Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất và đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ - tỉnh Hà Giang

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn nhằm xác định được các hệ số xói mòn đất tại vùng nghiên cứu; xây dựng được bản đồ nguy cơ xói mòn đất nhằm tạo cơ sở cho việc đánh giá mức độ xói mòn đất và đề xuất các biện pháp kiểm soát, hạn chế xói mòn đất trên địa bàn nghiên cứu; đề xuất được mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất và đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ - tỉnh Hà Giang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Mai Hƣơng XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ XÓI MÒN ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ CHO HUYỆN QUẢN BẠ - TỈNH HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Mai Hƣơng XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ XÓI MÒN ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ CHO HUYỆN QUẢN BẠ - TỈNH HÀ GIANG Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ VĂN THIỆN Hà Nội - 2015
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ vô cùng quý báu của PGS.TS. Lê Văn Thiện, ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã hết lòng dạy dỗ, chỉ bảo tận tình, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô Khoa Môi trƣờng nói chung và các Thầy, Cô giáo ở Bộ môn Thổ nhƣỡng - Môi trƣờng đất nói riêng đã dìu dắt, dạy dỗ những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trƣờng cũng nhƣ đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các lãnh đạo và cán bộ tại Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Hà Giang, Uỷ ban nhân dân huyện Quản Bạ, Phòng Tài nguyên và Môi trƣờng huyện Quản Bạ đã tạo điều kiện, cung cấp tài liệu giúp tôi có điều kiện tốt nhất để hoàn thành luận văn. Luận văn có ý kiến góp ý của ThS. Phạm Anh Hùng, cán bộ Trung Tâm Tài nguyên và Môi trƣờng - Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp - Bộ NN&PTNT, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội, 2015 Tác giả Nguyễn Thị Mai Hƣơng
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... i DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... iii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 3 1.1. Tổng quan về xói mòn đất ....................................................................................3 1.1.1. Khái niệm xói mòn đất ......................................................................................3 1.1.2. Các nhân tố ảnh hƣởng tới xói mòn đất ............................................................4 1.1.3. Phân loại xói mòn đất ......................................................................................13 1.2. Lịch sử nghiên cứu xói mòn đất .........................................................................14 1.2.1. Lịch sử nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới .................................................14 1.2.2. Lịch sử nghiên cứu xói mòn đất tại Việt Nam ................................................22 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 27 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.........................................................................................27 2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................27 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................27 2.3.1. Phƣơng pháp thu thập và tổng hợp tài liệu .....................................................28 2.3.2. Phƣơng pháp khảo sát thực địa .......................................................................28 2.3.3. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất......................................30 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 42 3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hƣởng đến xói mòn đất tại vùng nghiên cứu ........................................................................................................42
3.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên ...........................................................................42 3.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội huyện Quản Bạ ......................................................48 3.2. Kết quả đánh giá xói mòn đất và lập bản đồ xói mòn đất vùng nghiên cứu ......53 3.2.1. Xác định các hệ số xói mòn đất ......................................................................53 3.2.2. Phân vùng nguy cơ xói mòn đất huyện Quản Bạ ............................................64 3.3. Đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang .........................................................................................................................67 3.3.1. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu xói mòn đất ................................................67 3.3.2. Đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ ...............70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 73
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. 1. Ảnh hƣởng của độ dốc đến xói mòn đất ....................................................7 Bảng 1. 2. Phân mức xói mòn theo độ dốc .................................................................8 Bảng 1. 3. Phân loại thành phần cơ giới đất theo N.A. Katrinski .............................10 Bảng 2. 2. Chỉ số xói mòn K của một số đất ở Việt Nam .........................................34 Bảng 2. 3. Giá trị hệ số C, P của một số loại hình sử dụng đất và thảm thực vật .....38 Bảng 3. 1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang ....52 Bảng 3. 2. Các loại đất huyện Quản Bạ ....................................................................56 Bảng 3. 3. Hệ số K của các loại đất huyện Quản Bạ ................................................58 Bảng 3. 4. Thống kê giá trị hệ số C, P của huyện Quản Bạ ......................................63 Bảng 3. 5. Thống kê diện tích các cấp độ phân vùng xói mòn đất huyện Quản Bạ .65 i
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến xói mòn đất ...........................................4 Hình 2. 1. Khu vực gò đất cao thuộc huyện Quản Bạ...............................................29 Hình 2. 2. Hoạt động sản xuất nông nghiệp tại huyện Quản Bạ ...............................30 Hình 2. 3. Quy trình tính toán hệ số R [8] ................................................................32 Hình 2.4. Quy trình tính toán hệ số LS [8] ...............................................................32 Hình 2. 5. Quy trình đánh giá xói mòn đất theo mô hình USLE [8].........................40 Hình 3. 1. Sơ đồ ranh giới hành chính huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang ................... 42 Hình 3. 2. Sơ đồ nội suy lƣợng mƣa trung bình hàng năm huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000) ...........................................................................................54 Hình 3. 3. Sơ đồ hệ số R tại huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000) .....55 Hình 3.4. Sơ đồ phân bố thổ nhƣỡng huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000)………………………………………………………………………….. 58 Hình 3.5. Sơ đồ hệ số K của huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000).....59 Hình 3.6. Mô hình DEM huyện Quản Bạ .................................................................62 Hình 3.7. Sơ đồ độ dốc của huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000) ......64 Hình 3.8. Sơ đồ phân bố hệ số xói mòn do độ dốc và chiều dài sƣờn dốc (LS) của huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000)…………….62 Hình 3.9. Sơ đồ phân bố hệ số xói mòn do biện pháp canh tác và quản lý (C*P) huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000)……………………………….. 64 Hình 3.10. Sơ đồ nguy cơ xói mòn đất huyện Quản Bạ (thu nhỏ từ bản đồ tỷ lệ 1:25.000) ...................................................................................................................66 ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CGIAR: Consultative Group on International Agricultural Research DEM: Digital Elevation Model FAO: Food anh Agriculture Organization. GIS: Geographic information system. NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn SALT: Kỹ thuật canh tác trên đất dốc SALT2: mô hình kỹ thuật nông lâm súc kết hợp SLEMSA: Soil-Loss Estimation Model for Southern Africa UNEP: United Nations Environment Programme USLE: Universal Soil Loss Erosion. iii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Xói mòn đất từ lâu đƣợc coi là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên đất nghiêm trọng ở các vùng đồi núi [36]. Xói mòn đất là một hiện tƣợng tự nhiên nhƣng do các hoạt động của con ngƣời đã làm cho hiện tƣợng này diễn ra ngày càng nghiêm trọng. Mỗi năm ở vùng đồi núi nƣớc ta bị mất đi một khối lƣợng đất khổng lồ do hiện tƣợng xói mòn. Xói mòn đất làm mất đất, phá huỷ lớp thổ nhƣỡng bề mặt, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc màu, ảnh hƣởng trực tiếp tới sự sống và phát triển của thảm thực vật... Vấn đề xói mòn đất đã đƣợc đề cập đến trong các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nƣớc từ nhiều thập niên nay [26]. Để giảm thiểu xói mòn đất ở khu vực miền vúi, hai vấn đề cần đƣợc nghiên cứu song song là thực trạng quá trình xói mòn đất, nguyên nhân, các yếu tố ảnh hƣởng và những giải pháp ngăn chặn xói mòn đất [20]. Có nhiều phƣơng pháp khác nhau để nghiên cứu vấn đề xói mòn đất, trong đó phƣơng pháp sử dụng công nghệ viễn thám GIS để mô hình hóa, tính toán xói mòn đất theo phƣơng trình mất đất phổ dụng của Wischmeier và Smith là phƣơng pháp hiện đại và đem lại hiệu quả cao [26]. Quản Bạ là huyện vùng cao biên giới phía Bắc của tỉnh Hà Giang với địa hình hết sức phức tạp gồm nhiều khu vực núi đá vôi với nhiều khu vực bị chia cắt mạnh có có độ dốc trên 250 và các thung lũng phân bố dọc sông Miện. Bên cạnh đó, trong điều kiện mƣa lớn và tập trung làm cho đất đai bị xói mòn và thoái hóa, ảnh hƣởng rất lớn đến quỹ đất sản xuất nông nghiệp vốn rất ít của huyện. Hơn nữa, việc quy hoạch, bố trí cơ cấu cây trồng chƣa hợp lý, độ che phủ rừng thấp cũng là những nguyên nhân làm cho lũ ống, lũ quét thƣờng xuyên xảy ra gây thiệt hại về ngƣời và của cho nhân dân nơi đây [2,26]. Vì vậy, việc lập bản đồ để đánh giá nguy cơ xói mòn đất và đề xuất mô hình sản xuất đất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang là quan trọng và cần thiết. Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 1
2. Mục tiêu của luận văn - Xác định đƣợc các hệ số xói mòn đất tại vùng nghiên cứu. - Xây dựng đƣợc bản đồ nguy cơ xói mòn đất nhằm tạo cơ sở cho việc đánh giá mức độ xói mòn đất và đề xuất các biện pháp kiểm soát, hạn chế xói mòn đất trên địa bàn nghiên cứu. - Đề xuất đƣợc mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang. 3. Nhiệm vụ chính của luận văn - Thu thập và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến xói mòn đất tại vùng nghiên cứu; - Khảo sát thực địa tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang; - Xác định và tính các hệ số xói mòn đất; - Lập các bản đồ thành phần và bản đồ nguy cơ xói mòn đất; - Đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho vùng nghiên cứu. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về xói mòn đất 1.1.1. Khái niệm xói mòn đất Đến nay, có rất nhiều các định nghĩa, khái niệm khác nhau về xói mòn đất. Theo từ điển bách khoa toàn thƣ về khoa học đất, xói mòn xuất phát từ tiếng Latin là “erodere” chỉ sự ăn mòn dần, thuật ngữ xói mòn dùng để chỉ các quá trình liên quan đến các lớp đất, đá tơi ra và bị mang đi bởi các tác nhân nhƣ gió, nƣớc, băng, tuyết tan hoặc hoạt động của sinh vật. Theo Ellison (1944), “Xói mòn là hiện tƣợng di chuyển đất bởi nƣớc mƣa, bởi gió dƣới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất. Xói mòn đất đƣợc xem nhƣ là một hàm số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lƣợng mƣa và cƣờng độ mƣa” [40]. Ngoài ra, theo Hudson (1968) xói mòn đất còn đƣợc xem là sự chuyển dời vật lý của lớp đất do nhiều tác nhân khác, nhau nhƣ lực đập của giọt nƣớc, gió, tuyết và bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực [40]. Theo FAO (1994), “Xói mòn là hiện tƣợng các phần tử mảnh, cục và có khi cả lớp bề mặt đất bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió và sức nƣớc.” [43]. R.P.C Morgan, 2005 thì cho rằng, xói mòn đất là một quá trình gồm hai pha bao gồm sự tách rời của các phần tử nhỏ từ mặt đất sau đó vận chuyển chúng dƣới các tác nhân gây xói nhƣ nƣớc chảy và gió. Khi năng lƣợng không còn đủ để vận chuyển các phần tử này, pha tứ ba – quá trình bồi lắng - sẽ xảy ra. Cũng dựa trên yếu tố trọng lực, tác giả Cao Đăng Dƣ có quan niệm cho rằng quá trình xói mòn, trƣợt lở, bồi lấp thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dƣới ảnh hƣởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố địa hình. Theo một trong những cách tiếp cận khác khi nghiên cứu về lớp phủ thực vật Nguyễn Quang Mỹ và Nguyễn Tứ Dần (1986) lại cho rằng xói mòn là một quá trình động lực phá hủy độ màu mỡ của đất, làm mất trạng thái cân bằng của cả vùng bị xói mòn lẫn vùng bị bồi tụ [43]. 3
1.1.2. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất Có 5 nhân tố chính ảnh hƣởng tới xói mòn đất là địa hình, đất đai, thảm thực vật, khí hậu và con ngƣời (hình 1.1) Khí hậu Địa hình Xói mòn Con Đất đai ngƣời Thảm thực vật Ảnh hƣởng hai chiều Ảnh hƣởng tích cực Ảnh hƣởng tiêu cực Hình 1. 1. Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất [8] 1.1.2.1. Ảnh hưởng của khí hậu lên xói mòn: Yếu tố khí hậu có thể nói là yếu tố ảnh hƣởng lớn nhất đến xói mòn đất. Trong các yếu tố gây xói mòn chính thì mƣa là quan trọng hơn cả. Đã có nhiều công trình nghiên cứu cả trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa đều cho thấy rằng tác động của hạt mƣa lớn hơn nhiều so với các yếu tố khác nhƣ hiệu ứng cắt xé và rửa xói của dòng chảy do nƣớc mƣa và gây nên. Ngoài ra có những yếu tố ảnh hƣởng trực tiếp hay gián tiếp đến xói mòn nhƣ nhiệt độ không khí, độ ẩm, tốc độ gió . . . a. Lƣợng mƣa: Lƣợng mƣa ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình xói mòn. Ở những khu vực có lƣợng mƣa thấp thì khả năng xói mòn là rất thấp vì lƣợng mƣa không đủ để tạo thành dòng chảy (vì bị mất do ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng ...) và do đó không có khả năng vận chuyển vật chất đi xa. Lƣợng mƣa trung bình hàng năm 4
thƣờng phải lớn hơn 300 mm thì xói mòn do mƣa mới xuất hiện rõ. Nếu lƣợng mƣa lớn hơn 1000 mm/ năm thì cũng tạo điều kiện tốt cho lớp phủ thực vật phát triển và lƣợng xói mòn cũng không đáng kể. Nhƣng với lƣợng mƣa nhƣ vậy mà tại những khu vực có rừng bị tàn phá thành đất trống, đồi núi trọc thì xói mòn thì sẽ là rất lớn. b. Bốc hơi nƣớc: Một phần bốc hơi trực tiếp vào khí quyển, phần khác bốc hơi qua hoạt động của thực vật và động vật sau đó đƣợc ngấm xuống đất theo khe nứt, thẩm thấu. Lƣợng nƣớc còn lại hình thành dòng chảy bề mặt. Vì vậy tác động của mƣa sẽ phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa chất, thổ nhƣỡng của khu vực. Nhiệt độ càng cao, độ ẩm không khí thấp dẫn tới bốc hơi càng mạnh, đất càng bị nén chặt, tốc độ và khả năng thấm ít thì lƣợng mƣa tạo dòng chảy bề mặt càng nhiều, . . . Do đó ảnh hƣởng của trận mƣa đầu và thời gian đầu của một trận mƣa ít hớn so với những trận mƣa sau và ở thời gian sau vì độ thấm của đất, và hơi ẩm của không khí đã bị thay đổi. c. Cƣờng độ mƣa: Quá trình hình thành dòng chảy phụ thuộc nhiều vào cƣờng độ của trận mƣa. Cƣờng độ mƣa là lƣợng mƣa trong một thời gian nhất định trong một đơn vị tính là mm/h. Theo các kết quả nghiên cứu ở nhiều khu vực trên thế giới thì những trận mƣa có cƣờng độ mƣa trên 25 mm/h thì mới có tác dụng tạo nên dòng chảy và từ đó mới gây xói mòn. Tỷ lệ lƣợng mƣa tạo ra trong năm đƣợc tạo ra bởi các trận mƣa có cƣờng độ lớn hơn 25 mm/h càng nhiều thì khả năng gây xói mòn càng lớn. Nếu thời gian mƣa dồn dập trong thời gian ngắn thì đó chính là tiền đề cho sự hình thành lũ quét, trƣợt lở ở vùng núi gập lụt ở hạ lƣu, cùng với việc gia tăng xói mòn đất. d. Đặc tính của mƣa: Đặc tính của mƣa cũng ảnh hƣởng lớn đến xói mòn của đất. Mƣa rào nhiệt đới gây tác hại nhiều hơn nhiều so với mƣa nhỏ ở các vùng ôn đới. Ở các vùng có khí hậu nửa khô, mƣa có cƣờng độ lớn mang tính chất mƣa rào nhƣng không kéo dài vẫn gây ra xói mòn nghiêm trọng. Mặt khác xói mòn cũng mạnh nếu lƣợng mƣa chỉ đạt trung bình nhƣng ở trên những sƣờn dốc thiếu lớp phủ thực vật. Khi hạt mƣa 5
lớn (mƣa rào thƣờng có đƣờng kính hạt mƣa lớn nhất là khoảng 5 mm, ít khi lớn hơn vì nếu quá lớn sẽ không bền vững và dễ bị phá vỡ thành các hạt nhỏ hơn) thì vận tốc khi chạm đất cũng tăng và do đó lực phá huỷ cấu trúc đất vẫn tăng. Vận tốc cuối của hạt mƣa có đƣờng kính khoảng 5 mm sẽ đạt khoảng 9 m/giây. e. Thời gian mƣa: Hay là mức độ tập trung của những trận mƣa. Thƣờng thì mƣa chỉ dồn dập vào mấy tháng mùa mƣa, ở Việt Nam mƣa tập trung trong 6 tháng, khoảng từ tháng V đến tháng X nhanh hay chậm hơn tuỳ vùng. Lƣợng mƣa trong mùa mƣa thƣờng chiếm 70 - 85% lƣợng mƣa cả năm. Do mƣa dồn dập nhƣ vậy mà khả năng thấm xuống đất chỉ có tác dụng ở những trận mƣa đầu, còn phần lớn sẽ tạo thành dòng chảy bề mặt khi nƣớc trong đất đã đạt bão hoà. Chính vì vậy mà lƣợng đất bị xói mòn chủ yếu là vào mùa mƣa, nhất là những nơi đất đang thời kỳ bỏ hoá không có sự điều tiết và cản nƣớc của lớp phủ thực vật. f. Các yếu tố khác: Tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự xói mòn đất nhƣ nhiệt độ không khí, sự bay hơi nƣớc, tốc độ gió (khi mƣa xuống), ... Những tác động này nếu so sánh với tác động do mƣa gây ra thì có thể xem là không đáng kể, trừ một số trƣờng hợp đặc biệt nhƣ lƣợng mƣa quá nhỏ. 1.1.2.2. Ảnh hưởng của địa hình lên xói mòn: Địa hình ảnh hƣởng rất lớn lên xói mòn và với mỗi kiểu địa hình sẽ có những loại hình xói mòn khác nhau. Nếu địa hình núi, phân cắt có độ dốc lớn thì xói mòn khe rãnh dạng tuyến diễn ra mạnh mẽ. Còn đối với những mặt sƣờn phơi và địa hình thấp, thoải thì xói mòn theo diện (hay xói mòn bề mặt) sẽ chiếm ƣu thế. Với địa hình núi đá vôi thì không có hai loại hình trên mà có xói mòn ngầm, tạo các dạng hang động. Trên lý thuyết thì những vùng núi cao, độ dốc lớn thì đƣợc coi là những nơi có xói mòn, còn những vùng đồng bằng, nơi có độ dốc không đáng kể thì đƣợc coi là vùng bồi tụ, tức là tích tụ vật chất bị xói mòn từ những vùng cao xuống. Thực tế thì cả những vùng đồng bằng cũng có bị xói mòn nhƣng lƣợng đất mất rất ít, chủ 6
yếu là quá trình rửa trôi lớp đất màu bề mặt và hậu quả là làm giảm độ phì của đất canh tác. Khi thực hiện lập bản đồ xói mòn tiềm năng đất bằng hệ thông tin địa lý thì để đơn giản, chúng tôi chỉ xét tới những vùng có khả năng xói mòn tiềm năng cao (những vùng độ dốc lớn) mà không xét tới nhũng vùng ít khả năng (nhƣ vùng thung lũng giữa núi, ruộng bậc thang, đồng bằng) hoặc vùng cồn cát ven biển (chịu tác động mạnh của gió, dòng chảy dọc bờ, thuỷ triều nhiều hơn). Ảnh hƣởng của địa hình có thể trực tiếp hay gián tiếp đến sự xói mòn đất. Trƣớc hết, địa hình làm thay đổi vi khí hậu trong vùng đến ảnh hƣởng gián tiếp đến xói mòn đất thông qua tác động của khí hậu. Địa hình núi cao cùng với sƣờn chắn gió ẩm là một trong những yếu tố tạo nên những tâm mƣa lớn. Ảnh hƣởng trực tiếp của địa hình đến xói mòn đƣợc thông qua yếu tố chính là độ dốc và chiều dài sƣờn dốc. a. Ảnh hƣởng của độ dốc lên xói mòn: Độ dốc là yếu đầu tiên trong yếu tố địa hình, có ảnh hƣởng lớn đến xói mòn đất. Độ dốc càng lớn thì khả năng xói mòn càng lớn. Nó ảnh hƣởng tới sự phân chia dòng nƣớc và cƣờng độ dòng nƣớc chảy. Xói mòn có thế xảy ra cƣờng độ dốc từ 30 và nếu độ dốc tăng lên hai lần thì cƣờng độ xói mòn tăng lên 4 lần hoặc hơn. Bảng 1. 1. Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất Đất bị mất Tác giả và năm nghiên Loại đất Cây trồng Độ dốc (tấn/ha/năm) cứu 30 96 Nguyễn Quang Mỹ Đất đỏ Chè 1 tuổi 80 211 (Tây Nguyên, 1976 - Bazan 150 305 1982) 30 4 Đất phù sa Nguyễn Quang Mỹ Chè lâu năm 50 12 cổ (Phú Thọ, 1980 -1987) 0 22 167 7
40 15 Nguyễn Danh Mô Đất Feralit 80 47 Rừng thƣa (Nông trƣờng Sông đỏ vàng 160 124 Cầu, 1966 - 1967) 300 147 Nguồn:Viện Quy hoạch thiết kế Nông nghiệp, 1984 [37] Nhƣ vậy độ dốc ảnh hƣởng lớn đến xói mòn đất, nhất là khi điều kiện lớp đất phủ thực vật mỏng. Do vậy việc quy hoạch sử dụng đất trong nông nghiệp là cần thiết để giảm khả năng xói mòn đất khi sử dụng không đúng những vùng đất dốc. Trong điều tra lập bảng đồ đất quy hoạch sử dụng đất tỷ lệ nhỏ có thế xác định độ dốc theo 3 cấp sau: Đất có độ dốc dƣới 150: đƣợc coi là vùng đất bằng, ít dốc. Trong số này chủ yếu là các vùng đất ven biển, đồng bằng thung lũng, cao nguyên và đồng bằng thấp, vùng bán sơn địa. Cây nông nghiệp trồng chủ yếu trên những loại đất này. Đất có độ dốc từ 15o - 250: đây là những vùng có độ dốc trung bình nhƣng đã phải hạn chế sản xuất nông nghiệp với các loại cây nông nghiệp ngắn ngày, có độ che phủ thấp hoặc cây trồng cần chăm sóc đặc biệt không nên trồng trên đất dốc trên 150. Các loại cây trồng lâu năm có tán lá rộng, che phủ cao có thể trồng đƣợc nhƣng phải có biện pháp hạn chế xói mòn. Mô hỉnh sử dụng hợp lý nhất là sản xuất nông lâm kết hợp. Độ dốc trên 250: theo quy định thì không đƣợc bố trí cây nông nghiệp ở đây. Vùng này chỉ đƣợc phép bảo vệ, phục hồi và trồng lại rừng. Trong quy hoạch sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam, độ dốc đƣợc chia thành 5 cấp nhƣ sau: Bảng 1. 2. Phân mức xói mòn theo độ dốc Mức độ rửa trôi xói mòn Độ dốc Yếu
Trung bình 3-80 Mạnh vừa 8 - 150 Mạnh 15 - 25 0 Rất mạnh >250 Nguồn:Viện Quy hoạch thiết kế Nông nghiệp – Bộ NN &PTNT, 1984 1.1.2.3. Ảnh hưởng của yếu tố đất lên xói mòn: Mỗi loại đất khác nhau thì có tính chống xói mòn khác nhau. Có thể định nghĩa tính xói mòn của đất là đại lƣợng biểu hiện tính chất dễ bị xói mòn của đất. Tính xói mòn mang tính chất ngƣợc lại với tính chống xói mòn của đất. Những yếu tố tác dụng đến tính xói mòn của đất đƣợc chia làm 2 nhóm: Nhóm 1: Các tính chất vật lý của đất nhƣ cấu trúc đất, thành phần cơ giới, tốc độ thấm. Nhóm 2: Các biện pháp làm đất trong quá trình sử dụng đất. Những tính chất quan trọng của đất gồm: thành phần cơ giới, cấu trúc, tốc độ thấm và giữ nƣớc, độ xốp hay độ nén của đất. a. Thành phần cơ giới của đất: Thành phần cơ giới của đất là yếu tố ảnh hƣởng theo cả hai cách, trực tiếp và gián tiếp đến xói mòn. Ảnh hƣởng trƣợc tiếp của nó là làm cho đất có tính chống xói mòn khác nhau tuỳ tỷ lệ % của các hạt sét, cát và limon. Còn ảnh hƣởng gián tiếp đến xói mòn do nó ảnh hƣởng đến khả năng giữ nƣớc và thấm nƣớc dẫn đến từ đó ảnh hƣởng đến tốc độ thấm của nƣớc và lƣợng nƣớc bị giữ lại trong đất càng lớn thì khả năng hình thành dòng chảy bề mặt càng giảm dẫn đến khả năng xói mòn giảm. 9
Mọi tính chất hoá, lý của đất đều liên quan đến thành phần cơ giới của đất nhƣ độ chua mặn, độ xốp, cấu trúc, độ thấm, khả năng hấp phụ các chất dinh dƣỡng cũng nhƣ các chất ô nhiễm,... ví dụ nhƣ đất Feralít nâu đỏ phát triển trên Bazan có thành phần cơ giới nặng nên có khả năng giữ nƣớc tốt, hấp thụ nhiều các chất dinh dƣỡng, khả năng chống xói mòn đất cao do có độ kết dính bền chặt. Xói mòn sẽ lớn trên những loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, độ ngậm nƣớc thấp nhƣ đất bồi tích, đất giàu Silic hoà tan. Thành phần cơ giới của đất (hay còn gọi là thành phần cấp hạt) là hàm lƣợng phần trăm của những nguyên tố cơ học có kích thƣớc khác nhau khi đoàn lạp đất ở trạng thái bị phá huỷ. Các nguyên tố cơ học đƣợc phân loại theo độ lớn khác nhau. Hiện nay phổ biến nhất là bảng phân loại của N.A. Katrinski (Liên Xô cũ). Bảng 1. 3. Phân loại thành phần cơ giới đất theo N.A. Katrinski Kích thƣớc cấp hạt (mm) Tên gọi >3 Đá 3 -1 Dăm cuội 1 - 0,5 Cát thô 0,5 - 0,25 Cát trung bình 0,25 - 0,05 Cát mịn 0,05 - 0,01 Limon thô 0,01 - 0,005 Limon trung bình 0,005 - 0,001 Limon mịn 0,001 Cát vật lý
Các nguyên tố cơ học đƣợc chia làm 2 loại: Kích thƣớc > 0,01 mm: thành phần Cát vật lý. Kích thƣớc < 0,01 mm: thành phần Sét vật lý. Theo quy định quốc tế năm 1930 thì phân loại khác một chút theo cách phân loại của Mỹ. Thành phần cát đƣợc coi là những hạt có kích thƣớc > 0,02 mm, thành phần sét có kích thƣớc < 0,02 mm. b. Cấu trúc đất: Đất đƣợc cấu tạo từ các nguyên tố cơ học nhƣ đã xét ở trên. Nhờ những năng lƣợng bề mặt, những lực tác động nhƣ lực liên kết hoá trị, lực keo tụ của keo đất. lực liên kết Hyđro, ... của những nguyên tố cơ học này mà có tác dụng gắn kết các hạt đất lại với nhau tạo nên cấu trúc đoản lạp hay còn gọi là những cấu trúc riêng biệt. Theo Geđrốit (1926), những đoàn lạp có kích thƣớc nhỏ hơn 0,25 mm gọi là vi đoàn lạp, kích thƣớc lớn hơn 0,25 mm gọi là đại đoàn lạp. Cấu trúc đất đƣợc chia thành 3 loại, gồm cấu trúc khối, cấu trúc hình lăng trụ và cấu trúc dạng phiến, dẹt. Nhƣng để đánh giá xói mòn đất thì có thể chia thành 4 loại. - Cấu trúc hạt rất mịn. - Cấu trúc hạt mịn. - Cấu trúc hạt trung bình, thô. - Cấu trúc hạt lớn dạng khối tảng. c. Tốc độ thấm và khả năng giữ nƣớc Tốc độ thấm của đất cũng phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ giới của đất. Đất có thành phần cơ giới nhẹ nhƣ đất cát, sỏi,... là những loại đất có tính thấm cao nhất và ngƣợc lại, những loại đất nhƣ đất sét, thịt nặng,... có tốc độ thấm chậm nên có khả năng bị xói mòn lớn hơn. Tính thẩm thấu của đất đƣợc đo bằng tốc độ thẩm thấu của nƣớc qua một khối đất có chiều sâu nhất định. Tốc độ đƣợc đo với đơn vị là cm/h và gọi là hệ số thấm nƣớc và dao động trong khoảng 0 đến 60 cm/h. 11
Tốc độ thấm sử dụng trong đánh giá xói mòn đất đƣợc chia thành 6 cấp độ: Tốc độ thấm nhanh (rapid) Tốc độ thấm nhanh vừa (mod, to rapid) Tốc độ thấm trung bình (monderate) Tốc độ thấm hơi chậm (slow to mod) Tốc độ thấm chậm (slow) Tốc độ thấm rất chậm (very slow). 1.1.2.4. Ảnh hưởng của lớp phủ thảm thực vật đến xói mòn đất: Ngoài ra, một yếu tố quan trọng có ảnh hƣởng tới xói mòn là yếu tố thảm thực vật. Thảm thực vật có tác dụng rất lớn trong việc ngăn chặn xói mòn nhờ làm tắt năng lƣợng hạt mƣa, làm chậm tích tụ nƣớc, giảm năng lƣợng của gió, tăng khả năng thấm nƣớc và tăng ma sát cơ học thông qua bộ rễ và thảm lá rụng. Thảm thực vật rừng nhiệt đới tự nhiên có khả năng hạn chế xói mòn cao hơn nhiều so với rừng trồng về công năng giữ đất và giữ nƣớc. 1.1.2.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất: Trong các hoạt động của mình con ngƣời tác động đến thế giới tự nhiên theo hai hƣớng tích cực và tiêu cực, các hoạt động này có thể là nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp tác động lên xói mòn. Yếu tố con ngƣời ở đây có thể là các hoạt động cày bừa, làm đất hay chặt phá rừng, chăn nuôi gia súc trong thời gian dài… Về mặt tích cực, con ngƣời có khả năng tác động vào thảm thực vật nhằm hạn chế xói mòn theo hƣớng có lợi cho con ngƣời thông qua các biện pháp canh tác hợp lý và duy trì sản xuất một cách bền vững. Ví dụ, các phƣơng pháp canh tác theo đƣờng đồng mức, trồng cây theo băng, luân canh, đa canh, trồng xen, gối vụ, tạo các đai rừng, bón phân hợp lý để cây phát triển và tạo tán che kịp thời. Ngoài ra, trong quá trình canh tác, một số biện pháp công trình cũng có những ảnh hƣởng tới mức độ xói mòn đất. Về mặt tiêu cực, việc phá rừng của con ngƣời đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất. Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cƣ cũng là những tác nhân gây gia tăng xói mòn đất. 12