Tổng quan nghiên cứu

Hiện tượng hoang mạc hóa và thoái hóa đất đang trở thành một trong những thách thức môi trường nghiêm trọng nhất tại khu vực Duyên hải Miền Trung. Tại huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh, trên 2.015 ha đất nông nghiệp đã rơi vào tình trạng hoang mạc hóa trong tổng số gần 5.200 ha đất canh tác toàn vùng ven biển, đe dọa trực tiếp đến 40% - 50% diện tích gieo trồng hàng năm. Dưới tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, nền nhiệt trung bình tại địa bàn đã gia tăng từ 0,7°C đến 1,0°C trong 50 năm qua, làm gia tăng tần suất các đợt hạn hán gay gắt và hiện tượng bốc thoát hơi nước cực đoan.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn tập trung vào việc nhận diện, đánh giá thực trạng hoang mạc hóa đất cát ven biển và phân tích những tổn thương sâu sắc đối với hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là ngành trồng trọt – lĩnh vực chiếm tới 26,9% tỷ trọng cơ cấu kinh tế của địa phương. Mục tiêu cụ thể là xác lập cơ sở dữ liệu khoa học về đặc điểm lý hóa tính của các loại đất cát, phân vùng mức độ hạn hán, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp sử dụng đất hợp lý nhằm phục hồi độ phì và bảo đảm sinh kế bền vững cho người dân.

Phạm vi không gian nghiên cứu bao phủ 8 xã ven biển trọng điểm của huyện Thạch Hà (Thạch Hải, Thạch Bàn, Thạch Đỉnh, Thạch Khê, Thạch Trị, Thạch Lạc, Thạch Văn, Thạch Hội) với chuỗi số liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 1980 - 2017 và dữ liệu thổ nhưỡng giai đoạn 2014 - 2017. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp luận cứ cho công tác lập quy hoạch sử dụng đất cấp huyện, giúp gia tăng 20% - 30% hiệu quả kinh tế cây trồng cạn và giảm thiểu rủi ro mất mùa do thiên tai hạn hán gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết hoang mạc hóa theo định nghĩa chuẩn của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) và Công ước Liên Hợp Quốc về Chống Sa mạc hóa (UNCCD). Theo đó, hoang mạc hóa được nhìn nhận là quá trình suy thoái đất tại các vùng khô hạn, bán khô hạn và bán ẩm ướt do tác động tổng hợp của các biến động khí hậu cùng hoạt động khai thác thiếu bền vững của con người.

Khung nghiên cứu tích hợp mô hình đánh giá 7 quá trình thoái hóa đất cơ bản bao gồm: thoái hóa thảm thực vật tự nhiên, xói mòn đất do dòng chảy mặt, thổi mòn do gió cát bay cát nhảy, quá trình mặn hóa, kết von đất, suy giảm hàm lượng chất hữu cơ và sự tích lũy các chất độc hại trong đất. Đồng thời, tác giả áp dụng lý thuyết phân loại cảnh quan hoang mạc vùng Trung Bộ của các nhà địa lý học Việt Nam, chia tách thành 4 dạng điển hình: hoang mạc cát, hoang mạc đất cằn, hoang mạc muối và hoang mạc đá. Khái niệm hạn khí tượng, hạn thủy văn và hạn nông nghiệp cũng được đặt trong mối quan hệ tương tác hữu cơ với hệ sinh thái cây trồng nhiệt đới.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm số liệu quan trắc khí tượng thủy văn giai đoạn 1980 - 2017 từ 16 hồ chứa nước và các trạm khí tượng phụ cận, kết hợp số liệu thống kê đất đai giai đoạn 1995 - 2017 từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Tĩnh.

Về phương pháp điều tra xã hội học, tác giả sử dụng phương pháp Đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA) với cỡ mẫu 90 hộ dân tại 3 xã nông nghiệp đại diện (Thạch Văn, Thạch Trị, Thạch Hội). Phương pháp chọn mẫu là chọn ngẫu nhiên phân tầng 30 hộ/thôn ở mỗi xã nhằm bao quát đầy đủ các nhóm hộ có mức thu nhập và quy mô canh tác khác nhau, phản ánh chân thực năng lực thích ứng của cộng đồng.

Về phương pháp thực nghiệm thổ nhưỡng, nghiên cứu tiến hành đào và khảo sát 5 phẫu diện đất đại diện (ký hiệu TH01 đến TH05) tại các sinh cảnh canh tác sắn, lạc, ngô, cỏ và lúa màu thuộc các xã ven biển. Việc phân tích chỉ tiêu lý hóa học được thực hiện trong phòng thí nghiệm thông qua các phương pháp chuẩn hóa: đo pH KCl bằng máy đo pH theo TCVN 5979-1995, xác định chất hữu cơ (%OM) bằng phương pháp Walkley-Black, định phân Nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl (ISO 11261-1994), Photpho tổng số (%P2O5) qua so màu xanh Molipden, dung tích hấp phụ CEC bằng Amôni axetat 1N và phân tích thành phần cơ giới bằng phương pháp ống hút pipet. Toàn bộ cơ sở dữ liệu không gian được số hóa và biên tập trên nền tảng phần mềm MapInfo 10. Quá trình nghiên cứu được triển khai đồng bộ từ tháng 03/2017 đến tháng 10/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, kết quả kiểm kê đất đai 8 xã ven biển huyện Thạch Hà xác định tổng diện tích tự nhiên là 9.070,37 ha; trong đó nhóm đất nông nghiệp chiếm 5.057,90 ha (55,4%), đất phi nông nghiệp chiếm 2.769,06 ha (30,3%) và đất chưa sử dụng còn tồn đọng 1.305,17 ha (14,3%). Nhóm đất cát ven biển chiếm ưu thế áp đảo với 5.644,35 ha, tương đương 62,2% tổng diện tích đất điều tra, bao gồm 1.696,98 ha cồn cát trắng vàng và 3.947,37 ha đất cát phẳng nội đồng. Tỷ lệ đất chưa sử dụng ở các xã ven biển còn rất cao, dẫn đầu là xã Thạch Hải với 22,5% và xã Thạch Bàn chiếm 18,6%.

Thứ hai, mức độ hạn hán phân hóa rõ rệt nhưng đều ở mức báo động. Toàn vùng có tới 432,6 ha đất nông nghiệp tại xã Thạch Văn và 345,9 ha tại xã Thạch Trị rơi vào tình trạng hạn hán nghiêm trọng. Tại xã Thạch Đỉnh, diện tích đất hoang hóa cồn cát cằn cỗi khu vực Trảng Cháy lên tới 370 ha (chiếm 32,25% diện tích tự nhiên của xã). Tại xã Thạch Văn, cồn cát và bãi cát hoang hóa chiếm tới 550 ha (tương đương 46,8% diện tích xã), khiến tỷ lệ hộ nghèo thời điểm khảo sát lên đến 48%.

Thứ ba, phân tích lý hóa tính 5 phẫu diện đất cho thấy đất cát ven biển Thạch Hà có độ phì nhiêu cực kỳ nghèo nàn. Thành phần cơ giới chủ yếu là cát thô và cát mịn (tổng lượng cát chiếm trên 85% - 90%), tỷ lệ sét và limon rất thấp. Phản ứng của đất chua rõ rệt với pH KCl dao động từ 4,2 đến 5,1; dung tích hấp thu trao đổi cation (CEC) rất nghèo kiệt, chỉ đạt từ 2,5 đến 6,8 meq/100g đất; hàm lượng mùn tổng số (%OM) dưới 0,6%, đạm tổng số (%N) dưới 0,05%, lân và kali dễ tiêu đều ở mức rất nghèo.

Thứ tư, tác động của hoang mạc hóa tới sản xuất nông nghiệp là rất nặng nề. Hàng năm có khoảng 60 ha đất nông nghiệp toàn tỉnh bị cát bay, cát chảy bồi lấp hoàn toàn không thể tiếp tục canh tác. Hơn 65% số hộ dân được phỏng vấn cho biết năng suất cây trồng giảm từ 30% đến 50% trong các năm có gió Tây khô nóng hoạt động mạnh, dẫn đến làn sóng di cư tìm việc làm từ 500 - 600 lao động mỗi năm tại các xã như Thạch Văn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng hoang mạc hóa tại Thạch Hà bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa khắc nghiệt và đặc điểm địa hình cồn cát di động cao từ 3m đến 22m. Tổng lượng bốc hơi trung bình năm là 841 mm, nhưng tập trung cao điểm vào các tháng 6, 7, 8 với cường độ bốc hơi từ 112 mm đến 136 mm/tháng. Khi kết hợp với gió phơn Tây Nam khô nóng, độ ẩm không khí tụt dốc xuống dưới 50%, khiến lớp đất mặt bị khô kiệt hoàn toàn, gia tăng hiện tượng cát nhảy và cát bay lấn sâu vào đồng ruộng nội đồng.

Khi đối chiếu dữ liệu trên bảng phân tích phẫu diện đất và biểu đồ cân bằng ẩm, có thể nhận thấy rõ mối tương quan giữa sự suy giảm thảm thực vật che phủ với tốc độ rửa trôi dinh dưỡng. Khác với các vùng hoang mạc hóa do thiếu mưa tuyệt đối tại Ninh Thuận hay Bình Thuận, hoang mạc hóa tại Thạch Hà mang tính chất nghịch lý: lượng mưa hàng năm tương đối lớn (khoảng 2.500 mm) nhưng lại phân bố lệch pha nghiêm trọng, trong đó 5 tháng mùa khô chỉ chiếm 26% lượng mưa cả năm. Vào mùa mưa bão, nước chảy tràn cuốn trôi lớp phù sa mặt mỏng manh; vào mùa hè, gió phơn lại thiêu đốt và thổi cát di động, hình thành nên cảnh quan thoái hóa dạng trảng cây bụi gai và đất trơ sỏi đá.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phục hồi tài nguyên đất và giảm thiểu tác động tiêu cực của hoang mạc hóa, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

  1. Cơ cấu lại quy hoạch sử dụng quỹ đất nông - lâm nghiệp: Chuyển đổi toàn diện 1.305,17 ha đất hoang hóa chưa sử dụng sang phát triển nông lâm nghiệp kết hợp; mở rộng và bảo vệ nghiêm ngặt 524,65 ha rừng phòng hộ ven biển hiện có; nâng tỷ lệ che phủ rừng chắn cát lên trên 45% dọc theo 24 km đường bờ biển trước năm 2025. Chủ thể thực hiện là Ủy ban nhân dân huyện Thạch Hà phối hợp Sở Tài nguyên và Môi trường.

  2. Chuyển đổi mô hình cơ cấu cây trồng thích ứng khô hạn: Thay thế diện tích lúa hè thu kém hiệu quả thường xuyên bị hạn bằng các giống cây trồng cạn có khả năng chịu hạn cao và cải tạo đất như lạc, sắn cao sản, ngô lai và các loài cỏ chăn nuôi giàu sinh khối. Mục tiêu nâng giá trị sản xuất trên 1 ha đất cát ven biển đạt từ 80 đến 120 triệu đồng/năm trong giai đoạn 2023 - 2026, do Phòng Nông nghiệp và Trung tâm Khuyến nông huyện chủ trì.

  3. Áp dụng kỹ thuật canh tác giữ ẩm và tăng cường độ phì hữu cơ: Khuyến khích người dân đẩy mạnh biện pháp che phủ đất bằng tàn dư thực vật, bón lót phân hữu cơ hoai mục và phân vi sinh với định lượng 10 - 15 tấn/ha/năm nhằm cải thiện dung tích hấp phụ CEC; áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nhỏ giọt ngầm nhằm tiết kiệm từ 35% đến 40% lượng nước tưới tiêu. Các hộ nông dân và hợp tác xã nông nghiệp đóng vai trò hạt nhân triển khai.

  4. Đầu tư nâng cấp công trình thủy lợi ngăn mặn giữ ngọt: Hoàn thiện mạng lưới dẫn nước từ 16 hồ chứa hiện có (tổng dung tích 5,53 triệu m3), xây dựng các đập dâng và cống ngăn mặn tại khu vực cửa Sót để ngăn chặn xâm nhập mặn vào mạch nước ngầm tầng nông; hoàn thành cải tạo hạ tầng thủy lợi nội đồng trong giai đoạn 2024 - 2028 dưới sự chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hà Tĩnh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu khoa học hữu ích cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Cán bộ quản lý môi trường và quy hoạch đất đai tại các cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp hệ thống bản đồ số hóa MapInfo và số liệu điều tra thổ nhưỡng phục vụ trực tiếp công tác lập quy hoạch sử dụng đất, xây dựng kịch bản ứng phó biến đổi khí hậu cấp huyện và xã.

  2. Cán bộ khuyến nông và kỹ sư nông nghiệp: Cung cấp khung hướng dẫn kỹ thuật cải tạo đất cát, phác thảo cơ cấu mùa vụ và danh mục cây trồng cạn thích ứng hạn hán để chuyển giao kỹ thuật trực tiếp cho người dân vùng ven bờ.

  3. Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Đất đai, Biến đổi khí hậu: Sử dụng như một tài liệu tham khảo mẫu mực về quy trình tích hợp phương pháp đánh giá nhanh nông thôn (PRA) với phân tích phẫu diện đất thực nghiệm.

  4. Các nhà điều phối dự án phát triển nông thôn và tổ chức phi chính phủ (NGO): Tiếp cận bộ dữ liệu đánh giá tổn thương sinh kế để thiết kế các dự án viện trợ xây dựng nông thôn mới, hỗ trợ sinh kế và giảm nghèo bền vững cho cư dân dải ven biển Bắc Trung Bộ.

Câu hỏi thường gặp

Hoang mạc hóa vùng cát ven biển Thạch Hà có điểm gì khác biệt so với hoang mạc hóa ở Nam Trung Bộ?
Hoang mạc hóa tại Thạch Hà mang tính chất đa tai biến do lượng mưa năm cao (2.500 mm) nhưng tập trung vào mùa đông gây xói mòn lũ lụt, xen kẽ mùa khô chịu gió phơn Tây Nam gay gắt gây cát bay lấp đồng ruộng, thay vì khô cằn tuyệt đối quanh năm như Ninh Thuận hay Bình Thuận.

Tại sao đất cát ven biển tại 8 xã Thạch Hà lại có độ phì nhiêu rất thấp?
Do thành phần cơ giới chứa trên 85% cát thô, khả năng giữ nước kém và dung tích hấp phụ CEC chỉ đạt dưới 6,8 meq/100g đất. Mùn và khoáng chất liên tục bị rửa trôi theo dòng chảy hoặc phân hủy nhanh dưới nền nhiệt độ cao, khiến đất chua và kiệt dinh dưỡng.

Những xã nào thuộc huyện Thạch Hà chịu tác động nặng nề nhất bởi hoang mạc hóa?
Các xã chịu ảnh hưởng nghiêm trọng nhất gồm Thạch Đỉnh, Thạch Văn, Thạch Hải và Thạch Trị. Điển hình là xã Thạch Văn có tới 550 ha đất cát hoang hóa (chiếm 46,8% diện tích), còn xã Thạch Đỉnh có 370 ha đất cồn cát khô cằn tại Trảng Cháy.

Biện pháp sinh học nào giúp ngăn chặn cát bay hiệu quả nhất cho địa phương?
Xây dựng các vành đai rừng phòng hộ ven biển nhiều tầng tán với cây Phi lao làm chủ đạo kết hợp cây Tràm và thảm thực vật bản địa chịu hạn (dứa dại, cỏ vetiver), giúp chắn gió biển và cố định các cồn cát di động cao từ 3m đến 22m.

Phương pháp PRA mang lại giá trị thực tiễn gì cho kết quả nghiên cứu của đề tài?
Thông qua phỏng vấn trực tiếp 90 hộ dân tại 3 xã trọng điểm, PRA cung cấp các chứng cứ sinh động về thiệt hại thực tế, tỷ lệ mất mùa do hạn hán và kinh nghiệm bản địa, bảo đảm các giải pháp đề xuất sát thực tế sản xuất của người dân.

Kết luận

  • Luận văn hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn vững chắc về quá trình hoang mạc hóa đất cát ven biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại vùng Duyên hải Miền Trung.
  • Xác lập bức tranh hiện trạng chuẩn xác với 5.644,35 ha đất cát và nhận diện 2.015 ha đất nông nghiệp đang chịu suy thoái nghiêm trọng tại 8 xã ven biển Thạch Hà.
  • Làm rõ nguyên nhân hoang mạc hóa do tác động tổng hợp của gió phơn Tây Nam, lượng bốc hơi cao (841 mm/năm), địa hình cồn cát di động và tập quán canh tác lạc hậu.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật công trình và phi công trình, trọng tâm là quy hoạch rừng phòng hộ chắn cát và chuyển đổi cây trồng cạn chịu hạn.
  • Cung cấp luận cứ khoa học tin cậy định hướng chính sách an sinh xã hội và thích ứng khí hậu cho tỉnh Hà Tĩnh trong giai đoạn 2020 - 2030.

Bước tiếp theo, các địa phương cần sớm phê duyệt dự án thí điểm mô hình canh tác nông lâm kết hợp trên vùng cát hoang hóa trong 2 - 3 năm tới. Các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý nông nghiệp hãy tích cực khai thác, ứng dụng kết quả của luận văn vào thực tiễn quy hoạch để góp phần bảo vệ tài nguyên đất và nâng cao chất lượng cuộc sống cho cộng đồng dân cư ven biển.