Quảng Ninh: Xác định lập địa cho trồng rừng kinh tế trên đất bãi thải sau khai thác than 

BVR&MT – Khai thác than hiện nay ở Việt Nam là một trong những ngành công nghiệp khai khoáng đặc biệt quan trọng và cần thiết cho phát triển kinh tế, xã hội. Tuy nhiên, khai thác khoáng sản than đã phát thải một lượng lớn khối lượng đất đá, đặc biệt là hoạt động của các mỏ khai thác lộ thiên đã tạo nên những vùng bãi thải rộng lớn làm thay đổi nghiêm trọng cảnh quan môi trường. Gây ảnh hưởng và thu hẹp đáng kể diện tích rừng, đất rừng; gây nên nhiều tác động môi trường bất lợi đối với môi trường sinh thái, và an sinh xã hội.

1. MỞ ĐẦU

Hiện nay, hầu hết các mỏ than lộ thiên của Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam sử dụng hệ thống bãi thải ngoài với công nghệ đổ thải bãi thải cao. Khối lượng thải lớn nhất tập trung tại vùng Cẩm Phả, với khoảng 60 – 70 triệu m3/năm. Các bãi thải thường có chiều cao từ 60 – 80m, có nơi lên tới 250m. Góc dốc sườn bãi thải tương đối lớn (từ 30 – 400). Thành phần trên bãi thải thường là các loại đất đá nổ mìn, với các kích cỡ khác nhau, và có tính chất rời rạc (Trần Miên, 2009).

Việc cải tạo, khôi phục môi trường ở các mỏ khai thác than đã được nghiên cứu và thực hiện tương đối có hiệu quả ở nhiều nước trên thế giới. Việt Nam có nhiều mỏ khai thác và chế biến than lộ thiên đã phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trường trên nhiều lĩnh vực. Cho đến nay, vẫn còn ít các nghiên cứu về cải tạo và phục hồi môi trường tự nhiên sau quá trình đổ thải bằng một số loài thực vật. Tuy nhiên, việc xác định lập địa thích hợp cho các loài cây trồng, đặc biệt là trồng rừng kinh tế trên đất bãi thải sau khai thác than ở Việt Nam chưa được nghiên cứu và thực hiện một cách có hệ thống. Vì vậy, việc lựa chọn lập địa thích hợp cho trồng rừng kinh tế trên đất bãi thải sau khai thác than ở Quang Ninh nói riêng, và các hoạt động khai thác và chế biến than tại các mỏ than lộ thiên ở Việt Nam là rất cần thiết.

2. ĐẶC ĐIỂM KHU BÃI THẢI SAU KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH 

Hiện nay, các mỏ lộ thiên chủ yếu đều sử dụng hệ thống bãi thải ngoài với công nghệ đổ thải sử dụng ô tô – xe gạt, khối lượng đổ thải lớn nhất tập trung tại cụm mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả, với khoảng 60 – 70 triệu m3/năm. Việc đổ bãi thải ngoài có nhược điểm lớn là chiếm dụng diện tích đất mặt lớn, gây trượt lở bãi thải, và bồi lấp hệ thống sông suối, ô nhiễm môi trường, và ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị, an sinh xã hội. Có thể kể đến các bãi thải như Nam Đèo Nai – Cẩm Phả, Nam Lộ Phong – Hà Tu, Chính Bắc – Núi Béo,…

a. Một số đặc điểm cơ bản của các bãi thải sau khai thác than:

+ Thành phần chủ yếu của vật liệu trên các bãi thải mỏ lộ thiên là đất đá do nổ mìn gồm cát kết, bột kết, sét kết, và đất phủ. Do vậy, đất đá bãi thải có sự liên kết kém, dễ bị phong hóa nên độ bền cơ học giảm, dễ chảy nhão trượt lở, khó khăn cho việc ổn định sườn bãi thải.

+ Do có đặc điểm là dạng bãi thải cao, góc dốc sườn bãi thải lớn (> 300), đất đá thải có cỡ hạt thay đổi từ dạng bụi, dăm sỏi đến các loại đá cục và đá tảng, đổ thải từ trên cao xuống nên đất đá hạt nhỏ thường tập trung ở phía trên, cỡ hạt lớn tập trung dưới chân tầng thải.

+ Trong quá trình khai thác, lớp đất phủ thường không được thu hồi lại mà đổ lẫn cùng đất đá thải nên bề mặt bãi thải thuộc loại đất chua, rất nghèo dinh dưỡng, ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phủ xanh bề mặt bãi thải.

b. Một số đặc điểm lý hóa tính đất bãi thải sau khai thác than:

Kết quả bảng 1 cho thấy: đa số các mẫu đất bãi thải có độ chua trung tính (pH_KCl> 6) như khu vực bãi thải Mạo Khê, đến đất có độ chua nhẹ (khu vực Cẩm Phả). Hàm lượng P₂O₅ ở tất cả các mẫu đất bãi thải phân tích đều có hàm lượng phốt pho thuộc loại trung bình, dao động từ 3,2 mg/100g đất (bãi thải mỏ Cao Sơn) đến 5,6mg/100g đất thải (bãi thải mỏ Đèo Nai). Hàm lượng K₂O tại hầu hết các mẫu đất bãi thải có hàm lượng kali thuộc loại đất nghèo kali (chiếm khoảng 30% tổng số mẫu), còn lại thuộc đất có hàm lượng kali trung bình. Theo QCVN 03:2008/BTNMT, các mẫu đất bãi thải sau khai thác than ở Quảng Ninh đều có hàm lượng kim loại nặng thấp hơn giới hạn tối đa cho phép.

c. Khả năng phục hồi thảm thực vật trên đất bãi thải sau khai thác than:

Do bãi thải có môi trường khô cằn, nghèo dinh dưỡng nên không thuận lợi cho quá trình phát triển của thảm thực vật. Tuy nhiên, nhờ điều kiện khí hậu nóng ẩm, mưa nhiệt đới nên có một số loài cây cỏ phát triển tự nhiên trên bề mặt bãi thải theo 3 giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Thời gian tồn tại của bãi thải từ 1 – 5 năm, xuất hiện các loài cây cỏ như: cỏ le, chè vè, lau, chít…

+ Giai đoạn 2: Thời gian tồn tại của bãi thải từ 5 – 10 năm, xuất hiện các loại cây bụi như: dẻ ngọn, thao kén, thẩu tấu, sim, mua, …

+ Giai đoạn 3: Thời gian tồn tại bãi thải được 20 – 30 năm, xuất hiện thêm các loài cây gỗ nhỏ như: đuôi lươn tía, cà suối, sơn ta,…

Sự phát triển của thảm thực vật tự nhiên theo các giai đoạn này không đều, các loài cây cỏ, cây bụi phát triển mạnh ở những khu vực bãi thải có điều kiện thuận lợi hơn về điều kiện khí hậu và ngược lại. Đây là cơ sở quan trọng cho việc lựa chọn loài cây trồng rừng kinh tế thích hợp theo các đoạn tồn tại của các bãi thải sau khai thác than.

3. XÁC ĐỊNH LẬP ĐỊA VÀ PHÂN CHIA LẬP ĐỊA CHO TRỒNG RỪNG KINH TẾ TRÊN ĐẤT BÃI THẢI SAU KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH

3.1. Khái niệm có liên quan

* Lập địa

Lập địa được hiểu là nơi sống của một loài hay một tập hợp loài cây dưới ảnh hưởng của tất cả các yếu tố ngoại cảnh tác động lên chúng. Như vậy, lập địa không chỉ hiểu đơn thuần là yếu tố về đất đai (land) mà còn gắn liền với các điều kiện ngoại cảnh như địa hình, địa mạo (landscape), khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, ẩm độ không khí, lượng mưa…) (Bộ Lâm nghiệp, 1996).

Lập địa là một phạm vi lãnh thổ nhất định với tất cả những yếu tố của ngoại cảnh ảnh hưởng tới sinh trưởng của sinh vật mà chủ yếu là thực vật. Theo nghĩa rộng, lập địa là tổng hợp các yếu tố tạo nên hoàn cảnh sống của thực vật, bao gồm 4 thành phần như: Khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và thế giới động thực vật.

3.2. Tiêu chí phân chia lập địa đất bãi thải sau khai thác than

Cơ sở của việc lựa chọn các tiêu chí điều kiện tự nhiên là xem xét các yếu tố chủ đạo ảnh hưởng trực tiếp đến các hoạt động trồng rừng kinh tế trên đất bãi thải sau khai thác than; đồng thời xác định các tiêu chí thuận lợi cho việc áp dụng vào thực tiễn sản xuất và phù hợp với một số đặc điểm chính của đất bãi thải sau khai thác than ở Quảng Ninh. Đó là 3 nhóm tiêu chí chính như sau:

– Các tiêu chí liên quan đến địa hình: Độ dốc, độ cao tương đối;

– Các tiêu chí liên quan đến đất đai: Tỷ lệ đất/hỗn hợp thải;

– Các tiêu chí liên quan đến thảm thực vật: Chủ yếu dựa vào thảm che, và thành phần thực vật hiện có để quyết định các phương thức tác động phù hợp.

Như vậy, 5 tiêu chí được sử dụng để phân chia lập địa cho trồng rừng kinh tế trên đất bãi thải sau khai thác than ở Quảng Ninh là:

1. Thời gian sau đổ thải;
2. Tỷ lệ đất/hỗn hợp thải;
3. Độ dốc;
4. Độ cao tương đối;
5. Thảm thực vật chỉ thị.

3.3. Phương pháp phân chia lập địa và xây dựng bản đồ lập địa đất bãi thải sau khai thác than

a) Phương pháp phân chia nhóm dạng lập địa đất bãi thải sau khai thác than

Nhóm dạng lập địa được xác định bằng phương pháp tổ hợp 5 yếu tố: (i) Thời gian sau đổ thải; (ii) Tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải; (iii) Độ dốc; (iv) Độ cao tương đối; và (v) Thảm thực vật chỉ thị.

Để thuận lợi cho công tác đánh giá và đề xuất hướng sử dụng các nhóm dạng lập địa đất bãi thải sau khai thác than, tiến hành mã hóa các tiêu chí, sau đó dựa trên các tiêu chí phân chia và mức độ quan trọng của từng tiêu chí để đề xuất thang điểm đánh giá theo các nhóm dạng lập địa.

Các điểm số từ 1 đến 3 của từng tiêu chí thể hiện theo mức độ khó khăn của từng chỉ tiêu trong từng tiêu chí.

– Nếu các tiêu chí đánh giá có điểm số > 18 điểm:Ít khó khăn (dạng lập địa nhóm A);

– Nếu các tiêu chí đánh giá có điểm số từ 13 – 18 điểm: Khó khăn trung bình(dạng lập địa nhóm B);

– Nếu các tiêu chí đánh giá có điểm số < 13 điểm:Rất khó khăn(dạng lập địa nhóm C).

b) Xây dựng bản đồ lập địa đất bãi thải sau khai thác than

Tiến hành chồng ghép các bản đồ chuyên đề (bản đồ về thời gian sau hoàn thổ, bản đồ về tỷ lệ đất/hỗn hợp thải, bản đồ về độ dốc, bản đồ về độ cao tương đối, và bản đồ về thảm thực vật chỉ thị) bằng phần mền MAPINFO theo trình tự các bước như sau:

– Chồng ghép bản đồ chuyên đề Thời gian sau hoàn thổ với bản đồ về tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải sẽ có được bản đồ chuyên đề về Thời gian sau hoàn thổ, và tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải (1);

– Chồng ghép bản đồ chuyên đề (1) với bản đồ chuyên đề về Độ dốc sẽ có được bản đồ chuyên đề thể hiện 3 đặc điểm về Thời gian sau đổ thải, tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải, và độ dốc (2);

– Chồng ghép bản đồ chuyên đề (2) với bản đồ độ cao tương đối sẽ có được bản đồ mang 4 đặc điểm về Thời gian sau hoàn thổ, tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải, độ dốc, và độ cao tương đối (3);

– Chồng ghép bản đồ chuyên đề (3) với bản đồ chuyên đề về Thảm thực vật chỉ thị sẽ tạo ra bản đồ lập địa mang 5 đặc điểm về Thời gian sau hoàn thổ, tỷ lệ đất/ hỗn hợp thải, độ dốc, độ cao tương đối, và thảm thực vật chỉ thị (4).

Sau khi có bản đồ lập địa ở trong phòng đem ra hiện trường kiểm tra ranh giới so với thực tế và điều chỉnh cho phù hợp .

3.4. Đề xuất cơ cấu cây trồng thích hợp cho các dạng lập địa đất bãi thải sau khai thác than

Trên cơ sở kết quả điều tra các yếu tố cấu thành lập địa, và xác định được nhóm dạng lập địa ngoài hiện trường, so sánh với yêu cầu sinh thái của từng loài cây để xác định các mức độ thích hợp phục vụ cho công tác trồng rừng kinh tế trên các nhóm dạng lập địa đất bãi thải sau khai thác than.

Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu của nhiều công trình nghiên cứu ở Trung ương, địa phương; Quyết định số 16/2005/QĐ-BNN của Bộ NN&PTNT về việc ban hành Danh mục các loài cây chủ yếu cho trồng rừng sản xuất theo 9 vùng sinh thái lâm nghiệp; Quyết định số 4961/QĐ-BNN-TCLN ngày 17/11/2014 về việc ban hành danh mục các loài cây chủ lực trồng rừng sản xuất theo 8 vùng sinh thái lâm nghiệp… Chúng tôi đề xuất cơ cấu cây trồng theo các nhóm dạng lập địa đất bãi thải sau khai thác than ở Quảng Ninh như sau:

– Nhóm dạng lập địa A: Keo lai, Keo tai tượng, Thông nhựa, Thông mã vĩ, Tre luồng,…

– Nhóm dạng lập địa B: Keo lai,Tre luồng, Thông nhựa, Thông mã vĩ,…

– Nhóm dạng lập địa C: Sắn dây, bìm bìm, le, cây họ đậu (muồng, cốt khí, keo dậu, đậu thiều…), kết hợp các loài Keo, Đậu dầu, Sở.

Để góp phần lựa chọn loài cây trồng rừng kinh tế có hiệu quả trên các nhóm dạng lập địa trên đất sau khai thác than ở Quang Ninh có thể tham khảo kết quả đánh giá về hiệu quả kinh tế của một số loài cây trồng rừng chính trên các nhóm dạng lập địa tại vùng Đông Bắc (Bảng 3).

4. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT LÂM SINH PHÙ HỢP CHO CÁC DẠNG LẬP ĐỊA ĐẤT BÃI THẢI SAU KHAI THÁC THAN Ở QUẢNG NINH

Ngoài việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật gây trồng thích hợp cho từng loại cây trồng theo các hướng dẫn đã ban hành, việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho các nhóm dạng lập địa trên đất bãi thải sau khai thác than ở Quảng Ninh được tổng hợp trong bảng sau:

PGS. TS Ngô Đình Quế – Hội KHKT Lâm nghiệp Việt Nam