Đánh giá nguy cơ xói mòn đất do tác động của biến đổi khí hậu khu vực các huyện bắc quang, quang bình, vị xuyên tỉnh hà giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN ĐỨC ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ XĨI MỊN ĐẤT DO TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC CÁC HUYỆN BẮC QUANG, QUANG BÌNH, VỊ XUYÊN – TỈNH HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN ĐỨC ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ XĨI MỊN ĐẤT DO TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC CÁC HUYỆN BẮC QUANG, QUANG BÌNH, VỊ XUYÊN – TỈNH HÀ GIANG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60.44.03.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN ĐỨC ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình nghiên cứu thực đề tài, tơi nhận quan tâm giúp đỡ nhiều tập thể, cá nhân học viện Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo Khoa Môi Trường, Khoa Quản lý Đất đai - Học Viện Nông nghiệp Việt Nam truyền đạt cho kiến thức bổ ích tạo điều kiện giúp đỡ hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến thầy giáo TS Nguyễn Duy Bình dành nhiều thời gian tâm huyết, tận tình hướng dẫn, bảo tơi q trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hà Giang, Trung tâm Tương tác Biển Khí quyển, Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh Hà Giang, Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp tạo điều kiện, cung cấp số liệu cần thiết giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu địa bàn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp ln động viên khích lệ giúp đỡ tơi hồn thành tốt nghiên cứu Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn NGUYỄN VĂN ĐỨC iii MỤC LỤC Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục bảng vii Danh mục hình ix Danh mục chữ viết tắt xi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Yêu cầu Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Xói mòn đất 1.1.1 Khái niệm nguyên nhân xói mịn đất 1.1.2 Các phương pháp ước lượng xói mịn đất 1.1.3 Cơng thức USLE yếu tố ảnh hưởng đến xói mịn đất 13 1.1.4 Tình hình nghiên cứu trạng xói mịn đất 21 1.1.5 Các nghiên cứu đánh giá tác động biến đổi khí hậu (BĐKH) đến xói mịn đất 29 1.2 Biến đổi khí hậu 31 1.2.1 Khái niệm biến đổi khí hậu 31 1.2.2 Các biểu biến đổi khí hậu 33 1.2.3 Kịch biến đổi khí hậu 37 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1 Đối tượng nghiên cứu 46 2.2 Phạm vi nghiên cứu 46 2.3 Nội dung nghiên cứu 46 2.3.1 Đánh giá điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 46 2.3.2 Đánh giá yếu tố xói mịn đất khu vực nghiên cứu 46 iv 2.3.3 Xây dựng liệu đồ xói mịn đất mưa năm 2010 dự báo năm 2020 với thay đổi lượng mưa theo kịch biến đổi khí hậu 46 2.3.4 Đánh giá nguy xói mịn đất biến đổi khí hậu khu vực 47 2.3.5 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu xói mịn 47 2.4 Phương pháp nghiên cứu 47 2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 47 2.4.2 Phương pháp phân tích, tổng hợp liệu 48 2.4.3 Phương pháp cơng thức tổng hợp xói mịn đất kết hợp GIS 48 2.4.4 Phương pháp thống kê 54 2.4.5 Phương pháp so sánh 54 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 55 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Bắc Quang, Quang Bình Vị Xuyên 55 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 55 3.1.2 Tình hình phát triển kinh tế, xã hội 64 3.2 Đánh giá yếu tố xói mịn đất khu vực nghiên cứu 68 3.2.1 Đánh giá yếu tố thổ nhưỡng 68 3.2.2 Đánh giá yếu tố lượng mưa thay đổi biến đổi khí hậu 71 3.2.3 Yếu tố địa hình 74 3.2.4 Đánh giá yếu tố che phủ 75 3.2.5 Đánh giá yếu tố sử dụng đất 77 3.3 Xây dựng liệu đồ xói mòn đất biến đổi lượng mưa theo kịch biến đổi khí hậu 79 3.3.1 Xây dựng liệu đồ hệ số xói mịn đất (K) 79 3.3.2 Xây dựng liệu hệ số xói mịn mưa (R) năm 2010 năm 2020 với thay đổi lượng mưa theo kịch biến đổi khí hậu 83 3.3.3 Xây dựng liệu đồ hệ số LS 89 3.3.4 Xây dựng đồ hệ số che phủ (C) 91 3.3.5 Xây dựng liệu đồ hệ số P 94 v 3.3.6 Xây dựng liệu đồ xói mịn đất năm 2010 dự báo năm 2020 với thay đổi lượng mưa theo kịch biến đổi khí hậu 96 3.4 Đánh giá nguy xói mịn đất khu vực nghiên cứu 100 3.4.1 Đánh giá mức độ xói mịn đất khu vực theo kịch BĐKH 100 3.4.2 Đánh giá xu hướng xói mịn đất theo kịch biến đổi khí hậu 104 3.5 Đề xuất biện pháp hạn chế xói mịn đất nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu 108 3.5.1 Các biện pháp tăng cường khả che phủ đất 108 3.5.2 Các biện pháp cơng trình 109 3.5.3 Các biện pháp canh tác 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 Kết luận 114 Kiến nghị 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Một số công thức tính hệ số R 16 1.2 Giá trị trị hệ số R số khu vực phía Bắc Việt Nam 16 1.3 Hệ số xói mịn loại đất địa bàn tỉnh Hà Giang 18 1.4 Giá trị hệ số C loại lớp phủ địa bàn tỉnh Hà Giang 1.5 21 Tỷ lệ đất dốc bị thối hóa ảnh hưởng xói mịn phân theo vùng sinh thái Việt Nam 23 1.6 Lượng đất bình qn xói mòn số vùng đặc trưng 23 1.7 Tổng hợp mức độ xói mịn đất diện tích khu vực nghiên cứu năm 2008 1.8 28 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) qua thập kỷ kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 1999 ứng với kịch phát thải trung bình (B2) 44 3.1 Nhiệt độ trung bình năm trạm Hà Giang trạm Bắc Quang 58 3.2 Lượng mưa trung bình năm trạm Hà Giang trạm Bắc Quang 59 3.3 Độ ẩm trung bình năm trạm Hà Giang trạm Bắc Quang 59 3.4 Giờ nắng năm trạm Hà Giang trạm Bắc Quang 60 3.5 Vận tốc gió trung bình trạm Hà Giang trạm Bắc Quang 60 3.6 Thống kê diện tích số loại đất khu vực nghiên cứu 61 3.7 Số lượng đàn gia súc khu vực nghiên cứu 66 3.8 Diện tích loại đất khu vực nghiên cứu theo nhóm loại đất 69 3.9 Mức tăng lượng mưa năm(%) khu vực nghiên cứu qua thập kỷ kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 2000 3.10 72 Mức thay đổi lượng mưa mùa mưa mùa khô qua thập kỷ kỷ 21 so với thời kỳ 1980 - 1999 ứng với kịch phát thải trung bình (B2) trạm khí tượng khu vực 73 3.11 Thống kê loại đối tượng che phủ khu vực 77 3.12 Diện tích loại đất áp dụng biện pháp canh tác khu vực 78 vii 3.13 Hệ số xói mịn loại đất khu vực nghiên cứu 80 3.14 Hệ số xói mịn thảm thực vật khu vực nghiên cứu 91 3.15 Hệ số xói mịn loại hình canh tác sử dụng đất khu vực 95 3.16 Mức độ xói mòn đất mưa đến năm 2020 theo kịch BĐKH khu vực nghiên cứu 3.17 100 Phân chia tỷ lệ (%) diện tích (ha) theo cấp độ xói mịn loại hình canh tác khu vực nghiên cứu 3.18 Thống kê diện tích đất theo cấp độ xói mịn đến năm 2020 khu vực huyện Bắc Quang 3.19 103 Thống kê diện tích đất theo cấp độ xói mịn đến năm 2020 khu vực huyện Quang Bình 3.20 102 104 Thống kê diện tích đất theo cấp độ xói mịn đến năm 2020 khu vực huyện Vị Xuyên 104 3.21 So sánh thống kê số liệu xói mòn khu vực nghiên cứu thời điểm 105 3.22 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Bắc Quang thời điểm 3.23 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Quang Bình thời điểm 107 3.24 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Vị Xuyên thời điểm viii 106 107 DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Biến đổi nhiệt độ bề mặt Trái Đất theo thời gian 34 1.2 Xu hướng biến đổi số khí nhà kính đến 2005 34 1.3 Kịch BĐKH nhiệt độ cho khu vực châu Á 40 1.4 Kịch BĐKH nhiệt độ cho khu vực Châu Á (IPCC/2007) 41 2.1 Bảng tra toán đồ hệ số K Wischmeier Smith (1978) 51 2.2 Q trình tính giá trị hệ số LS 52 2.3 Quy trình mơ mức độ xói mịn đất 54 3.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 56 3.2 Mơ hình số độ cao khu vực nghiên cứu 57 3.3 Dữ liệu đồ thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu 70 3.4 Diễn biến tổng lượng mưa năm trạm khí tượng khu vực 72 3.5 Mơ hình số liệu độ cao khu vực 74 3.6 Mơ hình số liệu độ dốc khu vực 75 3.7 Dữ liệu trạng lớp phủ năm 2010 khu vực nghiên cứu 76 3.8 Dữ liệu trạng biện pháp canh tác năm 2010 khu vực 79 nghiên cứu 3.9 Lựa chọn đối tượng theo loại đất (a) gán giá trị hệ số K cho loại đất chọn (b) 3.10 81 Bảng thuộc tính (a) liệu đồ hệ số K (b) khu vực nghiên cứu 81 3.11 Chuyển đổi liệu hệ số K sang dạng Raster 82 3.12 Dữ liệu đồ hệ số xói mịn đất (K) khu vực nghiên cứu 82 3.13 Dữ liệu đồ phân bố lượng mưa năm 2010 khu vực nghiên cứu 83 3.14 Xử lý liệu mức tăng lượng mưa phần mềm ArcGIS 84 3.15 Kết xử lý liệu phân bố lượng mưa trung bình (a) liệu phân bố mức tăng lượng mưa (b) khu vực nghiên cứu ix 85 Bảng 3.21 So sánh thống kê số liệu xói mịn khu vực nghiên cứu thời điểm TT Cấp độ xói mịn Diện tích (ha) Năm 2010 I II 14.152,93 III giá Năm 2020 (ha) Năm 2010 Đánh Năm 2020 giá (%) -13.724,91 54,59 50,54 -4,05 13.246,56 -906,37 4,18 3,91 -0,27 11.139,50 10.291,46 -848,03 3,29 3,04 -0,25 IV 38.632,75 43.652,31 5.019,56 11,41 12,89 1,48 V 89.827,05 100.286,81 10.459,74 26,53 29,62 3,09 Tổng 184.834,50 171.109,59 Tỷ lệ (%) Đánh 338.586,73 100 Bảng 3.21 cho thấy, theo kịch BĐKH tỉnh đến năm 2020 so với năm 2010, diện tích vùng khơng xói mịn (cấp độ I) xói mịn trung bình (cấp độ III) có xu hướng giảm, đó, giảm mạnh diện tích đất khơng bị xói mịn với 4,45% diện tích khu vực, tương ứng 13.724,91 Các cấp độ xói mịn mạnh mạnh có xu hướng tăng, tăng mạnh cấp độ xói mịn mạnh với 3,09% diện tích khu vực, tương ứng 10.459,74 Các diện tích xói mịn nhẹ xói mịn trung bình (cấp độ II III) giảm nhẹ Sự gia tăng xói mịn đất khu vực ngồi làm suy giảm độ phì nói chung đất cịn dẫn đến vận chuyển vào dịng chảy sơng suối lượng lớn vật chất có đất, từ gây nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến cân hệ sinh thái khu vực nghiên cứu Đặc biệt, khu vực nghiên cứu có nhiều hệ thống ao, đầm suối tận dụng để nuôi trồng thủy sản Trong giai đoạn BĐKH, trận mưa lớn rửa trôi chất đất vào nguồn nước làm thay đổi đột ngột môi trường sống vật nuôi Sự thay đổi nảy ảnh hưởng đến hiệu nuôi trồng người dân, đặc biệt tượng cá chết hàng loạt sau trận mưa dông lớn vào mùa hè Xu hướng xói mịn đất khu vực huyện Bắc Quang Bảng 3.22 cho thấy, theo kịch BĐKH tỉnh đến năm 2020 so với năm 105 2010, diện tích vùng khơng xói mịn đến xói mịn trung bình có xu hướng giảm diện tích đất khơng xói mịn có xu hướng giảm mạnh với 3,97% diện tích khu vực (4.364,73ha), nhiên, mức giảm nhỏ so với trung bình tồn khu vực nghiên cứu Các diện tích khu vực có cấp độ xói mịn mạnh mạnh tăng lên từ 1,38% ( cấp độ IV) đến 3,21% (cấp độ V) Bảng 3.22 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Bắc Quang thời điểm TT Cấp độ Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Đánh giá Đánh giá xói mòn Năm 2010 Năm 2020 I 59.936,10 55.571,37 -4.364,73 54,55 50,58 -3,97 II 4.636,67 4.366,76 -269,91 4,22 3,97 -0,25 III 3.592,87 3.182,22 -410,65 3,27 2,9 -0,37 IV 11.251,07 12.766,08 1.515,01 10,24 11,62 1,38 V 30.456,98 33.987,26 3.530,28 27,72 30,93 3,21 Tổng (ha) Năm 2010 109.873,69 Năm 2020 (%) 100 Xu hướng xói mịn đất khu vực huyện Quang Bình Tỷ lệ diện tích mức độ xói mịn huyện Quang Bình có tương đồng với huyện Bắc Quang, kết hợp với xu tăng nhanh lượng mưa tương lai huyện làm cho q trình xói mịn đất khu vực diễn mạnh mạnh q trình xói mịn Bắc Quang Bảng 3.23 cho thấy, theo kịch BĐKH tỉnh đến năm 2020, diện tích vùng khơng xói mịn đến xói mịn trung bình (cấp độ I - III) địa bàn huyện Quang Bình có xu hướng giảm Đặc biệt diện tích đất khơng bị xói mịn với suy giảm diện tích lớn trung bình khu vực nghiên cứu (giảm 4,15% diện tích tương ứng với 4.611,09ha) Trong tất diện tích xói mịn mạnh mạnh có xu hướng tăng lên với tỷ lệ tăng diện tích lớn so với tỷ lệ tăng toàn khu vực nghiên cứu Điều cho thấy xu hướng tăng lượng mưa phía huyện Quang Bình theo kịch BĐKH tác động mạnh đến suy giảm diện tích đất khơng bị xói mịn đất bị xói mịn mạnh địa bàn huyện 106 Bảng 3.23 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Quang Bình thời điểm Cấp độ TT xói mịn Diện tích (ha) Năm 2010 Năm 2020 Đánh Tỷ lệ (%) giá Năm 2010 Năm 2020 (ha) -4.611,09 54,73 48,90 Đánh giá (%) -4,15 I 43.339,61 38.728,52 II 3.397,17 2.495,91 -901,26 4,29 3,15 -0,32 III 2.534,02 1.953,12 -580,90 3,2 2,47 -0,30 IV 8.116,77 8.987,41 870,64 10,25 11,35 1,37 V 21.800,47 27.023,08 5.222,61 27,53 34,13 3,40 79.188,04 Tổng 100 Xu hướng xói mịn đất khu vực huyện Vị Xun So sánh liệu xói mịn đất năm 2010 năm 2020 theo thay đổi lượng mưa kịch BĐKH cho thấy đến năm 2020 diện tích đất khơng bị xói mịn đến xói mịn trung bình có xu hướng giảm, nhiên, giảm nhở so với trung bình tồn khu vực Các diện tích có cấp độ xói mịn mạnh mạnh có xu hướng tăng mức độ tăng nhỏ so với trung bình tồn khu vực Như vậy, giao động tỷ lệ diện tích cấp độ xói mịn huyện Vị Xun nhìn chung thấp Điều lý giải phần phía bắc huyện có lượng mưa nhỏ, biến động lượng mưa có tăng lên chưa ảnh hưởng lớn đến biến động tỷ lệ diện tích cập độ xói mịn huyện cịn lại Bảng 3.24 Thống kê số liệu xói mịn khu vực huyện Vị Xuyên thời điểm Diện tích (ha) Năm 2010 Năm 2020 I 81.554,83 76.805,74 Đánh giá (ha) -4.749,09 II 6.120,52 6.385,32 III 5.014,28 IV V TT Cấp độ xói mịn Tổng Tỷ lệ (%) 54,54 51,37 Đánh giá (%) -3,17 264,80 4,09 4,27 0,18 5.157,80 143,52 3,36 3,45 0,10 19.274,24 21.908,15 2.633,91 12,89 14,65 1,76 37.561,13 39.267,99 1.706,86 25,12 26,26 1,14 149.525,00 Năm 2010 100 107 Năm 2020 Như vậy: Theo kịch BĐKH, dự báo đến năm 2020 so với năm 2010 khu vực nghiên cứu có suy giảm diện tích đất khơng xói mịn đến xói mịn trung bình đồng thời tăng diện tích cấp độ xói mịn mạnh mạnh Sự suy giảm diện tích mạnh cấp độ khơng xói mịn tăng mạnh diện tích đất xói mịn mạnh Trong khu vực nghiên cứu, Quang Bình huyện có tỷ lệ diện tích khơng xói mịn (cấp độ I) giảm mạnh 4,15% diện tích tồn huyện (4.611,09ha) Đồng thời huyện có diện tích đất xói mịn mạnh (cấp độ V) tăng lên mạnh với mức tăng chiếm tỷ lệ 3,4% diện tích huyện 3.5 Đề xuất biện pháp hạn chế xói mịn đất nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu Qua phân tích tài liệu thu thập tính tốn mức độ xói mòn đất khu vực nghiên cứu cho thấy tượng xói mịn đất khu vực nghiên cứu tương lai xảy với mức độ lớn nguyên nhân sau: - Địa hình khu vực có độc dốc lớn - Lượng mưa khu vực lớn có xu hướng tăng mạnh mở rộng phía Tây phía Tây Bắc khu vực Như vậy, để hạn chế xói mịn xảy khu vực cần giải tốt vấn đề sau: - Tăng cường khả che phủ cho diện tích canh tác khu vực đặc biệt mùa mưa, đảm bảo nguồn nước tưới mùa khô để giữ vững ổn định khả che phủ - Thực tốt biện pháp canh tác đất dốc, canh tác nông lâm kết hợp để hạn chế ảnh hưởng dòng nước chảy tràn bề mặt trận mưa - Tổ chức đợt họp dân, tuyên truyền ảnh hưởng BĐKH xói mịn đất, phổ biến kiến thức kỹ thuật ứng phó cho người dân Các nội dung công việc cụ thể bao gồm: 3.5.1 Các biện pháp tăng cường khả che phủ đất Biện pháp quan trọng hạn chế xói mịn đất tăng cườngk che phủ đất Để tăng cường khả che phủ đất, biện pháp loại 108 canh tác bao gồm: - Đối với khu vực trồng lúa nương sườn dốc, việc thiết lập hệ thống ruộng bậc thang nay, sau thu hoạch nên giữ lại gốc rạ đồng ruộng để che phủ đất - Đối với diện tích trồng cơng nghiệp, ăn Vị Xuyên Bắc Quang (cam, chè) cần thực kỹ thuật trồng xen lâu năm với hàng năm Lựa chọn hàng năm thuộc ưa bóng trồng theo đường đồng mức để cắt ngắn chiều dài dòng nước chảy bề mặt giữ nước lại tạ sườn dốc - Đối với diện tích rừng sản xuất (chủ yếu khai thác lấy gỗ nguyên liệu giấy): Phải trồng xen lứa hậu bị để tránh việc khai thác trắng, trình khai thác phải ý giữ lại chưa đủ lớn để trì lớp thực phủ cho đất - Tận dụng đặc trưng địa hình để xây dựng hệ thống máng dẫn thu nước mưa chảy tràn để tưới lại cho vào giai đoạn thiếu mưa 3.5.2 Các biện pháp cơng trình a, Xây dựng đập chắn bẫy đất Biện pháp áp dụng khu vực có mức độ xói mịn nhhej trung bình khu vực (cụ thể khu vực xác định theo liệu đồ xói mịn đất năm 2020 xây dựng biên tập nghiên cứu) Dòng chảy rãnh thoát nước hay khe suối tự nhiên tạo nên tốc độ sức tàn phá lớn Để làm chậm dòng chảy rãnh thoát nước bảo vệ rãnh khỏi bị nước bào mịn xuống sâu cần xây dựng đập chắn bẫy đất Những cơng trình làm tăng lượng nước ngấm vào đất, làm giảm xói mịn Đập chắn thường nhỏ, với cấu trúc đơn giản Người nơng dân tự xây bảo dưỡng Chúng sử dụng để ngăn xói mịn để làm chậm dịng chảy hệ thống rãnh nước Bước đầu tiên, việc xây dựng đập chắn đánh dấu đường thẳng qua khe rãnh thoát nước, đường phải qua đường đồng mức chạy qua sườn dốc Tiếp phải đóng cọc xuống đất theo đường vạch dấu qua rãnh khe cách mép rãnh, mép khe rộng 1m 109 Nếu được, cần sử dụng có khả mọc chồi từ hom thân hay cành để làm cọc, cọc phát triển thành vật chắn sống Hình 3.31 Xây dựng rào chắn (Nguyễn Viết Khoa cs, 2008) Cần lấy tre, nứa cành để đan vào cọc, làm cho cọc đứng cố định Việc làm cho vật chắn vững dày Đá xếp phía cao cấu trúc này, dùng đá để gia cố phía đập chắn Sau tre hay cành đan vào cọc, cành bụi loại vật liệu khác cài vào phía đập, làm cho nước chảy qua đập chắn bị chậm lại, làm cho nước lắng đọng lại sau đập Hình 3.32 Bẫy đất (Nguyễn Viết Khoa cs, 2008) 110 Trên rãnh nước đào hố rộng sâu hơn, kích thước hố thường dài 1m, rộng 1m sâu 0,5m, hố gọi bẫy đất Chúng ta cịn sử dụng bẫy đất lớn 1m3 để giữ nước tưới b, Xây dựng rãnh bờ rãnh, tường đá Biện pháo áp dụng nhiều diện tích canh tác nơng nghiệp khu vực Cao nguyên đá thuộc phía bắc tỉnh hà Giang Tuy nhiên, áp dụng hiệu diện tích canh tác nương rấy khu vực nơi gần dòng chảy song suối việc tận dụng vật liệu đá từ lòng song suối để xếp thành bờ tường Mục đích việc làm để chia sườn dốc thành phần nhỏ để làm giảm lực dòng chảy xuống chân đồi Khoảng cách vật chắn phụ thuộc vào nơi có độ dốc khác Nếu độ dốc lớn vật chắn cách từ 3- m, độ dốc vừa phải khoảng cách chúng từ 5- m Với nơi đất có độ sâu trung bình, đào rãnh ngang theo đường đồng mức Hình 3.33 Đào rãnh theo đường đồng mức (Nguyễn Viết Khoa cs, 2008) Mục đích việc đào rãnh ngồi việc giữ cho đất khỏi bị rửa trôi, rãnh đồng mức làm giảm dòng chảy nước làm cho lượng nước mưa thấm vào đất nhiều nên giữ ẩm lâu hết mưa Việc đào rãnh làm bờ rãnh theo đường đồng mức cần phải tiến hành đồng thời 111 Hình 3.34 Kích thước rãnh (Nguyễn Viết Khoa cs, 2008) Rãnh đào dọc theo đường đồng mức sâu khoảng 30cm, bờ rãnh có chiều rộng khoảng 50cm cao khoảng 30cm Cịn với nơi có tầng đất mỏng hay có nhiều đá (gần suối) mà khơng thể đào rãnh theo đường đồng mức được, việc tạo bờ chắn đá giải pháp có hiệu Hình 3.35 Tạo móng để xây dựng tường đá (Nguyễn Viết Khoa cs, 2008) Tường đá xếp theo đường đồng mức, bờ chắn làm giảm tốc độ dịng chảy nước làm giảm bớt độ xói mịn Để xây dựng bờ chắn đá phải tạo nên rãnh phẳng rộng khoảng 50cm dọc 112 theo toàn đường đồng mức, rãnh móng cho tường đá Ta xếp đá vào rãnh đạt chiều cao từ 50 - 80cm, chiều cao tường phụ thuộc vào độ dốc sườn đồi, nguồn đá sẵn có nguồn nhân lực Lưu ý làm bờ rãnh hay xây vật chắn đá nên đỉnh đồi Nếu công việc chân đồi, gặp trời mưa lực nước chảy từ xuống làm phá huỷ cơng trình làm phía 3.5.3 Các biện pháp canh tác Trồng theo đường đồng mức: Là biện pháp cơng trình phổ biến vùng đồi trồng loại lương thực, ăn dạng bụi thấp chè, dưa, mía đồi, cà phê Có thể xây dựng ruộng với đường đồng mức đơn (từng hàng) theo băng có băng phân xanh cỏ xen hỗ trợ thêm khả chống xói mịn Biện pháp nhiều cơng trình nghiên cứu viện tỉnh miền núi đạt kết rõ ràng, đặc biệt đề tài nghiên cứu thuộc Chương trình IBSRAM GS.TS Thái Phiên (Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa) Các mơ hình trồng theo đường đồng mức ghi nhận rõ khắp vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam, đặc biệt có hiệu trồng chè, trồng dứa, trồng mía đồi Biện pháp trồng theo hình vẩy cá: Là biện pháp thường áp dụng cho loại công nghiệp ăn dài ngày, phù hợp với khu vực nghiên cứu Biện pháp đặc biệt hiệu việc chống xói mịn đất ngăn dịng chảy mạnh vào mùa mưa đất dốc lớn, đồng thời tăng khả thấm nước đất gốc lớn Trồng số loại vừa có tác dụng che phủ thường xuyên vừa mang lại lợi ích khác chăn nuôi Hiện nay, địa bàn tỉnh Hà Giang, khu vực huyện cao nguyên núi đá (phía bắc khu vực nghiên cứu) người dân trồng loại cỏ voi để vừa ngăn xói mịn rửa trôi đất, vừa tạo nguồn thức ăn cho gia súc (trâu bị) vào mùa đơng Có thể áp dụng loại trồng khu vực nghiên cứu, đặc biệt khu vực đất trống khu vực có độ dốc lớn để vừa che phủ đất, cải tạo sinh khối hữu cơ, dinh dưỡng đất vừa tạo nguồn thức ăn cho gia súc mùa đông 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận (1) Khu vực huyện Bắc Quang, Quang Bình Vị Xuyên – tỉnh Hà Giang thuộc vùng phía Nam tỉnh Hà Giang Với đặc thù điều kiện tự nhiên có địa hình dốc lớn (độ dốc trung trung bình 18o) nằm vùng “rốn mưa” nước (lượng mưa trung bình năm 4000mm) q trình xói mịn xảy với mức độ lớn (2) Các yếu tố quan trọng hạn chế q trình xói mịn đất khu vực nghiên cứu lớp phủ sử dụng đất Đối với yếu tố lớp phủ, khu vực có diện tích rừng che phủ cao, đạc biệt diện tích rừng phục hồi chiếm 33,66% diện tích khu vực, nhiên cịn diện tích đất trống khơng có che phủ diện tích đất chưa canh tác khơng có che phủ Đối với yếu tố sử dụng đất, biện pháp canh tác chủ yếu khu vực sản xuất lâm nghiệp canh tác nương rẫy nhiên, việc áp dụng biện pháp hạn chế xói mịn áp dụng diện tích trồng lâu năm công nghiệp với phương thức trồng theo đường đồng mức (4) Phân tích kịch BĐKH địa bàn tỉnh khu vực nghiên cứu cho thấy giai đoạn đến năm 2020, lượng mưa tăng toàn khu vực từ 1- 1,5% Trong đó, lượng mưa tăng mạnh chủ yếu tập trung huyện Quang Bình, tiếp đến huyện Bắc Quang, huyện Vị Xuyên làm cho q trình xói mịn khu vực tăng lên mạnh so với mức tăng khu vực cịn lại tỉnh Ngồi ra, theo kịch BĐKH, thời gian mùa mưa có xu hướng ngắn lại, điều làm gia tăng lớn cường độ mưa khu vực làm cho trình xói mịn diễn mạnh mẽ (5) Kết xây dựng đồ xói mịn đất năm 2020 so với năm 2010 theo thay đổi lượng mưa theo kịch BĐKH tỉnh Hà Giang cho thấy: - Đến năm 2020 khu vực nghiên cứu có 29,62% diện tích đất bị xói mịn mạnh (100.286,81ha), đất bị xói mịn mức độ mạnh có diện tích với 12,89% (43.652,31ha) Diện tích đất không bị xói mịn chiếm nửa 114 (50,54%) diện tích toàn khu vực - Đến năm 2020, so với năm 2010 khu vực nghiên cứu có suy giảm diện tích đất khơng xói mịn đến xói mịn trung bình đồng, giảm mạnh diện tích đất khơng bị xói mịn với 4,45% diện tích khu vực, tương ứng 13.724,91 Đồng thời, so với năm 2010, đến năm 2020 có tăng diện tích cấp độ xói mịn mạnh mạnh, tăng mạnh cấp độ xói mịn mạnh với 3,09% diện tích khu vực, tương ứng 10.459,75 Trong khu vực nghiên cứu, Quang Bình huyện có tỷ lệ diện tích khơng xói mịn (cấp độ I) giảm mạnh 4,15% diện tích tồn huyện (4.611,09ha) Đồng thời huyện có diện tích đất xói mịn mạnh (cấp độ V) tăng lên mạnh với mức tăng chiếm tỷ lệ 3,4% diện tích huyện (6) Từ đặc điểm dự báo mức độ xói mịn đất theo kịch BĐKH khu vực nghiên cứu Các biện pháp hạn chế xói mịn đất ứng phó với BĐKH đề xuất bao gồm: - Tăng cường khả che phủ đất: giữ lại tàn dư thực vật ngồi đồng ruồng, khơng khai thác trắng rừng trồng, thực biện pháp xen canh, gối vụ chủ động nguồn nước tưới mùa khô - Các biện pháp cơng trình bao gồm: Xây dựng đập chắn bẫy đất, xây dựng rãnh bờ rãnh - Các biện pháp canh tác bao gồm trồng theo đường đồng mức trồng theo hình vẩy cá Kiến nghị Thực biện pháp tuyên truyền BĐKH thay đổi khí hậu khu vực tới người dân, hướng dẫn người dân thực biện pháp giảm thiểu tác động đến xói mịn đất đề xuất tài liệu Thực nghiên cứu đầy đủ thay đổi yếu tố ảnh hưởng đến xói mịn đất theo BĐKH để dự báo xác chi tiết mức độ xói mịn đất khu vực nghiên cứu Thực nghiên cứu sâu ảnh hưởng mơ hình canh tác đến khả xói mịn đất khu vực để có giải pháp chi tiết 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Nguyễn Duy Bình, Đỗ Ngun Hải, Nguyễn Đình Cơng, Ngơ Thanh Sơn, Nguyễn Việt Dũng (2011) Tổng quan nghiên cứu thực nghiệm xói mịn đất ngồi nước, Báo cáo chuyên đề số đề tài Khoa học Công nghệ cấp Bộ, MS B2009-11-134 Bộ Khoa học Công nghệ (2009) Tiêu chuẩn Quốc gia chất lượng đất Phương pháp xác định mức độ xói mịn đất mưa: TCVN 5299:2009 Bộ Tài nguyên Môi trường (2012) Kịch Biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Nhà xuất Tài nguyên – Môi trường Bản đồ, Hà Nội Cục thống kê tỉnh Hà Giang (2011) Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang năm 2011;, 280 trang Cục thống kê tỉnh Hà Giang (2014) Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang năm 2014;, 404 trang Trần Văn Chính, Cao Việt Hà, Đỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa, Nguyễn Hữu Thành, Nguyễn Xuân Thành (2006) Giáo trình Thổ nhưỡng học, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Dũng Nguyễn Đình Kỳ (2012) Đánh giá định lượng xói mịn đất vùng đồi núi Thanh - Nghệ -Tĩnh phương trình đất phổ dụng hệ thống thông tin địa lý Viện Địa Lý - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Tạp chí Các khoa học Trái đất, 3/2012 Nguyễn Trọng Hà (1996) Xác định yếu tố gây xói mịn khả dự báo xói mịn đất dốc, Luận án tiến sỹ kỹ thuật trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội Hồ Kiệt (2002) Đánh giá xói mịn bồi lắng số hệ thống canh tác phổ biến vùng đất dốc lưu vực sông Hương, Thừa Thiên Huế, Luận văn Tiến sĩ, MS4.01.07 10 Nguyễn Viết Khoa, Võ Đại Hải, Nguyễn Đức Thanh (2008) Kỹ thuật canh tác đất dốc Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 11 Nguyễn Kim Lợi, Lê Hoàng Tú, Nguyễn Duy Liêm (2011) Ứng dụng GIS đánh giá mức độ xói mịn đất Lưu vực sơng Đa Tam, tỉnh Lâm Đồng Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc năm 2011 12 Nguyễn Quang Mỹ (2005) Xói mịn đất đại biện pháp chống xói mịn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 13 Sở Nông nghiệp PTNT Hà Giang (2005), Báo cáo tổng hợp Quy hoạch thủy lợi tỉnh Hà Giang giai đoạn 2005 - 2015 14 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Hà Giang (2012) Báo cáo tổng hợp Xây dựng kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH tỉnh Hà Giang 15 Nguyễn Văn Thắng (2010) Biến đổi khí hậu tác động Việt Nam, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường 116 16 Trần Thục, Nguyễn Trọng Hiệu, Nguyễn Văn Thắng (2011) Tác động BĐKH đến tài nguyên nước Việt Nam Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Môi trường, Hà Nội 17 Phạm Hữu Tỵ Hồ Kiệt (2008) Mô rủi ro xói mịn vùng cảnh quan đồi núi sở sử dụng liệu viễn thám mơ hình đất hiệu chỉnh (RUSLE) Tạp chí khoa học, Đại Học Huế, số 48, trang 185 - 195 18 Trung tâm Tương tác biển khí (2012) Kịch biến đổi khí hậu tỉnh Hà Giang 19 Trần Quốc Vinh, Đào Châu Thu, Đặng Hùng Võ (2011) Ứng dụng viễn thám hệ thống thông tin địa lý đánh giá xói mịn đất đồi gị huyện Tam Nơng, tỉnh Phú Thọ Đại Học Nơng nghiệp Hà Nội Tạp chí Khoa học Phát triển, tập 9, số 223-233, 2011 20 Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp (2008) Báo cáo tổng hợp Điều tra, khảo sát thực trạng nguy xói mịn đất, đề xuất biện pháp chống xói mịn, bảo vệ mơi trường bền vững, chương trình SEMLA tỉnh Hà Giang, 122 trang 21 Nguyễn Tử Xiêm Thái Phiên (1999) Đất đồi núi Việt Nam thối hóa phục hồi Nhà xuất Nơng Nghiệp, Hà Nội, trang 74 - 126 Tài liệu nước 22 Bachhuber, H., Bunzl, K., Schimmack, W., Gans, I., (1982) The migration of Cs137 and Sr-90 in multilayered soils: results from batch, column and fallout investigations Nucl Technol 59, 291–301 23 Boardman, J (2006) Soil erosion science: Reflections on the limitations of current approaches Catena 68 (2006) 73 – 86 24 Chacontorres, A., Ross, L.G., Beveridge, M.C.M., Watson, A.I., (1992) The application of SPOT multispectral imagery for the assessment of water quality in Lake Patzcuaro, Mexico International Journal of Remote Sensing 13 (4), 587– 603 25 Choubey, V.K., (1998) Laboratory experiment, field and remotely sensed data analysis for the assessment of suspended solids concentration and Secchi depth of the reservoir surface water International Journal of Remote Sensing 19 (17), 3349– 3360 26 Dearing, J.A., Morton, R.I., Price, T.W., Foster, I.D.L (1986) Tracing movements of topsoil by magnetic measurements: two case studies Phys Earth Planet Inter 42, 93–104 27 Doe, W W., Jones, D S., & Warren, S D (1999) The soil erosion model guide for military land managers: analysis of erosion models for natural and cultural resources applications Technical Report ITL 99-XX Vicksburg: U.S Army engineer Waterways Experiment Station 28 Labat D, Godderis Y, Probst JL, Guyot JL (2004) Evidence for global runoff increase related to climate warming Adv Water Resour:631–42 29 Morgan, R.P.C (1986) Soil erosion and conservation Longman Scientific and Technical, New York 117 30 Morgan, R.P.C., (1995) Soil erosion and conservation Longman, Harlow, UK, 198 pp 31 Morgan, R.P.C., Quinton, J.N., Smith, R.E., Govers, G., Poesen, J.W.A., Auerswald, K., Chisci, G., Torri, D and Styczen, M.E (1998) The European soil erosion model (EUROSEM): A dynamic approach for predicting sediment transport from fields and small catchments Earth Surface Processes and Landforms 23(6), 527-544 32 Nearing, M.A., (2001) Potential changes in rainfall erosivity in the U.S with climate change during the 21st century Journal of Soil and Water Conservation 56 (3), 229–232 33 Nearing, M.A., V Jetten, C Baffaut, O Cerdan, A Couturierd, M Hernandez, Y Le Bissonnaise, M.H Nichols, J.P Nunes, C.S Renschler, V Souche`re, and K van Oost, (2005) Modeling response of soil erosion and runoff to changes in precipitation and cover Catena 61 (2005) 131–154 34 Nellis, M.D., Harrington, J.A Jr.,Wu, J (1998) Remote sensing of temporal and spatial variations in pool size, suspended sediment, turbidity, and Secchi depth in Tuttle Creek Reservoir, Kansas: 1993 Geomorphology 21 (3– 4), 281–293 35 Pruski, F.F., M.A Nearing (2002) Climate-induced changes in erosion during the 21st century for eight U.S.locations Water Resources Research 1298 36 Ritchie, J.C., Ritchie, C.A (2001) Bibliography of publications of 137caesium studies related to erosion and sediment deposition http://hydrolab.arsusda.gov/cesium137bib.htm 37 Siepel, A C, Steenhuis, T S, Rose, C W, Par lange, L-Y and McIsaac, G F (2002) A simplified hillslope erosion model with vegetation elements for practical applications J Hydrol 258:111-121 38 Tamura, T (1964) Selective sorption reactions of 137Cs with soil minerals Nucl Safety 5, 262–268 39 Thompson, R., Oldfield, F (1986) Environmental Magnetism Allen and Unwin, Boston 40 ValentinGolosov (2002), SoilErosionandSmallRiverAggradationinRussia, Laboratory forSoil ErosionandFluvial Processes,Department ofGeography, Moscow State University, Russia 41 Walling, D.E., Quine, T.A (1995) The use of fallout radionuclide measurements in soil erosion investigations In: IAEA (Ed.), Proceedings of the International FAO/IAEA Symposium on Nuclear Techniques in Soil–Plant Studies for Sustainable Agriculture and Environmental Preservation, Vienna, 17–21 October 1995 IAEA Proc Series STI/PUB/947 IAEA, Vienna, Austria, pp 597–619 42 Wischmeier, W.H & D.D Smith (1978) Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning USDA Agriculture Handbook No 537 USDA-SEA, US Government Printing Office, Washington, DC 43 Yang Aimin et al (2002), Soil Erosion Characteristicsand Control Measuresin China Department of Water Resources, China Institute of Water Resourcesand 118 Hydropower Research, Beijing 100044, P.R China 2002 Ấn phẩm điện tử 44 Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu - IPCC (2007) Fourthassessment report Truy cập ngày 12/12/2012 từ: https://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_ipcc_fourth_assessmen t_report_synthesis_report.htm 119