Tổng quan luận án

Thoái hóa đất đai là vấn đề mang tính toàn cầu trong thế kỷ 21 do những tác động tiêu cực đến khả năng sản xuất nông nghiệp, chất lượng môi trường và an ninh lương thực. Quá trình thoái hóa không chỉ dừng lại ở sự suy giảm dinh dưỡng khoáng mà còn thể hiện qua sự suy giảm tầng đất mịn, hiện tượng hoang mạc hóa, sa mạc hóa và suy thoái chức năng sinh thái. Tuyên bố tại Hội nghị thượng đỉnh thế giới về phát triển bền vững tại Johannesburg (Nam Phi) đã nhấn mạnh yêu cầu thay đổi các mẫu hình sản xuất, tiêu thụ nhằm bảo vệ và quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên.

Tỉnh Lạng Sơn thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam có diện tích tự nhiên 832.378 ha, trong đó trên 98% là đất đồi núi, riêng diện tích đất gò đồi chiếm 303.000 ha. Do địa hình có độ dốc và độ chia cắt thấp hơn các vùng núi cao, giao thông thuận lợi, mật độ dân số và trình độ canh tác cao hơn nên đất gò đồi tại Lạng Sơn đã được khai thác nông nghiệp từ sớm, trở thành vùng sản xuất trọng điểm các loại cây ăn quả và cây công nghiệp có giá trị hàng hóa như hồi, hồng, quýt, thuốc lá. Tuy nhiên, việc canh tác bất hợp lý, mang tính bóc lột đất, kết hợp với các yếu tố tự nhiên bất lợi (địa hình dốc, lượng mưa lớn phân bố không đều, thảm thực vật suy giảm) đã dẫn đến tình trạng xói mòn, rửa trôi và thoái hóa nghiêm trọng.

Khoảng trống nghiên cứu được xác định là: Trước thời điểm luận án thực hiện, chưa có công trình khoa học nào nghiên cứu một cách có hệ thống và toàn diện về thực trạng thoái hóa, nguyên nhân và giải pháp ngăn chặn thoái hóa riêng cho vùng đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn. Luận án "Nghiên cứu tình hình thoái hoá và giải pháp bảo vệ đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn" của tác giả Vũ Xuân Thanh được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 3 nội dung chính:

  1. Xác định thực trạng thoái hóa đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn, bao gồm xói mòn và suy thoái độ phì.
  2. Đánh giá thoái hóa tổng hợp gắn với xây dựng bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/100.000.
  3. Đề xuất giải pháp ngăn chặn thoái hóa và bảo vệ đất gò đồi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các loại đất gò đồi và các loại hình sử dụng đất gò đồi tại tỉnh Lạng Sơn.
  • Phạm vi không gian: Các loại đất gò đồi có độ chia cắt sâu từ 10 m đến 100 m và có độ cao tuyệt đối nhỏ hơn 500 m thuộc địa bàn tỉnh Lạng Sơn, tương ứng với tổng diện tích 303.000 ha (bao gồm đất địa thành và đất hình thành trên phù sa cổ).
  • Phạm vi thời gian: Các dữ liệu, điều tra thực địa và phân tích được thu thập và thực hiện trong giai đoạn từ năm 2007 đến năm 2011.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế theo các nhóm nội dung:

Các nghiên cứu quốc tế

  • Khái niệm và đánh giá thoái hóa toàn cầu: Các định nghĩa về thoái hóa đất của FAO (1979), Blaikie và Brookfield (1987), UNEP (1992), GLASOD (1991), Blum W.H (1998) và Đào Châu Thu (2008) đều thống nhất thoái hóa đất là quá trình làm suy giảm tính chất lý, hóa, sinh học và mất đi các chức năng sản xuất, điều hòa môi trường của đất. Theo đánh giá của Oldeman L. R (1991, 1992, 1993) trong chương trình GLASOD phối hợp cùng ISRIC và UNEP, toàn cầu có 1.965 triệu ha đất bị thoái hóa, trong đó Châu Á chiếm diện tích lớn nhất với 452,5 triệu ha từ mức trung bình đến rất nặng.
  • Phân loại và nguyên nhân: Eswaran và Reich (2001) phân chia thoái hóa đất toàn cầu thành 4 loại hình chính: xói mòn do nước (55,7%), xói mòn do gió (27,9%), thoái hóa hóa học (12,2%) và thoái hóa vật lý (4,2%). Nguyên nhân do con người được Oldeman và cs (1992) lượng hóa gồm: chăn thả quá mức (679 triệu ha), phá rừng (579 triệu ha), quản lý yếu kém (552 triệu ha), khai thác quá mức (133 triệu ha) và ô nhiễm công nghiệp (23 triệu ha).
  • Hậu quả kinh tế: Thoái hóa đất gây tổn thất nông nghiệp toàn cầu khoảng 42 tỷ USD mỗi năm (theo số liệu dẫn từ các tổ chức quốc tế), lượng đất mất hàng năm ước tính 75 tỷ tấn, tương đương 400 tỷ USD/năm (Lal và Hall, 1989). Tại Nam Á, xói mòn do nước làm thiệt hại 5.400 triệu USD sản lượng ngũ cốc, xói mòn do gió gây thiệt hại 1.800 triệu USD, mặn hóa gây thiệt hại 1.500 triệu USD (UNEP, 1994).
  • Giải pháp canh tác đất dốc: Các nghiên cứu kỹ thuật canh tác nông nghiệp trên đất dốc (SALT 1, SALT 2, SALT 3) của Watson H. R / MBRLC (1985); các biện pháp sinh học và trồng xen chống xói mòn của Zhang Weite và cs (1998), Tongglum và cs (1998), ICRAF (1993), FAO (1976), Virginia Cuevas (1988); các biện pháp cải tạo đất ferralsols bằng vôi và lân của FAO (2001); chính sách tín dụng và quản lý của Pastore (1997), Chasek và cs (2011), Vogt và cs (2011).

Các nghiên cứu tại Việt Nam

  • Thực trạng thoái hóa và xói mòn: Việt Nam có khoảng 24 triệu ha đất đồi núi dốc trên tổng số gần 33 triệu ha tự nhiên. Các công trình của E. Castagnol (thập niên 1950), Nguyễn Văn Bản (1995), Nguyễn Đình Kỳ (1987, 1990, 1998), Vũ Năng Dũng (2009) chỉ ra áp lực thoái hóa nghiêm trọng trên đất dốc. Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm (1999, 2002) ghi nhận 80% diện tích đất dốc vùng Trung du miền núi phía Bắc bị thoái hóa do xói mòn; lượng đất mất do khai hoang cơ giới lên tới trên 200 tấn/ha/năm, đất trống trên 100 tấn/ha/năm, độc canh sắn và lúa cạn mất 70–80 tấn/ha/năm. Nguyễn Quang Mỹ (1992, 2005) xây dựng sơ đồ phân vùng xói mòn cả nước với lượng xói mòn vùng đồi núi từ 100 đến 500 tấn/ha/năm.
  • Thoái hóa lý tính và hóa tính: Nghiên cứu của Trần Kông Tấu và Lê Văn Lanh (1986), Lê Văn Khoa và Phạm Cảnh Thanh (1989), Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1992), Nguyễn Thị Dần và Thái Phiên (1999), Đậu Cao Lộc và cs (1998) ghi nhận đất thoái hóa bị phá vỡ cấu trúc (hệ số cấu trúc $K_c$ giảm từ 98% xuống 70% sau 10 năm canh tác), dung trọng tăng vượt ngưỡng 0,9 g/cm³, độ xốp và tốc độ thấm nước giảm mạnh. Về hóa tính, Nguyễn Văn Toàn, Nguyễn Đình Kỳ, Vũ Xuân Thanh và cs (2004, 2006, 2010) xác định ngưỡng chua thoái hóa là $pH_{KCl} < 4{,}5$, hàm lượng chất hữu cơ giảm dưới 2%, cation kiềm và kiềm thổ ($Ca^{2+}, Mg^{2+}$) bị rửa trôi mạnh xuống tầng sâu.
  • Các nghiên cứu tại Lạng Sơn: Các bản đồ thổ nhưỡng thập kỷ 1960; điều tra phân loại đất theo FAO-UNESCO-WRB tỷ lệ 1/100.000 của Nguyễn Văn Toàn, Vũ Xuân Thanh và cs (2005); nghiên cứu chỉ dẫn địa lý Hồng không hạt Bảo Lâm (2006); nghiên cứu bản đồ Nông hóa - Thổ nhưỡng của Đỗ Đình Đài, Vũ Xuân Thanh và cs (2008–2010); nghiên cứu cây dứa sợi (2010) và đề tài KC 08.01 về tài nguyên đất gò đồi vùng Đông Bắc (2010).

Vị trí và khoảng trống luận án giải quyết

Các nghiên cứu trước đây tại Lạng Sơn chủ yếu tập trung vào phân loại đất phát sinh, đánh giá nông hóa tổng quát hoặc chỉ đề cập riêng lẻ đến xói mòn. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống: thiết lập phương pháp đánh giá tổng hợp thoái hóa đất gò đồi (kết hợp xói mòn định lượng bằng mô hình số và suy thoái độ phì lý - hóa học so với tiêu chuẩn đất nền), từ đó xây dựng bản đồ thoái hóa tiềm năng và thoái hóa hiện tại tỷ lệ 1/100.000 phục vụ bố trí sử dụng đất và bảo vệ tài nguyên đất tại Lạng Sơn.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khái niệm sử dụng

  • Khái niệm đất gò đồi: Luận án sử dụng tiêu chuẩn phân loại do Nguyễn Văn Toàn và cs (2010) đề xuất trong đề tài KC 08.01 (kế thừa quan điểm của Spiridonop): đất gò đồi có độ cao tương đối (độ chia cắt sâu) từ 10 m đến 100 m và độ cao tuyệt đối nhỏ hơn 500 m, bao gồm các loại đất địa thành và đất hình thành trên phù sa cổ.
  • Khái niệm thoái hóa tiềm năng và thoái hóa hiện tại: Kế thừa khung phân tích của Nguyễn Đình Kỳ (1998) và GLASOD:
    • Thoái hóa tiềm năng (Potential Soil Degradation): Khả năng suy giảm độ phì tự nhiên của đất dưới tác động của các yếu tố tự nhiên (độ dốc, tầng dày, lượng mưa, loại đất).
    • Thoái hóa hiện tại (Current Soil Degradation): Trạng thái suy thoái thực tế của đất do tác động tổng hợp của các yếu tố tự nhiên và hoạt động khai thác, sử dụng đất của con người.
  • Khung đánh giá suy giảm độ phì: Áp dụng phương pháp so sánh với tiêu chuẩn đất nền của Bộ Tài nguyên và Môi trường: $$\Delta p = \Delta_{\text{nền}} - \Delta_{\text{hiện tại}}$$ Trong đó, tiêu chuẩn đất nền ($\Delta_{\text{nền}}$) được xác định từ các mẫu đất dưới rừng tự nhiên (lấy giá trị trung bình của khoảng chứa 68% số mẫu).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Luận án kết hợp các phương pháp định tính và định lượng chuyên ngành thổ nhưỡng và địa lý:

  • Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn, bản đồ địa hình, bản đồ nông hóa thổ nhưỡng, số liệu thống kê kinh tế - xã hội của tỉnh Lạng Sơn.
  • Phương pháp điều tra nông thôn (PRA): Phỏng vấn hộ nông dân, cán bộ địa phương về tập quán canh tác, tình hình bón phân, chuyển đổi cơ cấu cây trồng và hiệu quả kinh tế trên đất gò đồi.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích đất: Lấy mẫu phẫu diện đất theo tầng phát sinh và mẫu tầng mặt (0–20 cm) tại các loại hình sử dụng đất khác nhau. Phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm:
    • Chỉ tiêu vật lý: Thành phần cơ giới (tỷ lệ cấp hạt sét $<0{,}002\text{ mm}$), dung trọng ($D$), tỷ trọng ($d$), độ xốp ($P%$), khả năng thấm nước và độ ẩm.
    • Chỉ tiêu hóa học: Độ chua ($pH_{KCl}$, $pH_{H_2O}$), chất hữu cơ tổng số ($OM%$), mùn và thành phần mùn (acid humic, acid fulvic), đạm tổng số ($N%$), lân tổng số ($P_2O_5%$) và dễ tiêu, kali tổng số ($K_2O%$) và dễ tiêu, dung tích hấp thu ($CEC$), các cation trao đổi ($Ca^{2+}, Mg^{2+}, K^+, Na^+$).
  • Phương pháp phân loại đất: Sử dụng hệ thống phân loại đất phát sinh Việt Nam kết hợp đối chiếu hệ thống phân loại đất quốc tế FAO-UNESCO-WRB.
  • Phương pháp bản đồ và GIS: Chồng xếp các lớp thông tin không gian trên nền hệ tọa độ VN2000 bằng phần mềm chuyên dụng để thành lập các bản đồ chuyên đề.
  • Phương pháp xây dựng bản đồ xói mòn bằng phương trình RUSLE2: Ứng dụng phương trình mất đất hiệu chỉnh RUSLE2 (Revised Universal Soil Loss Equation 2) để tính toán lượng đất mất: $$A = R \times K \times LS \times C \times P$$ Trong đó: $A$ là lượng đất mất dự báo (tấn/ha/năm); $R$ là nhân tố xói mòn do mưa; $K$ là nhân tố xói mòn của đất; $LS$ là nhân tố độ dài và độ dốc sườn dốc; $C$ là nhân tố thảm phủ thực vật và quản lý mùa vụ; $P$ là nhân tố biện pháp bảo vệ đất.
  • Phương pháp xây dựng bản đồ thoái hóa đất: Xây dựng ma trận đánh giá thoái hóa tiềm năng dựa trên các lớp chỉ tiêu tự nhiên (độ dốc, tầng dày, lượng mưa, loại đất), sau đó tích hợp với lớp bản đồ hiện trạng sử dụng đất và các chỉ tiêu suy thoái lý - hóa học để phân cấp thoái hóa hiện tại.
  • Phương pháp xử lý số liệu và phân tích kinh tế: Xử lý thống kê mô tả số liệu phân tích đất; tính toán các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế (tổng thu, chi phí, thu nhập hỗn hợp) của các loại hình sử dụng đất gò đồi.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 tổng hợp cơ sở lý luận và các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về thoái hóa đất, các loại hình thoái hóa, nguyên nhân và các giải pháp bảo vệ đất dốc. Tác giả đã trích dẫn và tổng hợp các số liệu toàn cầu và trong nước qua các bảng thống kê:

Bảng 1.1: Diện tích và mức độ các loại hình thoái hoá đất trên thế giới (Nguồn: Eswaran, H. Reich, 2001)

Loại hình thoái hoá Nhẹ (triệu km²) Trung bình (triệu km²) Mạnh và cực mạnh (triệu km²) Tổng (triệu km²) Tỷ lệ (%)
Xói mòn do nước 3,43 5,27 2,24 10,94 55,7
Xói mòn do gió 2,69 2,54 0,26 5,49 27,9
Thoái hoá hoá học 0,93 1,03 0,43 2,39 12,2
Thoái hoá vật lý 0,44 0,27 0,12 0,83 4,2
Tổng số 7,49 9,11 3,05 19,65 100,0

Bảng 1.2: Diện tích đất thoái hoá do hoạt động của con người theo khu vực (ĐVT: triệu ha; Nguồn: Oldeman và cs, 1992)

Khu vực Chặt phá rừng Chăn thả quá mức Quản lý yếu kém Khai thác quá mức Hoạt động công nghiệp
Châu Phi 67 243 121 63 -
Châu Á 298 197 204 46 1
Nam Mỹ 100 68 64 12 -
Bắc Mỹ 18 38 91 11 1
Châu Âu 84 50 64 1 21
Châu Úc 12 83 8 - -
Tổng 579 679 552 133 23

Bảng 1.3: Diện tích đất đồi núi Việt Nam theo độ dày tầng đất mịn (ĐVT: 1.000 ha; Nguồn: Vũ Năng Dũng, 2009)

TT Nhóm đất Tầng dày >100 cm Tầng dày 100–50 cm Tầng dày <50 cm Tổng
1 Đất xám và bạc màu 1.671,0 1.102,0 898,0 3.671,0
2 Đất đỏ nâu và xám nâu vùng bán khô hạn 26,0 88,0 0,5 114,5
3 Đất đen 79,5 109,3 124,0 312,8
4 Đất đỏ vàng 5.432,6 5.864,2 3.612,4 14.909,2
5 Đất mùn vàng đỏ trên núi 1.262,8 1.144,3 878,9 3.286,0
6 Đất mùn trên núi cao 15,3 131,0 58,0 204,3
7 Đất xói mòn trơ sỏi đá - - 373,0 373,0
Tổng 8.487,2 8.438,8 5.944,8 22.870,8

Bảng 1.4: Thoái hoá đất do xói mòn theo các vùng kinh tế sinh thái (Nguồn: Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 2002)

TT Vùng kinh tế sinh thái Diện tích (triệu ha) Tỷ lệ đất dốc (%) Tỷ lệ diện tích có rừng (%) Thoái hoá đất do xói mòn (%)
1 Miền núi và trung du Bắc bộ 9,8 95 9 80
2 Khu IV cũ 5,2 80 12 70
3 Duyên hải miền Trung 4,4 70 13 65
4 Tây Nguyên 5,2 90 23 60

Bảng 1.6: Rửa trôi các cation kiềm, kiềm thổ và $NH_4^+$ theo chiều sâu phẫu diện (ĐVT: ldl/100g đất; Nguồn: Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 2002)

TT Loại đất Tầng 0–20 cm Tầng 20–40 cm Tầng 40–80 cm Tầng 80–100 cm
1 Đỏ vàng trên đá phiến 5,0 7,4 10,7 14,8
2 Đỏ vàng trên đá gơnai 6,5 8,4 11,6 15,8
3 Đỏ vàng trên đá bazan 5,1 6,3 9,7 12,5
4 Đỏ vàng trên đá poocphia 5,1 7,3 10,4 13,9
5 Đỏ vàng trên đá vôi 6,0 8,5 11,5 14,2
6 Đỏ vàng trên đá granit 7,3 9,6 11,8 13,9

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết khung nội dung nghiên cứu gồm 3 phần:

  1. Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng gò đồi có quan hệ đến thoái hóa đất.
  2. Xác định thực trạng thoái hóa đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn (xói mòn, suy thoái tính chất lý hóa học, xây dựng bản đồ thoái hóa tiềm năng và hiện tại).
  3. Đề xuất các giải pháp ngăn chặn thoái hóa và bảo vệ đất gò đồi.

Chương này mô tả chi tiết các sơ đồ quy trình công nghệ:

  • Quy trình xác định lượng đất mất theo phương trình RUSLE2 (Hình 2.1): Tích hợp dữ liệu trạm mưa ($R$), bản đồ đất ($K$), mô hình số độ cao DEM để tính độ dốc và chiều dài sườn dốc ($LS$), bản đồ hiện trạng thảm phủ ($C$) và bản đồ giải pháp canh tác ($P$) để tính toán lượng đất mất trên từng ô lưới raster.
  • Quy trình thành lập bản đồ thoái hoá đất (Hình 2.2): Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS các lớp đơn tính $\rightarrow$ Chồng xếp bản đồ thoái hóa tiềm năng $\rightarrow$ Tích hợp bản đồ hiện trạng sử dụng đất và số liệu điều tra độ phì nền $\rightarrow$ Phân cấp và biên tập bản đồ thoái hóa hiện tại tỷ lệ 1/100.000.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội liên quan đến thoái hóa đất

  • Khí hậu và lượng mưa: Lạng Sơn có khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi, lượng mưa trung bình năm phân hóa phức tạp theo không gian (Sơ đồ Hình 3.1) và nhiệt độ phân vùng rõ rệt (Hình 3.2). Mưa tập trung chủ yếu vào mùa hè (tháng 5 đến tháng 9), cường độ mưa lớn gây áp lực xói mòn mạnh trên địa hình gò đồi.
  • Lớp phủ thực vật và phân loại đất: Hiện trạng lớp phủ thực vật năm 2008 trên đất gò đồi (Bảng 3.1) cho thấy diện tích rừng tự nhiên suy giảm, nhiều diện tích là cây bụi, đồi trọc hoặc cây trồng hàng năm có độ che phủ thấp. Đất gò đồi Lạng Sơn được phân loại thành các nhóm chính phát triển trên đá phiến sét, đá cát, đá biến chất và phù sa cổ (Bảng 3.2, Hình 3.3).
  • Yếu tố kinh tế - xã hội: Cơ cấu sản xuất (Bảng 3.3) và phân bố dân cư các dân tộc (Bảng 3.4) cho thấy áp lực canh tác nương rẫy, quảng canh. Tình hình sử dụng phân bón (Bảng 3.5) thể hiện việc bón phân chưa cân đối, thiếu phân hữu cơ, lạm dụng phân vô cơ làm tăng tốc độ chua hóa đất.

2. Thực trạng thoái hóa đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn

  • Xói mòn đất: Kết quả tính toán xói mòn theo RUSLE2 (Bảng 3.6, Hình 3.4) phân chia diện tích gò đồi theo các cấp xói mòn. Diện tích đất phân bố theo độ dốc và tầng dày (Bảng 3.7) chỉ ra phần lớn diện tích có độ dốc $>15^\circ$ và tầng đất mịn bị mỏng dần do xói mòn mặt.
  • Thoái hóa lý tính đất:
    • Tỷ lệ cấp hạt sét (Bảng 3.8): Tầng mặt bị rửa trôi sét mạnh, tỷ lệ sét thấp hơn đáng kể so với tầng sâu, làm kết cấu đất bị phá vỡ.
    • Dung trọng (Bảng 3.9): Đất thoái hóa có dung trọng cao, phổ biến $>1{,}2\text{ g/cm}^3$, cá biệt một số nơi đạt trên $1{,}4\text{ g/cm}^3$, thể hiện đất bị nén chặt.
    • Độ xốp (Bảng 3.10): Độ xốp tổng số suy giảm mạnh ở các loại hình trồng sắn, ngô so với đất dưới tán rừng tự nhiên.
  • Thoái hóa hóa tính đất:
    • Độ chua ($pH_{KCl}$) (Bảng 3.11): Trên 90% diện tích đất gò đồi có phản ứng chua mạnh ($pH_{KCl} < 4{,}5$), tầng mặt bị chua hóa nghiêm trọng.
    • Cation kiềm trao đổi ($Ca^{2+}, Mg^{2+}$) (Bảng 3.12): Tổng lượng $Ca^{2+}$ và $Mg^{2+}$ nghèo đến rất nghèo do bị rửa trôi mạnh theo phẫu diện.
    • Hàm lượng hữu cơ ($OM%$) và mùn (Bảng 3.13, Bảng 3.14): Đất gò đồi canh tác nông nghiệp có hàm lượng hữu cơ rất thấp ($OM < 2%$), tỷ lệ acid fulvic chiếm ưu thế trong thành phần mùn, làm giảm khả năng giữ dinh dưỡng.
    • Dinh dưỡng khoáng ($N, P, K$) (Bảng 3.15, Bảng 3.16, Bảng 3.17): Đạm tổng số nghèo; lân tổng số và lân dễ tiêu ở mức rất nghèo (do bị cố định bởi sắt, nhôm trong môi trường chua feralit); kali tổng số và dễ tiêu ở mức nghèo đến trung bình.
  • Tổng hợp thoái hóa đất và xây dựng bản đồ:
    • Hệ thống chỉ tiêu và thang phân cấp thoái hóa tiềm năng (Bảng 3.18) gồm: độ dốc địa hình, tầng dày đất mịn, lượng mưa năm và nhóm loại đất. Đặc điểm phân cấp (Bảng 3.19) và tổng hợp diện tích theo đơn vị hành chính (Bảng 3.20, Hình 3.5).
    • Tác động của các loại hình sử dụng đất đến thoái hóa hiện tại (Bảng 3.21) và tổng hợp diện tích thoái hóa hiện tại theo các huyện/thành phố của tỉnh Lạng Sơn (Bảng 3.22, Hình 3.6), làm rõ các mức độ: thoái hóa nhẹ, thoái hóa trung bình, thoái hóa mạnh và thoái hóa rất mạnh.

3. Các giải pháp ngăn chặn thoái hóa và bảo vệ đất gò đồi

  • Bố trí sử dụng đất hợp lý: Phân bổ cơ cấu cây trồng theo cấp độ dốc (Bảng 3.23):
    • Độ dốc $<8^\circ$: Bố trí trồng cây hàng năm thâm canh, cây ăn quả, có biện pháp che phủ đất.
    • Độ dốc $8–15^\circ$: Trồng cây ăn quả, cây công nghiệp kết hợp băng cây phân xanh chắn xói mòn theo đường đồng mức.
    • Độ dốc $15–25^\circ$: Phát triển nông lâm kết hợp, cây lâu năm, hạn chế cày xới.
    • Độ dốc $>25^\circ$: Khoanh nuôi tái sinh rừng, trồng rừng phòng hộ và cây lâm nghiệp đặc sản.
  • Nâng cao độ che phủ: Áp dụng các mô hình nông lâm kết hợp, trồng cây phủ đất, tủ gốc bằng phế phụ phẩm nông nghiệp để giảm thiểu va đập trực tiếp của hạt mưa.
  • Tăng cường khuyến nông, khuyến lâm: Chuyển giao quy trình bón phân cân đối, tăng cường phân hữu cơ, bón vôi khử chua định kỳ, áp dụng kỹ thuật canh tác không cày xới hoặc cày theo đường đồng mức.
  • Phát triển cây bản địa có lợi thế kinh tế và cây trồng mới:
    • Đánh giá hiệu quả kinh tế một số cây bản địa và cây ăn quả trên đất gò đồi Lạng Sơn (Bảng 3.24) như: Hồng không hạt Bảo Lâm, quýt Bắc Sơn, cây hồi, thông mã vĩ (lấy nhựa và gỗ), kết hợp thử nghiệm cây dứa sợi trên vùng đất khô cằn.
  • Nhóm giải pháp về quản lý: Hoàn thiện công tác giao đất giao rừng, xác lập quyền sử dụng đất ổn định lâu dài; chính sách hỗ trợ vốn tín dụng ưu đãi cho nông dân đầu tư cải tạo đất dốc; xây dựng quy chế giám sát môi trường đất lưu vực.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

  1. Về mặt khoa học và lý luận:
    • Đã ứng dụng thành công phương pháp đánh giá thoái hóa đất tổng hợp (kết hợp thoái hóa tiềm năng và thoái hóa hiện tại) thích ứng với điều kiện tự nhiên và canh tác vùng đồi núi Việt Nam.
    • Kết hợp mô hình xói mòn định lượng số RUSLE2 với công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thành lập bản đồ xói mòn và bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/100.000 trên nền địa hình chuẩn VN2000.
  2. Về mặt thực tiễn:
    • Cung cấp bộ số liệu định lượng đầy đủ, toàn diện và có hệ thống về thực trạng suy thoái các chỉ tiêu lý học (dung trọng, độ xốp, thành phần cơ giới) và hóa học ($pH_{KCl}$, chất hữu cơ, đạm, lân, kali, cation kiềm trao đổi) trên 303.000 ha đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn.
    • Xác định rõ nguyên nhân tự nhiên và nhân tác dẫn đến thoái hóa đất trên từng loại hình sử dụng đất tại địa phương.
    • Xây dựng hệ thống giải pháp tổng hợp (kỹ thuật canh tác, cơ cấu cây trồng bản địa có hiệu quả kinh tế cao, giải pháp chính sách và quản lý) có tính khả thi nhằm bảo vệ và phục hồi độ phì đất gò đồi.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Bố trí cây trồng theo không gian sinh thái: Sử dụng bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/100.000 làm căn cứ quy hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng cấp huyện/tỉnh; ưu tiên phát triển các cây bản địa có tán che phủ tốt và giá trị kinh tế (Hồng không hạt, hồi, thông mã vĩ, quýt).
  • Quy trình kỹ thuật cải tạo đất: Bắt buộc áp dụng biện pháp bón vôi khử chua ($0{,}5–2\text{ tấn/ha}$ tùy loại đất), bổ sung phân chuồng/phân hữu cơ vi sinh, bón phân lân nung chảy hoặc bột phosphat tự nhiên để hạn chế cố định lân; kết hợp trồng băng cây phân xanh (cốt khí, đậu đỗ) theo đường đồng mức.
  • Chính sách quản lý: Tỉnh Lạng Sơn cần ban hành cơ chế tín dụng hỗ trợ nông dân đầu tư nông lâm kết hợp, đẩy mạnh công tác giao đất gắn với trách nhiệm bảo vệ đất chống thoái hóa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Phạm vi không gian: Nghiên cứu chỉ tập trung vào diện tích đất gò đồi có độ chia cắt sâu 10–100 m và độ cao tuyệt đối $<500\text{ m}$ (303.000 ha), chưa bao quát toàn bộ 832.378 ha đất tự nhiên của tỉnh Lạng Sơn (chưa nghiên cứu sâu vùng núi cao $>500\text{ m}$ và địa hình karst đá vôi đặc thù).
  • Tỷ lệ bản đồ: Bản đồ thoái hóa đất được xây dựng ở tỷ lệ 1/100.000, phù hợp cho định hướng quy hoạch cấp tỉnh và cấp huyện nhưng chưa đủ độ chi tiết để áp dụng trực tiếp cho từng thửa đất hoặc cấp xã.
  • Giới hạn thời gian theo dõi: Dữ liệu nghiên cứu tập trung trong giai đoạn 2007–2011; các chỉ tiêu thoái hóa lý hóa đất được đánh giá theo phương pháp so sánh tiêu chuẩn nền và điều tra thời điểm, chưa có chuỗi quan trắc động thái biến động nhiều năm liên tục tại các ô tiêu chuẩn cố định.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng quan trắc thực nghiệm động thái xói mòn và rửa trôi dinh dưỡng trên các ô thí nghiệm lysimeter tiêu chuẩn cho từng loại cây trồng bản địa (hồng, hồi, thông).
  • Xây dựng bản đồ thoái hóa đất chi tiết ở tỷ lệ lớn hơn (1/25.000 hoặc 1/10.000) tại các tiểu vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp hàng hóa để phục vụ quy hoạch chi tiết cấp cơ sở.
  • Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học, vật liệu giữ ẩm và công nghệ tưới tiết kiệm trên đất gò đồi khô hạn phục vụ thâm canh bền vững.

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo khoa học và thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Chuyên ngành Quản lý đất đai, Thổ nhưỡng nông hóa, Khoa học môi trường và Địa lý tài nguyên có thể tham khảo phương pháp luận đánh giá thoái hóa đất tổng hợp, quy trình ứng dụng phương trình RUSLE2 tích hợp GIS để thành lập bản đồ xói mòn và bản đồ thoái hóa đất.
  • Cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Quản lý đất đai tỉnh Lạng Sơn và các tỉnh vùng Trung du miền núi phía Bắc có thể sử dụng trực tiếp cơ sở dữ liệu và bản đồ thoái hóa tỷ lệ 1/100.000 để lập quy hoạch sử dụng đất nông - lâm nghiệp, định hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng.
  • Cán bộ khuyến nông và nông dân: Tham khảo các mô hình kỹ thuật canh tác đất dốc (băng chắn xói mòn, che phủ sinh khối, trồng xen), quy trình bón phân cân đối và lựa chọn các loài cây bản địa có hiệu quả kinh tế cao (hồng không hạt, thông mã vĩ, quýt, hồi) để canh tác bền vững trên đất gò đồi.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án xác định tiêu chí ranh giới của "đất gò đồi" tỉnh Lạng Sơn như thế nào?

Theo luận án (kế thừa tiêu chí từ Nguyễn Văn Toàn và cs, 2010 trong đề tài KC 08.01), đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn được xác định dựa trên hai tiêu chí định lượng: độ cao tương đối (độ chia cắt sâu) từ 10 m đến 100 m và độ cao tuyệt đối nhỏ hơn 500 m. Tổng diện tích đất gò đồi của tỉnh theo tiêu chí này là 303.000 ha, bao gồm các loại đất địa thành phát triển trên các loại đá mẹ khác nhau và đất hình thành trên phù sa cổ.

2. Phương pháp nào được tác giả sử dụng để định lượng xói mòn và thành lập bản đồ thoái hóa đất?

Tác giả ứng dụng phương trình mất đất hiệu chỉnh RUSLE2 ($A = R \times K \times LS \times C \times P$) để tính toán lượng đất mất tiềm năng và hiện tại. Quá trình tính toán được tích hợp với công nghệ GIS để xử lý các lớp dữ liệu không gian (mưa, đất, độ dốc DEM, hiện trạng thảm phủ, giải pháp canh tác) nhằm thành lập bản đồ xói mòn và bản đồ thoái hóa đất tiềm năng/hiện tại ở tỷ lệ 1/100.000 trên nền tọa độ VN2000.

3. Thực trạng thoái hóa lý tính và hóa tính của đất gò đồi Lạng Sơn được ghi nhận như thế nào?

  • Về lý tính: Tầng mặt bị rửa trôi mạnh các hạt sét mịn ($<0{,}002\text{ mm}$), dung trọng tăng cao (thường $>1{,}2\text{ g/cm}^3$), độ xốp và tốc độ thấm nước suy giảm, đất bị nén chặt.
  • Về hóa tính: Trên 90% diện tích đất có phản ứng chua mạnh ($pH_{KCl} < 4{,}5$); hàm lượng chất hữu cơ nghèo ($OM < 2%$); nghèo đạm, lân và kali dễ tiêu; các cation kiềm và kiềm thổ trao đổi ($Ca^{2+}, Mg^{2+}$) bị rửa trôi mạnh xuống tầng sâu phẫu diện.

4. Những loại cây trồng bản địa nào được chứng minh có hiệu quả kinh tế và khả năng bảo vệ đất gò đồi tại Lạng Sơn?

Luận án chỉ ra các cây trồng bản địa có lợi thế sinh thái và hiệu quả kinh tế cao (trình bày tại Bảng 3.24) gồm: Hồng không hạt Bảo Lâm (tại Cao Lộc, Văn Lãng), Quýt Bắc Sơn, cây Hồi, và Thông mã vĩ (trồng phòng hộ kết hợp khai thác gỗ, nhựa thông tại Đình Lập mang lại thu nhập ổn định cho nông dân). Ngoài ra, cây Dứa sợi cũng được đánh giá thích nghi tốt trên các vùng đất đồi khô hạn, nghèo dinh dưỡng.


Kết luận

Luận án tiến sĩ "Nghiên cứu tình hình thoái hoá và giải pháp bảo vệ đất gò đồi tỉnh Lạng Sơn" của tác giả Vũ Xuân Thanh đã giải quyết trọn vẹn các mục tiêu nghiên cứu đặt ra, làm sáng tỏ bức tranh toàn diện về thực trạng thoái hóa xói mòn và suy thoái độ phì lý - hóa học trên 303.000 ha đất gò đồi của tỉnh. Luận án đã ứng dụng thành công phương pháp đánh giá thoái hóa tổng hợp kết hợp mô hình số RUSLE2 và công nghệ GIS để xây dựng hệ thống bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/100.000. Các giải pháp đề xuất bao gồm bố trí cây trồng theo cấp độ dốc, phát triển các loài cây bản địa có hiệu quả kinh tế gắn với kỹ thuật canh tác bảo tồn đất là cơ sở khoa học quan trọng cho việc quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên đất tại tỉnh Lạng Sơn.