Dự báo lượng đất xói mòn tiềm năng cho vùng đầu nguồn tại xã lâm sơn lương sơn hoà bình

Dự báo lượng đất xói mòn tiềm năng vùng đầu nguồn xã Lâm Sơn, Lương Sơn, Hoà Bình. Phân tích nguy cơ và giải pháp bảo vệ tài nguyên đất.

• Tác giả: Nguyễn Thị Huyền Trang
• Người hướng dẫn: PGS. TS Bùi Xuân Dũng
• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng và môi trường
• Đề tài: Dự báo lượng đất xói mòn tiềm năng cho vùng đầu nguồn tại xã Lâm Sơn, Lương Sơn, Hoà Bình
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất
• 1.1.1. Phân loại xói mòn đất
• 1.1.2. Các quá trình xói mòn đất
• 1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
• 1.2. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.1. Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu xói mòn đất ở VIệt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu
• 2.3.2. Phương pháp xác định xói mòn tiềm năng cho khu vực nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.1. Vị trí địa lý và diện tích
• 3.1.2. Khí hậu thuỷ văn
• 3.2. Kinh tế xã hội
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất tại xã Lâm Sơn, Lương Sơn- Hoà Bình
• 4.2. Đề xuất giải pháp
• 4.2.1. Phương pháp canh tác
• 4.2.2. Đối với mức 1,2,3
• 4.2.3. Đối với mức 4,5
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Xói mòn đất Lâm Sơn Hòa Bình Thực trạng và Tầm quan trọng

Xã Lâm Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình là một khu vực miền núi với địa hình phức tạp, tiềm ẩn nguy cơ cao về suy thoái đất. Xói mòn đất, quá trình các lớp đất mặt màu mỡ bị bào mòn và cuốn trôi bởi nước và gió, đang là một thách thức nghiêm trọng. Hiện tượng này không chỉ làm giảm độ phì của đất, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sử dụng đất nông nghiệp, mà còn gây ra những hệ lụy môi trường như bồi lắng hồ chứa, suy giảm chất lượng nước và tăng nguy cơ lũ lụt cho vùng hạ lưu. Việc dự báo lượng đất xói mòn tiềm năng trở thành một nhiệm vụ cấp thiết, cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho công tác quy hoạch sử dụng đất và đề ra các giải pháp bảo vệ đất và nước hiệu quả. Nghiên cứu tại Lâm Sơn cho thấy, với đặc điểm địa hình dốc và lượng mưa lớn, việc đánh giá chính xác các vùng có nguy cơ cao là tiền đề cho mọi chiến lược canh tác bền vững và quản lý tài nguyên hiệu quả, đảm bảo sự phát triển kinh tế-xã hội song hành với bảo vệ môi trường.

1.1. Hiện trạng suy thoái đất tại vùng đầu nguồn Lương Sơn

Vùng đầu nguồn tại xã Lâm Sơn đang đối mặt với tình trạng suy thoái đất đáng báo động. Các hoạt động canh tác chưa hợp lý, đặc biệt là trên đất dốc, cùng với việc suy giảm lớp phủ thực vật, đã đẩy nhanh quá trình xói mòn. Kết quả khảo sát cho thấy nhiều khu vực đất trống, đồi núi trọc có lượng đất mất hàng năm lên tới trên 50 tấn/ha. Tình trạng này làm cho đất đai trở nên nghèo kiệt dinh dưỡng, trơ sỏi đá, giảm khả năng giữ nước và gây khó khăn cho việc phục hồi hệ sinh thái. Đây là một trong những thách thức lớn nhất đối với công tác quản lý tài nguyên đất tại địa phương.

1.2. Tầm quan trọng của việc dự báo xói mòn đất tiềm năng

Dự báo xói mòn đất tiềm năng không chỉ là một công cụ khoa học mà còn mang ý nghĩa thực tiễn to lớn. Bằng cách xác định và khoanh vùng các khu vực có nguy cơ xói mòn từ thấp đến rất cao, các nhà quản lý có thể ưu tiên nguồn lực cho các biện pháp can thiệp phù hợp. Việc này giúp xây dựng kế hoạch quy hoạch sử dụng đất một cách khoa học, chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý và áp dụng các kỹ thuật canh tác bền vững như trồng xen, làm ruộng bậc thang hay duy trì thảm phủ. Một dự báo chính xác là kim chỉ nam cho các chính sách bảo vệ đất và nước, góp phần ổn định sản xuất và giảm thiểu rủi ro thiên tai cho cộng đồng.

II. Thách thức trong quản lý tài nguyên đất tại xã Lâm Sơn

Việc quản lý tài nguyên đất tại xã Lâm Sơn đối mặt với nhiều thách thức, xuất phát từ cả điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người. Về tự nhiên, khu vực có địa hình bị chia cắt mạnh, với độ dốc địa hình (Slope) cao là yếu tố chính. Phân tích cho thấy khoảng 57% diện tích toàn xã có độ dốc từ 15 độ trở lên, tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy mặt phát triển và gia tăng xói mòn. Thêm vào đó, đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa tập trung lớn trong vài tháng cũng là một yếu tố xói mòn do mưa (R) đáng kể, tạo ra năng lượng lớn phá vỡ kết cấu đất. Về mặt con người, các hoạt động sử dụng đất nông nghiệp truyền thống, việc khai thác rừng thiếu kiểm soát làm giảm lớp phủ thực vật (NDVI), khiến đất đai mất đi lớp lá chắn bảo vệ tự nhiên. Sự kết hợp giữa các yếu tố này tạo ra một vòng luẩn quẩn của suy thoái đất, đòi hỏi phải có những giải pháp quản lý tổng hợp và đồng bộ.

2.1. Phân tích tác động của địa hình và khí hậu đến xói mòn

Địa hình và khí hậu là hai nhân tố tự nhiên có ảnh hưởng quyết định đến cường độ xói mòn tại Lâm Sơn. Theo nghiên cứu, những khu vực có độ dốc địa hình (Slope) lớn hơn 25 độ có lượng đất xói mòn cao gấp nhiều lần so với vùng đất bằng phẳng. Chiều dài sườn dốc cũng làm tăng vận tốc và khối lượng dòng chảy, khuếch đại khả năng cuốn trôi đất. Về khí hậu, các trận mưa lớn với cường độ cao làm gia tăng đáng kể yếu tố xói mòn do mưa (R). Khi các hạt mưa rơi xuống bề mặt đất trống, chúng phá vỡ cấu trúc đất, làm các hạt đất nhỏ bị tách rời và dễ dàng bị rửa trôi theo dòng chảy. Sự tương tác giữa địa hình dốc và mưa lớn chính là nguyên nhân cốt lõi gây ra tình trạng xói mòn nghiêm trọng trong lưu vực sông.

2.2. Ảnh hưởng từ hoạt động sử dụng đất nông lâm nghiệp

Các mô hình sử dụng đất nông nghiệp và lâm nghiệp hiện tại có tác động trực tiếp đến mức độ xói mòn. Việc canh tác độc canh các loại cây hàng năm trên đất dốc mà không có biện pháp bảo vệ như làm ruộng bậc thang hay trồng theo đường đồng mức khiến bề mặt đất bị phơi bày trong thời gian dài. Phá rừng để lấy đất sản xuất làm mất đi lớp phủ thực vật, vốn có vai trò như một tấm lưới sinh học giúp cản trở dòng chảy và giữ đất. Ngay cả trong lâm nghiệp, việc trồng rừng sản xuất với mật độ không hợp lý và khai thác toàn bộ cũng có thể tạm thời làm gia tăng nguy cơ xói mòn. Do đó, việc lồng ghép các biện pháp bảo vệ đất và nước vào thực tiễn canh tác là yêu cầu bắt buộc.

III. Hướng dẫn ứng dụng GIS và Viễn thám dự báo xói mòn đất

Công nghệ hiện đại đã mở ra những phương pháp tiếp cận mới và hiệu quả trong việc dự báo lượng đất xói mòn tiềm năng. Việc tích hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) và viễn thám (Remote Sensing) cho phép thu thập, quản lý và phân tích một khối lượng lớn dữ liệu không gian một cách nhanh chóng và chính xác. Viễn thám cung cấp dữ liệu đầu vào quan trọng như bản đồ hiện trạng sử dụng đất và chỉ số lớp phủ thực vật (NDVI) từ ảnh vệ tinh. Trong khi đó, GIS đóng vai trò là công cụ trung tâm để xử lý các lớp dữ liệu này. Bằng cách sử dụng các phần mềm chuyên dụng như ArcGIS, các nhà khoa học có thể xây dựng mô hình số độ cao (DEM), từ đó nội suy ra bản đồ độ dốc địa hình (Slope) và hướng dốc. Sự kết hợp này không chỉ tạo ra các bản đồ chuyên đề chi tiết mà còn cho phép chồng xếp và tính toán theo các mô hình toán học để đưa ra bản đồ xói mòn đất cuối cùng, một công cụ trực quan và mạnh mẽ cho các nhà hoạch định chính sách.

3.1. Vai trò của hệ thống thông tin địa lý GIS trong phân tích

Trong nghiên cứu xói mòn, hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ không thể thiếu. Nó cho phép xây dựng các lớp bản đồ không gian thể hiện các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn. Ví dụ, từ bản đồ địa hình, GIS có thể tự động tính toán và tạo ra bản đồ độ dốc, chiều dài sườn dốc. Từ dữ liệu các trạm khí tượng, GIS có thể nội suy để tạo ra bản đồ phân bố lượng mưa. Quan trọng nhất, GIS cho phép thực hiện các phép toán trên bản đồ (Map Algebra), chồng xếp nhiều lớp thông tin (độ dốc, lớp phủ, loại đất, lượng mưa) theo một công thức toán học để tính toán và trực quan hóa nguy cơ xói mòn cho từng ô lưới trên bản đồ.

3.2. Sử dụng dữ liệu viễn thám Remote Sensing đánh giá lớp phủ

Dữ liệu viễn thám (Remote Sensing), đặc biệt là ảnh vệ tinh đa phổ như SPOT hay Landsat, là nguồn thông tin quý giá để đánh giá yếu tố che phủ bề mặt. Bằng cách phân tích các kênh phổ khác nhau, có thể xác định được hiện trạng sử dụng đất, phân loại các trạng thái rừng (rừng tự nhiên, rừng trồng), đất nông nghiệp và đất trống. Các chỉ số như Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI) được tính toán từ ảnh viễn thám để lượng hóa mức độ che phủ và sức khỏe của thảm thực vật. Thông tin này là đầu vào cực kỳ quan trọng cho các mô hình dự báo xói mòn, vì lớp phủ thực vật là một trong những yếu tố có vai trò quyết định trong việc bảo vệ đất.

IV. Phương pháp mô hình hóa dự báo lượng đất xói mòn hiệu quả

Để dự báo lượng đất xói mòn, việc sử dụng các mô hình toán học là phương pháp tiếp cận khoa học và được công nhận rộng rãi. Nghiên cứu tại Lâm Sơn đã áp dụng thành công mô hình của GS.TS Vương Văn Quỳnh, một mô hình được xây dựng phù hợp với điều kiện Việt Nam. Mô hình này tính toán cường độ xói mòn dựa trên sự tương tác của nhiều yếu tố: chỉ số xói mòn của mưa, độ dốc, độ tàn che của cây cao, chiều cao cây, tỷ lệ che phủ của thảm tươi và thảm mục, và độ xốp của đất. So với các mô hình quốc tế phổ biến như mô hình USLE hay mô hình RUSLE, mô hình này có những điều chỉnh để phản ánh rõ hơn vai trò của cấu trúc thảm thực vật rừng, một yếu tố đặc biệt quan trọng ở các vùng đồi núi Việt Nam. Quá trình mô hình hóa đòi hỏi việc thu thập và xử lý cẩn thận dữ liệu cho từng yếu tố, từ điều tra thực địa đến phân tích trong phòng thí nghiệm và xử lý trên GIS.

4.1. Phân tích các yếu tố chính Mưa K Đất và Địa hình

Các yếu tố đầu vào của mô hình dự báo xói mòn bao gồm: Yếu tố xói mòn do mưa (R) (hoặc chỉ số K trong mô hình của Vương Văn Quỳnh), được tính toán từ số liệu lượng mưa hàng tháng để phản ánh năng lượng gây xói mòn của mưa. Tính xói mòn của đất (K), đại diện cho độ bền của đất trước tác động của mưa và dòng chảy, thường được xác định qua phân tích thành phần cơ giới và hàm lượng hữu cơ. Yếu tố địa hình, bao gồm độ dốc địa hình (Slope) và chiều dài sườn dốc, quyết định tốc độ của dòng chảy bề mặt. Mỗi yếu tố này đều được lượng hóa và biểu diễn dưới dạng một lớp bản đồ số trong môi trường GIS.

4.2. Giới thiệu mô hình V.V.Quỳnh và so sánh với mô hình RUSLE

Mô hình của Vương Văn Quỳnh (1997) được phát triển riêng cho điều kiện Việt Nam, tập trung vào vai trò của các tầng thảm thực vật. Công thức tính toán tích hợp các chỉ số chi tiết như độ tàn che (TC), chiều cao cây (H), độ che phủ cây bụi (CP) và thảm mục (TM). Trong khi đó, mô hình RUSLE (Phương trình mất đất phổ dụng hiệu chỉnh) là một công cụ được sử dụng toàn cầu, tính toán lượng đất mất trung bình hàng năm qua công thức A = R * K * LS * C * P. Mặc dù có cấu trúc khác nhau, cả hai mô hình đều chia sẻ nguyên tắc chung là đánh giá sự tương tác giữa các yếu tố gây xói mòn (mưa, dòng chảy) và các yếu tố bảo vệ (đất, thảm thực vật, biện pháp canh tác). Việc áp dụng mô hình V.V. Quỳnh được xem là phù hợp hơn với bối cảnh rừng núi của Lâm Sơn.

V. Kết quả xây dựng bản đồ xói mòn đất chi tiết cho xã Lâm Sơn

Kết quả nổi bật nhất của nghiên cứu là việc xây dựng thành công bản đồ xói mòn đất tiềm năng cho toàn bộ xã Lâm Sơn. Tấm bản đồ này là sản phẩm tổng hợp từ việc chồng xếp các lớp dữ liệu về mưa, đất, địa hình và lớp phủ thực vật trong môi trường GIS, tính toán theo mô hình dự báo đã chọn. Bản đồ đã phân vùng toàn bộ diện tích của xã thành 5 cấp độ xói mòn khác nhau theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5299-1995, từ mức không xói mòn đến rất lớn. Kết quả cho thấy, các khu vực có nguy cơ xói mòn từ mức lớn đến rất lớn (cấp 4 và 5) chiếm một tỷ lệ đáng kể, tập trung chủ yếu ở những vùng đất trống đồi trọc và khu vực có độ dốc địa hình (Slope) cao. Cụ thể, lượng đất mất ở khu vực đất trống có thể lên đến 40-50 mm/năm, tương đương hơn 50 tấn/ha/năm, trong khi ở những khu vực có rừng che phủ tốt, con số này giảm xuống chỉ còn dưới 5 tấn/ha/năm. Đây là bằng chứng định lượng rõ ràng về vai trò của rừng trong việc bảo vệ đất và nước.

5.1. Phân vùng nguy cơ xói mòn theo 5 cấp độ TCVN 5299 1995

Dựa trên lượng đất mất ước tính (tấn/ha/năm), bản đồ xói mòn đất đã được phân loại thành 5 cấp: Cấp I (Không xói mòn, <1 tấn/ha/năm), Cấp II (Nhỏ, 1-5 tấn/ha/năm), Cấp III (Trung bình, 5-10 tấn/ha/năm), Cấp IV (Lớn, 10-50 tấn/ha/năm), và Cấp V (Rất lớn, >50 tấn/ha/năm). Kết quả cho thấy khoảng 33,4% diện tích bị xói mòn ở mức lớn và 20% ở mức rất lớn. Các vùng này cần được ưu tiên cho các biện pháp can thiệp khẩn cấp như trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh và áp dụng các kỹ thuật nông nghiệp bền vững.

5.2. Lượng hóa đất mất tại các loại hình sử dụng đất khác nhau

Nghiên cứu đã lượng hóa cụ thể mức độ xói mòn trên các loại hình sử dụng đất chính. Đất trống, đồi trọc là đối tượng chịu xói mòn nặng nề nhất, với lượng đất mất trung bình trên 50 tấn/ha/năm. Ngược lại, đất rừng đặc dụng và rừng phòng hộ có độ che phủ tốt thể hiện khả năng bảo vệ đất vượt trội, với lượng xói mòn chỉ khoảng 1-3 tấn/ha/năm. Đất trồng cây hàng năm và đất rừng sản xuất non có mức độ xói mòn ở mức trung bình đến lớn, cho thấy sự cần thiết phải áp dụng các biện pháp canh tác bền vững và quản lý rừng hợp lý để giảm thiểu tác động tiêu cực.

VI. Bí quyết bảo vệ đất và nước hướng tới canh tác bền vững

Từ kết quả dự báo, các giải pháp bảo vệ đất và nước cần được triển khai một cách đồng bộ và có mục tiêu. Chìa khóa cho canh tác bền vững tại Lâm Sơn nằm ở việc quản lý lớp phủ thực vật và áp dụng các kỹ thuật canh tác phù hợp với địa hình. Đối với các vùng có nguy cơ xói mòn rất lớn (đất trống, độ dốc cao), giải pháp hàng đầu là trồng lại rừng, đặc biệt là các loài cây đa tác dụng vừa có giá trị kinh tế, vừa có khả năng cải tạo và bảo vệ đất. Đối với khu vực sử dụng đất nông nghiệp, cần khuyến khích các mô hình nông-lâm kết hợp, trồng cây theo đường đồng mức, và duy trì thảm thực vật che phủ đất quanh năm. Việc quy hoạch sử dụng đất cần dựa trên bản đồ xói mòn, bố trí cây trồng và mục đích sử dụng phù hợp với tiềm năng và giới hạn của từng lô đất. Hơn nữa, việc nâng cao nhận thức cho cộng đồng về tác hại của xói mòn và lợi ích của các biện pháp bảo vệ đất là yếu tố quyết định sự thành công lâu dài.

6.1. Đề xuất giải pháp quy hoạch sử dụng đất giảm thiểu xói mòn

Công tác quy hoạch sử dụng đất cần được điều chỉnh dựa trên bản đồ phân vùng nguy cơ xói mòn. Cụ thể, cần nghiêm cấm các hoạt động canh tác cây hàng năm trên những sườn dốc trên 25 độ và chuyển đổi sang trồng rừng phòng hộ hoặc rừng sản xuất gỗ lớn. Các vùng có độ dốc từ 15-25 độ nên được quy hoạch cho các mô hình nông-lâm kết hợp hoặc trồng cây ăn quả lâu năm có thảm cỏ che phủ. Việc quy hoạch cũng cần tính đến việc tạo các vành đai cây xanh dọc theo sông suối để hạn chế xói lở bờ và bảo vệ chất lượng nước trong lưu vực sông.

6.2. Tương lai quản lý lưu vực sông và ứng phó biến đổi khí hậu

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và xói mòn có mối liên hệ chặt chẽ, các giải pháp cần có tầm nhìn xa hơn. Việc quản lý xói mòn ở vùng đầu nguồn không chỉ bảo vệ tài nguyên đất tại chỗ mà còn là biện pháp cốt lõi để quản lý toàn bộ lưu vực sông, giảm thiểu nguy cơ lũ lụt và đảm bảo an ninh nguồn nước cho hạ du. Các mô hình canh tác bền vững như nông nghiệp thông minh với khí hậu, trồng các giống cây chịu hạn và có bộ rễ phát triển mạnh cần được nghiên cứu và nhân rộng. Quản lý bền vững tài nguyên đất chính là nền tảng để xây dựng một cộng đồng có khả năng chống chịu tốt hơn với các tác động của biến đổi khí hậu trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mòn là hoạt động của các quá trình bề mặt (nhƣ nƣớc hoặc gió) làm phong hóa và vận chuyển hợp phần rắn (trầm tích, đá, đất, …) trong môi trƣờng tự nhiên hoặc từ nguồn và lắng đọng ở vị trí khá (Wikipedia). Xói mòn đất dẫn đến suy thoái, giảm giá trị dinh dƣỡng trong đất và sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến sinh trƣởng và phát triển của cây trồng và cây rừng, và từ đó, làm giảm đi ý nghĩa. Tính đến thời điểm hiện tại, công tác nghiên cứu xói mòn cần phải chính xác hơn và kịp thời hơn nhờ sự hỗ trợ của các mô hình phƣơng trình và hệ thống thông tin địa lý trong việc tính toán và xử lý dữ liệu. Với mục đích bảo vệ tài nguyên đất, cũng nhƣ hủy bỏ thiệt hại do xói mòn, nên luận án áp dụng mô hình xác định xói mòn tiềm năng của Vƣơng Văn Quỳnh (1997) để đánh giá xói mòn đất tại xã Lâm Sơn đã đƣợc thực hiện để nghiên cứu.

Để đạt đƣợc mục đích, nội dung của luận án tập trung vào việc thu thập số liệu và sử dụng dụng mô hình xác định xói mòn tiềm năng của Vƣơng Văn Quỳnh (1997), phần mềm ArcGis để lập bản đồ lƣợng mƣa, hệ số độ dốc và bản đồ độ dốc, bản đồ hệ số che phủ, bản đồ hệ số độ xốp, bản đồ hệ số thảm mục. Từ những bản đồ này, chúng ta có thể hình thành bản đồ tiềm năng xói mòn và bản đồ xói lở hiện tại của khu vực nghiên cứu. Kết quả của luận án cho thấy, khu vực nghiên cứu là khu vực đồi núi có độ dốc cao và lƣợng mƣa trung bình khá cao nên khả năng xói lở khá cao, mức độ xói lở 4 và 5 chiếm gần 2000ha (khoảng 60% diện tích). ) đây là một con số lớn so với khu vực.

Tuy nhiên, do có kế hoạch khai thác và trồng cây phù hợp nên việc xói mòn hiện tại đã giảm. Ngoài ra, cộng đồng địa phƣơng cũng nhƣ ngƣời dân địa phƣơng nên tập trung hơn vào việc quy hoạch vùng đất trống và thay đổi mùa vụ. Từ đó chúng ta có thể biết thêm về tầm quan trọng của cây trồng trên việc hạn chế sự xói mòn. Bên cạnh đó, công tác đánh giá xói mòn đất đòi hỏi thời gian dài, và điều kiện để khảo sát và tính toán các yếu tố để kết quả của luận án chỉ nhằm mục đích tham khảo.

1 Chƣơng I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hƣởng tới xói mòn đất 1. Xói mòn đất Xói mòn đất (soil erosion) là quá trình phá huỷ lớp thổ nhƣỡng (bao gồm phá huỷ cac thành phần cơ, lý, hoá chất dinh dƣỡng…. của đất) dƣới tác động ủa các nhân tố tự nhiên và nhân sinh, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc màu, thoái hoá đất, laterit hoá, trơ sỏi đá….

ảnh hƣởng trực tiếp đến cự sống và phát triển của thảm thực vật, thảm cây trồng khác. Theo Ellison (1994) “xói mòn là hiện tƣợng di chuyển đất bởi nƣớc mƣa, bởi gió dƣới tác động của trọng lực lên bề mặt 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 thảm thực vật, lƣợng mƣa và cƣờng độ mƣa”. 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”.

Phân loại xói mòn đất 1. Xói mòn do nước Xói mòn do nƣớc gây ra do tác động của nƣớ chảy tràn trên bề mặt. Để xảy ra xói mòn nƣớc cần có năng lƣợng của mƣa làm tách các hạt đất ra khỏi đất sau đó nhờ dòng chảy vận chuyển chúng đi. Khoảng các di chuyển đất phụ thuộc vào năng lƣợng của dòng chảy, địa hình của bề mặt đất….

Bao gồm các dạng: Xói mòn theo lớp: Đất bị mất đi theo lớp không đồng đều nhau trên những vị trí khác nhau của bề mặt địa hình. Đôi khi xói mòn này cũng kèm theo những rãnh xói mòn nhỏ đặc biệt rõ ở những đồi trọc trồng cây hoặc bị bở hoang. Xói mòn theo các khe, rãnh: Bề mặt tạo thành nhƣnxg dòng xói theo các khe, rãnh trên sƣờn dốc nơi mà dòng chảy đƣợc tập trung. Sự hình thành các khe lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào mức xói mòn và đƣờng cắt của dòng chảy.

Xói mòn mƣơng xói: Đất bị xói mòn cả ở các dạng lớp và khe, rãnh ở mức độ mạnh do khối lƣợng nƣớc lớn, tập trung theo các khe thoát xuống chân dốc với tốc độ lớn, làm đất bị đào khoét sâu. Xói mòn do gió Là hiện tƣợng xói mòn gây ra bởi sức gió. Đây là hiện tƣợng xói mòn có thể xảy ra tại bất kỳ nơi nào khi có những điều kiện thuận lợi nhƣ: Đất khô, và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi Mặt 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. Thông thƣờng đất cát là loại đất dễ bị xói mòn do gió vì sức liên kết giữa các hạt cát là rất nhỏ, đất lại bị khô nhanh.

Dƣới tác dụng của gió thì đất có thể di chuyển thành nhiều dạng phức tạp nhƣ: nhảy cóc, trƣờn trên bề mặt, lơ lửng. Các quá trình xói mòn đất Các quá trình xói mòn gồm: Xói lở sông suối và xói mòn, rửa trôi bề mặt 1. Xói lở sông suối Quá trình xói lở sông suối đƣợc xác định theo công thức về động năng của dòng chảy. F= vm2/2 Trong đó: F: là động năng của khối lƣợng nƣớc chảy M: là khối lƣợng nƣớc chảy V: vận tốc dòng chảy Nhƣ vậy động năng của dòng chảy tỷ lệ thuận với bình phƣơng của tốc độ dòng chảy.

Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu , phù sa. Tuỳ theo kích thƣớc phù sa và tốc độ dòng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xuôi theo chiều dòng chảy. Khi động năng của dòng chảy không đủ sức mang đi từng bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dòng sông gọi là quá trình bồi tụ.2 Xói mòn và rửa trôi bề mặt Là quá trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên sƣờn lúc mƣa hoặc tuyết tan và chịu ảnh hƣởng của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó có yếu tố địa hình quan trọng nhất. Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất Các nhân tố chính ảnh hƣởng đến quá trình xói mòn đất gồm: khí hậu, địa hình, đất đai, thảm thực vật và con ngƣời, đƣợc mô tả trong hình 1.

Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất. Xói mòn chủ yếu do dòng chảy bề mặt gây ra, nhƣng dòng chảy lại do các yếu tố khí hậu quyết định đó là: Tổng lƣợng mƣa và tính chất của mƣa, thời gian và cƣờng độ mƣa. Thời gian mƣa càng lớn, cƣờng độ mƣa càng cao thì quá trình xói mòn xảy ra càng mạnh. Sự xuất hiện của xói mòn phụ thuộc rất nhiều vào lớp nƣớc trong một đợt mƣa và lƣợng mƣa trung bình tháng, năm.

Lớp nƣớc mặt trên diện tích đất trồng cà phê 3 năm tuổi là 745mm gây rửa trôi 44,0 tấn/ ha. Khi lớp nƣớc mặt 2501mm gây rửa trôi 213 tấn/ ha. Nhƣ vậy, trong điều kiện nhƣ nhau, khi dòng chảy mặt tăng 4 lần sẽ làm tăng rửa trôi đất từ 5 lần. Ở Việt Nam nói cung và khu vực nghiên cứu nói riêng , mƣa phân hoá theo mùa rõ rệt.

Lƣợng mƣa cực đại vào các tháng hè và cực tiểu vào các tháng mùa đông. Vì vậy việc bảo vệ đất, chống xói mòn đặc biệt trong mùa mƣa là vô cùng cần thiết. Ngoài mƣa ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mòn, các yếu tố khí hậu khá nhƣ gió, nhiệt độ, độ ẩm, cũng có ảnh hƣởng đến xói mòn đất, tuy nhiên mức độ ảnh hƣởng không rõ ràng. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất.

Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hƣởng lớn đến xói mòn đất. Nếu xét trên diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và lƣợng mƣa rơi xuống. Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ, mƣa, độ ẩm. Các yếu tố địa hình nhƣ độ dốc, chiều dài sƣờn dốc, hình dạng (lồi, lõm, thẳng, bậc thang,…) mức độ chia cắt ngang ủa địa hình ảnh hƣởng trực tiếp đến xói mòn đất.

Độ dốc của sƣờn là yếu tố địa hình có ảnh hƣởng lớn nhất đến quá trình xói mòn. Độ dốc lớn làm tăng cƣờng độ dòng chảy và do đó đẩy nhanh quá trình rửa trôi, xói mòn đất, gây nên xói mòn mạnh hơn. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã đề xuất thang độ dốc trên lãnh thổ Việt Nam. 0-3, 3-8, 8-15, 15-25, 4 trên 25 độ, tuy chƣa đƣợc hoàn thiện nhƣng đây cũng là bƣớc thống nhất đầu tiên để sử dụng độ dốc ở nƣớc ta.

Ở Việt Nam có trên ¾ lãnh thổ là đồi núi, mạng lƣới sông suối dày đặc, sông ngắn, dốc, lƣợng mƣa lớn, 85-90% lƣợng mƣa tập trung vào mùa mƣa, do đó xói mòn có điều kiện xảy ra mạnh. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất. Lớp phủ thực vật có ảnh hƣởng lớn đến quá trình xói mòn đất, nếu lớp phủ thực vật càng tăng thì quá trình xói mòn càng gỉam. Vai trò chống xói mòn của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào tuổi và độ che phủ của nó.

Thực vật có khả năng bảo vệ đẩt chống xói mòn qua việc làm ảnh hƣởng của hạt mƣa xuống mặt đất bởi tán lá và làm cho nƣớc có khả năng chảy xuống đến 50-60% theo chiều thẳng đứng của bộ rễ. Không những thế, vật rơi rụng của thực vật nhƣ cành khô, lá rụng…. còn tạo ra lƣợng mùn lớn trong đất, giữ đất tơi xốp, chống xói mòn. Ảnh hưởng của đất đến quá trình xói mòn đất Đất là đối tƣợng bị dòng chảy phá huỷ, bởi vậy sự phát triển của xói mòn phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất.

Những yếu tố chính của đất ảnh hƣởng đến xói mòn là thành phần cơ giới, cấu trúc và đọ thấm cũng nhƣ hàm lƣợng mùn trong đất. Những yếu tố đó ảnh hƣởng đến khả năng hình thành dòng chảy khi mƣa rào. Ảnh hưởng của con người đến xói mòn đất Con ngƣời ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình xói mòn đất thông qua hoạt động sinh sống. Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất.

Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống không có thảm thực vật che phủ đất.