Luận văn thạc sĩ quản lý tài nguyên và môi trường đánh giá hiện trạng xói mòn đất và đề xuất giải pháp giảm thiểu xói mòn đất cho huyện văn bàn, tỉnh lào cai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.27 MB, 95 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
HÀ HỒNG THÁI
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XĨI MỊN ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU XĨI MỊN ĐẤT CHO HUYỆN
VĂN BÀN, TỈNH LÀO CAI
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên – 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
HÀ HỒNG THÁI
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XĨI MỊN ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU XĨI MỊN ĐẤT CHO HUYỆN
VĂN BÀN, TỈNH LÀO CAI
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
Mã số: 8850101
Người hướng dẫn khoa học: TS. Kiều Quốc Lập
Chữ ký của GVHD
Thái Nguyên – 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu do cá nhân tơi
thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Kiều Quốc Lập, khơng sao chép
các cơng trình nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của luận văn chưa
từng được cơng bố ở bất kì một cơng trình khoa học nào khác.
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng,
được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách.
Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn.
Tác giả
Hà Hồng Thái
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này tôi đã
nhận được sự giúp đỡ tận tình của rất nhiều thầy cơ giáo, cá nhân, các cơ quan
và các tổ chức. Tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới
tất cả các thầy cô giáo, cá nhân, các cơ quan và tổ chức đã quan tâm giúp đỡ, tạo
mọi điều kiện cho tơi hồn thành luận văn này.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn TS. Kiều Quốc Lập – Phó Trưởng
Khoa Tài ngun và Mơi trường, Trường Đại học Khoa học Thái Nguyên đã trực
tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, động viên tơi trong suốt q trình nghiên cứu
và hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học – Đại
học Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trường, các thầy cô
giáo Bộ môn Quản lý Tài nguyên, thầy TS. Phan Đông Pha Viện Địa Chất – Viện
Hàn Lâm và Khoa học Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ
tơi về nhiều mặt trong q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH MTV tư vấn dịch vụ Văn Bàn,
Công ty cổ phần tư vấn thủy điện và cơng nghệ xây dựng HECC, Phịng Tài
ngun và Mơi trường huyện Văn Bàn, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
tỉnh Lào Cai đã cung cấp số liệu, tư liệu để hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn những người thân, bạn bè và gia đình đã chia
sẻ cùng tơi những khó khăn, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng 4 năm 2019
Tác giả
Hà Hồng Thái
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Nghĩa đầy đủ
BV&PTR
Bảo vệ và phát triển rừng
DEM
Mơ hình số độ cao địa hình (Digital Elevation Model)
ĐKTN
Điều kiện tự nhiên
FAO
Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food anh
Agriculture Organization)
ISSS
Hiệp hội khoa học đất Quốc tế (International Society of Soil
Science)
KT-XH
Kinh tế xã hội
GIS
Hệ thông tin Địa lý (Geographic information system)
GRDP
Tổng sản phẩm trên địa bàn
GNBV
Giảm nghèo bền vững
GTNT
Giao thông nông thôn
MTQG
Mục tiêu quốc gia
TNTN
Tài nguyên Thiên nhiên
NN&PTNT
Nông nghiệp và phát triển nông thơn
NTM
Nơng thơn mới
PCCCR
Phịng cháy chữa cháy rừng
PCGD
Phổ cập giáo dục
SALT
Kỹ thuật canh tác nông nghiệp trên đất dốc (Sloping Agricultural
Land Technology)
TTCN
Tiểu thủ cơng nghiệp
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
UNEP
Chương trình Mơi trường Liên Hiệp Quốc (United Nations
Environment Programme)
USLE
Phương trình mất đất phổ dụng (Universal Soil Loss Erosion)
UBND
Ủy ban Nhân Dân
VAC
Mơ hình Vườn-Ao-Chuồng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN
DANH MỤC KÝ HIỆU LOẠI ĐẤT LOẠI RỪNG
Chữ viết tắt
Nghĩa đầy đủ
TXG
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh giàu
TXB
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh trung bình
TXN
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh nghèo
TXK
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh nghèo kiệt
TXP
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh phục hồi
RKP
Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng lá kim phục hồi
TXDG
Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh giàu
TXDB
Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh TB
TXDN
Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh nghèo
TXDK
Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh nghèo kiệt
TXDP
Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh phục hồi
TLU
Rừng tre/luồng tự nhiên núi đất
NUA
Rừng nứa tự nhiên núi đất
VAU
Rừng vầu tự nhiên núi đất
TNK
Rừng tre nứa khác tự nhiên núi đất
HG1
Rừng hỗn giao Gỗ-Tre nứa tự nhiên núi đất
HG2
Rừng hỗn giao Tre nứa-Gỗ tự nhiên núi đất
RTG
Rừng gỗ trồng núi đất
RTTN
Rừng tre nứa trồng núi đất
RTK
Rừng trồng khác núi đất
RTCD
Rừng cau dừa trồng cạn (cọ)
DT2
Đất có cây gỗ tái sinh núi đất
DT2D
Đất có cây gỗ tái sinh núi đá
DT1
Đất trống núi đất
DT1D
Đất trống núi đá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................. ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................................. 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu: .............................................................................................................. 2
4. Cấu trúc luận văn....................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................... 4
1.1. Một số khái niệm liên quan đến đề tài................................................................................. 4
1.1.1. Khái niệm xói mịn đất ............................................................................................. 4
1.1.2. Các q trình xói mịn đất ....................................................................................... 5
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất ................................................................ 5
1.1.4. Tiến trình xói mịn đất............................................................................................12
1.1.5. Tác hại của xói mịn đất ........................................................................................12
1.1.6. Phân loại xói mịn đất ............................................................................................13
1.2. Tổng quan tài liệu................................................................................................................. 14
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới ......................................................14
1.2.2. Lịch sử nghiên cứu xói mịn đất ở Việt Nam .......................................................16
1.2.3. Các phương pháp đánh giá xói mịn đất..............................................................19
1.2.4. Các mơ hình đánh giá xói mịn .............................................................................21
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
........................................................................................................................................................ 24
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 24
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................... 24
2.3. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu........................................................................... 24
2.3.1. Quan điểm nghiên cứu...........................................................................................24
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................26
2.3.2.1. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu ......................................................26
2.3.2.2. Phương pháp thu kế thừa ...................................................................................26
2.3.2.3. Phương pháp khảo sát thực địa .........................................................................27
2.3.2.4. Phương pháp phân tích không gian GIS ..........................................................27
2.3.2.5. Phương pháp chuyên gia....................................................................................32
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 34
3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu................ 34
3.1.1. Điều kiện tự nhiên ..................................................................................................34
3.1.2. Nguồn tài nguyên thiên nhiên ...............................................................................37
3.1.3. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội...................................................................40
3.2. Kết quả đánh giá xói mịn đất và lập bản đồ xói mịn đất khu vực nghiên cứu........... 47
3.2.1. Xác định các hệ số xói mòn đất bằng phương pháp GIS ...................................47
3.2.1.1. Hệ số K .................................................................................................................47
3.2.1.2. Hệ số R .................................................................................................................49
3.2.1.4. Hệ số LS ...............................................................................................................52
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
3.2.1.5. Hệ số C .................................................................................................................54
3.2.1.6. Hệ số P .................................................................................................................56
3.2.2. Tổng hợp kết quả phân vùng xói mịn đất............................................................58
3.3. Đề xuất mơ hình sản xuất nơng nghiệp hợp lý cho huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai..... 64
3.3.1. Quan điểm sử dụng đất bền vững .........................................................................64
3.3.2. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu xói mịn đất ....................................................66
3.3.3. Đề xuất mơ hình sản xuất nông - lâm nghiệp hợp lý cho huyện Văn Bàn ...............74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 79
1. Kết luận..................................................................................................................................... 79
2. Kiến nghị .................................................................................................................................. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................... 81
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mịn đất [9] ............................... 5
Hình 1.2: Tiến trình xói mịn đất......................................................................... 12
Hình 3.1. Bản đồ hệ số K huyện Văn Bàn (Nguồn: Bản đồ thổ nhưỡng-Sở Tài
nguyên và Mơi trường tỉnh Lào Cai) .................................................................. 49
Hình 3.2. Bản đồ nội suy lượng mưa huyện Văn Bàn (Nguồn: Số liệu lượng
mưa-Công ty cổ phần tư vấn thủy điện HECC) .................................................. 51
Hình 3.3. Bản đồ hệ số R huyện Văn Bàn (Nguồn: Số liệu lượng mưa-Công ty
cổ phần tư vấn thủy điện HECC) ........................................................................ 52
Hình 3.4. Bản đồ độ dốc huyện Văn Bàn (Nguồn: Bản đồ hiện trạng rừng huyện
Văn Bàn năm 2017 -Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thơn tỉnh Lào Cai) .......... 53
Hình 3.5. Bản đồ độ dốc huyện Văn Bàn (Nguồn: Bản đồ hiện trạng rừng huyện
Văn Bàn năm 2017 -Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn tỉnh Lào Cai) .......... 54
Hình 3.6. Bản đồ độ dốc huyện Văn Bàn (Nguồn: Bản đồ hiện trạng rừng huyện
Văn Bàn năm 2017 -Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn tỉnh Lào Cai) .......... 56
Hình 3.7. Bản đồ độ dốc huyện Văn Bàn (Nguồn: Bản đồ hiện trạng rừng huyện
Văn Bàn năm 2017 -Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn tỉnh Lào Cai) .......... 58
Hình 3.8. Bản đồ xói mịn huyện Văn Bàn ......................................................... 59
Hình 3.9. Biểu đồ diện tích xói mịn huyện Văn Bàn ......................................... 60
Hình 3.11. Xói mịn đất ở xã Dần Thàng (Nguồn tác giả chụp ngày 23/3/2019)
............................................................................................................................. 61
Hình 3.12. Đất bị xói mòn tại xã Tân Thượng (Nguồn tác giả chụp ngày
27/01/2019) ......................................................................................................... 61
Hình 3.10. Bản đồ phân cấp nguy cơ xói mịn huyện Văn Bàn .......................... 62
Hình 3.13. Bờ rãnh canh tác trên đất dốc tại Kom Tum (Nguồn Internet) .......... 68
Hình 3.14. Biện pháp làm ruộng bậc thang tại xã Nậm Chày, huyện Văn Bàn,
tỉnh Lào Cai (Nguồn tác giả chụp ngày 29/3/2019) ............................................ 69
Hình 3.15. Vật chắn sống trong canh tác nông nghiệp trên đất dốc tại xã Khánh Yên
Thượng huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai (Nguồn tác giải chụp ngày 29/3/2019) ............. 72
Hình 3.16. PP trồng cây theo băng trên đất dốc tại xã Sơn Thủy, huyện Văn Bàn
(Nguồn tác giả chụp ngày 29/3/2019) ..................................................................... 73
Hình 3.17. Hình ảnh mơ hình canh tác nơng nghiệp tại huyện Văn Bàn (Nguồn
tác giả chụp ngày 23/3/2019) .............................................................................. 78
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mịn đất ............................................... 8
Bảng 1.2. Phân mức xói mịn theo độ dốc ............................................................ 9
Bảng 2.1. Hệ số xói mòn đất của một số loại đất ở Việt Nam ............................ 28
Bảng 2.2. Hệ số xói mịn đất của một số dạng thảm thực vật ở Việt Nam ......... 30
Bảng 2.3. Giá trị của hệ số P ............................................................................... 31
Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2017 phân theo chỉ tiêu sử dụng đất ..... 44
Bảng 3.2. Hiện trạng sử dụng các loại đất chính phân theo đơn vị hành chính.. 46
Bảng 3.3. Hệ số K của các loại đất huyện Văn Bàn ........................................... 48
Bảng 3.4. Phân phối lượng mưa tháng trong năm tại một số trạm đại biểu (đơn
vị mm) ................................................................................................................. 50
Bảng 3.5. Bảng hệ số C khu vực nghiên cứu ...................................................... 55
Bảng 3.6. Bảng hệ số P khu vực nghiên cứu ...................................................... 57
Bảng 3.7: Bảng phân cấp xói mịn huyện Văn Bàn phân theo đơn vị hành chính
............................................................................................................................. 63
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu đặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là tư liệu lao động chính của nền kinh
tế nơng – lâm nghiệp. Tuy nhiên, trong vài thập kỷ gần đây, cùng với sự gia tăng
dân số, các nguồn tài nguyên khoáng sản, thảm thực vật, đất đai đã và đang
được sử dụng ở mức độ cao, thậm chí khơng hợp lý. Việc khai thác nơng – lâm
nghiệp khơng có ý thức ngày càng làm cho q trình xói mịn đất xảy ra nghiêm
trọng, độ phì nhiêu ngày càng giảm, nhiều nơi trơ sỏi đá, trở thành đất trống, đồi
núi trọc [26].
Xói mịn đất từ lâu được coi là ngun nhân gây thối hóa tài ngun đất
nghiêm trọng ở các vùng đồi núi. Xói mịn đất là một hiện tượng tự nhiên nhưng
do các hoạt động của con người đã làm cho hiện tượng này diễn ra ngày càng
nghiêm trọng. Mỗi năm ở vùng đồi núi nước ta bị mất đi một khối lượng đất
khổng lồ do hiện tượng xói mòn. Theo số liệu thống kê hiện trạng sử dụng đất
năm 2008 cho thấy Việt Nam có khoảng 25 triệu hecta đất dốc, nguy cơ xói mịn
và rửa trơi rất lớn khoảng 10 tấn/ha/năm. Theo các quan trắc có hệ thống từ năm
1960 đến nay thì có khoảng 10-20% lãnh thổ bị ảnh hưởng xói mịn từ trung
bình đến mạnh. Quan trắc ở 14 khu vực thuộc các tỉnh Phú Thọ, Bắc Kạn, Thái
Nguyên, Đắk Lắk cho thấy, tỷ lệ mất đất tới 1-2%/năm (Ngọc Lý, 2010) [23].
Do đó, mỗi năm ở vùng đồi núi nước ta bị mất đi một khối lượng đất khổng lồ
do hiện tượng xói mịn. Xói mịn đất làm mất đất, phá huỷ lớp thổ nhưỡng bề
mặt, làm giảm độ phì của đất, gia tăng hiện tượng bạc màu, ảnh hưởng trực tiếp
tới sự sống và phát triển của thảm thực vật... Vấn đề xói mịn đất đã được đề cập
đến trong các cơng trình nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nước từ
nhiều thập niên qua.
Để giảm thiểu xói mịn đất ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần được
nghiên cứu là thực trạng q trình xói mịn đất, ngun nhân, các yếu tố ảnh
hưởng và những giải pháp ngăn chặn xói mịn đất. Sử dụng hợp lý tài ngun
thiên nhiên nói chung và tài nguyên đất nói riêng là một bài toán tổng hợp và
tương đối phức tạp, yêu cầu thông tin về nhiều mặt khác nhau như: Điều kiện về
tự nhiên, kinh tế-xã hội, quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội… vì khi sử dụng
hợp lý chính là ta đã cân bằng nhu cầu phát triển kinh tế với bảo vệ môi trường
trong bối cảnh xã hội cụ thể. Vì thế, mọi nghiên cứu theo hướng này cần gắn với
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN
một khu vực có những đặc trưng địa lý và xã hội cụ thể, hay nói rõ hơn, là một
địa phương cụ thể, đặc biệt là khi các nghiên cứu phục vụ cơng tác quy hoạch.
Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu vấn đề xói mịn đất, trong đó
phương pháp sử dụng cơng nghệ viễn thám GIS để mơ hình hóa, tính tốn xói
mịn đất theo phương trình mất đất phổ dụng của Wischmeier và Smith là
phương pháp hiện đại và đem lại hiệu quả cao có khả năng giải quyết vấn đề vĩ
mô trong một thời gian ngắn.
Văn Bàn là huyện vùng cao phía Tây Nam của tỉnh Lào Cai, với địa hình
lịng chảo, nhiều khu vực bị chia cắt mạnh có độ dốc trên 250 và các thung lũng
phân bố dọc theo suối Chăn và suối Nhù. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện
nay, kết hợp điều kiện mưa lớn và tập trung làm cho đất đai bị xói mịn và thối
hóa, ảnh hưởng rất lớn đến quỹ đất sản xuất nông - lâm nghiệp của huyện. Hơn
nữa, việc quy hoạch sử dụng đất, bố trí cơ cấu cây trồng chưa hợp lý, độ che phủ
rừng đang có xu hướng giảm cũng là những nguyên nhân làm cho lũ ống, lũ quét
thường xuyên xảy ra gây thiệt hại về người và của cho nhân dân nơi đây.
Với những lý do trên tác giả lựa chọn đề tài “Đánh giá hiện trạng xói
mịn đất và đề xuất giải pháp giảm thiểu xói mịn đất cho huyện Văn Bàn,
tỉnh Lào Cai” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định các hệ số xói mịn đất tại huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai.
- Xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ xói mòn đất nhằm tạo cơ sở cho việc
đánh giá mức độ xói mịn đất.
- Đề xuất các biện pháp giảm thiểu xói mịn và mơ hình sản xuất nơng,
lâm nghiệp hợp lý hạn chế xói mịn đất cho huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Trên cơ sở các mục tiêu đề ta, đề tài tập trung vào các nhiệm vụ sau:
- Thu thập và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến xói mịn đất tại vùng
nghiên cứu;
- Đánh giá hiện trạng xói mịn đất;
- Xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ xói mịn đất tỷ lệ 1:150.000;
- Đề xuất các mơ hình sản xuất nông - lâm nghiệp hợp lý cho khu vực
nghiên cứu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN
4. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phần nội
dung của đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số khái niệm liên quan đến đề tài
1.1.1. Khái niệm xói mịn đất
Đến nay, có rất nhiều các định nghĩa, khái niệm khác nhau về xói mịn
đất. Theo Từ điển bách khoa tồn thư về khoa học đất, xói mịn xuất phát từ
tiếng Latin là “erodere” chỉ sự ăn mòn dần, thuật ngữ xói mịn dùng để chỉ các
q trình liên quan đến các lớp đất, đá tơi ra và bị mang đi bởi các tác nhân như
gió, nước, băng, tuyết tan hoặc hoạt động của sinh vật [3].
Theo Ellison (1944), “Xói mịn là hiện tượng di chuyển đất bởi nước mưa,
bởi gió dưới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất. Xói mịn đất được xem
như là một hàm số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của
thảm thực vật, lượng mưa và cường độ mưa” [50].
Theo FAO (1994), “Xói mòn là hiện tượng các phần tử mảnh, cục và có
khi cả lớp bề mặt đất bị bào mịn, cuốn trơi do sức gió và sức nước.” [54].
Ngồi ra, theo Hudson (1968) xói mịn đất cịn được xem là sự chuyển dời
vật lý của lớp đất do nhiều tác nhân khác, nhau như lực đập của giọt nước, gió,
tuyết và bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực [50].
R.P.C Morgan, 2005 thì cho rằng, xói mịn 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 dưới các tác nhân gây xói như nước chảy và gió. Khi năng lượng khơng
cịn đủ để vận chuyển các phần tử này, pha thứ ba – quá trình bồi lắng - sẽ xảy ra.
Cũng dựa trên yếu tố trọng lực, tác giả Cao Đăng Dư (19xx) có quan niệm
cho rằng q trình xói mịn, trượt lở, bồi lấp thực chất là quá trình phân bố lại
vật chất dưới ảnh hưởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố
địa hình [13].
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 mịn là một
q trình động lực phá hủy độ màu mỡ của đất, làm mất trạng thái cân bằng của
cả vùng bị xói mịn lẫn vùng bị bồi tụ [13].
Tóm lại, xói mịn đất là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng bề mặt dưới tác
động của các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội, làm mất đất, giảm chất lượng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
đất và ảnh hưởng đến môi trường, kinh tế - xã hội. Các khái niệm xói mịn đất
phụ thuộc vào hướng tiếp cận đối tượng và mục tiêu nghiên cứu.
1.1.2. Các q trình xói mịn đất
Các q trình xói mịn gồm: Xói lở sơng suối và xói mịn, rửa trơi bề mặt.
1.1.2.1. Xói lở sơng suối
Q trình xói lở sơng suối được xác định theo công thức về động năng của
dịng chảy [26].
Trong đó:
F=vm2/2
(1)
F: là động năng của khối nước chảy
m: là khối lượng nước chảy
v: là vận tốc dòng chảy
Như vậy động năng của dòng chảy tỉ lệ thuận với bình phương của tốc độ
dịng chảy. Trong q trình xói lở, dịng chảy tạo ra vật liệu, phù sa. Tùy theo
kích thước phù sa và tốc độ dịng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xi theo
chiều dịng chảy. Khi động năng của dịng chảy khơng đủ sức mang đi từng bộ
phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dịng sơng gọi là q trình bồi tụ.
1.1.2.2. Xói mịn và rửa trơi bề mặt
Là q trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên sườn lúc mưa hoặc tuyết
tan và chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó yếu tố địa hình là
quan trọng nhất.
1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất
Có 5 nhân tố chính ảnh hưởng tới xói mịn đất là địa hình, đất đai, thảm
thực vật, khí hậu và con người (hình 1.1)
Hình 1.1. Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mịn đất [9]
Đất đai
Khí hậu
Xói mịn
Thảm thực vật
Địa hình
Con người
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
Ảnh hưởng hai chiều
Ảnh hưởng tích cực
Ảnh hưởng tiêu cực
1.1.3.1. Ảnh hưởng của khí hậu lên xói mịn
Yếu tố khí hậu có thể nói là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến xói mịn đất.
Trong các yếu tố gây xói mịn chính thì mưa là quan trọng hơn cả. Đã có nhiều
cơng trình nghiên cứu cả trong phịng thí nghiệm và ngoài thực địa đều cho thấy
rằng tác động của hạt mưa lớn hơn nhiều so với các yếu tố khác như hiệu ứng
cắt xẻ và rửa xói của dịng chảy do mưa. Ngồi ra, có những yếu tố ảnh hưởng
trực tiếp hay gián tiếp đến xói mịn như nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, tốc độ gió...
a. Lượng mưa:
Lượng mưa ảnh hưởng rất lớn đến q trình xói mịn. Ở những khu vực có
lượng mưa thấp thì khả năng xói mịn là rất thấp vì lượng mưa khơng đủ để tạo
thành dịng chảy (vì bị mất do ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng...) và do
đó khơng có khả năng vận chuyển vật chất đi xa. Lượng mưa trung bình hàng
năm thường phải lớn hơn 300 mm thì xói mịn do mưa mới xuất hiện rõ. Nếu
lượng mưa lớn hơn 1000 mm/năm thì cũng tạo điều kiện tốt cho lớp phủ thực
vật phát triển và lượng xói mịn cũng khơng đáng kể. Nhưng với lượng mưa như
vậy mà tại những khu vực có rừng bị tàn phá thành đất trống, đồi núi trọc thì xói
mịn thì sẽ là rất lớn [14].
b. Cường độ mưa:
Quá trình hình thành dòng chảy phụ thuộc nhiều vào cường độ của trận
mưa. Cường độ mưa là lượng mưa 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 mưa có cường độ mưa lớn hơn 25 mm/h thì mới có tác dụng tạo nên
dịng chảy và từ đó mới gây xói mịn [14]. Tỷ lệ lượng mưa tạo ra trong năm
được tạo ra bởi các trận mưa có cường độ trên 25 mm/h càng nhiều thì khả năng
gây xói mịn càng lớn. Nếu thời gian mưa dồn dập trong thời gian ngắn thì đó
chính là tiền đề cho sự hình thành lũ quét, trượt lở ở vùng núi, ngập lụt ở hạ lưu,
cùng với việc gia tăng xói mịn đất.
c. Đặc tính của mưa:
Đặc tính của mưa cũng ảnh hưởng lớn đến xói mịn của đất. Mưa rào nhiệt
đới gây tác hại nhiều hơn nhiều so với mưa nhỏ ở các vùng ôn đới. Ở các vùng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN
có khí hậu khơ hạn, khi có mưa rào tuy khơng kéo dài vẫn gây ra xói mịn
nghiêm trọng. Khi hạt mưa lớn (mưa rào thường có đường kính hạt mưa lớn
nhất là khoảng 5 mm, ít khi lớn hơn vì nếu q lớn sẽ khơng 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 [14].
d. Thời gian mưa:
Thường thì mưa chỉ dồn dập vào mấy tháng mùa mưa. Do mưa dồn dập
như vậy mà khả năng thấm xuống đất chỉ có tác dụng ở những trận mưa đầu,
cịn phần lớn sẽ tạo thành dòng chảy bề mặt khi nước trong đất đã đạt mức bão
hồ. Chính vì vậy mà lượng đất bị xói mịn chủ yếu là vào mùa mưa, nhất là
những nơi đất đang thời kỳ bỏ hoá khơng có sự điều tiết và cản nước của lớp
phủ thực vật.
1.1.3.2. Ảnh hưởng của địa hình lên xói mịn
Địa hình ảnh hưởng rất lớn lên xói mịn và với mỗi kiểu địa hình sẽ có
những loại hình xói mịn khác nhau. Nếu địa hình núi, phân cắt có độ dốc lớn thì
xói mịn khe rãnh dạng tuyến diễn ra mạnh mẽ. Còn đối với những mặt sườn
phơi và địa hình thấp, thoải thì xói mịn theo diện (hay xói mịn bề mặt) sẽ
chiếm ưu thế. Với địa hình núi đá vơi thì khơng có hai loại hình trên mà có xói
mịn ngầm, tạo các dạng hang động Karst.
Trên lý thuyết thì những vùng núi cao, độ dốc lớn thì được coi là những
nơi có xói mịn, cịn những vùng đồng bằng, nơi có độ dốc khơng đáng kể thì
được coi là vùng bồi tụ, tức là tích tụ vật chất bị xói mịn từ những vùng cao
xuống. Thực tế thì cả những vùng đồng bằng cũng bị xói mịn nhưng lượng đất
mất rất ít, chủ yếu là q trình rửa trôi lớp đất màu bề mặt và hậu quả là làm
giảm độ phì của đất canh tác.
Ảnh hưởng của địa hình có thể trực tiếp hay gián tiếp đến sự xói mịn đất.
Trước hết, địa hình làm thay đổi vi khí hậu trong vùng đến ảnh hưởng gián tiếp
đến xói mịn đất thơng qua tác động của khí hậu. Địa hình núi cao cùng với sườn
chắn gió ẩm là một trong những yếu tố tạo nên những tâm mưa lớn. Ảnh hưởng
trực tiếp của địa hình đến xói mịn được thơng qua yếu tố chính là độ dốc và
chiều dài sườn dốc.
a. Ảnh hưởng của độ dốc lên xói mòn:
Độ dốc là yếu đầu tiên trong yếu tố địa hình, có ảnh hưởng lớn đến xói
mịn đất. Độ dốc càng lớn thì khả năng xói mịn càng lớn. Nó ảnh hưởng tới sự
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
phân chia dòng nước và cường độ dòng nước chảy. Xói mịn có thế xảy ra
cường độ dốc từ 300 và nếu độ dốc tăng lên 2 lần thì cường độ xói mịn tăng lên
4 lần hoặc hơn [37].
Nguyễn Quang Mỹ đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ dốc đến xói mịn đất
tại Tây Ngun từ năm 1978 đến 1982 trên đất bazan, trồng Chè một tuổi, kết
quả bảng 1.1 cho thấy:
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất
Loại đất
Cây trồng
Độ dốc
3
Đất đỏ
bazan
Chè 1 tuổi
8
0
0
150
3
Đất phù sa
Chè lâu năm
cổ
5
0
0
220
Đất bị mất
(tấn/ha/năm)
Tác giả và năm nghiên
cứu
96
211
Nguyễn Quang Mỹ
305
(Tây Nguyên, 1976 - 1982)
4
12
167
Nguyễn Quang Mỹ (Phú
Thọ, 1980 -1987)
Nguồn: Viện Quy hoạch thiết kế Nông nghiệp, 1984 [42]
Như vậy độ dốc ảnh hưởng lớn đến xói mịn 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 mịn đất khi sử dụng những vùng đất dốc.
Cùng một cấp độ dốc, nếu chiều dài sườn dốc càng lớn thì nguy cơ gây
xói mòn đất càng cao. Chiều dài sườn dốc dài bao nhiêu thì lượng đất bị bào
mịn cũng tăng lên tuỳ thuộc vào mơ hình sử dụng đất.
Một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng: nếu chiều dài sườn dốc tăng lên
hai lần thì lượng đất xói mịn cũng tăng xấp xỉ hai lần (đối với đất sản xuất lâm
nghiệp) và tăng lên gần ba lần trên đất trồng cà phê. Trong điều kiện nhiệt đới
ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc cũng rõ nét hơn so với các nước ôn đới
(Hudson, 1981). Theo Lê Văn Khoa và đồng tác giả (2001) nghiên cứu ảnh
hưởng của chiều dài sườn dốc tới cường độ xói mịn đã rút ra nhận xét: nếu tăng
chiều dài sườn dốc lên hai lần thì lượng đất bị xói mịn tăng 7-8 lần [17].
Trong quy hoạch sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam, độ dốc được chia
thành 5 cấp như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
Bảng 1.2. Phân mức xói mịn theo độ dốc
Mức độ rửa trơi xói mịn
Độ dốc
Yếu
<30
Trung bình
3-80
Mạnh vừa
8 - 150
Mạnh
15 - 25 0
Rất mạnh
>250
Nguồn: Viện Quy hoạch thiết kế Nông nghiệp, 1984 [42]
1.1.3.3. Ảnh hưởng của yếu tố đất lên xói mịn:
Mỗi loại đất khác nhau thì có tính chống xói mịn khác nhau. Có thể định
nghĩa tính xói mịn của đất là đại lượng biểu hiện tính chất dễ bị xói mịn của
đất. Những tính chất quan trọng của đất gồm: thành phần cơ giới, cấu trúc, tốc
độ thấm và giữ nước, độ xốp hay độ nén của đất.
a. Thành phần cơ giới của đất:
Thành phần cơ giới của đất là yếu tố ảnh hưởng theo cả hai cách, trực tiếp
và gián tiếp đến xói mịn. Ảnh hưởng trực tiếp của nó là làm cho đất có tính
chống xói mịn khác nhau tuỳ tỷ lệ % của các hạt sét, cát và limon. Cịn ảnh
hưởng gián tiếp đến xói mịn do nó ảnh hưởng đến khả năng giữ nước và thấm
nước dẫn đến từ đó ảnh hưởng đến tốc độ thấm của nước và lượng nước bị giữ
lại trong đất càng lớn thì khả năng hình thành dịng chảy bề mặt càng giảm dẫn
đến khả năng xói mịn giảm.
Mọi tính chất hoá, lý của đất đều liên quan đến thành phần cơ giới của
đất như độ chua mặn, độ xốp, cấu trúc, độ thấm, khả năng hấp phụ các chất dinh
dưỡng cũng như các chất ơ nhiễm,... Xói mịn sẽ lớn trên những loại đất có thành
phần cơ giới nhẹ, độ ngậm nước thấp như đất bồi tích, đất giàu Silic hồ tan.
Thành phần cơ giới của đất (hay cịn gọi là thành phần cấp hạt) là hàm
lượng phần trăm của những ngun tố cơ học có kích thước khác nhau khi đoàn
lạp đất ở trạng thái bị phá huỷ.
b. Cấu trúc đất:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
Đất được cấu tạo từ các hạt đất như đã xét ở trên. Nhờ những năng lượng
bề mặt, những lực tác động như 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. Đất có độ liên kết lớn thì hạn chế khả năng bị xói mịn và ngược lại. Để
đánh giá xói mịn đất có thể chia cấu trúc đất thành 4 loại.
- Cấu trúc hạt rất mịn.
- Cấu trúc hạt mịn.
- Cấu trúc hạt trung bình, thơ.
- Cấu trúc hạt lớn dạng khối tảng.
c. Tốc độ thấm và khả năng giữ nước
Tốc độ thấm của đất cũng phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ giới của đất.
Đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất cát, sỏi là những loại đất có tính thấm cao
nhất và ngược lại, những loại đất như đất sét, thịt nặng có tốc độ thấm chậm nên
có khả năng bị xói mịn lớn hơn.
Tính thẩm thấu của đất được đo bằng tốc độ thẩm thấu của nước qua một
khối đất có chiều sâu nhất định. Tốc độ được đo với đơn vị là cm/h và gọi là hệ
số thấm nước và dao động trong khoảng 0 đến 60 cm/h.
Tốc độ thấm sử dụng trong đánh giá xói mòn đất được 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).
Khả năng kháng xói mịn của đất phụ thuộc vào tính chất của đất như cấu
trúc, sự ổn định và khả năng thấm của đất, hàm lượng mùn, khống sét, thành
phần hố học. Sau q trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngồi nước có
thể thấy đất cát rất dễ bị xói nhưng lại khó bị mang đi hơn hạt sét. Đất sét khó bị
xói hơn, nhưng thấm chậm hơn, điều này dẫn tới hình thành dịng chảy lớn hơn
và xói mịn tăng. Đất limon có sự đồng nhất về thành phần cơ giới và hàm lượng
sét cao nên dễ bị xói mịn nhất vì nó dễ bị xói, cuốn đi và có thể hình thành dịng
chảy lớn.
Những tính chất đất thay đổi theo thời gian do nhiều nguyên nhân khác
nhau như các hoạt động sử dụng đất, biện pháp canh tác và bảo vệ đất, q trình
xói mịn đất làm rửa trơi các hạt mịn, làm lộ ra các thành phần đất khó bị xói
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN
mịn (như cuội, sỏi), vì vậy tính xói mịn của đất thay đổi theo thời gian tại một
không gian cụ thể.
1.1.3.4. Ảnh hưởng của lớp phủ thảm thực vật đến xói mịn đất
Lớp phủ thực vật có ảnh hưởng lớn đến q trình xói mịn đất, nếu lớp
phủ thực vật càng tăng thì q trình xói mịn càng giảm. Vai trị chống xói mịn
của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào tuổi và độ che phủ của nó. Thực vật có khả
năng bảo vệ đất chống xói mịn qua việc làm giảm ảnh hưởng của hạt mưa
xuống mặt đất bởi tán lá và làm cho nước có khả năng chảy xuống đến 50-60%
theo chiều thẳng đứng của bộ rễ. Không những thế, vật rơi rụng của thực vật
như cành khô, lá rụng... còn tạo ra lượng mùn lớn trong đất, giữ đất tơi xốp,
chống xói mịn. Thảm thực vật rừng nhiệt đới tự nhiên có khả năng hạn chế xói
mịn cao hơn nhiều so với rừng trồng về công năng giữ đất và giữ nước.
Nghiên cứu của Võ Đại Hải (1996) cho thấy: nếu giảm độ tàn che từ 0,7 0,8 xuống mức 0,3 - 0,4 thì xói mịn đất sẽ tăng lên 42,2% và dòng chảy mặt
tăng 30,4% đối với rừng tự nhiên; xói mịn đất tăng 27,1% và dòng chảy mặt
tăng 33,8% đối với rừng le. Đồng thời, tác giả cũng chỉ ra rừng càng có nhiều
tầng tán thì khả năng giữ nước và đất càng tốt, rừng có một tầng tán thì lượng
đất xói mịn cao gấp 3 lần so với rừng có 3 tầng tán [22].
1.1.3.5. Ảnh hưởng của con người đến xói mịn đất
Trong các hoạt động của mình con người tác động đến thế giới tự nhiên
theo hai hướng tích cực và tiêu cực, các hoạt động này có thể là nguyên nhân
trực tiếp hay gián tiếp tác động lên xói mịn. Yếu tố con người ở đây có thể là
các hoạt động cày bừa, làm đất hay chặt phá rừng, hoạt động xây dựng, khai
khống…
Về mặt tích cực, con người có khả năng tác động vào thảm thực vật nhằm
hạn chế xói mịn theo hướng có lợi cho con người thơng qua các biện pháp canh
tác hợp lý và duy trì sản xuất một cách bền vững. Ví dụ, các phương pháp canh
tác theo đường đồng mức, trồng cây theo băng, tạo các đai rừng, bón phân hợp
lý để cây phát triển và tạo tán che kịp thời.... Ngồi ra, trong q trình canh tác,
một số biện pháp cơng trình cũng có những ảnh hưởng tới mức độ xói mịn đất.
Về mặt tiêu cực, việc phá rừng của con người đã gián tiếp đẩy mạnh q
trình xói mịn đất, việc xây dựng các cơng trình, khai thác khoang sản để phát
triển kinh tế xã hội cũng là một phần nguyên nhân dẫn đến xói mịn đất. Canh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cư cũng là những tác nhân gây gia
tăng xói mịn đất.
1.1.4. Tiến trình xói mịn đất
Về ngun lý, Ellision (1944) xem xói mịn đất như là một hàm số với
biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lượng
mưa và cường độ mưa. Xói mịn là một q trình tự nhiên, tuy nhiên ở một vài
nơi quá trình này diễn ra nhanh hơn do các hoạt động của con người. Ellision đã
xác định tác nhân gây xói mịn mạnh mẽ nhất là xung lực hạt mưa tác động vào
mặt đất và chia quá trình này thành 3 giai đoạn [19] thể hiện qua hình 1.2 :
Giai đoạn 1: Hạt mưa rơi xuống làm vỡ cấu trúc đất, tách rời từng hạt đất
ra khỏi bề mặt đất.
Giai đoạn 2: Những hạt đất bị bong ra bị dịng nước cuốn trơi theo sườn
dốc, di chuyển đi nơi khác, làm mất đất ở khu vực này.
Giai đoạn 3: Những hạt đất lắng đọng ở một nơi khác, tăng thêm khối
lượng đất cho nơi này, vùi lấp bề mặt đất cũ, làm cạn lịng hồ.
Hình 1.2: Tiến trình xói mịn đất
(Nguồn: Nguyễn Kim Lợi, 2005) [21]
1.1.5. Tác hại của xói mịn đất
Xói mịn đất đã gây ra nhiều thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp, môi
trường và hệ sinh thái, bao gồm:
- Mất đất, chất dinh dưỡng trong đất: lượng đất bị mất do xói mịn là rất
lớn, làm giảm đi quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp. Lượng chất dinh dưỡng trên
bề mặt đất bị xói mịn cuốn đi hết lượng dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.
Ngoài ra lượng chất dinh dưỡng bị mất đi cịn làm thay đổi cả tính chất hóa lý
của đất. Năng suất cây trồng bị giảm mạnh do đất bị mất đi chất dinh dưỡng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
Nghiêm trọng hơn, nhiều nơi do xói mịn đất mà sau nhiều vụ thu hoạch thì
những vụ sau đó đã không thể thu hoạch được.
- Gây hại đến môi trường, hệ sinh thái: Các chất dinh dưỡng bị dòng chảy
cuốn đi cùng với các hạt đất được thực vật (chủ yếu là tảo) hấp thụ để phát triển
sinh khối. Xói mịn cịn gây ơ nhiễm nguồn nước do trong hạt đất có chứa
photpho, nitrat hay hấp thụ thuốc trừ sâu gây nguy hại đến sức khỏe con người.
Bên cạnh đó, các hạt đất bị di chuyển bởi dòng chảy làm nước trở nên đục, tia
nắng mặt trời khó thâm nhập vào nước đục, làm hạ thấp khả năng quang hợp của
thực vật thủy sinh.
1.1.6. Phân loại xói mịn đất
1.1.6.1. Xói mịn do nước
Xói mịn do nước gây ra do tác động của nước chảy tràn trên bề mặt. Để
xảy ra xói mịn nước cần có năng lượng của mưa làm tách các hạt đất ra khỏi thể
đất sau đó nhờ dòng chảy vận chuyển chúng đi. Khoảng cách di chuyển hạt đất
phụ thuộc vào năng lượng của dòng chảy, địa hình của bề mặt đất,... Bao gồm có
các dạng sau [4]:
- Xói mịn theo lớp: đất bị mất đi theo lớp khơng đồng đều nhau trên
những vị trí khác nhau của bề mặt địa hình. Đơi khi dạng xói mịn này cũng kèm
theo những rãnh xói nhỏ đặc biệt rõ ở những đồi trọc trồng cây hoặc bị bỏ
hoang.
- Xói mòn theo các khe, rãnh: bề mặt đất tạo thành những dịng xói theo
các khe, rãnh trên sườn dốc nơi mà dịng chảy được tập trung. Sự hình thành các
khe lớn hay nhỏ tùy thuộc vào mức xói mịn và đường cắt của dịng chảy.
- Xói mịn mương xói: Đất bị xói mịn cả ở dạng lớp và khe, rãnh ở mức
độ mạnh do khối lượng nước lớn, tập trung theo các khe thoát xuống chân dốc
với tốc độ lớn, làm đất bị đào kht sâu.
1.1.6.2. Xói mịn do gió
Là hiện tượng xói mịn gây ra bởi sức gió. Đây là hiện tượng xói mịn có
thể xảy ra tại bất kỳ nơi nào khi có nhưng điều kiện thuận lợi sau [4]:
- Đất khô, tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi.
- Mặt đất phẳng có ít thực vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển của gió.
- Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh để mang các hạt đất đi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thông tin – ĐHTN
Thơng thường đất cát là loại rất dễ bị xói mịn do gió vì sự liên kết giữa
các hạt cát là rất nhỏ, đất lại bị khô nhanh. Dưới tác dụng của gió thì đất có thể
di chuyển thành nhiều dạng phức tạp như: nhảy cóc, trườn trên bề mặt, lơ lửng.
1.2. Tổng quan tài liệu
1.2.1. Lịch sử nghiên cứu xói mịn đất trên thế giới
Có thể nói rằng, con người đã quan tâm đến hiện tượng xói mịn từ rất
sớm, từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại đã có những tác giả đề cập đến xói mịn
cùng với việc bảo vệ đất. Q trình xói mịn hiện đại được gắn liền với các hoạt
động nông nghiệp. Nhiều người cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt có thể là
nguyên nhân khiến các nền văn minh quá khứ mất đi. Vì vậy, cùng với thối hóa
đất, xói mòn tồn tại như một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của tồn nhân
loại [9].
Quản lý và kiểm sốt xói mịn đã trở thành một thách thức kể từ khi ngành
nông nghiệp định cư (settled agriculture) ra đời. Với cố gắng kiểm sốt xói mịn
trên những vùng đất dốc đã dẫn đến sự ra đời của kiểu canh tác trên ruộng bậc
thang. Ruộng bậc thang đã trở thành nét truyền thống trong các cộng đồng cư
dân cổ trên tồn thế giới bao gồm Trung Đơng (Phoenicians), Trung và Đông
Nam Á, Tây Á (Yemen), và Trung – Nam Mỹ. Người dân Inca đã thiết kế hệ
thống ruộng bậc thang với tường đá phức tạp ở Peru (William L.S, 1987) [42].
Theo Baver (1939) các nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất được các nhà
khoa học người Đức thực hiện vào những năm 1877 (Hudson, 1995). Năm 1907
tại Mỹ các chương trình nghiên cứu về xói mịn đất được bắt đầu khi Bộ Nơng
nghiệp nước này tun bố chính sách về bảo vệ nguồn tài nguyên đất. Các
nghiên cứu chi tiết đầu tiên về mưa được tiến hành bởi Laws (1941). Ellison
(1944) đã phân tích các tác động cơ học của hạt mưa lên đất và đưa ra tiến trình
xói mịn. Cơng thức tốn học được Zingg (1940) đưa vào để đánh giá ảnh hưởng
của độ dốc và độ dài của sườn dốc đến sự xói mịn [44].
Những nghiên cứu hiện đại về xói mịn đất và các kỹ thuật kiểm sốt xói
mịn được phát triển ở khắp nơi trên toàn thế giới (R. Lal, 2001) [50]. Một số tổ
chức nghiên cứu xói mịn và bảo tồn đất điển hình là:
Hệ thống nhóm tư vấn nghiên cứu nơng nghiệp quốc tế (Consultative
Group on International Agricultural Research (CGIAR): một số các kết quả
nghiên cứu về xói mịn đất đã được tiến hành tại vài trung tâm nghiên cứu nơng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN
nghiệp quốc tế được quản lý bởi hệ thống này. Liên quan đến hệ thống này có
bốn trung tâm quản lý tài nguyên thiên nhiên bao gồm: Viện Nông nghiệp nhiệt
đới quốc tế tại Nigeria thành lập năm 1967; Trung tâm Nông nghiệp nhiệt đới
quốc tế tại Columbia cũng thành lập năm 1967; Viện Nghiên cứu Cây trồng
nhiệt đới bán khô hạn quốc tế tại Ấn Độ và Ban Nghiên cứu và Quản lý đất quốc
tế tại Thái Lan thành lập năm 1984 (R. Lal, 1976-1981).
Nghiên cứu đất Liên hiệp quốc và các tổ chức liên quan: các tổ chức khác
nghiên cứu về xói mịn đất trên phạm vi quốc tế bao gồm Tổ chức Lương thực
và Nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO) tại Italia, Chương trình Mơi trường Liên
Hiệp quốc (UNEP) tại Kenya. FAO đã cố gắng phát triển phương pháp nhằm
đánh giá sự bạc màu của đất gây ra bới xói mịn và các tác nhân khác và tổ chức
một mạng lưới để đánh giá tác động của xói mịn lên sản lượng cây trồng. Các
nghiên cứu tồn cầu về sa mạc hóa và phương thức kiểm sốt chúng cũng được
tổ chức bởi UNEP. Cùng với Tổ chức Bảo tồn đất quốc tế và Tổ chức Bảo tồn
đất và nước thế giới cịn có một số tổ chức chun mơn quốc tế mà thành viên
của họ có liên quan đến nghiên cứu xói mịn đất. Hai tổ chức quan trọng như thế
là Hội Các khoa học Thủy văn quốc tế và Tổ chức Nghiên cứu Đất trồng trọt
quốc tế. Hiệp hội Các khoa học Đất quốc tế được lập ra để giải quyết các nhiệm
vụ liên quan đến xói mịn và bảo tồn đất.
Mỗi quốc gia đều có các tổ chức được lập ra hoặc có chức năng nghiên
cứu xói mịn và các biện pháp hạn chế xói mịn đất trong phạm vi lãnh thổ cũng
như qui mơ quốc tế.
Gần đây, xói mịn đất được nghiên cứu mở rộng hơn dưới nhiều loại hình
và tính chất khác nhau. Xu hướng phổ biến hiện nay trong nghiên cứu xói mòn
trên thế giới, thể hiện qua hội thảo lần thứ 12 được tổ chức tại Bắc Kinh năm
2002 là nghiên cứu xói mịn theo hướng mơ hình hóa diễn tả động lực của q
trình xói mịn và nghiên cứu xói mòn kết hợp với các khoa học khác, chủ yếu để
tìm hiểu q trình cũng như tác động của xói mịn lên mơi trường nhằm có các
biện pháp chống xói mịn khả thi [9].
Về ngun nhân xói mịn, hầu hết các nghiên cứu trên thế giới đều thống
nhất rằng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tượng thoái hóa đất đang diễn
ra hiện nay là nguyên nhân tự nhiên và con người. Nguyên nhân con người, theo
nhiều nhà nghiên cứu được thể hiện ở việc quản lý sử dụng đất kém hiệu quả và
con người dường như chưa lường trước được những hệ lụy về môi trường của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN
