Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Môi trường: Môi trường bãi cát ven biển đông bắc Việt Nam và định hướng sử dụng hợp lý

Chia sẻ: Acacia2510 _Acacia2510 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu tổng quát của luận án là đánh giá được các đặc điểm môi trường bãi cát biển, các nguyên nhân tự nhiên và nhân sinh gây suy thoái chất lượng môi trường bãi cát biển làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học Môi trường: Môi trường bãi cát ven biển đông bắc Việt Nam và định hướng sử dụng hợp lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- ĐỖ THỊ THU HƯƠNG MÔI TRƯỜNG BÃI CÁT VEN BIỂN ĐÔNG BẮC VIỆT NAM VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã số: 62440303 (DỰ THẢO) TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI, 2018
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Đình Hòe 2. PGS.TS. Trần Đình Lân Phản biện: Phản biện: Phản biện: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………………………….. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam; - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội
MỞ ĐẦU Lí do chọn đề tài Bãi cát biển (sandy beach) là một trong những loại hình tài nguyên biển quan trọng do lợi ích của nó mang lại cho cuộc sống con người: là nơi sinh cư của nhiều loài sinh vật có giá trị kinh tế; phục vụ phát triển du lịch tắm biển, nghỉ dưỡng... Bãi cát biển còn là vành đệm mềm bảo vệ bờ biển, bờ đảo dưới tác động của sóng biển và các quá trình biển. tầm quan trọng của bãi cát biển đối với phát triển kinh tế đang dần được công nhận cũng như các đe dọa đối với sự tồn tại của chúng có nguyên nhân từ quá trình đô thị hóa và hậu quả của biến đổi khí hậu cả trên lục địa và đại dương. Hiện nay, Bãi cát biển đang được sử dụng và quản lý trong mối xung đột về sử dụng tài nguyên và các áp lực từ hoạt động nhân sinh và tự nhiên. Vùng biển ven bờ Đông Bắc nước ta có lợi thế đường bờ biển dài với hàng nghìn đảo lớn, nhỏ. Điều kiện địa hình và tác động của sóng, dòng triều đã tạo điều kiện hình thành nên rất nhiều các bãi cát biển đẹp, tiêu biểu là các bãi Trà Cổ, Cô Tô, Ngọc Vừng và nhiều bãi nhỏ, đẹp nằm xen trong cung bờ đá vôi tại đảo Cát Bà, vịnh Hạ Long và Bái Tử Long v.v… Với hàng trăm bãi cát biển lớn nhỏ phân bố chủ yếu ven các đảo đá vôi, chúng có thể được coi là một biểu tượng đối với vùng bờ biển Đông Bắc. Đây là lợi thế lớn của các tỉnh trong khu vực cho phát triển kinh tế với các ngành kinh tế biển như du lịch biển đảo gồm nhiều loại hình du lịch sử dụng thế mạnh của bãi cát, khai thác khoáng sản trong cát biển. Tuy nhiên, các nghiên cứu về bãi cát biển còn rất hạn chế, đặc biệt là các nghiên cứu về môi trường bãi cát biển. Trong khi đó, nhiều bãi biển có dấu hiệu bị suy thoái về chất lượng: tình trạng bãi được sử dụng tùy tiện, cảnh quan thiên nhiên bị huỷ hoại do khai thác cát xây dựng và sa khoáng, xây dựng các cơ sở nghỉ dưỡng thiếu quy hoạch v.v. dẫn đến nguy cơ làm biến dạng cảnh quan và suy giảm giá trị. Các bãi cát bị xói lở khá phổ biển do hoạt động nhân tác và biến đổi khí hậu – dâng cao mực nước biển. Chính vì vậy, việc nghiên cứu, áp dụng các hiểu biết về đặc điểm và chất lượng môi trường bãi biển làm cơ sở cho việc định hướng các giải pháp để phát huy giá trị, quản lý và sử dụng hợp lý loại hình tài nguyên này là cách duy nhất có thể bảo đảm và duy trì các giá trị dịch vụ sinh thái mà bãi cát biển cung cấp. Việc đề xuất được các định hướng sử dụng hợp lý không chỉ giải quyết được các vấn đề môi trường bãi mà còn hóa giải được các xung đột trong sử dụng bãi biển và các loại tài nguyên. 1
Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được các đặc điểm môi trường bãi cát biển, các nguyên nhân tự nhiên và nhân sinh gây suy thoái chất lượng môi trường bãi cát biển làm cơ sở đề xuất định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Luận án này sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá chất lượng môi trường bãi cát biển, các đề xuất sử dụng hợp lý bãi cát biển ở Việt Nam. Kết quả của đề tài luận án không chỉ phục vụ công tác quản lý sử dụng hợp lý bãi cát biển, lựa chọn và lập quy hoạch sử dụng hệ thống bãi nhằm đảm bảo các mục đích: du lịch – giải trí, sinh thái và bảo vệ tài nguyên góp phần cải thiện chất lượng môi trường bãi hướng tới phát triển bền vững vùng ven bờ. Luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam có số lượng lớn, diện tích nhỏ, hình thái bãi khá thoải biến đổi theo mùa và được phân loại thành hai loại chính là bãi cát sạn (thành phần thạch anh chiếm trên 80%, đường kính cấp hạt trung bình 0,32±0,33mm) và bãi cát vôi vỏ sinh vật (aragonite trên 50%, đường kính cấp hạt trung bình là 0,84±0,99mm). Luận điểm 2: Môi trường của bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam đang chịu sức ép từ hoạt động phát triển của con người cũng như các tác động của thiên nhiên, trong đó hoạt động du lịch là động lực nhân sinh chính gây ra các vấn đề môi trường ở bãi cát biển Những đóng góp mới 1. Làm rõ các đặc trưng địa chất – hình thái và môi trường của bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc, Việt Nam. 2. Chất lượng môi trường bãi cát biển được lượng hóa trên cơ sở áp dụng chỉ số chất lượng môi trường bãi biển BQI. 3. Luận án đã phân tích được các tác động tự nhiên, nhân sinh đến chất lượng môi trường bãi và đề xuất được các định hướng sử dụng hợp lý trên cơ sở khoa học về quá trình hình thành, các đặc điểm hình thái, địa mạo, địa chất cũng như chất lượng môi trường bãi cát biển ở vùng bờ Đông Bắc Việt Nam. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về bãi cát biển và môi trường bãi cát biển 1.1.1. Bãi cát biển Có nhiều định nghĩa khác nhau về bãi cát biển được đưa ra bởi các nhà khoa học trên thế giới song có thể tổng hợp lại như sau: bãi cát biển là kết quả của quá trình lắng đọng, tích tụ trầm tích có nguồn gốc từ lục địa hoặc từ biển được dòng chảy đưa đến tạo thành một hình thái đặc biệt của bờ biển. Bãi cát biển được tính từ chân đụn cát hoặc từ ranh giới thảm thực vật đến độ sâu mà trầm tích hầu như không còn bị di chuyển và xáo trộn bởi năng lượng sóng trừ trường hợp có bão lớn. Đới bãi sau Đới bãi trước Đới sóng vỗ Đới sóng đổ Ngoài khơi Đụn Gờ đỉnh bãi Đụn cát cát Đường mực biển cao nhất Đường MBTB 1.1.2. Môi trường bãi cát biển Bãi cát biển là hệ thống môi trường đa chiều được đặt trong hệ thống đới bờ rộng lớn và bao gồm các tương tác giữa điều kiện tự nhiên, văn hóa – xã hội và hệ thống quản lý. Hệ thống tự nhiên của môi trường bãi cát biển bao gồm sinh vật, trầm tích và nước xuất hiện trên bãi biển, mối tương tác của chúng và các quá trình sinh thái vật lý thành tạo ra bãi. Vì vậy, hệ thống tự nhiên của bãi cát biển bao gồm cả hợp phần biển và hợp phần trên cạn. Hệ thống văn hóa xã hội của môi trường bãi biển bao gồm rất nhiều các hoạt động tương tác khác nhau của con người trong việc sử dụng bãi cát biển. 3
Nghiên cứu môi trường bãi cát biển là nghiên cứu các đặc điểm của hệ thống tự nhiên cấu thành nên bãi trong mối quan hệ tác động qua lại với hệ thống kinh tế xã hội và hệ thống quản lý. Hình 1.2 Mô hình môi trường bãi biển thể hiện 3 hệ thống hợp phần và mối tương tác của chúng (James R., 2000) 1.1.3. Đặc điểm hệ sinh thái bãi cát biển Ở góc độ sinh thái, bãi cát biển là một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các môi trường vật lý và môi trường sinh học có tác động qua lại chặt chẽ với nhau tạo nên các đặc trưng riêng của hệ. 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu về môi trường bãi cát biển 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Các nghiên cứu đã có về môi trường của bãi cát biển có thể được phân thành 4 nhóm chủ đề: 1) đặc điểm địa chất – địa mạo, hình thái bãi trong mối quan hệ với môi trường bãi cát biển; sinh thái bãi cát biển; 3) ô nhiễm môi trường trên bãi cát biển; 4) Quản lý bãi cát biển. - Đặc điểm địa chất địa mạo, hình thái bãi biển trong mối quan hệ với môi trường bãi cát biển: Điều kiện động lực, sóng, thủy triều chi phối độ rộng hẹp, thoải – dốc của bãi cát biển. Động lực hình thái bãi, độ mở của bãi, đường kính cấp hạt chi phối khả năng tích lũy và độ bền của chất ô nhiễm trong môi trường bãi cát biển. 4
- Sinh thái bãi cát biển trong mối liên quan đến chất lượng môi trường bãi cát biển: Bãi cát biển là một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các môi trường vật lý và môi trường sinh học có tác động qua lại chặt chẽ với nhau tạo nên các đặc trưng riêng của hệ. Môi trường lỗ hổng giữa các hạt trầm tích là nơi cư trú cho các sinh vật kẽ hở (vi khuẩn, sinh vật đơn bào, vi tảo và sinh vật giảm phân) tạo thành một chuỗi thức ăn riêng biệt của bãi cát. Phần lớn các loài ở bãi biển không thể tìm thấy ở các môi trường nào khác và có khả năng thích ứng đặc biệt với điều kiện động lực của bãi cát biển (khả năng di chuyển nhanh, vùi mình trong cát, hoạt động nhịp nhàng...). Đặc điểm sinh thái bãi có liên hệ mật thiết đến chất lượng môi trường bãi. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ giữa tình trạng ô nhiễm môi trường bãi cát biển với sự phong phú của một số loài động vật đáy: ví dụ sự có mặt phong phú của các loài cua ma (genus Ocypode) là dấu hiệu bãi biển đang chịu các tác động của con người; tỉ lệ giun tròn và loài chân kiếm cao là dấu hiệu các bãi cát biển bị ô nhiễm. Ô nhiễm môi trường trên bãi cát biển và các vấn đề liên quan Nghiên cứu về môi trường của bãi cát biển tập trung vào nghiên cứu các hợp phần môi trường trầm tích, đặc điểm hóa học của môi trường kẽ hở (hàm lượng ôxy hòa tan, độ muối), vi sinh vật (virus, vi khuẩn và nấm), chu trình dinh dưỡng trong bãi cát biển, mối liên hệ giữa chất lượng môi trường bãi biển với một số chỉ thị sinh học. Nhiều nghiên cứu cho thấy các bãi cát biển bị ô nhiễm thường có đặc điểm có hàm lượng chl-a cao, hàm lượng các bon hữu cơ cao và tỉ lệ giun tròn và loài chân kiếm cao trong khi nồng độ ôxy hòa tan thấp. Ô nhiễm môi trường bãi biển là vấn đề nhạy cảm và có tác động lớn đối với hoạt động giải trí và du lịch trên bãi biển. Chất ô nhiễm có thể xuất hiện ở các phạm vi không gian và thời gian khác nhau và bao gồm nhiều loại vật liệu khác nhau do con người tạo ra, có kích thước từ dạng phân tử đến rất lớn và có thể làm giảm khả năng sống sót, khả năng sinh sản và hành vi của rất nhiều loài sinh vật trong hệ sinh thái 5
bãi cát biển từ trong môi trường kẽ hở đến sinh vật vùng triều. Ô nhiễm môi trường có thể gây mất mỹ quan bãi, vì vậy tác động đến ngành du lịch được đánh giá thông quá sự chấp nhận của cộng đồng đối với bãi biển sạch. Chất thải rắn trôi dạt vào bờ biển nhờ sóng và dòng chảy cũng là vấn đề đối với các bãi biển. Đối với sức khỏe con người, rủi ro gia tăng khi chất thải nhựa y tế dạt vào bờ biển từ các khu vực chôn chất thải ven bờ. Suy giảm nguồn thu ngân sách có thể gia tăng khi bãi biển du lịch bị ô nhiễm thường xuyên bởi rác thải từ nguồn lục địa và đại dương. - Quản lý và sử dụng hợp lý bãi cát biển Các nghiên cứu về quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên bãi cát biển được thực hiện và đã đưa ra được những nền tảng, luận cứ cơ bản về sử dụng và bảo vệ bãi cát biển trên quan điểm phát triển bền vững. Nhu cầu về sử dụng hợp lý bãi cát biển là cấp thiết đối với nhiều quốc gia trong bối cảnh ngày càng gia tăng các sức ép đến bãi biển có nguyên nhân từ các hoạt động của con người như: xói lở bờ biển, gia tăng chất thải rắn trên bãi, suy giảm chất lượng nước, mất sinh cảnh, giảm mức độ an toàn và gia tăng rủi ro sức khỏe cho loài người. Tuy nhiên, hiện trạng sử dụng và quản lý bãi cát biển trên thế giới đang bị chỉ trích do cách thức quản lý không phù hợp với đặc điểm hệ sinh thái bãi cát biển. Hiện nay, một số phương thức quản lý được đề xuất đã có cải tiến khi xác định các vấn đề theo tư duy tổng hợp trong quản lý bãi biển. Trong đó, lượng hóa chất lượng bãi biển thông qua xây dựng các bộ chỉ thị, chỉ số được áp dụng ở nhiều nơi và đã mang lại hiệu quả tích cực. Một số chỉ số điển hình như BQI, IBVI, BEQ.... đã được sử dụng để quản lý và đánh giá chất lượng của bãi cát biển ở nhiều nơi trên thế giới. Thông qua đánh giá tổng quan các chỉ số cho thấy, BQI là chỉ số phù hợp nhất có thể được áp dụng ở Việt Nam do nó đã được ứng dụng thành công ở nhiều nước và cấu trúc chỉ số tương đối phù hợp với khả năng thu thập số liệu cho đánh giá ở Việt Nam. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam, cho đến thời điểm hiện nay, việc nghiên cứu về môi trường và sinh thái bãi biển còn hầu như chưa được quan tâm nhiều do 6
quan điểm cho rằng bãi cát biển chỉ có ý nghĩa về mặt giải trí, xem nhẹ ý nghĩa về mặt môi trường và sinh thái. Bãi cát biển mới chỉ được nhìn nhận về mặt tài nguyên mà chưa được công nhận về ý nghĩa sinh thái và môi trường. Như vậy, nghiên cứu về bãi cát và môi trường bãi cát trên thế giới đã có một quá trình nghiên cứu lâu dài về cả khía cạnh sử dụng và quản lý cũng như về mặt đánh giá các tác động của thiên nhiên và con người đến bãi cát biển cũng như các khía cạnh sinh thái học của bãi song lại còn rất hạn chế ở Việt Nam. Môi trường bãi biển chưa được nghiên cứu đúng mức và đầy đủ. CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của luận án là môi trường của bãi cát biển bao gồm môi trường tự nhiên (trầm tích, nước, sinh vật); môi trường xã hội (bao gồm các hoạt động phát triển kinh tế xã hội diễn ra trên và xung quanh bãi biển và tác động của nó đến chất lượng môi trường bãi biển. Phạm vi nghiên cứu là các bãi cát biển ven bờ từ Trà Cổ đến nam bán đảo Đồ Sơn. Giới hạn phạm vi theo chiều ngang là từ đỉnh bãi biển đến độ sâu 6m. Trong đó 10 bãi cát được lựa chọn làm các nghiên cứu chi tiết bao gồm: Bãi Trà Cổ (Móng Cái, Quảng Ninh), Bãi Dài, Việt Mỹ, Bãi Quan Lạn, Bãi Sơn Hào, Minh Châu, Ngọc Vừng (Vân Đồn Quảng Ninh), Bãi Quân Đội 295 (Đồ Sơn, Hải Phòng), Cát Cò 1 (Cát Hải, Hải Phòng), Hòn Gối. 2.2. Cách tiếp cận Luận án được thực hiện trên sự kết hợp từ tiếp cận hệ thống, tiếp cận lịch sử, tiếp cận quản lý tổng hợp và tiếp cận hệ sinh thái. Nghiên cứu môi trường bãi cát biển được đặt trong mối quan hệ mật thiết với các hệ thống biển và và bờ. 2.3. Các phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Thu thập phân tích, đánh giá tổng hợp và thừa kế dữ liệu Tài liệu, số liệu, các bài báo công trình có liên quan được thực hiện trong khu vực nghiên cứu được thu thập và xử lý làm nguồn dữ liệu đầu vào cho các đánh giá và phân tích được thực hiện trong phạm vi luận án. 7
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu điển hình Phương pháp này được sử dụng để lựa chọn các trọng điểm nghiên cứu và xây dựng mô hình triển khai kết quả nghiên cứu. Việc lựa chọn các bãi cát này được dựa trên các tiêu chí về: +) đại diện phân bố địa lý: bãi ven biển, bãi ven đảo, +) đại diện cho kiểu loại bãi: bãi thạch anh, bãi vỏ vôi sinh vật +) đại diện cho mức độ sử dụng bãi: bãi đã khai thác, bãi chưa khai thác +) đại diện cho mức độ can thiệp của con người: bãi tự nhiên, bãi nhân tạo và bán nhân tạo 2.3.3. Phân tích khung DPSIR Phân tích khung DPSIR được sử dụng nhằm đánh giá các nguyên nhân tự nhiên và nhân sinh gây suy thoái chất lượng môi trường bãi cát biển. Các hợp phần của khung DPSIR được đánh giá thông qua việc đánh giá tác động của từng hợp phần đến chất lượng môi trường bãi cát biển và lý giải các nguyên nhân gây suy thoái chất lượng môi trường bãi biển. 2.3.4. Phương pháp chỉ số đánh giá chất lượng bãi cát biển Áp dụng chỉ số đánh giá chất lượng bãi biển BQI do Ariza E. và nnk đề xuất và đã được áp dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới. BQI = p1(RI) + p2(NI) + p3(PI) (1) RI: chỉ số chức năng giải trí của bãi cát biển p1, p2, p3: trọng số của các chỉ số hợp phần NI: chỉ số chức năng tự nhiên PI: chỉ số chức năng bảo vệ Mỗi chỉ số thành phần lại là tổ hợp có trọng số của các chỉ thị đặc trưng của hệ thống. Trong nghiên cứu này các chỉ thị được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như sau: kế thừa các chỉ thị đã được sử dụng để đánh giá chất lượng bãi cát biển trong các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam và bổ sung và điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của khu vực nghiên cứu cũng như khả năng thu thập được dữ liệu để đánh giá. 2.3.6. Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh, thành lập bản đồ Phương pháp viễn thám và GIS là một trong những phương pháp chủ đạo được sử dụng để chiết tách dữ liệu và thông tin về phân bố diện tích và đánh giá biến động của các bãi cát biển. Ngoài ra, việc đánh giá biến động diện tích bãi cát biển theo thời gian được thực hiện trên cơ sở chồng lớp đối sánh các ảnh viễn thám thu được ở các thời điểm khác nhau. 2.3.7. Các phương pháp thu mẫu và đo nhanh tại hiện trường 8
Khảo sát thực địa được tiến hành thực hiện trên các bãi cát biển được lựa chọn đánh giá phân tích: Bãi Trà Cổ, Bãi Dài, bãi Việt Mỹ, Bãi Quan Lạn, Bãi Sơn Hào, Minh Châu, Ngọc Vừng, Bãi Đồ Sơn 1, Cát Cò 1, Hòn Gối. Tại các bãi cát biển này đểu tiến hành đo đạc hình thái bãi, lấy mẫu nước, trầm tích, sinh vật vào các tháng 7/2012, tháng 4/2013, tháng 4 và tháng 7/2014, tháng 7/2017. 2.3.8. Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm bao gồm: phân tích mẫu nước, trầm tích, sinh vật 2.3.9. Tham vấn chuyên gia và người dân địa phương Các chuyên gia trong lĩnh vực tài nguyên và môi trường biển và các nhà quản lý địa phương được tham vấn để lấy ý kiến về tầm quan trọng của các chỉ số thành phần, chỉ số phụ khi đánh giá chỉ số BQI. Kết quả tham vấn chuyên gia được đánh giá độ tương quan và tiến hành lấy trung bình cộng. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm cấu trúc hình thái và phân bố bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam 3.1.1. Điều kiện hình thành và phân bố bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam Vùng biển Đông Bắc Việt Nam với chế độ triều là nhật triều đều, biên độ triều lớn (đến 4m) đã tạo ra các bãi cát biển có vùng gian triều rất rộng lớn, nhiều bãi kéo dài hàng vài trăm mét. Bãi được hình thành trong 2 điều kiện khác nhau – điều kiện biển hở và vũng vịnh có đảo chắn. Đã thống kê được 194 bãi cát biển có diện tích từ 0,02 ha trở lên phân bố ven bờ lục địa và ven đảo khu vực Đông Bắc. Thống kê theo diện tích bãi, có 49 bãi có diện tích từ 200m2 đến dưới 1000m2; 84 bãi có diện tích từ 1000-5000m2; 22 bãi có diện tích từ 5.000-10.000m2 26 bãi có diện tích từ 10.000-100.000m2 và 13 bãi có diện tích trên 100.000m2 (10 ha). Như vậy có thể thấy, vùng bờ Đông Bắc Việt Nam có số lượng bãi cát biển rất lớn song phần lớn các bãi có diện tích rất 9
nhỏ hẹp. Với các bãi nhỏ hẹp như vậy, khả năng khai thác và sử dụng sẽ khá hạn chế. 3.1.2. Phân loại bãi Có nhiều cách phân loại được sử dụng để phân loại bãi biển được áp dụng trên thế giới, trong đó phổ biến là cách phân loại theo hình thái bãi, theo vật chất cấu tạo bãi và theo đặc tính cấu trúc bờ biển. Bãi biển vùng bờ Đông Bắc được phân loại theo vật chất cấu tạo (Trask, 1952) bao gồm hai loại chính: - Bãi cát, sạn: Đây là dạng bãi biển xuất hiện phổ biến trong khu vực nghiên cứu, phân bố ở ven bờ, ven đảo từ Trà Cổ đến Đồ Sơn. Kiểu bãi biển này chiếm hơn 90% tổng số bãi biển khu vực nghiên cứu. - Bãi cát vôi vỏ sinh vật: Là các bãi biển nhỏ hẹp, xuất hiện rải rác trong khu vực nghiên cứu, chủ yếu tập trung ven bờ các đảo phía Nam vịnh Hạ Long, Đông Nam Cát Bà như bãi Ti Tốp, Cát Dứa, Cát Ông. 3.1.3. Đặc điểm hình thái bãi Về cơ bản, các bãi có hình thái tương đối thoải, độ dốc bãi thường nhỏ hơn 10o, có xu hướng giảm dần từ phía đỉnh bãi ra phía mép nước. Hầu hết các bãi có dạng hình vòng cung lõm vào bờ. Sự khác biệt được tạo ra chủ yếu là do khác nhau về điều kiện hình thành: bãi hình thành trong điều kiện biển hở có quy mô bãi lớn hơn, độ nghiêng của bãi lớn hơn so với bãi hình thành trong điều kiện vũng vịnh có đảo chắn Hình 3. 2. Mặt cắt hình thái bãi biển Trà Cổ (mùa mưa) 10
Hình 3.3. Mặt cắt hình thái bãi biển Trà Cổ (mùa khô) 3.2. Hiện trạng và chất lượng môi trường bãi cát biển 3.2.1. Môi trường trầm tích 3.2.1.1. Đặc điểm trầm tích bãi Vật liệu tạo bãi tại khu vực Đông Bắc chủ yếu được cấu tạo từ cát nhỏ và cát trung. Kết quả phân tích 126 mẫu trầm tích bãi thu tại các bãi biển ở khu vực nghiên cứu theo trắc diện bãi cho thấy: trầm tích tại hầu hết các bãi có đường kính hạt trung bình (Md) dao động trong khoảng 0,0759 – 3,321mm, tập trung trong khoảng từ 0,3 đến 0,8mm. Giá trị Md trung bình cho toàn vùng cả mùa khô và mùa mưa là là 0,36±067, cho thấy trầm tích ở các bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc có độ tương đồng khá cao. Đánh giá sự biến động theo mùa cho thấy: sự khác biệt kích thước cấp hạt trung bình giữa hai mùa không đáng kể: Về mùa mưa, trầm tích có xu hướng thô hơn song mức độ tương đồng giữa các hạt cao hơn so với mùa khô (bảng 3.1). So sánh giá trị Md giữa bãi cát sạn với bãi vỏ vôi sinh vật có thể nhận thấy: bãi vỏ vôi sinh vật có vật liệu tạo bãi thô hơn rất nhiều so với bãi cát sạn, giá trị Md ở bãi vỏ vôi sinh vật cao gấp gần ba lần so với ở bãi cát sạn. Mặt khác, mức độ tương đồng về trầm tích giữa các bãi vỏ vôi sinh vật cũng thấp hơn so với các bãi cát sạn. Sự khác biệt về đường kính cấp hạt theo mùa ở các bãi vỏ vôi sinh vật thể hiện rõ nét hơn so với bãi cát sạn. 11
Bảng 3. 1. Đặc trưng cấp hạt trung bình của trầm tích cấu tạo bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Việt Nam Md(mm) Trung bình TB Mùa khô TB Mùa mưa năm Toàn vùng (n=126) 0,36 ± 0,67 0,36± 0,74 0,37± 0,6 Bãi cát sạn 0,32 ±0,33 0,34±0,27 0,32±0,24 Bãi vỏ vôi sinh vật 0,84 ±0,999 0,87±1,09 0,92±0,92 Đánh giá biến dị theo mặt cắt ngang bãi theo cao độ triều cho thấy có sự khác biệt về đường kính cấp hạt theo phân bố không gian của mặt cắt bãi: trầm tích bãi có xu hướng thô hơn ở phần trung triều của bãi, trong khi phần chân bãi và mặt mãi sau có trầm tích mịn hơn. Trầm tích ở phần trung triều giữa các bãi có mức độ phân dị lớn nhất. Trong khi ở các bãi cát sạn, đường kính cấp hạt trung bình của trầm tích giữa các vùng triều khá tương đồng thì ở bãi vỏ vôi sinh vật có sự phân dị khá lớn: vật liệu tạo bãi có xu hướng thô dần từ đỉnh bãi đến chân bãi. Độ chọn lọc: Kết quả tính toán độ chọn lọc của trầm tích bãi biển vùng bờ Đông Bắc cho thấy độ chọn lọc của trầm tích bãi ở hầu hết các bãi khá tốt. Giá trị So trung bình cho toàn vùng là 1,41±0,6. So sánh mùa mưa và mùa khô cho thấy: vào mùa khô trầm tích bãi có độ chọn lọc tốt hơn so với mùa mưa. Điều này có thể lý giải là do sự khác nhau về năng lượng sóng theo mùa: về mùa khô, năng lượng sóng mạnh hơn, vật liệu bãi được chọn lọc tốt hơn nhờ hoạt động mạnh hơn của sóng. So sánh độ chọn lọc giữa các loại bãi cho thấy bãi vỏ vôi sinh vậy có độ chọn lọc kém hơn nhiều so với bãi cát sạn. Bãi cát sạn có độ chọn lọc phổ biến trong khoảng 1,2-1,4, trung bình là 1,38±0,46. Bãi vỏ vôi sinh vật có độ chọn lọc phổ biến trong khoảng 1,9-25, trung bình là 2,15±0,77. Thành phần khoáng vật trong trầm tích bãi Kết quả phân tích thành phần khoáng vật nặng tại các bãi biển nghiên cứu điển hình cho thấy, hàm lượng thạch anh chiếm vai trò chủ yếu trong vật liệu tạo bãi khu vực Đông Bắc, chiểm từ 69-96%. Ngoài ra, các khoáng vật bắt gặp với hàm lượng thấp (dưới 10%) còn có illit, clorit, felspat, gơtit. Các mẫu ở bãi biển Quân Đội 295 có hàm lượng thạch anh thấp hơn các mẫu ở bãi biển khác, trong khi hàm lượng felspat cao hơn (Hình 3. 1). Các bãi vỏ vôi sinh vật, thành phần khoáng vật chủ yếu là aragonit (trên 70%), canxit (10-20%), thạch anh chỉ chiếm hàm lượng dưới 5%. 12
Thành phần khoáng vật 100 50 0 Bãi Đồ Việt Trà Bãi Quan Minh Cát Hòn Cát Dài Sơn Mỹ Cổ Tiên Lạn Châu Cò Gấu Tiên 295 Illit Clorit Thạch anh Felspat Gơtit Can xít Aragonit Dolomit KV khác Hình 3. 1. Hàm lượng khoáng vật trong trầm tích bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Hàm lượng cacbonate trong trầm tích bãi Hàm lượng cacbonat trong trầm tích bãi biển có nguồn gốc từ mảnh vụn xương động vật hay vỏ các loài hai mảnh hoặc được rửa trôi từ các mảnh vụn đá vôi trên các núi đá vôi trên biển. Kết quả phân tích hàm lượng cacbonate trong trầm tích các bãi biển vùng nghiên cứu cho thấy: hàm lượng cacbonat trong trầm tích bãi vùng nghiên cứu rất thấp, hầu hết các bãi được phân tích đều có hàm lượng nhỏ hơn 20%, trừ bãi Hòn Gối có hàm lượng cacbonat cao trên 90% ở cả khu vực cao triều, trung triều và thấp triều. Không có quy luật rõ ràng về phân bố hàm lượng cacbonate theo không gian bãi, song có xu hướng ở vị trí trung triều hàm lượng cacbonat trong trầm tích bãi có xu hướng cao hơn. Có sự khác biệt về hàm lượng cacbonat trong trầm tích giữa mùa khô và mùa mưa: hàm lượng cacbonat trong trầm tích có xu hướng cao hơn về mùa mưa. Việc này liên quan đến nguồn cung cấp vỏ vôi từ xác các loài động vật đáy trên biển. Vào mùa mưa, nhiều bãi biển trong vùng bờ biển Đông Bắc có rất nhiều vỏ ốc, hà được sóng đánh trôi dạt vào bờ. 3.2.1.2. Các đặc điểm hóa lý của môi trường trầm tích bãi Giá trị pH trong trầm tích phần chân bãi đo được dao động từ 5,5 – 7,1. Giá trị Eh nằm trong khoảng -65 đến -35mV 3.2.1.3. Hàm lượng dầu trong trầm tích bãi Kết qua phân tích hàm lượng dầu trong trầm tích bãi biển cho thấy: hàm lượng dầu trong trầm tích bề mặt bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc dao động từ 5-70mg/kg khô, trung bình 35,4±14,3mg/kg. So với các kết 13
quả đã có về hàm lượng dầu trong trầm tích ven bờ Hải Phòng – Quảng Ninh đã được nghiên cứu trước đây có thể thấy hàm lượng dầu trong trầm tích bãi cát biển thấp hơn nhiều so với trầm tích biển ven bờ (107mg/kg). mg/kg Trà Cổ 80 60 Bãi Dài 40 Cao triều Việt Mỹ 20 Đồ… 0 Trung triều Sơn… Cát Cò Thấp triều Hòn Gối Quan… Bãi Tiên Hình 3.5. Phân bố hàm lượng dầu trong trầm tích bãi 3.2.2. Môi trường nước 3.2.2.1. Chất lượng nước trong bãi Các kết quả phân tích mẫu nước trong bãi cho thấy, phần lớn các thông số đều nằm trong giới hạn cho phép, có một số thông số có giá trị đo đạc khá cao. Hàm lượng ô xy hòa tan dao động từ đến, hàm lượng Chl-a từ,01-8,41mg/l, hàm lượng, COD dao động từ 2,109,29mg/l. Hàm lượng Coliform dao động từ 15-860MPN/100ml vào mùa khô và 23-11000MPN/100ml vào mùa mưa. Các thông số vi sinh vật, dinh dưỡng có xu hướng cao hơn hẳn vào mùa mưa (mùa du lịch) đặc biệt ở các bãi có lượng khách du lịch đông (hình 3.8). 3.2.2.2. Chất lượng nước biển ven bãi Nhiệt độ nước biển dao động từ 22 – 24oC vào mùa khô và 30 – o 33 C vào mùa mưa. Giá trị pH dao động 7,18 – 7,71 vào mùa mưa và 7,88 – 8,15 vào mùa khô. Độ muối nước biển dao động từ 25-32‰. Độ muối mùa khô cao hơn so với mùa mưa từ 2 - 3‰. Độ đục nước biển ven bãi cát biển vào mùa mưa dao động từ 4 – 12mg/l, trong đó giá trị độ đục đo được cao nhất tại khu vực ven bãi Đồ Sơn, Quán Lạn và Minh Châu, giá trị thấp nhất đo được ở bãi Trà Cổ. Nhu cầu ô xy hóa 14
học trong nước biển ven bãi biển dao động từ 1,8-3,56mg/l. Hàm lượng dầu trong nước biển ven bãi cát khu vực nghiên cứu dao động từ 0,02 - 0,52mg/l, một số trạm khảo sát có nồng độ dầu trong nước vượt quá giới hạn cho phép đối nước sử dụng cho mục đích tắm như trạm ở bãi Cát Cò, Bãi Cháy, Đồ Sơn (QCVN 10: 2015 đối với nước biển ven bờ). Hàm lượng Coliform trong nước biển ven bãi cát đều nằm trong giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam. So sánh nước trong bãi và nước biển ven bãi ở các bãi phát triển du lịch như Cát Cò, Đồ Sơn, Bãi Cháy cho thấy hàm lượng Coliform trong nước trong bãi cao hơn rất nhiều so với nước biển ven bãi. 3.2.3. Đặc điểm sinh học của hệ sinh thái bãi cát 3.2.3.1. Hệ thực vật Các loài thực vật thủy sinh phân bố tại đây chủ yếu là vi tảo sống bám đáy (benthic microalgae) và thực vật phù du (phytoplankton). Các loài vi thực vật phân bố tại đây bao gồm vi khuẩn lục (Cyanobacteria), trùng lông roi tự dưỡng (Autotrophic flagellates) và tảo silic. Kết quả phân tích thành phần loài thực vật phù du trong nước biển tại các các trạm khảo sát đã xác định được 148 loài, trong đó khu vực vùng triều bãi Ngọc Vừng có số loài phát hiện được nhiều nhất 66 loài. 3.2.3.2. Hệ động vật không xương sống ĐVKXS chủ yếu có phân bố tại các bãi triều cát bao gồm một số loài thuộc các ngành: Hải miên Porifera, Thủy tức Cnidaria, Giun dẹp Platyhelminthes, Giun tròn Nematoda, Giun đầu gai Acanthocephala, Trùng bánh xe Rotifera, Giun bụng lông Gastrotricha, ngành Kinorhyncha, ngành Loricifera, Giun đốt Annelida, ngành Echiurida, Sâu đất Sipunculoidea, Tay cuộn Brachiopoda, Thân mềm Mollusca, Bò chậm Tardigrada, Chân khớp Arthropoda, Da gai Echinodermata. Kết quả phân tích mẫu động vật đáy vùng gian triều bãi cát biển Đông Bắc cho thấy, các loài hai mảnh vỏ thường gặp bao gồm: Chione (T.) imbricata, Meretrix meretrix, Chione imbricata... Vùng gian triều khu vực bãi cát Trà Cổ có mật độ loài hai mảnh vỏ cao hơn so với vùng gian triều ở các bãi cát biển khác. 3.2.3.3. Hệ động vật có xương sống Ở quy mô hệ sinh thái, trên bãi cát có thể có một số loài động vật có xương sống có một số giai đoạn trong vòng đời diễn ra trên bãi biển như rùa biển hoặc chim biển. Hiện nay, thống kê được mỗi năm có khoảng trên 10 cá thể rùa biển lên đẻ trứng ở các bãi biển khu vực Bái 15
Tử Long – Cô Tô Ngoài ra, ở vùng biển Cô Tô - Thanh Lân còn phát hiện có loài Quản Đồng (Caretta caretta) đến kiếm ăn. Tại các vùng biển Quảng Ninh – Hải Phòng, một số loài chim thường gặp các loài chim kiếm ăn ở các khu vực bãi cát biển, bãi triều với số lượng không đông như: Choi choi cổ khoang (Charadrius alexandrinus), Choi choi nhỏ (Charadrius dubius) thuộc họ Charadriidae; Mòng bể (Larus relictus), Mòng bể mỏ ngắn (Larus saundersi) họ Laridae, Cò xanh (Butorides striatus), Diều hâu (Milvus migrans), Chìa vôi bụng trắng (Motacilla alba), Chìa vôi bụng vàng (Motacilla flava). 3.3. Chất thải rắn Kết quả khảo sát các bãi biển du lịch trong khu vực nghiên cứu cho thấy, trên bãi có rất nhiều chất thải rắn (túi nilon, rác thải sinh hoạt, thân thực vật, vỏ xốp, chai lọ, phao xốp, ngư cụ…) đặc biệt là vào mùa du lịch.. Nguồn gốc rác thải trên bãi biển vùng bờ Đông Bắc được xác định gồm hai nguồn chính: 1) phát sinh tại chỗ do khách du lịch và các hoạt động dịch vụ phục vụ du lịch: 2) rác trôi dạt từ các nơi khác đến, được sóng biển đưa lên bãi. Nguồn thứ nhất chủ yếu tập trung vào mùa du lịch từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm. Nguồn thứ hai thường nhiều bất thường vào mùa mưa lũ khi và một lượng lớn rác thải theo các cửa sông đổ ra biển. Vấn đề quản lý rác thải trên bãi biển bao gồm thiếu nhân lực và cơ sở vật chất để xử lý rác thải xảy ra phổ biến đối với các bãi biển công cộng hoặc các bãi ven đảo xa bờ. 3.4. Phân tích tác động tự nhiên và nhân sinh đến chất lượng môi trường vùng bờ Đông Bắc Việt Nam Vùng bờ Đông Bắc là khu dân cư tập trung với mật độ cao cũng là nơi diễn ra các hoạt động kinh tế xã hội chủ yếu của tỉnh Quảng Ninh và thành phố Hải Phòng. Các áp lực đến hệ thống bãi cát biển được đánh giá thông qua phân tích các hợp phần Động lực (D) – Sức ép (P) – Hiện trạng (S) – Tác động (I) – Đáp ứng (R) của khung Sức ép – Đáp ứng (hình 3.11). 16
Hình 3.11. Áp dụng khung DPSIR cho hệ thống bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc 3.4.1. Tác động nhân sinh dến chất lượng môi trường bãi biển Tác động nhân sinh đến chất lượng môi trường bãi cát biển được xác định bao gồm các hoạt động chính: hoạt động du lịch và đô thị hóa ở vùng bờ Đông Bắc; hoạt động khai thác khoáng sản; nuôi trồng thủy sản. Các hoạt động này đã ảnh hưởng đến chất lượng môi trường bãi cũng như biến đổi hình thái bãi thông qua việc làm thay đổi cảnh quan bãi, thậm chí mất bãi, ô nhiễm rác thải và vi sinh vật đặc biệt là vào mùa du lịch. 3.4.2. Ảnh hưởng của các quá trình tự nhiên và dâng cao mực nước biển đến môi trường bãi cát biển 3.4.2.1 Các yếu tố động lực ảnh hưởng đến môi trường bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc Các yếu tố động lực có tác động mạnh mẽ đến quá trình phát sinh, phát triển của bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc. Sóng biển là động lực chính hình thành và biến đổi bãi cát biển. Thủy triều làm thay đổi ranh giới tác động của sóng tới bờ theo chu kỳ lên xuống. Dòng chảy ven bờ có vai trò vận chuyển trầm tích, xâm thực bờ và tích tụ trầm tích trên đường di chuyển quả chúng. 17
Đánh giá biến động mặt cắt ngang theo mùa của các bãi cát biển vùng bờ Đông Bắc cho thấy bề mặt bãi có xu hướng bị bào mòn vào mùa mưa và bồi cao vào mùa khô. Bề mặt vào mùa mưa bị bào mòn từ 0,3-1m tùy từng bãi. Cũng có sự khác biệt về hình thái bãi giữa các mùa: mùa khô bề mặt bãi nổi cao hơn nhưng dốc và ghồ ghề hơn, nhiều bãi còn bị phân bậc tạo ra các vách dốc. về mùa mưa bãi thoải hơn, hầu như không bị phân bậc (hình 3.21) Hình 3. 21. Biến đổi hình thái bãi biển Trà Cổ theo mùa Đánh giá biến động mặt cắt ngang của bãi theo giai đoạn từ 2013- 2018 ở một số bãi cho thấy: xu hướng chung của các bãi trong giai đoạn có xu hướng bồi ở phần cao triều của mặt cắt bãi, và xói nhẹ ở phần thấp triều của bãi. 3.4.2.2. Ảnh hưởng cả dâng cao mực nước biển đến môi trường bãi cát biển Dâng cao mực nước biển theo xu thế biến đổi khí hậu toàn cầu cũng có thể gây mất các bãi nhỏ hẹp trong khu vực nghiên cứu. Phần này chỉ tổng hợp lại các kết quả nghiên cứu đã có về ảnh hưởng của quá trình tự nhiên và dâng cao mực nước biển đến môi trường bãi cát. Theo đó, các bãi biển ở khu vực Đồ Sơn đang biểu hiện xói lở yếu với tố độ xói lở khoảng 0,36-0,45m/năm và có khả năng bị thu hẹp đáng kể trong vòng 50 năm tới: 40% ở bãi Đồ Sơn 3, 22,4% ở bãi Đồ Sơn 2 và 15% ở bãi Đồ Sơn 295. Các bãi Cát Cò II và các bãi tương tự lân cận trên đảo Cát Bà khá ổn định chỉ thu hẹp 1-2m trong 50 – 100 năm tới 18