Ứng Dụng Công Nghệ Hệ Thống Thông Tin Địa Lý (Gis) Để Dự Báo Xói Mòn Đất Huyện Sơn Động - Tỉnh Bắc Giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -  - HOÀNG TIẾN HÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÒN ĐẤT HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC ÀNH: 301 THÁI NGUYÊN, NĂM 2009 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  - - HOÀNG TIẾN HÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) ĐỂ DỰ BÁO XÓI MÒN ĐẤT HUYỆN SƠN ĐỘNG - TỈNH BẮC GIANG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: - TS NGUYỄN VĂN SINH - TS ĐỖ THỊ LAN ÀNH: 301 THÁI NGUYÊN, NĂM 2009 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành theo chương trình đào tạo cao học khoá 14 trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, quan tâm giúp đỡ Ban giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học trường Đại học Nông lâm Nhân dịp xin bày tỏ lòng biết ơn đến giúp đỡ quý báu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Văn Sinh - Viện Sinh thái tài nguyên sinh vật, Tiến sĩ Đỗ Thị Lan - Giảng viên khoa Tài nguyên - Môi trường, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên trực tiếp dẫn, nhiệt tình giúp đỡ hoàn thành luận văn Luận văn có ý kiến tham gia Thạc sỹ Đỗ Văn Thanh, giảng viên trường Đại học sư phạm Hà Nội; Thạc sỹ Hà Quý Quỳnh, Viện sinh thái tài nguyên sinh vật, xin bày tỏ lòng biết ơn đến giúp đỡ quý báu Tôi xin cảm ơn giúp đỡ Lãnh đạo, cán công chức quan: UBND huyện Sơn Động, Hạt Kiểm lâm, Phòng Tài nguyên - Môi trường, Phòng Thống kê, Trung tâm khí tượng thủy văn huyện Sơn Động tạo điều kiện giúp đỡ trình thu thập tài liệu phục vụ luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo đơn vị: Sở Nông nghiệp PTNT Bắc Giang, Chi cục Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm tạo điều kiện cho tham gia khóa học điều kiện tốt để học tập, nghiên cứu luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ thời gian qua Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 11 năm 2009 Tác giả Hoàng Tiến Hà MỤC LỤC MỞ ĐẦU .8 Đặt vấn đề Mục đích nghiên cứu Ý nghĩa đề tài nghiên cứu Khối lượng cấu trúc luận văn Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 11 1.1 Xói mòn đất nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 11 1.1.1 Xói mòn đất 11 1.1.2 Các trình xói mòn đất 11 1.1.2.1 Xói lở sông suối 11 1.1.2.2 Xói mòn rửa trôi bề mặt 12 1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 12 1.1.3.1 Ảnh hưởng nhân tố khí hậu đến xói mòn đất .13 1.1.3.2 Ảnh hưởng địa hình đến xói mòn đất 13 1.1.3.3 Ảnh hưởng lớp phủ thực vật đến xói mòn đất 15 1.1.3.4 Ảnh hưởng đất đến trình xói mòn đất 15 1.1.3.5 Ảnh hưởng người đến xói mòn đất 15 1.2 Nghiên cứu xói mòn đất giới 16 1.2.1 Các xu hướng nghiên cứu xói mòn 16 1.2.2 Các phương pháp đánh giá xói mòn đất [30] 17 1.2.3 Các mô hình đánh giá xói mòn đất 18 1.2.3.1 Mô hình kinh nghiệm 18 1.2.3.2 Mô hình nhận thức 24 1.3 Nghiên cứu xói mòn đất Việt Nam 25 1.4 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đánh giá xói mòn đất 30 1.4.1 Sự hình thành phát triển GIS 30 1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng đồ xói mòn 31 1.4.3 Ứng dụng GIS mô hình hóa tính toán xói mòn đất .32 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN - XÃ HỘI 35 KHU VỰC NGHIÊN CỨU .35 2.1 Điều kiện tự nhiên 35 2.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 35 2.1.1.1 Vị trí địa lý 35 2.1.1.2 Địa hình 36 2.1.2 Khí hậu, thuỷ văn .37 2.1.2.1 Khí hậu 37 2.1.2.2 Thuỷ văn 39 2.1.3 Thổ nhưỡng 40 2.1.4 Đặc điểm tài nguyên rừng 42 2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 45 2.2.1 Thành phần dân tộc phân bố dân cư 45 2.2.2 Y tế, giáo dục[21] 45 2.2.3 Giao thông 46 2.2.4 Tình hình phát triển sản xuất huyện Sơn Động 46 Chương 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 3.1 Đối tượng nghiên cứu giới hạn phạm vi nghiên cứu 47 3.2 Thời gian nghiên cứu 47 3.3 Nội dung nghiên cứu 47 3.4 Phương pháp nghiên cứu 48 3.4.1 Ngoại nghiệp 48 3.4.2 Nội nghiệp 49 3.4.2.1 Hệ số mưa (R) .49 3.4.2.2 Hệ số thổ nhưỡng (K) 51 3.4.2.3 Hệ số độ dốc (S) chiều dài sườn dốc (L) 53 3.4.2.4 Hệ số thực bì (C) .55 3.4.2.5 Hệ số công trình bảo vệ đất (P) 56 3.4.2.6 Thành lập đồ xói mòn tiềm huyện Sơn Động (V) 57 3.4.2.7 Thành lập đồ xói mòn huyện Sơn Động (A) .57 3.4.3 Quy trình nghiên cứu 58 3.4.3.1 Xây dựng đồ đơn thành phần: .58 3.4.3.2 Xây dựng đồ xói mòn tiềm xói mòn thực tế: 58 3.5 Cơ sở tài liệu 59 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 61 4.1 Xây dựng đồ xói mòn tiềm xói mòn thực tế huyện Sơn Động 61 4.1.1 Xây dựng đồ hệ số xói mòn mưa (R) 61 4.1.2 Thành lập đồ hệ số kháng xói đất (K) 62 4.1.3 Thành lập đồ hệ số địa hình (LS) 64 4.1.4 Thành lập đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) 65 4.1.5 Bản đồ hệ số canh tác (P) 67 4.1.6 Bản đồ xói mòn tiềm huyện Sơn Động 68 4.1.7 Bản đồ xói mòn huyện Sơn Động .71 4.2 Kiểm chứng kết nghiên cứu 74 4.3 Ảnh hưởng biến động lớp phủ thực vật tới xói mòn đất huyện Sơn Động 75 4.3 Một số đề xuất cho khu vực nghiên cứu 76 4.3.1 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp không xói mòn 76 4.3.2 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại 76 4.3.3 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại 77 4.3.4 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại 77 4.3.5 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 Kết luận: 79 Kiến nghị: 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .80 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Ảnh hưởng độ dốc đến xói mòn đất [6] 14 Bảng 2.1: Một số thông tin chế độ khí hậu 38 huyện Sơn Động – Bắc Giang 38 Bảng 2.2: Lượng mưa huyện Sơn Động năm 2007 theo tháng 38 Bảng 2.3: Độ che phủ thảm thực vật Sơn Động 44 Bảng 3.1: Hệ số xói mòn đất số loại đất Việt Nam 52 Bảng 3.2 Bảng tra C theo Hội khoa học đất quốc tế [3] .55 Bảng 3.3: Hệ số xói mòn đất số dạng thảm thực vật 56 Việt Nam [4] 56 Bảng 3.4 Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế [3] 57 Bảng 3.5: Phân cấp xói mòn xói mòn tiềm 59 Bảng 4.1: Hệ số kháng xói loại đất huyện Sơn Động .63 Bảng 4.2: Bảng hệ số C khu vực nghiên cứu 66 Bảng 4.3: Phân cấp xói mòn tiềm huyện Sơn Động 70 Bảng 4.4: Phân cấp xói mòn huyện Sơn Động 73 Bảng 4.5: Tương quan diện tích xói mòn với độ che phủ rừng .75 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất .12 Hình 1.2: Ứng dựng GIS trực tiếp tính toán xói mòn 32 Hình 1.3: Sử dụng mô hình USLE tính toán xói mòn GIS .34 Hình 2.1: Vị trí địa lý huyện Sơn Động 35 Hình 2.2: Bản đồ hành huyện Sơn Động .36 Hình 2.3: Biểu đồ lượng mưa huyện Sơn Động, năm 2007 39 Hình 2.4: Hệ thống sông, suối huyện Sơn Động 40 Hình 2.5: Bản đồ phân bố loại đất huyện Sơn Động 41 Hình 2.6: Diện tích loại đất huyện Sơn Động .42 Hình 2.7: Bản đồ trạng thảm thực vật 43 huyện Sơn Động, năm 2007 .43 Hình 2.8: Phân bố dân cư huyện Sơn Động 45 Hình 3.1: Mô hình phương pháp tính toán đồ GIS .48 Hình 3.2 Các bước xây dựng đồ hệ số R 50 Hình 3.3: Các bước xây dựng đồ hệ số LS .54 Hình 3.4: Phương pháp nghiên cứu xói mòn đất 60 Hình 4.1: Bản đồ đường đẳng trị mưa huyện Sơn Động 61 Hình 4.2: Bản đồ hệ số xói mòn mưa (R) 62 Hình 4.3: Bản đồ hệ số kháng xói đất (K) .64 Hình 4.4: Bản đồ hệ số LS .65 Hình 4.5: Bản đồ hệ số C khu vực nghiên cứu .67 Hình 4.6: Bản đồ xói mòn tiềm huyện Sơn Động 69 Hình 4.7: Bản đồ xói mòn đất huyện Sơn Động 72 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Sơn Động huyện miền núi tỉnh Bắc Giang có diện tích tự nhiên 84.432,4 ha, diện tích đất lâm nghiệp 68.348,29 hecta chiếm 72,0% [14] Địa hình Sơn Động gồm đồi núi xen kẽ thung lũng, manh mún, địa hình chia cắt mạnh chênh lệch độ cao, độ dốc lớn Hiện tượng xói mòn, rửa trôi xảy mạnh Tuy nhiên, đến chưa có nghiên cứu xói mòn đất địa bàn huyện Sơn Động Đất đai tài nguyên vô quý giá, tư liệu đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu môi trường sống, tư liệu lao động kinh tế Nông – Lâm nghiệp Tuy nhiên, vài thập kỷ gần đây, với gia tăng dân số, nguồn tài nguyên khoáng sản, thảm thực vật, đất đai sử dụng mức độ cao, chí không hợp lý Việc khai thác Nông – Lâm nghiệp ý thức ngày làm cho trình xói mòn đất xảy nghiêm trọng, độ phì nhiêu ngày giảm, nhiều nơi trơ sỏi đá, trở thành đất trống, đồi núi trọc [6] Xói mòn đất trình phá huỷ lớp thổ nhưỡng (bao gồm phá huỷ thành phần cơ, lý, hoá, chất dinh dưỡng v.v… đất) tác động nhân tố tự nhiên nhân sinh làm giảm độ phì đất, gây bạc mầu, thoái hoá đất, laterit hoá, trơ sỏi đá v.v…, ảnh hưởng trực tiếp tới sống phát triển thảm thực vật rừng, thảm trồng khác [6] Ðể giảm thiểu xói mòn khu vực miền núi, hai vấn đề cần song song nghiên cứu là: trình xói mòn, nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên Có nhiều phương pháp nghiên cứu, đánh giá xói mòn đất tác giả nước sử dụng Trong đó, việc ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) phương pháp, công cụ mạnh có khả phân tích không gian thời gian ngắn Công nghệ GIS cho phép tích hợp phương trình đất tổng quát Wischmeier W.H Smith D.D để tính toán xây dựng đồ xói mòn đất lưu vực, vùng lãnh thổ cách dễ dàng xác Với lý nêu trên, chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Sơn Động - tỉnh Bắc Giang” Mục đích nghiên cứu Dự báo xói mòn đất phục vụ quy hoạch sử dụng hợp lí tài nguyên đất huyện Sơn Động Để đạt mục đích trên, đề tài đặt mục tiêu cụ thể sau: - Xây dựng đồ xói mòn đất đồ dự báo tiềm xói mòn đất huyện Sơn Động dựa ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS), làm sở định hướng cho chiến lược quy hoạch sử dụng đất huyện Sơn Động - Đề xuất số giải pháp chống xói mòn đất Ý nghĩa đề tài nghiên cứu - Ý nghĩa khoa học: Luận văn ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá dự báo xói mòn đất qua việc phân tích không gian mối quan hệ nhân tố địa hình, thủy văn, thổ nhưỡng, thực vật người huyện Sơn Động - Ý nghĩa thực tiễn luận văn: Đánh giá xói mòn xói mòn tiềm huyện Sơn Động, từ xây dựng đồ xói mòn đất khu vực nghiên cứu làm sở đề xuất số giải pháp hạn chế xói mòn đất Khối lượng cấu trúc luận văn Luận văn trình bày 80 trang khổ A4 với 21 hình, 14 bảng biểu trình sau: MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Chương 2: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU Chương 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 10 Việc xác định thông số phương thức canh tác cho khu vực nghiên cứu khó khăn tốn diện tích rừng tự nhiên huyện Sơn Động lớn mà khu vực có lượng xói mòn lớn hầu hết tập trung vùng miền núi cao, sườn dốc Vì nghiên cứu này, thống chọn số P 4.1.6 Bản đồ xói mòn tiềm huyện Sơn Động Việc tính toán đồ xói mòn tiềm (V) đơn phép nhân đồ thành phần tính toán trình bày 4.1.1 - 4.1.5 phần mềm Arcview 3.2 Bản đồ xói mòn tiềm thể hình 4.6 68 Hình 4.6: Bản đồ xói mòn tiềm huyện Sơn Động 69 Bảng 4.3: Phân cấp xói mòn tiềm huyện Sơn Động Cấp xói mòn Xã Diện tích xã An Bá 186,55 712,10 678,28 609,72 657,35 2.844,00 An Châu 283,18 436,39 416,40 427,97 342,05 1.906,00 An Lạc 849,97 3.222,54 2.983,79 2.464,24 2.412,67 11.933,20 An Lập 521,63 230,73 152,14 130,21 129,28 1.164,00 Bồng Am 139,66 639,01 681,39 708,99 715,95 2.885,00 Cẩm Đàn 540,52 594,07 413,51 256,18 131,71 1.936,00 Chiên Sơn 346,51 78,99 9,88 2,12 0,50 438,00 1.294,83 2.748,82 1.609,58 1.112,86 839,21 7.605,30 Giáo Liêm 535,66 592,17 316,12 218,82 184,22 1.847,00 Hữu Sản 612,66 990,69 701,74 601,03 612,88 3.519,00 Lệ Viễn 566,67 415,37 214,03 245,88 241,95 1.683,90 1.005,93 2.007,11 1.470,24 1.104,40 1.223,32 6.811,00 Phúc Thắng 365,37 487,15 435,49 314,99 190,01 1.793,00 Quế Sơn 617,25 330,92 80,84 37,13 13,86 1.080,00 Thạch Sơn 173,71 622,10 644,89 510,46 410,55 2.361,70 Thanh Luận 601,60 1.235,39 887,75 954,54 1.951,72 5.631,00 1.130,42 1.697,93 1.290,19 1.307,67 2.131,19 7.557,40 TB1 467,25 1.912,14 2.161,62 1.581,77 828,12 6.950,90 TT An Châu 113,91 25,33 8,67 3,56 2,54 154,00 Tuấn Đạo 678,72 1.732,91 1.490,18 1.264,27 1.153,92 6.320,00 Vân Sơn 734,93 1.031,89 708,17 556,48 576,52 3.608,00 Vĩnh Khương 277,57 354,07 295,11 339,46 255,79 1.522,00 Yên Định 580,31 956,88 637,17 429,02 278,61 2.882,00 12.624,81 23.054,73 18.287,20 15.181,76 15.283,90 84.432,40 14,95% 27,31% 21,66% 17,98% 18,10% 100% Dương Hưu Long Sơn Thanh Sơn Xói mòn theo cấp % theo cấp 70 Qua hình 4.6 bảng 4.3 cho thấy yếu tố độ dốc chiều dài sườn dốc ảnh hưởng lớn đến xói mòn tiềm Các xã có tiềm xói mòn đất lớn Thanh Sơn, Thanh Luận, Tuấn Đạo, Bồng Am, An Lạc, Vân Sơn, Hữu Sản Đó xã có nhiều núi cao, độ dốc lớn lượng mưa >1.600mm Tuy nhiên xói mòn tiềm nói lên nguy xói mòn chưa có lớp phủ thực vật 4.1.7 Bản đồ xói mòn huyện Sơn Động Bản đồ xói mòn thành lập từ kết phép nhân đồ thành phần R,K,LS,C,P theo phương trình USLE 71 Hình 4.7: Bản đồ xói mòn đất huyện Sơn Động 72 Bảng 4.4: Phân cấp xói mòn huyện Sơn Động Diện tích Cấp xói mòn Xã xã An Bá 140,71 1.355,75 865,26 339,55 142,73 2.844,00 An Châu 388,01 842,92 394,48 220,67 59,93 1.906,00 An Lạc 5.275,93 4.026,40 1.742,79 733,58 154,50 11.933,20 An Lập 443,91 342,51 198,21 117,86 61,51 1.164,00 Bồng Am 667,04 1.190,94 731,65 240,72 54,65 2.885,00 Cẩm Đàn 403,24 706,41 589,40 205,03 31,92 1.936,00 Chiên Sơn 270,84 119,52 43,69 3,91 0,04 438,00 1.197,38 3.000,84 2.189,75 1.046,06 171,27 7.605,30 Giáo Liêm 369,06 438,87 557,32 365,32 116,42 1.847,00 Hữu Sản 401,03 707,56 984,64 961,89 463,88 3.519,00 Lệ Viễn 364,52 466,36 371,56 322,34 159,12 1.683,90 1.374,07 2.768,18 1.749,37 762,27 157,11 6.811,00 Phúc Thắng 342,16 608,56 508,98 273,67 59,63 1.793,00 Quế Sơn 441,90 349,59 230,46 53,58 4,47 1.080,00 Thạch Sơn 218,33 770,23 723,05 502,29 147,80 2.361,70 Thanh Luận 1.894,43 2.894,31 668,36 136,29 37,60 5.631,00 Thanh Sơn 2.989,19 2.956,31 1.042,48 420,63 148,79 7.557,40 409,96 980,47 2.139,52 2.634,93 786,02 6.950,90 85,11 38,59 17,42 10,15 2,72 154,00 3.292,97 2.101,61 604,28 247,26 73,88 6.320,00 Vân Sơn 611,67 1.156,35 1.023,38 575,39 241,22 3.608,00 Vĩnh Khương 191,92 407,05 524,76 314,44 83,84 1.522,00 Yên Định Xói mòn theo cấp 799,08 1.131,88 623,81 270,49 56,74 2.882,00 22.572,47 29.361,21 18.524,62 10.758,33 3.215,78 84.432,40 26,73% 34,77% 21,94% 12,74% 3,81% 100% Dương Hưu Long Sơn TB1 TT An Châu Tuấn Đạo % theo cấp Qua hình 4.7 thể đồ xói mòn thực tế cho thấy khung cảnh khác hẳn so với đồ xói mòn tiềm Những khu vực xói mòn tiềm lớn dãy núi Yên Tử, Phượng Hoàng lại không xảy xói mòn cấp 4, cấp che phủ thảm thực vật, đặc biệt rừng tự nhiên Ngược 73 lại nhiều diện tích có xói mòn tiềm không cao Thạch Sơn, Phúc Thắng, Dương Hưu thực tế lại xói mòn mạnh 4.2 Kiểm chứng kết nghiên cứu Sau có đồ xói mòn tiềm đồ xói mòn thực tế huyện Sơn Động, tiến hành kiểm chứng trường Kết cho thấy: - Đối với đồ xói mòn tiềm năng: Xói mòn tiềm nói lên nguy xói mòn lớp phủ thực vật Qua kiểm tra thực tế cho thấy xói mòn tiềm xảy mạnh khu vực núi cao dãy núi Yên Tử, Phượng Hoàng, núi Mít Đây núi có độ cao 600m có độ dốc lớn Điều cho thấy tiềm xói mòn khu vực núi cao, độ dốc lớn lớn Qua thực tế cho thấy: + Khu vực không xảy xói mòn tiềm khu phẳng nằm chân đồi, núi, thung lũng nơi độ dốc + Khu vực có nguy xói mòn tiềm cấp 1,2 xảy khu vực chân đồi, núi nơi có độ dốc nhỏ + Khu vực có nguy xói mòn tiềm cấp xảy khu vực có độ dốc trung bình, chiều dài sườn dốc ngắn + Khu vực có nguy xói mòn tiềm cấp 4,5 xảy khu vực núi cao, nơi có độ dốc lớn, sườn dốc dài - Đối với đồ xói mòn thực tế: Ngược lại với đồ xói mòn tiềm năng, xói mòn thực tế lại xảy mạnh nơi thảm thực vật che phủ nơi có thảm thực vật mức độ che phủ chưa cao, tầng tán Hầu diện tích xác định xói mòn cấp 4, cấp diện tích đất trống sườn núi có độ dốc từ trung bình đến lớn Những điểm xói mòn cấp 0, cấp 1, cấp diện tích nằm chân đồi núi, diện tích diện tích che phủ mức độ cao thảm thực vật Những nơi có nguy có xói mòn tiềm cấp 4, cấp dãy núi Yên Tử, Phượng Hoàng thực tế lại xảy xói mòn cấp 1, cấp Qua kiểm tra thực tế cho thấy diện tích che phủ rừng tự nhiên rậm rạp, nhiều tầng tán 74 4.3 Ảnh hưởng biến động lớp phủ thực vật tới xói mòn đất huyện Sơn Động Qua đồ xói mòn tiềm xói mòn cho thấy lớp phủ thực vật có vai trò quan trọng trình xói mòn đất Mỗi loại lớp phủ thực vật có mức độ ảnh hưởng khác đến trình xói mòn đất Bảng 4.5: Tương quan diện tích xói mòn với độ che phủ rừng Xã Diện tích tự nhiên Diện tích xói mòn cấp 3,4,5 Đất trống Đất có rừng D.tích %/DTTN Tổng RTN RT (Ia,Ib,Ic) An Bá 2.844,00 1.347,54 47,4 2297,94 1919,34 378,6 114,5 An Châu 1.906,00 675,08 35,4 1252,87 857,27 395,6 176,6 An Lạc 11.933,20 2.630,87 22,1 10330,3 9431,9 898,4 1297,6 An Lập 1.164,00 377,58 32,4 669,12 239,6 429,52 145 Bồng Am 2.885,00 1.027,02 35,6 2094,3 1728,8 365,5 119,4 Cẩm Đàn 1.936,00 826,34 42,7 1228,8 609,9 618,9 57,9 Chiên Sơn 438,00 47,64 10,9 190,7 190,7 Dương Hưu 7.605,30 3.407,08 44,8 4933,68 2525,3 2408,38 1836,6 Giáo Liêm 1.847,00 1.039,06 56,3 1518,01 238,8 1279,21 528,7 Hữu Sản 3.519,00 2.410,41 68,5 2238,7 202,9 2035,8 1352,9 Lệ Viễn 1.683,90 853,02 50,7 816,04 129,9 686,14 333,9 Long Sơn 6.811,00 2.668,75 39,2 4733,7 3435,5 1298,2 477 Phúc Thắng 1.793,00 842,28 47 1382,1 858,7 523,4 280,9 Quế Sơn 1.080,00 288,51 26,7 1111 555,6 555,4 21,1 Thạch Sơn 2.361,70 1.373,14 58,1 1435,6 971,3 464,3 439,9 Thanh Luận 5.631,00 842,25 14,9 4673,1 4356,3 316,8 314,7 Thanh Sơn 7.557,40 1.611,91 21,3 5673,8 5205,2 468,6 442,1 TB1 6.950,90 5.560,47 TT An Châu 154,00 30,3 19,7 21 21 Tuấn Đạo 6.320,00 925,42 14,6 5937,99 4879,99 1058 747,9 Vân Sơn 3.608,00 1.839,98 51 2644,34 1157,44 1486,9 522,6 Vĩnh Khương 1.522,00 923,04 60,7 1157,7 677,4 480,3 325,8 Yên Định 2.882,00 951,04 33 2100,3 1404,6 695,7 372,1 Tổng 84.432,40 32.498,73 58.441,09 41.385,74 17.055,35 9.907,2 Không xác định 75 Qua phân tích mối tương quan diện tích xói mòn với độ che phủ rừng Sơn Động cho thấy: Có mức xói mòn chính: - Mức 1: Xói mòn mạnh với diện tích lớn xã có độ che phủ không cao Lệ Viễn, Hữu Sản, Cẩm Đàn - Mức 2: Xói mòn tương đối mạnh xã có diện tích rừng trồng lớn (so với diện tích có rừng diện tích tự nhiên) Giáo Liêm, Long Sơn, Thạch Sơn, Vân Sơn - Mức 3: Xói mòn yếu xã có độ che phủ, diện tích rừng tự nhiên lớn Thanh Sơn, Thanh Luận, Tuấn Đạo Qua phân tích cho thấy thực vật tự nhiên có vai trò to lớn việc giảm thiểu xói mòn Ở khu vực không rừng tự nhiên rừng trồng đóng vai trò to lớn việc giảm thiểu xói mòn đất 4.3 Một số đề xuất cho khu vực nghiên cứu 4.3.1 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp không xói mòn Bảo vệ tốt diện tích rừng có, kết hợp phát triển rừng với lợi dụng rừng đảm bảo mục đích kinh tế bảo vệ môi trường sinh thái 4.3.2 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại Theo kết nghiên cứu, vùng xói mòn cấp thường chân đồi thấp, nơi có thực bì dầy, độ dốc nhỏ, đất đai tốt, độ phì cao Biện pháp kỹ thuật khu vực bảo vệ trạng lớp phủ Có thể kết hợp trồng ngắn ngày Dứa, Chè hay lâm sản gỗ Ba kích, mây, thảo quả… tán rừng, vừa tận dụng đất đai tăng thu nhập vừa tăng cường khả bảo vệ đất thảm thực vật 76 4.3.3 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại Xói mòn cấp cấp xói mòn nguy hại, diện tích chiếm 21,94% diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Hiện trạng lâm phần rừng phục hồi sau nương rẫy, diện tích trảng cỏ, bụi (Ib, Ic) Biện pháp kỹ thuật khả thi với diện tích bảo vệ diện tích rừng có biện pháp khoanh nuôi tái sinh có trồng bổ sung địa có giá trị kinh tế có khả thích nghi cao với điều kiện sinh thái Trám, Lát, Muồng, Lim xanh… Cũng trồng bổ sung loại lâm sản gỗ nơi tính chất đất rừng Đối với diện tích không khả phục hồi thành rừng trồng lại rừng Khi trồng rừng ưu tiên chọn mọc nhanh Keo, Bạch đàn để nhanh chóng tạo lớp phủ bảo vệ đất Cần lưu ý biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động, đặc biệt công tác xử lý thực bì Cần tránh tối đa việc sử dụng biện pháp xử lý thực bì toàn diện, nên xử lý thực bì theo băng theo rạch, đồng thời cần xử lý thực bì sớm trước mùa mưa để đảm bảo an toàn cho đất 4.3.4 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại Cấp xói mòn nguy hại địa bàn nghiên cứu chiếm 12,74%, chủ yếu diện tích đất trống, trảng cỏ trạng Ia nơi rừng trồng chưa thành rừng sườn núi có độ dốc lớn Cần ưu tiên trồng rừng diện tích Nên chọn loài mọc nhanh có khả cải tạo đất Keo, muồng Hạn chế tối đa tác động làm ảnh hưởng đến xói mòn đất cày xới, xử lý thực bì toàn diện, trồng sinh trưởng chậm 4.3.5 Đối với khu vực xói mòn cấp - Cấp nguy hại 77 Diện tích xói mòn nguy hại chiếm 3,81% diện tích tự nhiên huyện Sơn Động Tuy nhiên xói mòn nguy hại ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chất đất, làm đất khả canh tác Cần phủ xanh diện tích rừng trồng mọc nhanh, có tác dụng cải tạo đất Nếu có điều kiện cần kết hợp biện pháp công trình chống xói mòn Khi xử lý thực bì trồng rừng tuyệt đối không xử lý toàn diện, tránh mùa mưa 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp phương trình đất phổ quát để dự báo xói Wischmeier W.H - Smith D.D để dự báo xói mòn đất huyện Sơn Động vấn đề mới, có ý nghĩa khoa học mang tính thực tiễn, thời - Đề tài xây dựng đồ tiềm xói mòn đất đồ xói mòn thực tế huyện Sơn Động sở cho việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý cho khu vực nghiên cứu, đảm bảo tính bền vững lãnh thổ - Những kết đề tài kiểm chứng thực địa, kết đề tài đáng tin cậy, có hàm lượng khoa học, làm tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác quy hoạch sử dụng đất địa phương - Đề tài vào tình hình thực tế kết nghiên cứu đưa số đề xuất cho khu vực nghiên cứu theo cấp xói mòn Do thời gian có hạn nên đề xuất chưa đầy đủ Tuy nhiên, tài liệu tham khảo đáng tin cậy cho địa phương nhân dân Kiến nghị: Cần tiếp tục có nghiên cứu xói mòn đất GIS phạm vi lớn (cấp tỉnh cấp quốc gia) để đồng trình phân tích đánh giá lựa chọn biện pháp tác động mang tính tổng hợp hệ thống Trong nghiên cứu xói mòn đất, cần kết hợp việc sử dụng công nghệ GIS với biện pháp xác định xói mòn thực địa để kiểm chứng, nâng cao giá trị thực tiễn vấn đề nghiên cứu địa phương 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Ngọc Dũng (1991) Nghiên cứu số biện pháp chống xói mòn đất đỏ bazan trồng chè vùng Tây nguyên xác định giá trị yếu tố gây xói mòn đất theo mô hình Wischmeier W.H and Smith D.D, Luận án Phó tiến sĩ khoa học Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Trọng Hà (1996), Xác định yếu tố gây xói mòn khả dự báo xói mòn đất dốc, Luận án PTS KH-KT, trường Ðại học Thủy lợi, Hà Nội Phạm Hùng (2001), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình toán tính toán xói mòn lưu vực Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật trường Ðại học Thủy lợi, Hà Nội Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải (1997), Kết bước đầu nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước số thảm thực vật xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Quang Mỹ (1995), “Ảnh hưởng yếu tố địa hình đến xói mòn đất Việt Nam”, Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội tập XI, no1, tr 55-59 Nguyễn Quang Mỹ (2005), Xói mòn đất đại biện pháp chống xói mòn, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yêm, Hoàng Xuân Cơ (1984), "Nghiên cứu xói mòn thử nghiệm số biện pháp chống xói mòn đất Nông nghiệp Tây Nguyên", Các báo cáo khoa học chương trình điều tra tổng hợp Tây Nguyên giai đoạn 1976-1980, Hà Nội Phòng Thống kê huyện Sơn Động (2007), Niên giám thống kê năm 2007, Sơn Động, Bắc Giang 80 Trần Vĩnh Phước (2001), GIS - Một số vấn đề chọn lọc, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 10 Vũ Anh Tuân (2007), Nghiên cứu biến động trạng sử dụng đất ảnh hưởng tới xói mòn lưu vực sông Trà Khúc phương pháp viễn thám GIS, Luận án tiến sĩ, Viện khoa học công nghệ vũ trụ, Hà Nội 11 Trung tâm liên ngành viễn thám GIS - Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2000), Báo cáo đề tài khoa học Đánh giá tiềm xói mòn vùng đồi núi Bắc trung Việt Nam, Hà Nội 12 Vi Văn Vị, Trần Bích Nga (1987), “Xói mòn mặt lưu vực sông Đà khả bồi lấp hồ chứa Hoà Bình”, Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị khoa học khí tượng thuỷ văn toàn quốc lần thứ I, Tổng cục khí tượng thuỷ văn, Hà Nội 13 Trần Minh Ý nnk (2002), “Đề tài 74 06 01 Ứng dụng viễn thám hệ thông tin địa lý nhằm dự báo tai biến môi trường”, Danh mục tóm tắt Nội dung kết đề tài nghiên cứu bản, chuyên ngành khoa học Trái Đất, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2002 14 UBND tỉnh Bắc Giang (2007), Kết theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tỉnh Bắc Giang năm 2007 Tiếng Anh 15 Bui Dung The, Erosion and choice of land use systems by upland in the central coast, Viet Nam, http://128.100.163/ncpd/buiDung/methods.html 16 Lai Vinh Cam (2000), “Soil erosion study in NorthWest region of Viet Nam by intergrating watersheed analysis and universal soil loss equation (USLE)” Tạp chí khoa học DHQG HN, KHTN số XI 81 17 Liu Bao-Yuan, Zhang Ke-Li, Xie Yun (2002), “Emprical Soil loss equation”, Proceedings of 12th ISCO conference Vol.2: Process of soil erosion and its environment effect pp 21-25 Beijing 18 Niu Dekui, Guo Xiaomin (2002), “Analyis of the present research situation and trend of soil erodibility”, Proceedings of 12th ISCO conference Vol.2: Process of soil erosion and its environment effect pp 291-295 Beijing 82 [...]... áp dụng những biện pháp canh tác khoa học Đây là những nguyên nhân cơ bản gây thoái hóa, xói mòn đất Tuy nhiên đến nay chưa có công trình khoa học nào nghiên cứu đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Sơn Động Vì vậy đề tài nghiên cứu đánh giá xói mòn đất và tìm ra biện pháp tác động phù hợp nhằm giảm thiểu xói mòn trên địa bàn là rất cần thiết và cấp bách 1.4 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS). .. trạng xói mòn so với mô hình xói mòn tiềm năng từ phương trình USLE (loại bỏ hệ số C và P) Mô hình chỉ số xói mòn đất có dạng: Ai=Ki+Ri+Ti+Ci+Ui Trong đó: Ki: chỉ số xói mòn của đất Ri: Chỉ số xói mòn của mưa Ti: Chỉ số xói mòn của sườn Ci: Chỉ số xói mòn của lớp phủ Ui: Chỉ số xói mòn của sử dụng đất Để có thể thấy rõ hơn vai trò của các chỉ số tới tiềm năng xói mòn, các tác giả đã phân tích dựa trên... huyện là đỉnh Yên Tử cao 1064,0 m Tọa độ địa lý từ: 2109’00” đến 21030’10” Vĩ độ Bắc; từ 106040’00” đến 107000’20” Kinh độ Đông Phía Đông giáp huyện Đình Lập (tỉnh Lạng Sơn) , huyện Ba Chẽ và huyện Hoành Bồ (tỉnh Quảng Ninh); Phía Tây giáp huyện Lục Nam và huyện Lục Ngạn (tỉnh Bắc Giang) ; Phía Bắc giáp huyện Đình Lập, Lộc Bình (tỉnh Lạng Sơn) và huyện Lục Ngạn (tỉnh Bắc Giang) Hình 2.1: Vị trí địa lý. .. GIS Hệ số R Bản đồ địa hình Hệ số LS Bản đồ xói mòn tiềm năng Hệ số K Bản đồ thổ nhưỡng Hệ số C Bản đồ lớp phủ thực vật Cơ sở dữ liệu đầu vào Bản đồ xói mòn Hệ số P Bản đồ thành phần Bản đồ kết quả GIS Hình 1.3: Sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn bằng GIS Hình 1.3 trên đây miêu tả việc sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn bằng hệ thống thông tin địa lý Các thông số của mô hình (các hệ. .. hưởng đến xói mòn Công trình của Phạm Ngọc Dũng (1991) [1] về ứng dụng phương trình mất đất phổ quát vào dự báo tiềm năng xói mòn đất và đưa ra các biện pháp chống xói mòn cho các tỉnh Tây nguyên Công trình này mở ra triển vọng cho việc ứng dụng phương trình Wischmeier W.H– Smith D.D vào dự báo xói mòn đất trong điều kiện nước ta hiện nay Năm 1996, Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải đã công bố công trình... Bước 1: Xây dựng các bản đồ hợp phần: - Bản đồ thổ nhưỡng - Bản đồ lượng mưa - Bản đồ địa hình - Bản đồ thảm thực vật - Bản đồ canh tác sử dụng đất v.v… Bước 2: Từ các bản đồ đơn tính, ứng dụng GIS xây dựng các bản đồ hệ số xói mòn của phương trình USLE Bước 3: Từ các bản đồ hệ số xói mòn, ứng dụng GIS xây dựng bản đồ tiềm năng xói mòn và xói mòn hiện tại của khu vực nghiên cứu Các bước thực hiện được... tin địa lý (GIS) trong đánh giá xói mòn đất 1.4.1 Sự hình thành và phát triển của GIS Trong xã hội thông tin, thông tin địa lý giữ một vai trò rất quan trọng Khi cung cấp thông tin hoặc sự kiện, nhà cung cấp thông tin cần phải cho biết vật ấy, sự kiện ấy xảy ra ở đâu, khi nào, đó chính là thông tin địa lý (Geographic Information) [9] Từ khi ra đời, hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)... Mapinfo và Arcview là hai công cụ chính để lập bản đồ, chồng xếp và phân tích bản đồ, quản lí dữ liệu, xử lý và truy xuất thông tin 1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng bản đồ xói mòn Như trình bày ở trên cho thấy GIS là công cụ mạnh có khả năng ứng dụng để đánh giá xói mòn đất Sử dụng trực tiếp GIS trong đánh giá, xây dựng bản đồ xói mòn đất được thực hiện qua 2 bước sau: Bước 1: Xây dựng bản đồ hợp phần... năm cũng như dự báo xói mòn đất bình quân trên đất dốc Ngoài ra, việc sử dụng các mô hình cũng cho phép dự báo những thay đổi về xói mòn đất do biến đổi trong hệ thống canh tác và đề xuất, ước đoán hiệu quả của các biện pháp phòng chống xói mòn Mô hình kinh nghiệm có những hạn chế sau: - Phạm vi ứng dụng mang tính địa phương, có độ chính xác hạn chế khi áp dụng ở những khu vực khác nhau - Chưa đề cập... sau: - Bản đồ thổ nhưỡng - Bản đồ lượng mưa - Bản đồ địa hình - Bản đồ thảm thực vật Bước 2: Sử dụng GIS tính toán để được bản đồ xói mòn đất 31 Các bước cụ thể được mô phỏng theo hình 1.2 dưới đây: Bản đồ thổ nhưỡng Bản đồ lượng mưa GIS Bản đồ địa hình Bản đồ xói mòn đất Bản đồ thảm thực vật Hình 1.2: Ứng dựng GIS trực tiếp tính toán xói mòn - Ưu điểm của phương pháp này: Nhanh, tốn ít công - Nhược