733,19 ha đất lâm nghiệp và tiềm năng du lịch lớn, do đó kiểm soát môi trường là điều kiện tiên quyết để đảm bảo lộ trình phát triển đô thị bền vững.

Kết luận

  • Đánh giá định lượng toàn diện hiện trạng đa dạng sinh học tại 5 mỏ khoáng sản tiêu biểu của huyện Lương Sơn.
  • Xác định tầng đất bóc phủ chiếm 5-10% diện tích bề mặt và chất thải rắn chiếm 1-3% khối lượng khai thác gây mất thảm thực vật.
  • Đo lường tải lượng phát thải chất bẩn mặt bằng lên tới 1.945,17 kg trong 15 ngày, đe dọa trực tiếp lưu vực suối Bùi.
  • Đề xuất mô hình phục hồi diễn thế rừng sau khai thác bằng thảm thực vật tiên phong đạt độ che phủ trên 70%.
  • Thiết lập khung giải pháp quản lý kỹ thuật và chính sách môi trường phục vụ mục tiêu đô thị hóa giai đoạn 2018 - 2025.

Luận văn thạc sĩ của Phan Thị Hoài Phương (2018) là công trình nghiên cứu công phu, cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc cho công tác quản lý tài nguyên khoáng sản gắn liền với bảo tồn đa dạng sinh học. Các nhà hoạch định chính sách, doanh nghiệp và nhà nghiên cứu hãy tham khảo, trích dẫn và ứng dụng ngay những giải pháp từ luận văn để thúc đẩy kinh tế xanh và phát triển bền vững cho địa phương.