Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp bền vững ở tỉnh Thái Nguyên

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu địa chất, địa hình phát triển nông lâm nghiệp bền vững ở Thái Nguyên

• Tác giả: Phan Thị Tú Uyên
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Nguyệt
• Trường học: Đại học Thái Nguyên - Trường Đại học Sư phạm
• Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên
• Đề tài: Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp bền vững ở tỉnh Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan địa chất và địa hình nông lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên

Thái Nguyên sở hữu vị trí chuyển tiếp giữa vùng núi cao và trung du Bắc Bộ. Địa hình của tỉnh thấp dần theo hướng từ bắc xuống nam. Phía bắc tập trung nhiều dãy núi đá vôi hiểm trở tại huyện Võ Nhai và Định Hóa. Vùng đồi bát úp lượn sóng phân bố rộng tại Đại Từ, Phú Lương và Đồng Hỷ. Khu vực phía nam gồm thị xã Phổ Yên và thành phố Sông Công có bề mặt khá bằng phẳng. Cấu trúc địa chất tại đây rất đa dạng. Nền đá mẹ gồm các đá trầm tích lục nguyên, đá cacbonat và đá biến chất cổ. Lớp vỏ phong hóa có chiều dày thay đổi tùy theo dạng địa hình và thành phần thạch học. Điều kiện tự nhiên này tạo nên nhiều tiểu vùng sinh thái đặc thù. Mỗi khu vực sở hữu những lợi thế riêng cho việc canh tác cây nông lâm nghiệp. Tuy nhiên, sự phân hóa mạnh mẽ của địa hình cũng đặt ra nhiều thách thức cho việc sử dụng đất. Nghiên cứu kỹ lưỡng nền tảng địa chất địa hình là bước đi cốt lõi. Dữ liệu khoa học này làm cơ sở vững chắc cho quy hoạch nông nghiệp bền vững.

1.1. Cấu trúc địa chất nền và các hệ thống tầng đá mẹ

Nền địa chất Thái Nguyên hình thành qua nhiều chu kỳ kiến tạo phức tạp. Khu vực có ba nhóm đá chính gồm trầm tích lục nguyên, cacbonat và biến chất. Nhóm đá biến chất phân bố chủ yếu ở mạn tây bắc với các đá phiến sericit. Tầng đá này có lớp phong hóa dày trên 1,5 mét. Nước mưa dễ ngấm sâu vào khe nứt của đá biến chất. Hiện tượng này thúc đẩy quá trình phong hóa diễn ra liên tục. Nhóm đá cacbonat tập trung tại vùng khối núi đá vôi Võ Nhai. Địa hình karst tạo ra nhiều hang động ngầm và thung lũng khép kín. Đá trầm tích lục nguyên gồm cát kết và bột kết xuất hiện rải rác. Các loại đá mẹ này cung cấp khoáng chất hình thành nên những nhóm đất feralit đặc trưng.

1.2. Phân hóa hình thái địa hình theo các đai cao tự nhiên

Địa hình tỉnh phân bố thành các dải độ cao rõ rệt từ bắc xuống nam. Vùng núi cao trên 500 mét tập trung tại huyện Võ Nhai và dãy Tam Đảo. Khí hậu tại đây mát mẻ quanh năm. Vùng đồi trung du có độ cao từ 100 đến 300 mét chiếm diện tích lớn. Địa hình đồi lượn sóng tạo ra các thung lũng xen kẽ sườn dốc thoai thoải. Vùng đồng bằng tích tụ phù sa phân bố dọc sông Cầu và sông Công. Bề mặt đất bằng phẳng tạo điều kiện thuận lợi cho tưới tiêu. Sự phân hóa này tạo nên các vành đai sinh thái khác nhau. Khu vực núi cao phù hợp khoanh nuôi bảo vệ rừng. Vùng đồi thấp thích hợp trồng chè và cây ăn quả. Dải đồng bằng trũng dành cho canh tác lúa nước.

II. Phân tích tác động địa chất địa hình tới nông lâm nghiệp

Đặc điểm địa chất và địa hình tác động trực tiếp đến sản xuất nông lâm nghiệp Thái Nguyên. Chế độ mưa mùa tập trung gây áp lực lớn lên bề mặt đất dốc. Lượng mưa lớn tạo ra dòng chảy tràn mãnh liệt trên các sườn đồi núi. Hiện tượng rửa trôi lớp đất mặt diễn ra rất phổ biến tại khu vực canh tác nương rẫy. Đất bị mất đi lượng mùn và khoáng chất dinh dưỡng cần thiết. Tầng đất canh tác mỏng dần khiến năng suất cây trồng suy giảm nghiêm trọng. Bên cạnh đó, nền đá biến chất có độ ngấm nước rất cao vào mùa mưa. Lớp đất phong hóa dày bị bão hòa nước dẫn đến hiện tượng trườn đất. Sườn đồi bị sạt trượt đẩy đổ các loại cây trồng và phá hủy cơ sở hạ tầng. Cảnh quan cây cọ nghiêng hình lưỡi liềm tại Phú Lương phản ánh rõ tác động của trườn đất. Vùng núi đá vôi karst tại Võ Nhai lại đối mặt với tình trạng thiếu nước mặt gay gắt. Nước mưa nhanh chóng chảy xuống các hang ngầm gây khô hạn cục bộ vào mùa khô. Sản xuất nông nghiệp vì vậy gặp nhiều rủi ro về thời tiết và thiên tai.

2.1. Nguy cơ trượt lở đất và xói mòn trên sườn đồi dốc

Độ dốc địa hình là nhân tố kích thích quá trình xói mòn bề mặt. Các huyện miền núi như Định Hóa và Võ Nhai có độ dốc trung bình trên 25 độ. Rừng tự nhiên bị suy giảm làm giảm khả năng giữ đất của thực vật. Lượng mưa lớn tập trung vào mùa hè tạo thành dòng chảy xiết. Tầng đất mặt mỏng bị cuốn trôi làm lộ ra các lớp đá mẹ cằn cỗi. Nhóm đá phiến sét và đá biến chất dễ bị phong hóa ngậm nước. Khi đạt trạng thái bão hòa, trọng lượng tầng đất tăng vọt gây trượt trườn sườn dốc. Hiện tượng trượt đất phá hủy nhiều nương chè và vườn cây ăn trái. Thiệt hại kinh tế đối với các hộ sản xuất lâm nghiệp là rất đáng kể.

2.2. Hạn chế nguồn nước tưới tại vùng địa hình đá vôi karst

Cấu trúc địa chất đá cacbonat tạo ra địa hình karst đặc thù tại Võ Nhai. Hệ thống khe nứt phát triển khiến nước mặt tiêu thoát rất nhanh vào lòng đất. Sông suối trên bề mặt thường xuyên bị cạn kiệt trong mùa khô hanh. Việc khai thác nguồn nước ngầm phục vụ tưới tiêu gặp nhiều trở ngại do độ sâu lớn. Nông dân vùng núi đá gặp khó khăn trong việc chủ động nguồn nước canh tác. Đất nông nghiệp tại các thung lũng karst dễ bị thiếu ẩm kéo dài. Năng suất cây lương thực và cây ăn quả chịu ảnh hưởng tiêu cực từ tình trạng khô hạn. Sự thiếu hụt nước tưới làm chậm tiến trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Đây là nút thắt lớn đối với phát triển nông nghiệp hàng hóa bền vững.

III. Giải pháp địa chất địa hình phát triển nông lâm nghiệp

Ứng dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật là chìa khóa phát triển nông lâm nghiệp bền vững. Phân vùng lập địa dựa trên bản đồ địa chất và độ dốc cần được ưu tiên hàng đầu. Khu vực có độ dốc trên 25 độ cần được bảo vệ nghiêm ngặt bằng rừng phòng hộ. Trồng rừng gỗ lớn kết hợp cây bản địa giúp củng cố mạng lưới rễ giữ đất. Biện pháp này làm tăng hệ số thấm và giảm tốc độ dòng chảy tràn bề mặt. Đối với vùng đồi dốc thoai thoải, canh tác chè theo đường đồng mức mang lại hiệu quả cao. Hàng rào chè dày đặc hạn chế tối đa việc xói mòn lớp đất mặt màu mỡ. Kỹ thuật đào hào bậc thang và tạo rãnh thoát nước ngăn hiện tượng đất trườn. Nông dân cần tích cực phủ xanh đất trống bằng thảm thực vật che phủ. Bón phân hữu cơ và vi sinh giúp cải tạo độ tơi xốp của tầng phong hóa. Tại vùng karst, xây dựng các hồ chứa nước treo và bể gom nước mưa là giải pháp thiết thực. Nguồn nước tích trữ bảo đảm tưới ẩm kịp thời cho cây trồng trong mùa khô hạn.

3.1. Kỹ thuật canh tác chống xói mòn theo đường đồng mức

Canh tác theo đường đồng mức là phương pháp bảo vệ đất dốc hiệu quả nhất. Phương pháp này áp dụng phổ biến trên các vùng đồi bát úp tại Đại Từ và Phú Lương. Các luống chè được trồng uốn lượn ngang theo sườn dốc tạo thành đê chắn tự nhiên. Khi mưa lớn, hàng chè cản dòng chảy mặt và giữ lại lớp bùn giàu dinh dưỡng. Nông dân kết hợp trồng xen các dải cây họ đậu để cố định đạm tự nhiên trong đất. Rễ cây họ đậu ăn sâu giúp gia cố tầng đất phong hóa và giảm nguy cơ đất trườn. Rãnh tiêu nước phân tán được thiết kế để dẫn dòng chảy nhẹ nhàng xuống chân đồi. Kỹ thuật này duy trì độ phì nhiêu của đất qua nhiều năm canh tác liên tục.

3.2. Quy hoạch rừng phòng hộ và trữ nước vùng núi đá vôi

Bảo vệ rừng đầu nguồn là yêu cầu cấp bách tại các khu vực núi cao Thái Nguyên. Rừng tự nhiên trên dãy Tam Đảo và vùng núi Võ Nhai đóng vai trò điều tiết thủy văn. Việc khoanh nuôi tái sinh rừng giúp hạn chế hiện tượng cướp dòng và xói mòn sườn dốc. Hệ thực vật rừng phong phú giữ lại nước mưa trong các tầng thảm mục. Lượng nước này ngấm chậm bổ sung cho túi nước ngầm phục vụ tưới tiêu hạ lưu. Đối với vùng núi đá vôi thiếu nước, xây dựng bể chứa và hồ treo mang lại giải pháp thiết thực. Mô hình tích trữ nước mưa tại chỗ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và canh tác cây ăn quả. Chính quyền địa phương cần hỗ trợ nông dân kinh phí xây dựng bể chứa nước kiên cố.

IV. Ứng dụng nghiên cứu địa chất địa hình phát triển bền vững

Kết quả nghiên cứu địa chất và địa hình mang lại giá trị thực tiễn to lớn cho tỉnh Thái Nguyên. Dữ liệu thạch học và hình thái bề mặt là nền tảng xây dựng bản đồ quy hoạch sử dụng đất nông lâm nghiệp. Cơ quan quản lý dễ dàng xác định các vùng sinh thái có lợi thế cạnh tranh cao. Huyện Đại Từ và Phú Lương đẩy mạnh thâm canh cây chè đặc sản trên các sườn đồi feralit màu mỡ. Vùng núi cao Võ Nhai tập trung phát triển lâm sản ngoài gỗ và cây dược liệu có giá trị kinh tế. Khu vực đồng bằng trũng tiếp tục mở rộng vùng chuyên canh lúa chất lượng cao và rau màu. Bản đồ cảnh báo nguy cơ trượt lở đất giúp chính quyền chủ động phương án phòng ngừa thiên tai mùa mưa bão. Nông dân điều chỉnh cơ cấu cây trồng phù hợp với đặc điểm thổ nhưỡng từng mảnh đất. Sự gắn kết giữa khoa học địa chất và thực tiễn sản xuất mở ra hướng phát triển kinh tế bền vững. Năng suất nông sản gia tăng song hành cùng việc bảo vệ tài nguyên môi trường tự nhiên.

4.1. Xây dựng bản đồ phân vùng sản xuất nông nghiệp tối ưu

Bản đồ phân vùng lập địa là công cụ cốt lõi cho quy hoạch nông nghiệp hiện đại. Việc tích hợp dữ liệu địa chất và địa hình cho phép xác định chính xác năng lực đất đai. Các vùng đồi lượn sóng được phân bổ để phát triển chè sạch đạt tiêu chuẩn xuất khẩu. Vùng trũng tích tụ phù sa ven sông được quy hoạch thành các cánh đồng mẫu lớn. Tại các khu vực núi đá vôi, chính quyền định hướng trồng rừng bản địa kết hợp phát triển du lịch sinh thái. Bản đồ này ngăn chặn tình trạng mở rộng diện tích nương rẫy trái phép trên đất dốc. Hiệu quả sử dụng đất đai tăng rõ rệt nhờ bố trí đúng loại cây trồng. Đây là giải pháp chiến lược giúp tái cơ cấu ngành nông nghiệp hiệu quả.

4.2. Giảm thiểu rủi ro thiên tai trượt lở và suy thoái đất

Ứng dụng phân tích địa chất địa hình giúp nâng cao năng lực ứng phó thiên tai. Các vùng có nguy cơ trượt lở cao được số hóa và theo dõi sát sao. Hệ thống cảnh báo sớm giúp người dân chủ động gia cố các triền đồi trong mùa mưa lũ. Các dự án lâm nghiệp đẩy mạnh phủ xanh diện tích đất trống và đồi trọc. Cây rừng bám rễ sâu tạo thành mạng lưới giữ đất kiên cố chống sạt trượt. Nông dân hạn chế sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật để giữ cấu trúc đất tự nhiên. Lớp thảm mục thực vật dày lên làm giảm áp lực của những trận mưa lớn. Nhờ đó, môi trường sinh thái được bảo toàn và phát triển bền vững lâu dài.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thái Nguyên là trung tâm kinh tế, văn hóa và giáo dục quan trọng của vùng Trung du và miền núi Bắc Bộ với tổng diện tích tự nhiên đạt 3.541,67 km2. Địa hình toàn tỉnh mang tính chất đồi núi chuyển tiếp rõ rệt, trong đó khu vực đồi núi cao trên 100m chiếm tới 66,7% diện tích và đất đồi núi chiếm 85,8% diện tích tự nhiên. Địa phương sở hữu nhiều tiềm năng phát triển kinh tế nông - lâm nghiệp đa dạng, nổi bật là vùng sản xuất chè hàng hóa đứng đầu cả nước với sản lượng toàn vùng đạt 853,4 nghìn tấn, đóng góp 78,2% sản lượng chè toàn quốc. Tuy nhiên, ngành nông nghiệp địa phương đang đối mặt với nhiều thách thức lớn. Tập quán canh tác tự phát trên đất dốc, đốt nương làm rẫy cùng hoạt động khai khoáng lộ thiên thải ra hơn 2.000 tấn chất thải rắn và 6.760 m3 nước thải mỗi năm đã khiến tài nguyên đất bị xói mòn, rửa trôi nghiêm trọng.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Địa lí tự nhiên của tác giả Phan Thị Tú Uyên tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: Tối ưu hóa tổ chức không gian sản xuất nông, lâm nghiệp bền vững dựa trên mức độ thích nghi sinh thái với điều kiện địa chất và địa hình. Mục tiêu cụ thể là làm rõ cấu trúc thạch học đá nền, đặc điểm kiến tạo, hình thái địa mạo và ảnh hưởng của chúng đến cơ cấu cây trồng, vật nuôi; từ đó kiến tạo hệ thống định hướng phát triển bền vững cho địa phương. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 9 đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Thái Nguyên với chuỗi dữ liệu thực nghiệm kéo dài từ năm 2010 đến năm 2022. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện ở việc lượng hóa mối liên hệ giữa các thông số cơ lý đất đá với mức độ suy thoái môi trường, cung cấp luận cứ khoa học giúp nâng cao giá trị ngành nông nghiệp và bảo vệ sinh thái cho hơn 1,33 triệu cư dân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên Thuyết Sinh thái cảnh quan và Thuyết Phát triển bền vững theo Chương trình nghị sự 21. Tác giả kết hợp luận điểm của Simonson về 4 quá trình tương tác thành tạo đất bao gồm sự cộng thêm vào, sự mất đi, sự di chuyển và sự biến đổi, khẳng định cấu trúc địa chất cùng quá trình địa mạo là nền tảng kiểm soát sự phân bố vật chất, năng lượng trong hệ sinh thái. Mô hình nghiên cứu trung tâm là mô hình tương tác Địa mạo - Sinh thái nhân văn, tập trung đánh giá mối quan hệ mật thiết giữa nền đá mẹ, vỏ phong hóa và lớp phủ thực vật.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Cấu trúc thạch học đá nền phản ánh độ bền vững qua lực dính kết C từ 0,081 đến 0,428 kg/cm2; Độ dốc sinh thái phân định ngưỡng giới hạn dưới 15 độ cho canh tác nông nghiệp và trên 15 độ cho phát triển lâm nghiệp; Tai biến địa mạo như sạt lở đất, đất trườn dưới tác động của lượng mưa năm từ 1.500 đến 2.200 mm; và Tính thích nghi sinh thái của tập đoàn cây trồng trong điều kiện biên độ nhiệt ngày đêm dao động khoảng 7°C.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu phục vụ luận văn được thu thập đồng bộ từ Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Kiểm lâm và Cục Thống kê tỉnh Thái Nguyên trong giai đoạn 2010 - 2022. Tác giả sử dụng phương pháp phân tích - tổng hợp kết hợp công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (GIS) để số hóa, biên tập và chồng xếp các bản đồ hành chính, địa chất, địa hình chuyên đề.

Cỡ mẫu khảo sát thực địa bao gồm 120 điểm quan sát sườn tích và lấy mẫu thí nghiệm cơ lý tại 15 lát cắt địa tầng đại diện trên địa bàn toàn tỉnh. Phương pháp chọn mẫu áp dụng là kỹ thuật chọn mẫu phân tầng kết hợp ngẫu nhiên theo 3 đai độ cao chính: vùng dưới 100m, vùng từ 100 đến 600m và vùng núi cao trên 600m, gắn liền với các thành tạo thạch học điển hình. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích cơ lý đất đá kết hợp GIS là vì công cụ này cho phép lượng hóa chính xác các thông số kỹ thuật như dung trọng đạt 2,4 - 2,8 kg/cm3, góc ma sát trong đạt 21 - 35 độ và mô đun biến dạng, loại bỏ nhận định chủ quan và cung cấp cơ sở xác thực để phân vùng nguy cơ sạt lở đất sườn dốc.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu xác định sự phân hóa địa hình sâu sắc chi phối lớp phủ thổ nhưỡng: 2/3 diện tích tỉnh là đồi núi cao trên 100m, với 85,8% diện tích tự nhiên là đất đồi núi. Trong đó, nhóm đất đỏ vàng vùng đồi thấp (50 - 900m) có độ hổng từ 50 đến 60%, dung trọng xấp xỉ 1,0 g/cm3, rất dễ xói mòn khi mất thảm phủ thực vật. Ngược lại, nhóm đất mùn trên núi cao trên 900m có tầng dày biến động và bị rửa trôi mạnh mẽ.

Thứ hai, chế độ mưa ẩm phân bố bất đối xứng tạo áp lực bóc mòn địa hình: Tổng lượng mưa dao động từ 1.000 mm ở Võ Nhai đến trên 2.500 mm ở sườn tây nam Tam Đảo, tạo mức chênh lệch tới 150%. Đáng chú ý, 85 - 90% lượng mưa tập trung trong 7 tháng mùa nóng (tháng 4 - 10), kết hợp mật độ lưới sông đạt 0,93 km/km2, đẩy mạnh quá trình xâm thực sâu, tạo nhiều hẻm vực và mương xói phức tạp.

Thứ ba, đặc tính cơ lý thạch học làm phát sinh tai biến đất trườn đặc thù: Phụ nhóm sét pha phong hóa từ đá biến chất có độ bão hòa nước lên tới 85 - 92%, góc ma sát trong dao động 21 - 27 độ. Khi bão hòa nước mưa, tầng phong hóa dày trên 1,5m bị giảm liên kết, gây hiện tượng đất trườn làm nghiêng thân cây cọ về phía chân đồi tại phía bắc huyện Phú Lương và khu vực Thần Sa thuộc huyện Võ Nhai.

Thứ tư, áp lực nhân sinh làm biến dạng nghiêm trọng hình thái bề mặt: Hoạt động khai khoáng tại các mỏ than Khánh Hòa, Núi Hồng và mỏ sắt Phấn Mễ đã đào bới tạo moong sâu tới 100m, đồng thời tích tụ các bãi thải nhân tạo cao gần 100m với sườn dốc đứng 70 - 75°, xả thải 2.000 tấn chất thải rắn mỗi năm, làm sa bồi và vùi lấp hàng trăm hecta đất canh tác nông nghiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của các tai biến bề mặt bắt nguồn từ sự tương tác bất lợi giữa tầng vỏ phong hóa bở rời và các đợt mưa lớn tập trung ngắn ngày. Toàn bộ chuỗi dữ liệu khảo sát có thể được biểu diễn trực quan qua biểu đồ ma trận thích nghi sinh thái kết hợp bảng đối chiếu chỉ tiêu cơ lý đất đá, bao gồm lực dính kết C từ 0,081 đến 0,428 kg/cm2 và hệ số nén lún a1-2 từ 0,002 đến 0,05 cm2/kg. Cách trình bày này giúp các nhà quy hoạch dễ dàng nhận diện ngưỡng chịu tải an toàn của từng loại nền địa chất.

Khi so sánh với tiêu chuẩn đánh giá đất đai của FAO, kết quả của luận văn hoàn toàn tương đồng về mặt nguyên lý cảnh quan nhiệt đới ẩm, nhưng đã làm sáng tỏ tính chất đặc thù của miền uốn nếp Đông Bắc: vùng địa hình karst đá vôi tại Võ Nhai có khả năng tích trữ nước mặt rất yếu do hệ thống đứt gãy ngầm, khiến khu vực này thường xuyên thiếu nước dù lượng mưa đạt xấp xỉ 1.000 mm/năm. So với các công trình nghiên cứu trước đây tại trung du Bắc Bộ, nghiên cứu đã chứng minh rõ nét rằng việc canh tác màu trần trên các sườn dốc trên 15 độ làm tổn thất tầng đất mặt dày dưới 10 cm chỉ sau 3 đến 5 vụ mùa.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tổ chức lại không gian sản xuất nông - lâm nghiệp theo phân vùng độ dốc: Thiết lập hành lang sinh thái bảo vệ nghiêm ngặt các diện tích sườn dốc trên 15 độ, chuyển đổi toàn bộ nương rẫy thoái hóa sang trồng rừng phòng hộ và rừng gỗ lớn bằng keo lá chàm, bạch đàn, nhằm nâng tỷ lệ che phủ rừng toàn tỉnh từ 53% lên 56% vào năm 2030; giao Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ trì thực hiện.

Thứ hai, bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi: Triển khai đề án khoanh nuôi tái sinh tự nhiên trên diện tích rừng kín lá rộng thường xanh tại Võ Nhai và Định Hóa, nghiêm cấm khai thác gỗ nghiến, hoàng đàn, phấn đấu giảm tỷ lệ diện tích đất xói mòn trơ sỏi đá xuống dưới 3% trong giai đoạn 2024 - 2028; giao Chi cục Kiểm lâm tỉnh giám sát trực tiếp.

Thứ ba, bạt thoải địa hình nhân tạo và xử lý chất thải khai khoáng: Cải tạo sườn dốc các bãi thải đất đá mỏ than Phấn Mễ, Núi Hồng từ góc dốc 70 - 75° xuống dưới ngưỡng an toàn 30°, trồng phủ thảm cỏ chống xói mòn, xử lý dứt điểm 100% khối lượng 6.760 m3 nước thải và 2.000 tấn chất thải rắn phát sinh hằng năm trước năm 2027; giao Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với các doanh nghiệp khai khoáng triển khai.

Thứ tư, đầu tư hạ tầng thủy lợi tích trữ nguồn nước mùa khô: Nâng cấp và mở rộng hệ thống hồ đập chứa nước tại lưu vực sông Cầu và sông Đu, tăng cường tích trữ nguồn nước trong giai đoạn mùa khô vốn chỉ đạt 200 - 400 mm lượng mưa, đảm bảo cấp đủ nước tưới ổn định cho hơn 20.000 ha chè và cây ăn quả đặc sản đến năm 2030; do Ban Quản lý Đầu tư Xây dựng Thủy lợi tỉnh chỉ đạo thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách tại Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên. Luận văn cung cấp luận cứ định lượng về 85,8% diện tích đất đồi núi và hệ thống bản đồ địa mạo số hóa, phục vụ trực tiếp cho việc lập quy hoạch sử dụng đất cấp tỉnh giai đoạn 2025 - 2030.

Nhóm giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên sau đại học thuộc các ngành Địa lý tự nhiên, Khoa học Môi trường và Quản lý đất đai. Hệ thống số liệu 15 lát cắt địa tầng và các tham số cơ lý đất đá như dung trọng, chỉ số dẻo là nguồn tài liệu quý báu để phát triển các mô hình mô phỏng tai biến trượt lở đất ở vùng núi.

Nhóm doanh nghiệp nông nghiệp và hợp tác xã sản xuất chè, cây ăn quả tại Đại Từ, Đồng Hỷ, Phú Lương. Kết quả nghiên cứu xác định các sườn đồi bát úp dưới 15 độ có độ dày tầng đất thích hợp, giúp doanh nghiệp lựa chọn đúng vùng sinh thái tối ưu cho hơn 154 loài cây trồng hàng hóa.

Nhóm kỹ sư công trình và các đơn vị hoạt động trong lĩnh vực khai khoáng, xây dựng hạ tầng giao thông. Luận văn cung cấp các tham số kỹ thuật về góc ma sát trong 21 - 35 độ và lực kháng nén, hỗ trợ việc thiết kế ta-luy đường giao thông, hồ chứa và bãi đổ thải an toàn trước lượng mưa cực đoan vượt 2.500 mm.

Câu hỏi thường gặp

Đặc điểm địa chất nào tại Thái Nguyên làm gia tăng nguy cơ sạt lở và đất trườn trong mùa mưa? Khu vực cấu tạo bởi đá biến chất Ocdovic - Silua sớm sở hữu lớp vỏ phong hóa sét pha dày trên 1,5m. Khi lượng mưa mùa tập trung đạt từ 1.500 đến 2.200 mm, độ bão hòa nước trong đất đạt 85 - 92%, làm giảm lực dính kết C xuống 0,081 kg/cm2 và gây hiện tượng đất trườn đẩy nghiêng cây cối ở Phú Lương, Võ Nhai.

Tại sao độ dốc 15 độ được chọn làm ranh giới phân định canh tác nông nghiệp và lâm nghiệp? Khu vực có độ dốc trên 15 độ sở hữu năng lượng địa hình cao và dòng chảy mặt xiết, khiến tầng đất mặt mỏng bị rửa trôi nhanh chóng. Trong điều kiện lượng mưa mùa khô chỉ đạt 200 - 400 mm, địa hình dốc trên 15 độ không giữ được độ ẩm, bắt buộc phải phát triển lâm nghiệp để bảo vệ nguồn nước.

Hệ thống rừng tự nhiên trên núi đá vôi huyện Võ Nhai có tác động gì đến sản xuất nông nghiệp phụ cận? Mặc dù lượng mưa ở Võ Nhai chỉ đạt khoảng 1.000 mm/năm, cấu trúc karst có nhiều đứt gãy ngầm làm thoát nước rất nhanh. Rừng cây lá rộng thường xanh giúp lưu giữ lớp đất đen dày 10 - 15 cm trong các hốc đá, duy trì mạch nước ngầm cấp ẩm liên tục cho các thung lũng sản xuất phía chân núi.

Hoạt động khai thác khoáng sản lộ thiên đã làm biến đổi bề mặt địa hình như thế nào? Quá trình khai khoáng đã bóc mòn địa hình tạo nên các moong sâu 100m tại Phấn Mễ, Thần Sa và dựng nên các bãi thải nhân tạo cao gần 100m với sườn dốc 70 - 75°. Hàng năm mỏ thải ra 2.000 tấn chất thải rắn và 6.760 m3 nước thải, tiềm ẩn nguy cơ sạt lở bùn đất xuống vùng canh tác.

Biện pháp nào giúp giảm thiểu xói mòn đất đồi bát úp khi phát triển vùng nguyên liệu chè tập trung? Nông dân cần áp dụng hình thức làm đất theo đường đồng mức và thiết kế ruộng bậc thang trên sườn dốc dưới 15 độ. Đồng thời, cần trồng xen cây che bóng bản địa để tán lá chắn bớt lực cản của hạt mưa, bảo vệ đất trước các đợt mưa bão tập trung chiếm 85 - 90% lượng mưa cả năm.

Kết luận

• Luận văn chuẩn hóa bức tranh tự nhiên toàn diện của tỉnh Thái Nguyên trên diện tích 3.541,67 km2, khẳng định vai trò kiểm soát của địa chất, địa hình đối với 85,8% diện tích đất đồi núi.
• Cung cấp hệ dữ liệu cơ lý thực nghiệm chính xác với độ bão hòa nước 85 - 92% và lực dính kết C từ 0,081 đến 0,428 kg/cm2, giải mã nguyên nhân khoa học của hiện tượng trượt lở đất.
• Thiết lập ranh giới phân vùng kinh tế sinh thái rõ nét: ưu tiên quỹ đất đồi lượn sóng dưới 15 độ cho cây chè, hoa màu và bảo vệ nghiêm ngặt vùng núi dốc trên 15 độ bằng rừng phòng hộ.
• Đề xuất giải pháp kỹ thuật hạ độ dốc bãi thải khai khoáng từ 75° xuống dưới 30° và xử lý triệt để 6.760 m3 nước thải mỏ mỗi năm nhằm ngăn chặn sa bồi hạ du.
• Hoàn thiện lộ trình chuyển đổi sinh thái giai đoạn 2024 - 2030, hướng đến mục tiêu phát triển bền vững nông - lâm nghiệp và ổn định sinh kế cho hơn 1,33 triệu người dân.

Để nhanh chóng đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, các cơ quan ban ngành và doanh nghiệp trên địa bàn cần sớm tích hợp bộ bản đồ phân vùng địa mạo vào kế hoạch phát triển kinh tế địa phương. Hãy liên hệ với tác giả và cơ sở đào tạo để tiếp cận toàn văn công trình, ứng dụng ngay các luận cứ khoa học chuẩn xác vào chiến lược phát triển nông, lâm nghiệp bền vững cho tỉnh Thái Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT, ĐỊA HÌNH PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NÔNG, LÂM NGHIỆP Ở TỈNH THÁI NGUYÊN 1. Khái niệm địa chất, địa hình Địa chất thường được hiểu theo khoa học địa chất. Địa chất là khoa học dành cho việc nghiên cứu Trái Đất. Mục tiêu của nó là tìm hiểu thành phần vật chất và cấu trúc bên trong và bên ngoài của Trái Đất, cũng như các quá trình và động lực học khác nhau của Trái Đất từ khi hình thành cho đến ngày nay.

Địa hình là một hợp phần quan trọng của tự nhiên, là nền tảng rắn quan trọng mà trên đó các thành phần tự nhiên khác của hệ sinh thái như thổ nhưỡng, thực vật phát triển. Địa hình bao giờ cũng phát triển trên một nền địa chất nhất định. Địa chất - địa hình là hợp phần quan trọng của lớp vỏ Trái Đất, là sản phẩm của quá trình địa chất lâu dài và cũng là nơi diễn ra các hoạt động sống của con người. Địa chất - địa hình có chức năng kiểm soát sự phân bố vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái.

Do vậy, bất kì tác động nào làm biến đổi địa hình dù là nhỏ nhất đều dẫn tới sự thay đổi của các thành phần khác trong hệ sinh thái, từ đó thay đổi cả hệ thống tự nhiên. Kết quả cuối cùng của nghiên cứu địa chất - địa hình trên bất kỳ lãnh thổ nào thường là việc xây dựng bản đồ địa chất, địa hình lãnh thổ đó, trên đó có khoanh vùng phân bố của các quá trình địa lý, có phân biệt về giai đoạn và cường độ biểu hiện của chúng, biểu hiện độ cao địa hình, độ dốc địa hình,. Bản đồ địa chất, địa hình thật ra là cơ sở để đặt kế hoạch và lập dự án cho các biện pháp và công trình xây dựng đòi hỏi phải nghiên cứu sơ bộ địa hình, và cũng là theo yêu cầu của các công tác đó mà bản đồ đã được thành lập một cách thích hợp. 10 Địa chất - địa hình là điều kiện tự nhiên, là nguồn lực rất quan trọng cho phát triển các ngành kinh tế.

Địa hình là địa bàn cư trú của con người và các sinh vật, là nơi phân bố các hoạt động sản xuất như nông nghiệp, công nghiệp và xây dựng, dịch vụ, phục vụ cho các nhu cầu khác của con người cả về vật chất lẫn tinh thần. Vai trò của địa chất, địa hình đối với quy hoạch, tổ chức lãnh thổ Quy hoạch, tổ chức và sử dụng hợp lý lãnh thổ được xem là công việc phức tạp giải quyết cùng lúc các vấn đề như sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu các tai biến thiên nhiên một cách tối ưu hướng tới phát triển bền vững ở từng địa phương và từng thời điểm nhất định. Địa chất - địa hình là một dạng tài nguyên thiên nhiên đặc biệt đã được con người sử dụng từ rất lâu phục vụ cho các nhu cầu của cuộc sống; nó có nhiều chức năng khác nhau như: Là môi trường sống, là đối tượng công việc, là ranh giới tự nhiên và ranh giới hành chính (các dãy núi, dòng sông…), địa hình có chức năng du lịch giải trí, chức năng văn hóa tinh thần, chức năng bảo vệ góp phần đáp ứng nhu cầu cả về vật chất và tinh thần của con người… nhưng cần nhấn mạnh rằng địa chất - địa hình là nền móng của mọi hoạt động sản xuất. Thực tế cho thấy, cơ sở để lập các kế hoạch quản lý lãnh thổ là phải quan tâm đến yếu tố nền vật chất hay yếu tố địa hình nên địa chất - địa hình là một đối tượng quy hoạch và quản lý lãnh thổ để phát triển bền vững.

Địa chất - địa hình với nhiều chức năng, việc nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa hình một vùng lãnh thổ là cần thiết, có ảnh hưởng đến việc sử dụng tốt hơn không gian lãnh thổ; đưa ra được những quyết định về sự phù hợp của địa hình đối với xây dựng, sử dụng các loại hình hoạt động khác nhau trên đó. Các tai biến địa chất - địa hình là kết quả của sự hợp nhất giữa cường độ và tần suất xuất hiện của hiện tượng tự nhiên. Đây là điểm khởi đầu cho sự ổn định hoặc không ổn định của các dạng địa hình nhất định với một vai trò đặc biệt trong việc sử dụng mỗi dạng địa hình. Mỗi dạng địa hình là không ổn định 11 khi nó không cân bằng với môi trường.

Ứng với mỗi loại cấu trúc địa chất sẽ có một trạng thái cân bằng riêng. Tùy thuộc vào đặc tính của mỗi dạng địa hình mà có những cách sử dụng, cách quản lý tối ưu và hiệu quả nhất. Vì vậy, nghiên cứu địa hình trong quy hoạch và sử dụng hợp lý lãnh thổ là phải tích hợp tất cả những thông số trên, xem xét các mối quan hệ giữa chúng và với các thông số của các nhân tố khác như khí hậu, mạng lưới thủy văn, khoáng sản, thảm thực vật… Các tai biến địa chất - địa hình phải được xem xét trong mối tương quan với các quá trình địa chất - địa hình mà ảnh hưởng đến một khu vực nhất định. Do đó cần phải xác định cường độ và tần suất xuất hiện của một số các quá trình địa chất cũng như lịch sử phát triển của địa hình; phân tích mối quan hệ hạn chế hoặc sự thuận lợi của các dạng địa hình cho các hoạt động cụ thể của con người.

Những dạng địa hình có thể là hạn chế đối với hoạt động này song lại là thuận lợi cho hoạt động khác của con người. Thí dụ một khu vực núi cao, đặc trưng bởi độ cao lớn, giá trị độ dốc sườn và năng lượng địa hình rất đáng kể sẽ là hạn chế đối với sản xuất nông nghiệp, sinh sống định cư, nhưng lại phù hợp với phát triển lâm nghiệp,… Hiện nay, việc nghiên cứu địa chất, địa hình cho quy hoạch lãnh thổ thường theo hướng phân tích địa mạo sinh thái. Đây là hướng nghiên cứu địa mạo ứng dụng, trong đó tập trung nghiên cứu mối tương tác của điều kiện địa chất, địa hình với hệ thống sinh thái nhân văn. Phát triển nông, lâm nghiệp bền vững Vấn đề “Môi trường và phát triển” nói chung và mục tiêu phát triển bền vững đã được nhiều quốc gia và tổ chức quan tâm sâu sắc.

Để phục vụ cho mục tiêu phát triển, các nguồn lực tự nhiên - tài nguyên đang được tận dụng khai thác khá mạnh mẽ và đây cũng là nơi đang tiềm ẩn những xung đột sâu sắc giữa môi trường và phát triển, hiện tượng suy thoái tài nguyên, tai biến môi trường đang diễn ra hàng ngày với quy mô, tần xuất lớn. Trước tình thế đó, để đảm bảo sự ổn định trong phát triển ở phạm vi toàn cầu và cho từng quốc gia, từng vùng lãnh thổ, vấn đề PTBV đã không ít lần 12 được đặt ra. Năm 1987, Uỷ ban môi trường và phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc đã đưa ra khái niệm phát triển bền vững “PTBV là sự phát triển nhằm thoả mãn các yêu cầu hiện tại của con người nhưng không tổn hại tới sự thoả mãn các nhu cầu của thế hệ tương lai”. Năm 1992, Hội nghị thượng đỉnh của Liên Hợp Quốc về “Môi trường và phát triển” tổ chức tại Riođe Janeiro (Braxin) với sự tham gia của nhiều nước đã nhất trí: “PTBV là sự phát triển nhằm thoả mãn các yêu cầu hiện tại nhưng không tổn hại cho khả năng của các thế hệ tương lai để đáp ứng yêu cầu của chính họ” và PTBV phải là mục tiêu của toàn nhân loại trong thế kỷ XXI.

PTBV cần được thực hiện đồng thời trên ba lĩnh vực: Phát triển kinh tế, phát triển xã hội và bảo vệ môi trường. Đây là nguyên lý chung để hướng sự phát triển bền vững. Tổ chức Sinh thái và Môi trường thế giới (WORD) đã định nghĩa nông, lâm nghiệp bền vững là nền nông, lâm nghiệp đáp ứng được các nhu cầu của con người trong giai đoạn hiện tại nhưng không làm suy giảm khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ sau này. Phát triển nông, lâm nghiệp bền vững thể hiện ở việc sử dụng các nguồn lực tự nhiên (địa hình, đất, nước, nhiệt-ẩm) một cách có hiệu quả, hạn chế các quá trình biến đổi làm thái hóa, có phương pháp cải tạo làm biến đổi chúng theo chiều hướng tích cực; mang lại hiệu quả kinh tế ở chỗ tăng năng suất, tăng sản lượng và giải quyết được các vấn đề về thu nhập, mức sống, việc làm, đồng thời vẫn đảm bảo vệ môi trường.

Về mặt sản xuất, mỗi ngành nông nghiệp, lâm nghiệp đều có những yêu cầu, đòi hỏi riêng về cả mặt tự nhiên và xã hội. Đặc biệt là để phát triển một nền sản xuất bền vững thì chúng đòi hỏi những tiêu chuẩn nhất định. Sản xuất nông nghiệp được ưu tiên và có hiệu quả ở những khu vực có độ dốc dưới 150, độ chia cắt ngang và độ chia cắt sâu nhỏ, địa hình tương đối bằng phẳng hoặc lượn sóng; sản xuất lâm nghiệp thường ở nơi có độ dốc thường lớn, trên 150; địa hình bị chia cắt lớn, nhất là chia cắt sâu; tập hợp các 13 kiểu địa hình: núi trung bình, núi thấp, đồi cao, đồi thấp… và là những nơi không thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp; các quá trình địa mạo hiện đại: là địa bàn dễ xảy ra các tai biến về lũ quét, trượt lở đất; đất đặc trưng cho khu vực địa hình dốc, tầng đất mỏng hơn, có nơi bị xói mòn lộ đá gốc, độ kết von, đá ong trong đất không vượt quá 15%; điều kiện nhiệt ẩm: nhiệt độ, độ ẩm có sự phân hóa theo độ cao, nơi thường có lượng mưa trên 1000mm; các điều kiện khác như: là rừng tự nhiên, rừng trồng hoặc thảm cỏ, cây bụi… được dùng vào bảo tồn, khai thác và trồng rừng mới, giao thông đi lại khó khăn hơn. Mục tiêu của phát triển bền vững ở vùng đồi núi là: - Bảo tồn được tài nguyên thiên nhiên, cân bằng sinh thái và không gây ô nhiễm môi trường.

Đó là một hệ thống nông nghiệp sử dụng tốt những nguyên liệu sẵn có tại chỗ và tái tạo được; các nguồn tài nguyên tái tạo sẽ được khai thác một cách hợp lý, tận dụng các chất thải, các phụ phẩm từ các dây chuyền sản xuất chính. - Đáp ứng được các nhu cầu tăng trưởng kinh tế, trước mắt cũng như lâu dài một cách ổn định. - Về mặt xã hội, không tạo ra sự bất bình đẳng và sự phân hoá quá mức giữa người giàu và người nghèo, giữa người kinh và những người dân tộc khác.