Chương 1: Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu và vùng nghiên cứu. Chương này giới thiệu tổng quát về xói mòn và những kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên khắp thé giới. Đồng thời, những thông tin chung về vùng nghiên cứu là huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An cũng được đề cập; Chương 2: Phương pháp xây dựng bản đồ xói mòn đất. Chương này nêu cụ thé phương pháp nghiên cứu và xây dựng bản đồ nguy cơ và bản đồ hiện trạng xói mòn theo phương trình mat đất tong quát từ các nhân tố ảnh hưởng, mô hình đánh giá và quy trình thực hiện; Chương 3: Đánh giá mức độ xói mòn đất và đề xuất giải pháp giảm thiêu.
Chương này trình bày kết quả tính toán xói mòn, xây dựng một số kịch bản nhằm giảm thiêu xói mòn và đê xuât giải pháp. CHUONG 1: TONG QUAN VE LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan ứng dụng công nghệ Viễn thám và Hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu xói mòn Loài người đã quan tâm đến hiện tượng xói mòn từ rất sớm. Từ xa xưa đã có những tác giả ở Hy Lạp và La Mã cô đại đề cập đến xói mòn tự nhiên cùng với biện pháp bảo vệ dat đơn giản.
Ở thời hiện đại, quá trình xói mòn được cho rang gắn liền với các hoạt động nông nghiệp do đất đai bị khai thác cạn kiệt. Do vậy, xói mòn cùng với thoái hóa đất tồn tại xuyên suốt quá trình phát triển của loài người. Về nguyên nhân xói mòn, hau hết các nghiên cứu trên thế giới đều thống nhất rằng có hai nhóm nguyên nhân chính là tự nhiên và con người. Xói mòn tự nhiên là quá trình diễn ra liên tục trong tự nhiên do 3 yếu tố gió, trọng lực và nước (Khiết, 2014), tuy nhiên đây chỉ là nguyên nhân thứ yếu nếu so với xói mòn do con người (Hương, 2015).
Nguyên nhân con người theo nhiều nhà nghiên cứu là do sự quản lý đất kém và đường như đó là một cái giá phải trả cho sự phát triển kinh tế, xã hội. Tuy vậy, việc phân định nguyên nhân xói mòn không phải lúc nào cũng dễ dàng và cũng không cần thiết, nên trong việc lập bản đồ xói mòn đất nhiều khi người ta không phân chia theo hai nhóm nguyên nhân này. Nghiên cứu xói mòn đất đã đi được một chặng đường dài và đạt được nhiều kết quả. Trọng tâm của các nghiên cứu trong thế kỷ 20 là đo đạc và dự báo tốc độ xói mòn và các tác động trực tiếp đến sản lượng nông nghiệp.
Một số ảnh hưởng của xói mòn tới chất lượng nước, ô nhiễm, tai biến thiên nhiên. cũng đã được đề cập đến. Gần đây, xói mòn 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 là theo hướng mô hình hóa diễn tả động lực của quá trình xói mòn và nghiên cứu xói mòn kết hợp với các khoa học khác, chủ yếu dé tìm hiểu quá trình cũng như tác động của xói mòn lên môi trường nhằm có các biện pháp chống xói mòn khả thi.
Sử dụng các công cụ viễn thám va GIS cùng với các mô hình trong nghiên cứu xói mòn đất nham tăng độ chính xác trong đánh giá cũng là một trong các van dé đang được quan tâm hàng đầu hiện nay. LLL, Tổng quan trên thổ giới “Các nghiên cứu đầu tiên về xôi man dit được thực hiện vào những năm 1877 bởi các nhà khoa học người Đức. Đến năm 1907 các chương trình nghiên cứu về xối mòn đất được bắt đầu tại Mỹ. Năm 1947 Musgrave và cộng sự đã phát triển một phương trình thực nghiệm có tên là phương trình Musgrave được sử dụng trong nhiều năm cho đến khi Wischmeier và Smith đưa ra công thức tính xói mòn đất mới được.
sợi là phương trinh mắt dt phổ dụng (USLE) vào năm 1958. Đến năm 1975, Wiliams đã hiệu chỉnh USLE thành MUSLE (Modified USLE) để tính toán xói mòn đất gây ra bởi mưa và ding chấy mặt Tuy nhỉ ái quyết phương trình USLE hay MUSLE vẫn gặp nhiề khó khăn trong việc xúc định các biến ảnh hưởng đến việc xôi mòn, Từ giữa những năm 1980 đến đầu năm 1990 các mô hình xbi môn khác nhau đã cược phát tiển đựa trên phương trinh USLE ở nhiễu noi trên thể giới như: mô hình dự đoán mat đất cho miền nam châu Phi - SLEMSA, mö hình SOILOSS được phát triển tại Ue và mô hình ANSWERS để đánh giá mức độ bồi ng khu vực sông Renard (1997) đã tiếp tục hiệu chỉnh, cải tiến phương tình USLE thành RUSLE (Revised USLE) với những phương pháp khả thi hơn cho việc xác định và tinh toán những yếu tổ xi mn đất. Phương trình này đến nay vẫn là lựa chọn hàng đầu trong các nghiên cứu về xói mòn trên toàn thể giới, và ci ig được gọi là USLE. “Cũng với sự phát triển của công nghệ Viễn thám (RS) và hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System), việc lượng hóa xói mon dit theo không gian và thời agian được thực hiện với độ chính xác cao hơn với chỉ phi thấp hơn và cỏ thể áp dụng cho các khu vực nghiên cứu có phạm vi rộng lớn.
Đến nay, các nghiên cứu hiện đại về ối môn đất và các kỹ thuật kễ soát xói mòn được phát t ở khắp nơi trên toàn thể giới với nhiều tổ chức nghiên cứu xói mòn và bảo tồn đất trên toàn thi sử dung phương trình RUSLE, với công cụ hữu hiệu là GIS va viễn thám. Biswaject và công sự đã sử dụng công cụ GIS để phân ích theo USLE với dt liệu đa nguồn trong đó có ảnh viễn thám, tìm được mối trong quan giữa hiện tượng. xôi môn và sat lờ ở đảo Penang, Malaysia, từ đổ lập kế hoạch bảo tồn phù hợp, kịp thời giảm thiểu hiện tượng xói môn đắt Pradhan et al, 2012). Tao Chen và ác cộng sự đã ứng dụng phương trình USLE cải tiến cho dữ liệu ảnh Landsat ETM+, sử dung kỹ thuật viễn thám và GIS để thành lập bản đồ rủi ro xói mòn đất ở khu vực sông Miyun, miền Bắc Trung Quốc phục vụ chiến lược bảo tồn đất (Chen et al.
Ali Demirci và Ahmet Karaburun đã tính toán và biểu diễn các nhân tố của phương trình USLE trong môi trường GIS để ước tính lượng xói mòn đất của khu vực hồ Buyukcekmece, Tây Bắc Thổ Nhĩ Kỳ (Demirci and Karaburun, 2012), từ đó đề xuất phương pháp bảo tồn đất hiệu quả và giảm nguy cơ xói mòn. Alexakis và cộng sự đã phát triển phương pháp tích hợp viễn thám ảnh vệ tinh và GIS để ước tính tỷ lệ xói mòn đất trên phần trung tâm khu vực sông Yialias ở Cyprus, trong đó phương trình USLE được dùng dé đánh giá ton thất đất (Alexakis et al. Paidamwoyo Mhangara và cộng sự đã sử dung GIS dé đánh giá rủi ro xói mòn đất của khu vực Keiskamma (Nam Phi) dựa trên công cụ được xây dựng từ phương trình USLE, đồng thời đề xuất các biện pháp kiềm chế suy thoái, kiểm soát bảo tồn đất cho địa phương (Mhangara et al. Những nghiên cứu này đã cho thấy khả năng ứng dụng kỹ thuật viễn thám và các công cụ phân tích không gian trong GIS đối với ước tính, đánh giá và xây dựng phương án phòng chống, giảm thiểu, khắc phục hiện tượng xói mòn đất trên phạm vi lớn.
Tổng quan trong nước Trên thế giới hầu như không có quốc gia nào là không chịu ảnh hưởng của xói mòn, nhất là xói mòn do nước và do gió. Việt Nam là nước 3/4 diện tích đất ở vùng đôi núi, có độ đốc cao, lượng mưa lớn (1800 - 2000mm/năm) tập trung vào 4 - 5 tháng mùa mưa với lượng mưa chiếm tới 80% tổng lượng mưa, nên hiện tượng xói mòn đất luôn xảy ra và gây hậu quả nghiêm trọng. Đồng thời, nước là một nước nhiệt đới gió mùa với khí hậu và địa hình phân hóa phức tạp, do đó hiện tượng xói mòn diễn ra rộng khắp và đa dạng. Công tác nghiên cứu xói mòn đất vì thế đã được quan tâm từ rất sớm.
Các biện pháp truyền thống chủ yếu được áp dụng trong nền văn minh lúa nước của cha ông ta là làm ruộng bậc thang trồng lúa nước ở những nơi có khả năng cung cấp nước tự chảy từ các khu rừng già, đồng thời xây các loại kè, cống, đập, đào mương dẫn nước. Rất nhiều ruộng bậc thang ở miễn núi và vùng cao trên khắp đất nước đến nay vẫn đang được canh tác và cho năng suất 6n định. Tập quán du canh cũng là giải pháp truyền thống dé khôi phục độ phì nhiêu của đất, chống xói mòn, bảo vệ đất trong điều kiện đất rộng người thưa. Do hiện tượng xói mòn đất diễn ra thường xuyên nên được nghiên cứu từ rất sớm.
Tuy nhiên các nghiên cứu và biện pháp phòng chống trong giai đoạn trước thập kỷ 60 của thé kỷ trước hầu như chưa đem lại kết qua gì đáng kế bởi chỉ dựa chủ yếu vào kinh nghiệm thực tiễn. Trong giai đoạn từ 1960 đến 1980, công tác nghiên cứu xói mòn đã phát triển cả về bề rộng và bề sâu. Các nghiên cứu đáng chú ý ở giai đoạn này đề cập đến ảnh hưởng của độ dốc đến xói mòn đất, góp phần đưa ra các tiêu chí bảo vệ đất, sử dụng và khai thác đất dốc; nghiên cứu sự ảnh hưởng của giọt mưa đến xói mòn đất và chống xói mòn băng biện pháp canh tác; làm thí nghiệm về ảnh hưởng của biện pháp cắt dòng chảy và cây trồng phủ đất đến khả năng giữ âm chống xói mòn đất; xây dựng các bãi và các bê hứng nước và đất trôi sau các trận mưa để định lượng đất và nước đã bị nước mưa cuốn đi dưới các thảm cây trồng khác nhau; xây dựng các mô hình chống xói mòn ở một số địa phương. Các công trình này đã thu được nhiều kết quả khả quan sau khi tiến hành quan trắc một loạt các yếu tố tự nhiên và tác động của con người qua các biện pháp kỹ thuật trồng trọt trên nhiều loại đất và cơ cấu cây trồng, đồng thời đã bước đầu giải quyết được một số vẫn đề trong xói mòn và chống xói mòn nhưng tính định lượng chưa cao.