Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện phú lương, tỉnh thái nguyên

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả lao động, nghiên cứu của tôi dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS. Đàm Xuân Vận, các số liệu và kết quả, số liệu khảo sát thực tế
trong luận văn là trung thực. Ngoài ra tôi cũng có sử dụng một số nhận xét
nhận định của các tác giả và được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo.

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017
Tác giả

Ông Á Huân


ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được bản Luận văn, tác giả đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ
rất tận tình, chu đáo của PGS.TS. Đàm Xuân Vận, người đã trực tiếp hướng dẫn trong
suốt quá trình thực hiện Luận văn, sự giúp đỡ, động viên của các Thầy, Cô giáo trong
Khoa Môi trường, Khoa Sau Đại học. Nhân dịp này, cho phép tác giả được bày tỏ
lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới những sự giúp đỡ đó.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của tập thể thầy giáo bộ môn
Công nghệ Môi trường - Khoa học Môi trường và Trái đất – trường Đại học khoa
học - Đại học Thái Nguyên, đã chỉ bảo tận tình trong quá trình phân tích mẫu tại
phòng phân tích để hoàn thành Luận văn.
Tuy nhiên đề tài có khối lượng tính toán lớn nên còn một số tồn tại, thiếu
sót. Tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo
cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và của đồng nghiệp.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày

tháng

Tác giả

Ông Á Huân

năm 2017


3

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... ii
MỤC LỤC................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................. viii
MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài............................................................................................. 2
2.1. Mục tiêu tổng quát........................................................................................... 2
2.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa của đề tài................................................................................................. 3
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài............................................................................... 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài............................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU.................................................. 4
1.1. Cơ sở khoa học.................................................................................................. 4
1.1.1. Cơ sở lý luận................................................................................................... 4
1.2. Nghiên cứu về tính chất đất và độ dốc trên thế giới và Việt Nam......................7

1.2.1. Những nghiên cứu trên thế giới..................................................................... 7
1.2.2. Những nghiên cứu tại Việt Nam.................................................................. 14
1.2.3. Đánh giá chung............................................................................................. 21
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................22
2.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu................................................ 22
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 22
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................... 22


4

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu................................................................... 22
2.3. Nôi dung nghiên cứu....................................................................................... 22
2.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 23
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu....................................................................... 23
2.4.2. Phương pháp chọn điểm nghiên cứu............................................................ 23
2.4.3. Phương pháp phân tích các yếu tố tác động.................................................. 23
2.4.4. Phương pháp lấy mẫu đất phân tích.............................................................. 24
2.4.5. Phương pháp so sánh và xử lý số liệu........................................................... 26
2.4.6. Phương pháp ước lượng và giả thuyết nghiên cứu........................................ 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................................... 29
3.1. Đặc điểm đất dốc theo các cấp độ dốc và tầng dày tại huyện Phú Lương........29
3.1.1. Phân loại theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương............................................ 29
3.1.2. Phân loại theo tầng dày của đất dốc tại huyện Phú Lương............................32
3.2. Nghiên cứu các yếu tố tác động đến tính chất môi trường đất dốc dựa
vào phân tích tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu trên
địa bàn
huyện phú Lương..................................................................................................... 33
3.2.1.
trên

Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1

địa bàn huyện Phú Lương........................................................................................ 33
3.2.2. Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2 trên
địa bàn huyện Phú Lương........................................................................................ 36
3.2.3. Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3 trên
địa bàn huyện Phú Lương........................................................................................ 38
3.2.4. Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn trong hoạt động của con người đối với tài
nguyên sinh khí hậu................................................................................................. 40
3.2.5. Hiện trạng sử dụng đất theo chỉ số thực vật (NDVI) và độ dốc trên địa
bàn huyện Phú Lương.............................................................................................. 41
3.3. Nghiên cứu đặc điểm tính chất môi trường đất dốc dựa trên phân tích các


5

yếu tố ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương............42
3.3.1. Phân tích một số tính chất đất theo độ dốc với thực vật (chỉ số NDVI).........42
3.3.2. Phân tích một số hàm lượng kim loại nặng theo độ dốc với mục đích sử
dụng đất nông nghiệp tại huyện Phú Lương............................................................ 54
3.3.3. Phân tích hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp...............64
3.4. Khó khăn, tồn tại và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên
địa bàn huyện Phú Lương........................................................................................ 65
3.4.1. Khó khăn, tồn tại............................................................................................ 65
3.4.2. Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương........66
3.4.3. Định hướng sử dụng bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương.........71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 75
1. Kết luận................................................................................................................ 75
2. Kiến nghị.............................................................................................................. 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤC LỤC


DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
AHC

: Phân tích chùm dựa vào khoảng cách
(Agglomerative Hierarchical Clustering)

BTNMT

: Bộ tài nguyên môi trường

DGN

: Khoảng cách đường gần nhất

DOCAO

: Độ cao

DODOC

: Độ dốc

LM

: Lượng mưa trung bình năm

MT

: Môi trường

NDVI

: Chỉ số thực vật

PB

: Phân bón

PCA

: Phân tích thành phần chính
(Principle Component Analysis)

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

QL_CT

: Khoảng cách đến đường lớn (Quốc lộ 3C
hoặc đường cao tốc Thái Nguyên - Bắc Kạn)

SKS

: Khoảng cách đến nơi khai thác khoáng sản

Sig

: Sai khác ở mức ý nghĩa ( P<0,01 và P<0,05)

TBVTV

: Thuốc bảo vệ thực vật

TCCS/PTHH

: Tiêu chuẩn cơ sở / Phân tích hóa hoc

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNSKH

: Tài nguyên sinh khí hậu

UBND

: Ủy ban nhân dân

VN

: Việt Nam


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 1.1:
trường

Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi
đất trên thế giới................................................................................... 11

Bảng 1.2:

Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi
trường đất tại Việt Nam...................................................................... 17

Bảng 2.1:

Phân loại NDVI theo chất lượng thực vật trong lớp phủ bền mặt đất.....24

Bảng 2.2:

Tọa độ và vị trí lấy mẫu đất khu vực nghiên cứu.................................. 25

Bảng 2.3:

Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất......................................... 26

Bảng 3.1:

Phân loại theo cấp độ dốc ở các tiểu vùng tại huyện Phú Lương..........29

Bảng 3.2:

Phân loại, loại đất theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương....................31

Bảng 3.3:

Phân loại đất theo tầng dày tại huyện Phú Lương...............................32

Bảng 3.4:

Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 1......33

Bảng 3.5:

Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 1.............34

Bảng 3.6:

Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 2......36

Bảng 3.7:

Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 2.............36

Bảng 3.8:

Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 3......38

Bảng 3.9:

Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 3.............38

Bảng 3.10: Hiện trạng sử dụng đất phân loại theo chỉ số thực vật NDVI và
độ dốc trên địa bàn huyện Phú Lương................................................. 41
Bảng 3.11: Kết quả phân tích một số tính chất đất tại các độ dốc với thực vật
(chỉ số NDVI)........................................................................................ 42
Bảng 3.12: Tổng phương sai giải thích cho một số tính chất đất............................49
Bảng 3.13: Ma trận thành phần quay của một số tính chất đất.............................50
Bảng 3.14: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các
yếu tố tài nguyên sinh khí hậu và tính chất đất.................................... 52
Bảng 3.15: Phân tích thống kê mô tả một số kim loại nặng trong đất....................55
Bảng 3.16: Tổng phương sai giải thích của một số kim loại nặng trong đất...........59
Bảng 3.17: Ma trận thành phần quay của một số kim loại nặng trong đất.............59
Bảng 3.18: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các
yếu tố tài nguyên sinh khí hậu, hoạt động của con người và kim
loại nặng trong đất............................................................................... 63
Bảng 3.19: Kết quả hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp.........64
Bảng 3.20: Tổng hợp định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu và
bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương.................72


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1:

Độ dốc của mặt đất................................................................................ 4

Hình 2.1:

Sơ đồ giả thuyết nghiên cứu................................................................ 28

Hình 3.1:

Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1
huyện Phú Lương................................................................................ 35

Hình 3.2:

Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2
huyện Phú Lương................................................................................ 37

Hình 3.3:

Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3
huyện Phú Lương................................................................................ 39

Hình 3.4:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng pH trong đất...................43

Hình 3.5:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Đạm tổng số trong đất....44

Hình 3.6:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Mùn tổng số trong đất....45

Hình 3.7:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng K2O dễ tiêu trong đất......46

Hình 3.8:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng P2O5 dễ tiêu trong đất.....46

Hình 3.9:

Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Ca2+ trao đổi trong đất....47

Hình 3.10: Phân bố không gian hàm lượng Mg2+ trao đổi trong đất.......................48
Hình 3.11: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai...............................49
Hình 3.12: Sự phân bố của các tính chất đất và các thuộc tính cảm quan trên
cùng mặt phẳng tương quan giữa thành phần chính thứ F1 và thứ F2..50
Hình 3.13: Hàm lượng pHKCl và kim loại nặng trong 3 loại đất...............................56
Hình 3.14: Phân bố không gian nội suy của các kim loại nặng khác nhau..............58
Hình 3.15: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai của các..................59
Hình 3.16: Sự phân bố của một số kim loại nặng và các thuộc tính cảm quan.......60
Hình 3.17: Dendrogram (AHC) theo vị trí lấy mẫu với một số kim loại nặng
và pHkcl trong đất..................................................................................61
Hình 3.18: Bản đồ định hướng sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên sinh khí hậu và
bảo vệ môi trường đất dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên...........71


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hoạt động của con người dẫn đến những thay đổi trong môi trường
toàn cầu, ngày càng nghiêm trọng, những hậu quả cho cuộc sống tương lai của
chúng ta. Sự thay đổi thành phần không khí - một phần do phát thải CO2 và 'khí

nhà kính'
- dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ về không gian và biến đổi thời gian, những thay đổi
do sự nóng lên toàn cầu, như thay đổi lượng mưa trong khí quyển, sự gia tăng
độ ẩm ở một số địa điểm. Những thay đổi được phản ánh một cách nhạy cảm
bởi các hệ sinh thái (thảm thực vật tự nhiên và sử dụng đất trong canh tác
nông nghiệp) cùng với những thay đổi đáng kể trong quá trình hình thành và
suy thoái đất, các tính chất môi trường đất và các chức năng của đất
(Várallyay, 2010) [52]. Đặc biệt, kiến thức về tính chất đất trên các thảm thực vật
khác nhau rất quan trọng để hiểu được các quy trình về mặt đất và sinh thái,
dự báo sản xuất nông nghiệp và các chính sách quản lý môi trường đất hợp lý,
các hệ thống canh tác có nhiều loại đất, môi trường sống, các tính trạng vi khí
hậu, và các loại cây trồng, dẫn đến sự khác nhau về độ màu mỡ của đất, giữ
nước và năng suất cây trồng (Sciarretta et al, 2014) [49]. Địa hình (độ dốc) là
yếu tố chính kiểm soát quy trình thủy văn và đất đai ở quy mô cảnh quan. Điều
đáng nói về mặt chất lượng đất tại các địa hình khác nhau, cùng với tính chất
đất, khí hậu, sinh vật và thời gian, là một trong những yếu tố hình thành nền
đất cơ bản. Ảnh hưởng của độ dốc cũng rõ ràng trong khái niệm tính chất đất.
Các mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM) và các chỉ số địa hình được tính toán từ
các DEM này cho phép đo lường về mối liên hệ giữa địa hình và các đặc điểm
tính chất đất. Những mối tương quan này đã khẳng định tầm quan trọng của địa
hình đối với tính chất đất, mặc dù có sự phân tán đáng kể, có thể do sự không
đồng nhất trong tập dữ liệu lớn (Jan Seibert et al, 2007) [39]. Mặt khác sự lan
truyền chất ô nhiễm và thuốc bảo vệ thực vật trong đất nông nghiệp dốc có thể
dẫn đến ô nhiễm nước mặt thông qua các quy trình vận chuyển nhanh như bị
ảnh hưởng bởi địa hình phức tạp và tính đa dạng không gian cao của tính chất


2

đất và sử dụng đất ở vùng đồi núi (Xiangyu Tang et al, 2012) [53]. Việt Nam với

3/4 diện tích đất tự nhiên là đất dốc. Nhìn chung đây là những loại đất khó


khai thác sử dụng và kém hiệu quả, đặc biệt khi đất đã mất thảm thực vật che
phủ. Xói mòn và rửa trôi là những mối đe dọa thường xuyên đối với đất dốc và
vùng nhiệt đới ẩm, gây nên sự mất dinh dưỡng và độ phì của lớp đất mặt, ảnh
hưởng đến năng suất cây trồng, gây tác hại xấu đối với môi trường (Lê Quốc
Doanh và cs, 2006) [9]. Phú Lương là huyện miền núi nằm ở phía Bắc tỉnh Thái
Nguyên, diện tích đất dốc chiếm trên 70% diện tích toàn huyện, địa hình cao, chia
cắt phức tạp do quá trình Castơ phát triển mạnh (Viện quy hoạch và thiết kế
nông nghiệp, 2005) [32]. Các vấn đề về canh tác, khai thác khoáng sản và các yếu
tố tài nguyên sinh khí hậu luôn đe dọa thường xuyên đối với đất dốc trên địa
bàn huyện. Cùng với các hoạt động canh tác nông nghiệp, sử dụng phân bón,
thuốc bảo vệ thực vật của người dân và các hoạt động lân cận đến khu vực đất
dốc như giao thông, khai thác khoáng sản, trong các thập kỷ qua tại khu vực.
Có quan hệ gì với tính chất môi trường đất hay không được đặt ra ?. Để giải
quyết những vấn đề này thì việc nghiên cứu tính chất môi trường đất dốc có vai
trò hết sức quan trọng. Với lý do đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên
cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc
trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên’’.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu chỉ ra các đặc điểm tính chất môi trường đất dốc và các yếu
tố tác động đến tính chất đất, nhằm đưa ra giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc
cho người dân huyện Phú Lương.
2.2. Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu thực trạng cấp độ dốc, tầng dầy trên địa bàn huyện Phú Lương;

-

- Nghiên cứu các yếu tố tác động đến tính chất môi trường đất dốc
dựa vào phân tích tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu trên
địa bàn huyện phú Lương;
- Nghiên cứu đặc điểm tính chất môi trường đất dốc dựa trên phân tích
các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú
Lương;
- Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương.


3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Giúp học viên vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn, mặt khác nghiên
cứu, đặc điểm độ dốc và những đặc điểm tính chất môi trường đất dốc, tạo nguồn
tư liệu cho nghiên cứu khoa học sau này.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài, sẽ chỉ ra đặc điểm, tính chất môi trường
đất dốc, và giúp đưa ra giải pháp bảo vệ đất dốc tốt nhất, cung cấp cơ sở khoa học
trong việc quản lý, bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương.


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Cơ sơ ly luận
1.1.1.1. Khái niệm về môi trường đất
Môi trường đất là một thước đo về khả năng của đất để thực hiện chức
năng sinh thái và cây trồng, đặc biệt nó phản ánh sự kết hợp của các đặc tính hóa
học, vật lý và sinh học. Một số tính chất của đất tương đối quan trọng hơn những
tính chất khác và không thay đổi được. Những tính chất đất khác có thể được
thay đổi bởi hoạt động của con người. Ngày nay, ba nhóm môi trường đất thường

được xác định: chức năng tiện ích đất (chức năng sản xuất, cơ sở hạ tầng diện
tích, nguồn nguyên liệu); Các chức năng của đất trong môi trường (các chức
năng phi sản xuất như: thấm nước và giữ nước, vận chuyển vật chất, chức
năng đệm và vệ sinh); Chức năng văn hoá đất (lịch sử tự nhiên và con người)
(Pavel Novák et al, 2010) [43].
Đất có chức năng môi trường duy trì sự ổn định của hệ sinh thái toàn cầu.
Sự ổn định của môi trường được duy trì thông qua chu kỳ tự nhiên của năng
lượng, nước và vật chất. Đất là một môi trường lọc nước ngầm và chất lượng
nước ngầm, và là một không gian duy trì khổng lồ cho nước. Dự trữ lượng
cacbon, nitơ, photpho, và lưu huỳnh chứa trong chất hữu cơ trong đất. Đất là
một môi trường chuyển đổi trong đó việc khử nhiễm, phân hủy, và tổng hợp lại
của các chất khác nhau diễn ra. Do đó môi trường đất là quan trọng. Nó là điều
cần thiết cho mỗi xã hội con người (Blum et al, 2006) [34].
Đất dốc là đất có bề mặt nằm nghiêng, thường ghồ ghề không bằng phẳng
hay nhấp nhô, lượn sóng. Mặt nghiêng đó gọi là sườn dốc hay mặt dốc, góc được
tạo thành giữa mặt dốc và mặt bằng (mặt phẳng nằm ngang) gọi là độ dốc của mặt
đất hay độ dốc của địa hình (Nguyễn Viết Khoa và cs, 2008) [18]. Trong sản xuất
nông lâm nghiệp người ta thường phân chia đất đai theo 5 cấp độ dốc như sau:
Cấp
Độ dốc
I. dốc nhẹ
dưới 70
II. dốc vừa
8 - 150
III. dốc hơi mạnh
16 - 250
IV. dốc mạnh
26 - 350
V. dốc rất mạnh
Trên 350

Hình 1.1: Độ dốc của mặt đất


Suy thoái môi trường đất là sự suy giảm về chất lượng của các hợp phần
tạo lên môi trường đất, qua đó làm giảm khả năng sản xuất của đất cũng như
giảm sản lượng cây trồng, số lượng sinh vật trên đất (LBVMT, 2014).
Ô nhiễm môi trường đất là sự biến đổi của các thành phần môi trường
đất không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường đất, gây ảnh hưởng xấu đến con
người và sinh vật. Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm
nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm, qua đó có thể phân loại
đất bị ô nhiễm theo nguồn gốc phát sinh, hoặc theo các tác nhân gây ra ô nhiễm
(LBVMT, 2014).
1.1.1.2. Đặc tính của môi trường đất
- Môi trường đất có biểu hiện như một hệ sinh thái hoàn chỉnh như:
+ Có hệ thống cấu trúc và hoạt động hoàn chỉnh;
+ Hoạt động liên tục;
+ Liên hệ chặt chẽ giữa môi trường bên trong và bên ngoài;
+ Phần vô sinh và hữu sinh không có ranh giới, chúng tương tác, hòa quyện
lẫn nhau (Lê Huy Bá, 2009) [5].
- Thành phần cơ giới và các lý tính cơ bản của môi trường đất tương tự
như sự phản ánh của đất.
- Tính chất hóa học của môi trường đất:
+ Dung dịch đất là môi trường để các quá trình lý, hóa và sinh học diễn ra
trong đất. Dung dịch đất là một dạng nước tự do đặc biệt bao quanh hạt keo với
một lực liên kết nhất định. Dung dịch đất gồm dung môi (nước mưa, nước ngầm,
nước tự do trong đất) và chất tan (các chất hữu cơ hòa tan như axit humic, axit
fulvic và các muối của chúng, các chất vô cơ hòa tan như muối NaCl, Cabonnat, các
3+
3+
2+

2+
2+
4+
ion Fe2+, Fe , Al , Mn , Cu , Zn, Pb, Ni, CO, H+, NO2-, NO3-, Mg , Mn ,

HPO43-,
HCO32-, SO42-, Cl-,…), các chất khí hòa tan (CO2, O2, N2, NH3, ) và các vi khuẩn,
thực vật trong đất. Thành phần và hàm lượng của dung dịch đất là nguyên nhân
làm tăng giảm hoạt tính của môi trường đất (Lê Huy Bá, 2009) [5].
+ Hoạt tính của đất được biểu hiện qua phản ứng môi trường của dung
dịch đất, tính đệm và khả năng oxy hóa – khử của nó. Phản ứng môi trường


thông qua dung dịch đất thể hiện tính chua, kiềm hay trung tính, nó được xác
định bởi hàm


lượng ion H+ hoặc OH-, điều này cũng được thể hiện bằng chỉ tiêu pH của đất.
Nguyên nhân gây chua môi trường đất: Do đặc tính từng loại môi trường (đất
phèn chua, đất bazan ít chua, đất nhiều CaCO3); do thực vật lấy đi dinh dưỡng
trong đất (K+, Ca2+ Mg2+, Na+…) nên trong môi trường đất chỉ còn lại H+, mà càng
nhiều H+ thì đất càng chua; do mưa nhiều các cation kiềm và kiềm thổ bị rửa trôi,
còn lại Al3+
, Fe2+ , H+, 3 loại cation này sẽ gây chua cho đất; do chất hữu cơ bị phân giải trong
môi trường yếm khí tạo ra nhiều axit hữu cơ; do độ phân ly của axit hữu cơ và
bazơ.
+ Xét về độ chua của môi trường đất có thể phân ra thành: Độ chua hoạt
tính, độ chua tiềm tàng.
- Độ phì của môi trường đất biểu thị liều lượng và tỷ lệ của các yếu tố hóa
sinh trong đất. Khi môi trường đất có độ phì nhiêu cao thì thực vật phát triển

thuận lợi và ngược lại môi trường đất có độ phì nhiêu thấp thì thực vật cằn cỗi,
năng suất thấp. Độ phì gồm: độ phì tự nhiên, độ phì nhân tạo, độ phì tiềm tàng và
độ phì hữu hiệu. Độ phì của môi trường đất là nhân tố đặc trưng cho tính chất môi
trường đất.
- Đặc tính sinh học của môi trường đất thể hiện qua: Tính phong phú, tính
đa dạng của sinh vật và các hoạt động của chúng ở trên mặt đất và trong lòng đất.
Mức độ đa dạng, phong phú còn đặc trưng qua số lượng các sản phẩm tàn tích
hữu cơ, mùn và các hợp chất mùn để lại trong đất và trên mặt đất. Ngoài ra,
trong đất luôn tồn tại một hàm lượng hữu cơ sống và không sống nhất định, ảnh
hưởng tới đặc tính sinh học và tính chất môi trường đất.
1.1.2. Căn cứ pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trường 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội
nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (CHXHCNVN) khóa XIII, kỳ họp thứ
7, thông qua ngày 23/6/2014 có hiệu lực ngày 1/1/2015.
- Nghị định số 19/2015/NĐ - CP V/v Quy định chi tiết thi hành một số điều
của Luật Bảo vệ môi trường 2014.
- QCVN 03/MT: 2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn
cho phép của kim loại nặng trong đất.


- TCVN 4046: 1985 - Đất trồng trọt - Phương pháp lấy mẫu.
- TCVN 5297: 1995 - Chất lượng đất - Lấy mẫu - yêu cầu chung.


- TCVN 6495/2: 2001 - Chất lượng đất - Từ vựng các thuật ngữ và định
nghĩa liên quan đến lấy mẫu.
- TCVN 6857: 2001 - Chất lượng đất - Phương pháp đơn giản để mô tả đất.
-

TCVN 7377: 2004 - Chất lượng đất- giá trị chỉ thị pH trong đất Việt Nam.

- TCVN 7538/2: 2005 (ISO 10381-2:2002) - Chất lượng đất lấy mẫu. Phần 2

hưỡng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
- TCVN 6647: 2007 (ISO 11464:2006), Chất lượng đất - Xử lý sơ bộ mẫu để
phân tích lý hóa.
- TCVN 9236/2: 2012 - Chất lượng đất - Giá trị chỉ thị hàm lượng các chất vô
cơ trong các nhóm đất chính ở Việt Nam - Phần 2: Giá trị chỉ thị hàm lượng magiê
trao đổi.
- TCVN 9236/1: 2012 - Chất lượng đất - Giá trị chỉ thị hàm lượng các chất vô
cơ trong các nhóm đất chính ở Việt Nam - Phần 1: Giá trị chỉ thị hàm lượng canxi
trao đổi.
- QCVN 15: 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng hóa
chất bảo vệ thực vật trong đất.
1.2. Nghiên cứu về tính chất đất và độ dốc trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Những nghiên cứu trên thế giới
Tài nguyên đất trên thế giới có khoảng 13.500 triệu ha, trong đó đất đang
canh tác chiếm 10,60% tổng diện tích này, và còn có một tiềm năng lớn hơn chiếm
14,7% (1000 triệu ha) đất đồi núi có khả năng sản xuất nông lâm nghiệp. Phần lớn
diện tích đất này nằm ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Phi và Châu Đại Dương (Nguyễn
Thế Đặng và cs, 2003) [10].
Trên toàn thế giới, ước tính mỗi năm có khoảng 75 tỷ tấn đất màu mỡ bị
mất khỏi các hệ thống canh tác nông nghiệp, ước tính tổng lượng đất bị xói
mòn do nước từ đất canh tác trên thế giới mỗi năm từ cấp I đến VI là 67 tỷ tấn.
Vào những năm 90, các nhà khoa học về đất Lal và Stewart và Ôn (Lê Viết Bảo,
2012) [6]. Một nghiên cứu kéo dài ba năm của các nhà nghiên cứu liên quan đến
Bộ Tài nguyên nước Trung Quốc, Học viện Khoa học Trung Quốc và Học viện Kỹ
thuật Trung Quốc đã báo cáo trong năm 2009 rằng tất cả 646 quận của Trung
Quốc đều bị thiệt

hại về đất và nước, tương đương với một khu vực kết hợp 3,75 triệu km 2.
Một nghiên cứu kéo dài hai năm cho biết, nếu tỷ lệ mất đất hiện tại ở Trung
Quốc tiếp tục trong vòng 50 năm tới, sản lượng lương thực sẽ giảm 40%. Xem xét
nước này chỉ chiếm 3% tổng diện tích đất trên thế giới và hoạt động canh tác nông
nghiệp có liên quan đến hàng nghìn năm. Sự mất đất và nước từ đất nông
nghiệp, đặc biệt là đất nông nghiệp dốc, được coi là những mối đe dọa môi trường
lớn đối với sự bền vững của hệ sinh thái ở cao nguyên Hoàng Gia, Trung Quốc.
Khoảng 60% tổng lượng trầm tích và lưu lượng đầu nguồn có nguồn gốc từ đất
nông nghiệp dốc do các nhân tố tự nhiên và con người, chẳng hạn như cường độ
mưa, độ dốc và thực tiễn quản lý đất đai, tất cả đều góp phần làm suy thoái đất
nông nghiệp (Nishigaki et al, 2017) [42]. Sự xuống cấp của đất ở Ấn Độ được
ước tính sẽ xảy ra trên diện tích 147 triệu ha (Mha), trong đó có 94 Mha do xói
mòn nước, 16 Mha từ axit hóa, 14 Mha do lũ lụt, 9 Mha do xói mòn do gió, 6 Mha
từ độ mặn và 7 Mha từ một sự kết hợp của các yếu tố. Điều này cực kỳ nghiêm
trọng bởi vì Ấn Độ hỗ trợ 18% dân số thế giới và 15% sản lượng gia súc thế giới,
nhưng chỉ có 2,4% diện tích đất trên thế giới. Mặc dù diện tích đất có tỉ lệ thấp,
Ấn Độ đứng thứ hai thế giới trong sản lượng nông nghiệp. Nông, lâm nghiệp và
thủy sản chiếm 17% tổng sản phẩm quốc nội và sử dụng khoảng 50% tổng số
lao động của cả nước. Nguyên nhân của sự xuống cấp của đất do cả tự nhiên lẫn
do con người gây ra. Các nguyên nhân tự nhiên bao gồm: động đất, sóng thần,
hạn hán, tuyết lở, sạt lở đất, phun trào núi lửa, lũ lụt, lốc xoáy và cháy rừng. Sự
xuống cấp của đất do con người gây ra là do phá rừng, các hoạt động nông nghiệp
không phù hợp, quản lý không hợp lý nước thải công nghiệp và chất thải, chăn
thả gia súc, bảo vệ rừng không hợp lý, khai thác bề mặt, phát triển đô thị và phát
triển thương mại - công nghiệp. Các biện pháp canh tác nông nghiệp không phù
hợp bao gồm: việc sử dụng quá mức các loại phân bón vô cơ, quản lý nước tưới
tiêu không hợp lý, sử dụng quá mức thuốc trừ sâu, dẫn đến tích lũy trong cây
trồng và một số nguyên nhân xã hội chủ yếu của sự suy thoái đất ở Ấn Độ là
thiếu đất, suy thoái đất đai bình quân đầu người, áp lực kinh tế đối với đất, thuê
đất, đói nghèo và gia tăng dân số. Trong bài đánh giá suy thoái đất đai ở Ấn

Độ, được tóm tắt thành (1) các nguyên nhân chính làm suy thoái đất ở các vùng
khí hậu nông nghiệp


khác nhau; (2) các kết quả nghiên cứu ghi nhận cả suy thoái đất và cải thiện tính
chất đất trong các hệ thống nông nghiệp khác nhau; Và (3) các giải pháp tiềm năng
để cải thiện tính chất của đất ở các vùng khác nhau bằng cách sử dụng
nhiều phương pháp tiếp cận nông nghiệp (Ranjan Bhattacharyya et al, 2015) [47].
Địa hình của một sinh thái nhất định, lượng mưa và gió kết hợp với nhau
dẫn đến ảnh hưởng đến sự nhạy cảm của đất đai về xói mòn đất. Tại Philipin, nơi
có hơn 58% diện tích đất có độ dốc lớn hơn 110 và ở Jamaica, 52% diện tích đất có
độ dốc lớn hơn 200, tỷ lệ xói mòn đất đến 400 (tấn/ha/năm). Tỷ lệ xói mòn cao đặc
biệt là ở những vùng đất thấp và dốc, đã được chuyển đổi từ rừng sang trồng
trọt. Ngay cả ở một nước phát triển với đất nông nghiệp dồi dào như Hoa Kỳ, nơi
ít cần khai thác vùng đất nông nghiệp có sườn dốc, thiệt hại do xói mòn vào năm
2007 trung bình là 13 (tấn/ha/năm). Trong một khu vực phát triển như Châu Âu,
đo được tỷ lệ xói mòn dao động từ 3 đến 40 (tấn/ha/năm) với thiệt hại do các
cơn bão từng 20 - 40 (tấn/ha/năm), có thể xảy ra từ hai hoặc ba năm thường
xuyên ở châu Âu, với tổn thất hơn 100 (tấn/ha/năm) trong các thời tiết cực đoan
(USDA/NRCS. 2007) [51].
1.2.1.1. Những nghiên cứu về tính chất đất và độ dốc trên thế giới
Các tính chất đất khác nhau trong hệ thống quản lý đất và sử dụng đất,
trong đó đất rừng tự nhiên và các khu rừng trồng được bảo vệ là những hệ
thống quan trọng nhất trong việc duy trì tính chất đất, trong khi đất canh tác và
đất ruộng bị ảnh hưởng nghiêm trọng do hoạt động từ con người. Ngoài ra nghiên
cứu cho thấy hàm lượng carbon hữu cơ, pH, N tổng số, P2O5 dễ tiêu, hàm lượng
sét cao hơn đáng kể trong rừng tự nhiên và các khu trồng rừng được bảo vệ
(Tesfahunegn, 2016) [50].

Theo Alemayehu Adugna và cs, (2016) [33] chỉ ra tỷ lệ cát và mùn, hàm lượng
hữu cơ trong đất, hàm lượng N tổng số, độ chua, khả năng trao đổi cation, và
hàm lượng Ca2+ trao đổi cao hơn ở vùng đất rừng. Hàm lượng Mg2+ trao đổi là
cao nhất trong đất chăn thả, trong khi tỷ lệ sét, hàm lượng P dễ tiêu và K+ trao đổi
là cao nhất trong đất canh tác. Tỷ lệ thay đổi cát, sét, chất hữu cơ, khả năng trao đổi
cation Ca2+ và Mg2+ trao đổi cao hơn trong đất trồng trọt so với đất chăn thả và đất
lâm nghiệp.


Nghiên cứu đặc điểm đất dưới các loại hình canh tác khác nhau chịu
ảnh hưởng của các vùng khí hậu nông nghiệp cho thấy đất bị axit vừa phải trong
phản


ứng và các giá trị EC được quan sát thấy trong một giới hạn cho tỉ lệ cacbon hữu cơ
và cation trao đổi thể hiện sự thay đổi lớn từ thấp đến cao và trung bình đến
cao tương ứng. N, P và K dễ tiêu cũng ở mức thấp đến trung bình. Các giá trị như:
N, P và K dễ tiêu cao hơn ở các vùng trung gian, tiếp theo là vùng ôn đới, trong
khi giá trị thấp của các chất dinh dưỡng này được quan sát thấy ở các vùng đất
nhiệt đới. Các OC, CEC và N, P, và K dễ tiêu ở đất trên bề mặt so với đất mặt
được cải tạo phục vụ phát triển nông nghiệp (Sharma et al, 2015) [48].
Các khía cạnh và độ dốc có thể kiểm soát sự di chuyển của nước và chất hữu
cơ tại các độ dốc và góp phần vào sự khác biệt tính chất không gian của đất. Trong
một hệ sinh thái rừng, các tính chất của đất cũng bị ảnh hưởng bởi các thảm
thực vật. Nghiên cứu cho thấy cacbon hữu cơ, N, K dễ tiêu, Fe có khả năng chiết
suất cao và Na2+ có thể trao đổi cao nhất ở đỉnh đồi, trong khi đó độ pH, P, Ca và
Mg có thể trao đổi cao hơn đáng kể ở chân (0-5 cm). Các OC tăng lên tại vị trí độ
dốc khi độ dốc càng cao, có thể là do chất lượng của rác thải từ cây rừng. Các kết
quả phân tích dự phòng (RDA) cũng cho thấy sự phân tách rõ ràng các tính chất đất
giữa các vị trí dốc. Các kết quả này xác nhận rằng yếu tố độ dốc liên quan đến việc

vận chuyển và tích tụ các chất tan dẫn đến pH cao hơn, Ca và Mg trao đổi, cacbon
hữu cơ thấp hơn, N và K, Zn thì lắng đọng ở vùng thấp (Chun-Chih Tsui et al, 2004)
[37].
Thảm thực vật có ảnh hưởng tích cực đến giảm mật độ số lượng lớn tính
chất đất, như tỉ lệ độ xốp và mao độ xốp tăng trong các lớp đất bề mặt nhưng
không phải trong lớp dưới bề mặt. Ngoài ra, các chất hữu cơ trong đất, N tổng số,
N dễ tiêu và K dễ tiêu là lớn hơn tại các địa điểm vùng cây bụi và rừng so với sử
dụng đất khác. Hàm lượng P tổng số và dễ tiêu lớn hơn tại các địa điểm đất
nông nghiệp. Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng hệ thực vật trên đất bị xói
mòn có thể cải tạo màu mỡ cho đất tại các đồn điền cũ và trong khu vực có thế tự
nhiên. (Feng Jiao et al, 2011) [38].
Theo Piekarczyk et al, (2012) [44] các kỹ thuật viễn thám cho phép truy cập
nhanh vào thông tin về điều kiện đất đai và đã được áp dụng trên một số vùng
trên toàn thế giới để lập bản đồ các tính chất vật lý và hóa học của đất. Tuy nhiên,


trong trường hợp các bề mặt được bao phủ bởi thảm thực vật, cũng có thể ước
tính các


điều kiện đất bằng các dữ liệu viễn thám do các mô hình thực vật thường phản
ánh các tính chất của đất. Giá trị pixel trên hình ảnh vệ tinh tỷ lệ thuận với lượng
bức xạ phản xạ từ bề mặt thực vật. Vì có mối liên hệ chặt chẽ giữa điều kiện đất
đai, sinh khối thực vật và phản ứng quang phổ do đó thảm thực vật xanh có thể
đóng vai trò như là một biện pháp gián tiếp về đất
Theo Xiaoran Zhang et al, (2016) [54] độ che phủ thực vật được thể hiện
bằng chỉ số thực vật khuyếch đại chuẩn hóa (NDVI), và 8 tính chất đất của các mẫu
đất được đo. Các mối quan hệ giữa NDVI và tính chất đất được xác định bằng phân
tích tương quan. Kết quả như sau. Mật độ khối lượng đất và NDVI tương quan
tuyến tính tương đối. Độ rỗng đất và NDVI tương quan tuyến tính. Hàm lượng

nước của khối lượng đất có tương quan bậc hai với NDVI, do đó hàm lượng đáy
của đất và hàm lượng đạm tổng của đất. Cả logarit của hàm lượng chất hữu cơ
trong đất và logarit của kali cung cấp cho đất đều có tương quan chức năng
khối với NDVI. Hàm lượng phosphorus có trong đất và NDVI có thể tương quan
hàm nghịch đảo. Kết luận rằng phản ứng của lớp phủ thực vật đối với các tính
chất của đất cho thấy sự gián đoạn ở một mức độ nhất định, và mỗi phản ứng
khác với phản ứng khác khi các tính chất của đất thay đổi trong phạm vi nhất định.
Đặc điểm địa hình như một điều kiện môi trường sống toàn diện, quyết
định ánh sáng, nhiệt độ, nước, tính chất đất và môi trường sống của thực vật trong
không gian khác nhau, tác động trực tiếp đến sự phân bố các yếu tố tính chất
đất và các thảm thực vật ( Chen Yao et al, 2006) [36].