(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên(Luận văn thạc sĩ) Ứng dụng Gis và viễn thám trong đánh giá xói mòn đất trên địa bàn huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số ngành: 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hồng Văn Hùng Thái Ngun - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác HỌC VIÊN Nguyễn Thành Luân Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân có hướng dẫn nhiệt tình q Thầy Cô, động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy PGS.TS Hồng Văn Hùng người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến tồn thể q thầy khoa Tài ngun Mơi trường Phòng đào tạo – Đào tạo sau đại học, trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến phòng Tài ngun Mơi trường huyện Đồng Hỷ, Ủy ban nhân dân huyện Đồng Hỷ không ngừng hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đến gia đình, anh chị bạn đồng nghiệp hỗ trợ cho nhiều suốt trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Thành Ln Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa đề tài nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Xói mòn đất nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 1.1.1 Xói mòn đất 1.1.2 Các q trình xói mòn đất 1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 1.2 Nghiên cứu xói mòn đất giới 11 1.2.1 Các nghiên cứu xói mòn đất giới 12 1.2.2 Các phương pháp đánh giá xói mòn đất 15 1.2.3 Một số mơ hình đánh giá xói mòn đất 17 1.3 Nghiên cứu xói mòn đất Việt Nam 19 1.4 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 22 1.4.1 Lịch sử phát triển GIS 22 1.4.2 Ứng dụng GIS trực tiếp xây dựng đồ xói mòn 23 1.4.3 Ứng dụng GIS mơ hình hóa tính tốn xói mòn đất 24 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.2 Phạm vi nghiên cứu 26 2.3 Nội dung nghiên cứu 26 2.4 Phương pháp nghiên cứu 26 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv 2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu 26 2.4.2 Phương pháp kế thừa 27 2.4.3 Phương pháp tính tốn tham số theo phương trình Wischmeier W.H Smith D.D 27 2.4.4 Phương pháp chồng xếp xây dựng đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 37 3.1.1 Điều kiện tự nhiên huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên 37 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 44 3.2 Xây dựng đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ giai đoạn năm 2013 2018 48 3.2.1 Xây dựng đồ hệ số xói mòn mưa (R) 48 3.2.2 Thành lập đồ hệ số kháng xói đất (K) 50 3.2.3 Thành lập đồ hệ số địa hình (LS) 53 3.2.4 Thành lập đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) 55 3.2.5 Bản đồ hệ số canh tác (P) 56 3.2.6 Bản đồ xói mòn huyện Đồng Hỷ 58 3.3 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu chống xói mòn đất khu vực nghiên cứu 64 3.3.1 Giải pháp nông nghiệp chống xói mòn đất 64 3.3.2 Giải pháp lâm nghiệp chống xói mòn đất 65 3.3.3 Giải pháp kết hợp nơng, lâm nghiệp chống xói mòn đất 66 3.3.4 Chống xói mòn biện pháp cơng trình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 Kết luận 68 Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Hệ số xói mòn đất số loại đất Việt Nam 30 Bảng 2.2: Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế 35 Bảng 2.3: Phân cấp mức độ xói mòn đất theo TCVN 5299 – 1995 36 Bảng 3.1: Các loại đất huyện Đồng Hỷ 41 Bảng 3.2: Hiện trạng sử dụng đất huyện Đồng Hỷ năm 2017 43 Bảng 3.3: Kết tính hệ số R cho trạm đo mưa huyện Đồng Hỷ 48 Bảng 3.4: Hệ số kháng xói loại đất huyện Đồng Hỷ 50 Bảng 3.5: Độ dốc loại đất huyện 54 Bảng 3.6: Bảng tính tốn hệ số P huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 57 Bảng 3.7: Diện tích xói mòn đất theo cấp độ huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 60 Bảng 3.8: Diện tích xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 phân theo đơn vị hành 61 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất Hình 2.2 Sơ đồ bước tính tốn hệ số R GIS 29 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình xây dựng đồ hệ số LS 33 Hình 3.1 Bản đồ hệ số xói mòn mưa địa bàn huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 49 Hình 3.2 Bản đồ hệ số kháng xói đất (K) huyện Đồng Hỷ năm 2013 2018 52 Hình 3.3 Bản đồ mơ hình số độ cao DEM huyện Đồng Hỷ 53 Hình 3.4 Bản đồ độ dốc năm 2013 năm 2018 huyện Đồng Hỷ 53 Hình 3.5 Bản đồ hệ số địa hình LS huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 54 Hình 3.6 Bản đồ số khác biệt thực vật NDVI huyện Đồng Hỷ năm 2013 2018 55 Hình 3.7 Bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 56 Hình 3.8 Bản đồ hệ số canh tác P huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 57 Hình 3.9 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 58 Hình 3.10 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 59 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đất đai tài nguyên thiên nhiên quý giá quốc gia yếu tố mang tính định tồn phát triển người sinh vật khác trái đất Đất đai tài sản mãi với loài người, điều kiện để sinh tồn, điều kiện thiếu để sản xuất, tư liệu sản xuất nơng, lâm nghiệp Bởi vậy, khơng có đất đai khơng có ngành sản xuất nào, người tiến hành sản xuất cải vật chất để trì sống trì nòi giống đến ngày Trải qua trình lịch sử lâu dài người chiếm hữu đất đai biến đất đai từ sản vật tự nhiên thành tài sản cộng đồng, quốc gia Đất đai tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động người Con người tác động vào đất đai nhằm thu sản phẩm để phục vụ cho nhu cầu sống Tác động trực tiếp gián tiếp làm thay đổi tính chất đất đai chuyển đất hoang thành đất sử dụng chuyển mục đích sử dụng đất Tuy nhiên thực trạng sử dụng đất, ảnh hưởng yếu tố tự nhiên Đất đai bị ảnh hưởng tiêu cực Trong tượng xói mòn đất hệ tiêu cực mà người thiên nhiên gây cho mơi trường đất Đồng Hỷ có tổng diện tích tự nhiên 427,73km2, đất lâm nghiệp chiếm 55,91%, đất sản xuất nông nghiệp 31,95%, đất phi nông nghiệp 10,78% Là huyện có nhiều chuyển dịch cấu kinh tế xã hội trình tiếp nhận mở rộng địa bàn thành phố Thái Nguyên Đặt vấn đề cấp thiết sử dụng bảo vệ tài nguyên đất phát triển kinh tế xã hội Cho đến thời điểm tại, có số cơng trình nghiên cứu khoa học phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội huyện Đồng Hỷ nói riêng tỉnh Thái 58 Do có diện tích rừng diện tích đất sản xuất nơng nghiệp lớn, đó, khu vực khả chống xói mòn đất nhờ biện pháp canh tác huyện Đồng Hỷ có diện tích lớn Các khu vực có hệ số P tiến dần phân bố chủ yếu phía Đơng Nam (xã Cây Thị, Hợp Tiến, Văn Hán) phía Bắc huyện (xã Văn Lăng, Tân Long) Các khu vực có hệ số P tiến dần phân bố chủ yếu khu vực phía Tây Nam (TT Trại Cau, xã Nam Hòa), phía Nam (xã Hóa Thượng, Minh Lập) rải rác khu vực phía Đơng huyện 3.2.6 Bản đồ xói mòn huyện Đồng Hỷ Căn vào kết tính tốn hệ số R, K, LS, C, P đồng thời chồng ghép loại đồ hệ số năm 2013 năm 2018, xây dựng đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 Qua phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ gồm cấp độ sau: Khơng xói mòn, xói mòn nhẹ, xói mòn trung bình, xói mòn mạnh Hình 3.9 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 (Thu nhỏ từ tỷ lệ 1:25.000) 59 Hình 3.10 Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 (Thu nhỏ từ tỷ lệ 1:25.000) 60 Diện tích xói mòn đất phân theo cấp độ huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 tính tốn dựa liệu đồ, cho thấy kết sau: Bảng 3.7: Diện tích xói mòn đất theo cấp độ huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018 Năm 2013 TT Phân cấp xói mòn Năm 2018 Diện tích Cơ cấu Diện tích Cơ cấu (ha) (%) (ha) (%) Khơng xói mòn 11.488,44 26,86 11.095,59 25,94 Xói mòn nhẹ 22.102,39 51,67 21.194,52 49,55 Xói mòn trung bình 6.959,73 16,27 7.703,52 18,01 Xói mòn mạnh 2.222,44 5,20 2.779,37 6,5 42.773 100 42.773 100 Tổng (Nguồn: Kết tổng hợp từ Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018) Qua số liệu thống kê, nhận thấy xói mòn khơng có thay đổi nhiều giai đoạn 2013 – 2018, nhiên, có chuyển dịch theo hướng tăng dần diện tích xói mòn cấp độ từ trung bình đến mạnh giảm dần diện tích đất khơng bị xói mòn xói mòn nhẹ 61 Bảng 3.8: Diện tích xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2018 phân theo đơn vị hành TT 10 11 12 Tên địa phương Cây Thị Hợp Tiến Hòa Bình Hóa Thượng Hóa Trung Khe Mo Minh Lập Nam Hòa Quang Sơn Tân Lợi Tân Long TT Sơng Cầu Năm 2013 Xói mòn Khơng bị Xói mòn trung xói mòn nhẹ bình 1.500,85 1.890,16 714,14 2.013,24 3.590,05 0,00 380,51 606,23 196,80 Xói mòn mạnh 0,00 0,00 60,25 Khơng bị xói mòn Xói mòn nhẹ 1.500,86 2.013,25 380,51 1.890,16 2.641,61 606,23 Năm 2018 Xói mòn Xói mòn trung mạnh bình 542,22 171,91 743,03 205,40 196,80 60,25 Tổng diện tích (ha) 4.105,15 5.603,29 1.243,79 77,19 678,53 319,16 241,66 77,19 678,53 319,16 241,66 1.316,54 164,31 401,01 347,25 124,05 273,63 356,17 1.389,27 645,08 1.646,66 921,04 1.289,88 725,01 1.082,23 1.860,00 278,59 777,97 425,16 586,31 295,31 416,00 670,23 98,87 223,05 111,99 403,12 99,31 211,40 174,61 164,31 401,01 347,25 124,05 273,63 356,17 1.389,27 645,08 1.646,66 921,04 1.289,88 725,01 1.082,23 1.860,00 278,59 777,97 425,16 586,31 295,31 416,00 670,23 98,87 223,05 111,99 403,12 99,31 211,40 174,61 1.186,85 3.048,69 1.805,44 2.403,36 1.393,26 2.065,80 4.094,11 184,92 570,35 232,14 83,10 184,92 570,35 232,14 83,10 1.070,51 62 TT Tên địa phương Năm 2013 Xói mòn Khơng bị Xói mòn trung xói mòn nhẹ bình Xói mòn mạnh Khơng bị xói mòn Xói mòn nhẹ Năm 2018 Xói mòn Xói mòn trung mạnh bình Tổng diện tích (ha) 348,07 290,15 0,00 0,00 22,07 326,00 170,21 119,94 638,22 14 TT Trại Cau Văn Hán 1.291,93 3.571,49 1.346,71 370,41 1.251,93 3.571,49 1.346,71 410,41 6.580,54 15 Văn Lăng 2.636,04 2.735,53 701,21 144,67 2.609,17 2.740,25 703,68 164,35 13 Tổng 6.217,45 11.488,44 22.102,39 6.959,73 2.222,44 11.095,59 21.194,52 7.703,52 2.779,37 42.773,00 (Nguồn: Kết tổng hợp từ Bản đồ phân cấp xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm 2013 năm 2018) 63 Các khu vực bị xói mòn từ trung bình đến mạnh phân bố chủ yếu khu vực đồi núi, đất trống, đồi trọc có độ dốc lớn Các khu vực khơng bị xói mòn đến xói mòn yếu tập trung chủ yếu khu vực có địa hình phẳng, lớp phủ thực vật dày hay có chế độ canh tác nông nghiệp hợp lý Cụ thể sau: - Không bị xói mòn: Diện tích đất khơng bị xói mòn chiếm 26,86% diện tích huyện vào năm 2013 giảm xuống 25,94% diện tích huyện vào năm 2018, tập trung chủ yếu xã phía Bắc, phía Nam Đông Nam huyện xã Văn Lăng, Hợp Tiến, Cây Thị, Tân Long, TT Trại Cau - Xói mòn nhẹ: Diện tích đất bị xói mòn nhẹ chiếm diện tích lớn địa bàn huyện với 51,67% diện tích huyện vào năm 2013 49,55% vào năm 2018, tập trung rải rác tất xã địa bàn huyện chủ yếu xã Văn Hán, Văn Lăng, Hợp Tiến,… - Xói mòn trung bình: Diện tích đất bị xói mòn cấp độ trung bình chiếm 16,27% diện tích huyện vào năm 2013 tăng lên 18,01% diện tích huyện vào năm 2018, loại xói mòn phân bố chủ yếu xã Văn Hán, Hợp Tiến, Văn Lăng - Xói mòn mạnh: Diện tích đất bị xói mòn cấp độ mạnh chiếm diện tích khơng lớn (chiếm 5,2% diện tích huyện vào năm 2013 tăng lên 6,5% diện tích huyện vào năm 2018) phân bố rải rác địa bàn huyện, song làm giảm chất lượng đất khu vực gây khó khăn cho hoạt động sản xuất nông nghiệp địa bàn huyện Diện tích phân bố chủ yếu xã Nam Hòa, Văn Hán , Khe Mo Bản đồ xói mòn đất huyện Đồng Hỷ năm năm 2013 năm 2018 xây dựng dựa số liệu thu thập từ ảnh vệ tinh Landsat, mơ hình số vệ tinh DEM đồ trạng sử dụng đất đo đạc từ thực địa… Mặc dù có sai số kết phản ánh khách quan trạng xói mòn đất địa bàn huyện 64 Những khu vực khơng bị xói mòn xói mòn cấp độ nhẹ, phân bố chủ yếu nơi có rừng rậm rạp, nhiều tán, có thảm thực vật che phủ mức độ cao, lượng mưa hàng năm thấp Những khu vực bị xói mòn cấp độ trung bình mạnh khu vực thảm thực vật có độ che phủ thấp, cối thưa thớt, tầng tán khu vực đất trống, đồi trọc, độ dốc cao 3.3 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu chống xói mòn đất khu vực nghiên cứu Xói mòn đất gây ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động sản xuất nông nghiệp hoạt động khác người dân Do đó, tùy vào đặc điểm tự nhiên điều kiện kinh tế mà cần có giải pháp thích hợp để góp phần giảm thiểu xói mòn, cải thiện chất lượng đất Đối với khu vực không bị xói mòn, cần trì, bảo vệ diện tích rừng có, với khu vực sản xuất nơng nghiệp cần có biện pháp canh tác, bón phân hợp lý Đối với khu vực khác, áp dụng giải pháp sau: 3.3.1 Giải pháp nông nghiệp chống xói mòn đất - Canh tác theo chiều ngang hướng dốc: Cày bừa đánh luống, trồng theo đường đồng mức tạo điều kiện cản dòng chảy, giảm lưu tốc dòng chảy, giảm khả xói mòn đất - Cày sâu: Đây biện pháp tăng không gian hoạt động rễ trồng nhằm tăng thêm chất dinh dưỡng cho Mặt khác, cày sâu tăng khả giữ nước đất, giảm bớt lượng dòng chảy bề mặt - Trồng dày hợp lý: Căn vào điều kiện sinh trưởng trồng theo loại, giống điều kiện đất đai, nghiên cứu chế độ phân bón để tăng mật độ trồng đơn vị diện tích Ví dụ trồng ngơ đất dốc 10o với mật độ khác cho thấy mức độ xói mòn khác 65 - Dùng vật liệu che phủ mặt đất: Giải pháp áp dụng diện tích nhỏ khu vực trồng trọt Biện pháp góp phần giảm lực xung kích hạt mưa xuống đất đồng thời giảm lượng bốc đất Có thể dùng nilon che phủ luống, rải đất trồng trọt phủ rơm cỏ khô gốc - Trồng xen băng: Trồng xen kẽ trồng dày với trồng thưa có tán với bò lan mặt đất thành băng xen kẽ sườn dốc dọc theo đường đồng mức có chiều rộng từ - 10m - Xen canh gối vụ: Tùy vào đặc điểm thổ nhưỡng khu vực, trồng xen canh, gối vụ để ln trì lớp phủ thực vật mặt đất Với đặc điểm tự nhiên huyện Đồng Hỷ trồng xen canh gối vụ theo mơ hình sau: + Mơ hình chun rau: Rau xuân - Rau hè - Rau đông + Mơ hình trồng vụ lúa: Lúa xn – Lúa mùa + Mơ hình Lạc xn – Lúa mùa – Rau đơng + Mơ hình Lúa xn – Đậu xanh hè – Rau đơng Các mơ hình vừa góp phần cải tạo chất lượng đât vừa mang lại hiệu kinh tế cao cho người trồng trọt - Luân canh hợp lý: Luân canh hợp lý rễ sâu, rễ hấp thụ nhiều dinh dưỡng (ngô, ), với hấp thu chất dinh dương (các loại họ đậu) để tận dụng chất dinh dưỡng độ sâu khác nhau, đồng thời bổ sung dinh dưỡng cho 3.3.2 Giải pháp lâm nghiệp chống xói mòn đất - Trồng bảo vệ rừng chỏm đồi núi cao: Ở chỏm núi cao, lớp đất thường mỏng, tác động mưa, gió đất thường dễ khơ cằn Do đó, trồng rừng chỏm đồi núi có tác dụng giữ nước, trì độ ẩm cung cấp cho cối sườn đồi chân đồi 66 - Trồng bảo vệ rừng sườn dốc lớn: Ở sườn dốc lớn nước chảy mạnh, khu vực khơng có thảm thực vật che phủ tốc độ xói mòn diễn nhanh, gây ảnh hưởng đến diện tích trồng trọt chân đồi - Trồng bảo vệ rừng đầu nguồn: Ở khe núi đầu nguồn, nước mưa từ sườn dốc xung quanh chảy tập trung vào khe làm cho đầu khe núi lở dài dần sườn dốc, bờ khe lở rộng dần sang hai bên lòng khe xói mòn sâu dần xuống Đai rừng, băng cỏ rộng hay hẹp tùy thuộc vào dòng chảy mạnh hay yếu, đât xốp hay rắn để trồng loại phù hợp, mật độ tối thiểu hàng - Trồng rừng đồi trọc: Xác định khu vực đồi núi trọc, nghiên cứu đặc điểm thổ nhưỡng để phủ xanh đất trống, tăng cường lớp phủ bảo vệ đất - Trồng bảo vệ rừng lưu vực ao hồ chứa nước: Biện pháp giúp hạn chế lượng phù sa chảy ao hồ, làm chậm tốc độ bồi lắng ap hồ, kéo dài tuổi thọ ao hồ Ven quanh hồ cần quy hoạch trồng rừng để chống sạt lở - Trồng rừng ven sơng: Ở khu vực khơng thích hợp trồng trọt, sản xuất nơng nghiệp cần trồng rừng để phát triển lâm nghiệp, chống gió, củng cố chắn bờ sơng Có thể trồng thành khoanh rừng to nhỏ trồng thành hành lang dọc đê để bảo vệ đê chống lũ 3.3.3 Giải pháp kết hợp nơng, lâm nghiệp chống xói mòn đất Đối với khu vực có độ dốc lớn 25%, độ che phủ thực vật thấp, nguy xói mòn đất ngày tăng lên Việc lựa chọn biện pháp nông, lâm kết hợp phù hợp để chống xói mòn cho khu vực Một hệ thống nơng lâm kết hợp phải có đặc điểm: (i) thường bao gồm hai hay nhiều hai loại trồng (hay trồng vật ni), phải có loại thân gỗ lâu năm; (ii) thường tạo hai hay nhiều sản phẩm; (iii) chu kỳ sản xuất dài năm; (iv) đa dạng sinh thái kinh tế so với hệ thống sản xuất độc canh; (v) có tương tác qua lại 67 yếu tố cấu thành hệ thống (có thể tương tác thuận và/hoặc tương tác nghịch) (Nair, 1993) Theo đó, vào khu vực có độ dốc khác nhau, loại đất mà lựa chọn loại trồng phù hợp Đối với đặc điểm địa hình, tính chất đất huyện Đồng Hỷ đề xuất mơ hình nơng lâm kết hợp Keo, nhãn, ngơ, cỏ chăn ni Trong mơ hình này, nhãn cỏ chăn nuôi đưa vào diện tích canh tác ngơ Cỏ mulato thiết kế trồng đường theo băng với khoảng cách 15m băng Nhãn trồng thành hàng băng cỏ với mật độ 240 cây/ha (hàng cách hàng 5m, cách 5m) Ngô trồng xen băng cỏ (0,3 x 0,3m) Hệ thống cho suất ngơ từ 4,1 đến 5,74 tấn/ha/năm Còn lại, keo trồng đỉnh đồi, nơi có độ cao cao làm giảm tác động yếu tố thời tiết lên khu vực thấp 3.3.4 Chống xói mòn biện pháp cơng trình Ngồi biện pháp nơng, lâm nghiệp vừa góp phần giảm xói mòn đất vừa mang lại hiệu kinh tế cao Một số biện pháp cơng trình áp dụng nhằm làm giảm áp lực khí hậu lên mặt đất như: - Làm bờ ngăn sông - Làm ruộng bậc thang - Mương sườn đồi - Quy hoạch bố trí phai đập - Bậc nước, dốc nước, máng phun… 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đồng Hỷ huyện miền núi nằm vùng trung du miền núi phía Đơng Bắc tỉnh Thái Nguyên, sau điều chỉnh ranh giới vào năm 2017, diện tích huyện 42.773ha Là huyện có nhiều lợi địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng tạo điều kiện thuận lợi để huyện phát triển ngành nông, lâm nghiệp Tuy nhiên, năm gần đây, chuyển đổi mục đích sử dụng đất phục vụ cho hoạt động phát triển kinh tế, từ đất rừng sang đất sản xuất nông nghiệp, mở rộng đất xây dựng sở hạ tầng mà chất lượng đất địa bàn huyện có suy giảm tình trạng xói mòn Sau nghiên cứu, kế thừa phương pháp thực đánh giá xói mòn đất, luận văn tiến hành ứng dụng viễn thám GIS vào đánh giá xói mòn đất địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên năm 2013 2018, thông qua loại đồ đơn tính tỷ lệ 1:25.000 gồm: Bản đồ hệ số xói mòn mưa (R), đồ hệ số kháng xói đất (K), đồ hệ số xói mòn địa hình (LS), đồ hệ số che phủ đất (C) đồ hệ số biện pháp canh tác (P) Kết từ liệu đồ cho thấy, mức độ xói mòn giai đoạn 2013 – 2018 có gia tăng theo hướng giảm diện tích đất khơng bị xói mòn, xói mòn nhẹ tăng diện tích đất bị xói mòn trung bình, xói mòn mạnh Các khu vực khơng bị xói mòn (chiếm 26,86% diện tích huyện vào năm 2013 giảm xuống 25,94% diện tích huyện vào năm 2018) xói mòn nhẹ (51,67% diện tích huyện vào năm 2013 49,55% vào năm 2018) tập trung khu vực có độ dốc nhỏ, độ che phủ thực vật lớn nên chất lượng bị ảnh hưởng yếu tố khí hậu xã Văn Lăng, Hợp Tiến, Cây Thị, Tân Long, TT Trại Cau, Văn Hán,… Các khu vực bị xói mòn từ cấp độ trung bình (chiếm 16,27% diện tích huyện vào năm 2013 tăng lên 18,01% diện tích huyện vào năm 2018) đến mạnh (chiếm 5,2% diện tích huyện vào năm 2013 tăng lên 6,5% diện tích 69 huyện vào năm 2018) khu vực có lớp phủ thực vật mỏng, tầng tán, cối thưa thớt khu vực đất trống, đồi trọc, địa hình dốc chủ yếu phân bố khu vực xã Văn Hán, Hợp Tiến, Nam Hòa, Văn Hán, Khe Mo Từ kết thu được, đề xuất bốn giải pháp giảm thiểu hạn chế xói mòn địa bàn huyện gồm: Chống xói mòn biện pháp nơng nghiệp, chống xói mòn biện pháp lâm nghiệp, chống xói mòn biện pháp nơng lâm kết hợp chống xói mòn biện pháp cơng trình Kiến nghị Với kết mà luận văn thu được, địa phương cần tiếp tục biện pháp giảm thiểu xói mòn cho đất đồng thời cần tăng cường nghiên cứu quy mô lớn vấn đề nghiên cứu loại trồng biện pháp canh tác thích hợp với đặc điểm tự nhiên tăng dinh dưỡng cho đất giảm thiểu xói mòn đồng thời mang lại hiệu cao nhằm thu hút tham gia cộng đồng vấn đề bảo vệ phát triển bền vững tài nguyên đất 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Nguyễn Tuấn Anh, Đỗ Thị Lan (2009) Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Đồng Hỷ - tỉnh Bắc Giang, Trung Tâm học Liệu, Đại học Thái Nguyên 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 Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Văn Dũng, Hoàng Huyền Ngọc (2013) Ứng dụng phương trình đất phổ dụng (USLE) hệ thống thơng tin địa lý GIS đánh giá xói mòn tiềm đất Tây Nguyên đề xuất giảm thiểu xói mòn Phạm Hùng (2001) Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mơ hình tốn tính tốn xói mòn lưu vực Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật trường Ðại học Thủy lợi, Hà Nội Phạm Hùng, Võ Lê Phú, Lê Văn Trung (2017) Thành lập đồ xói mòn đất lưu vực sơng Đa Dâng, tỉnh Lâm Đồng Tạp chí Phát triển khoa học công nghệ, tập 20, số M2 – 2017 Nguyễn Quang Mỹ (2005) Xói mòn đất đại biện pháp chống xói mòn, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Trương Đình Trọng, Nguyễn Quang Việt, Đỗ Thị Việt Hương (2012) Đánh giá khả xói mòn đất huyện Đakrơng, tỉnh Quảng Trị mơ hình RMMF Tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 74A, số (2012),173184 Nguyễn Tử Siêm Thái Phiên (1999) Đất đồi núi Việt Nam thối hóa phục hồi, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Ủy ban thường vụ Quốc hội (2017) Nghị Về việc điều chỉnh mở rộng địa giới hành thành phố Thái Nguyên thành lập phường thuộc thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 71 10 UBND huyện Đồng Hỷ (2017) Báo cáo tóm tắt số 289/BC-UBND kết thực nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội năm 2017, nhiệm vụ giải pháp phát triển kinh tế - xã hội năm 2018 11 Viện Quy hoạch thiết kế nông nghiệp – Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2010) Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8409-2010 Quy trình đánh giá đất sản xuất nông nghiệp phục vụ quy hoạch sử dụng đất cấp huyện 12 Trần Quốc Vinh, Đặng Hùng Võ, Đào Châu Thu (2011) Ứng dụng viễn thám hệ thống thơng tin địa lý đánh giá xói mòn đất gò đồi huyện Tam Nơng tỉnh Phú Thọ Tạp chí Khoa học phát triển 2011: Tập 9, số 5:823833 Tài liệu nước 13 Berk Ustun (2008) Soil erosion modelling by using GIS and Remote sensing: a case study Ganos moutain,The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 14 De Jong S.M (1994) Application of Reflective Remote Sensing for Land Degradation Studies in Mediterranean Environment, Physical Geography, Utrech University 15 FAO (2017) Use of 137Cs for soil erosion assessment 16 Filippo Catani, Minja Kukavicic, Caterina Paoli (2014) GIS and Remote Sensing Technologies for the Assessment of Soil Erosion Hazard in the Mediterranean Island Landscapes 17 Jim Ritter (2012) Soil Erosion – Cause and Effects 18 Mali Vijay Kisan, Pathak Khanindra, Tiwari Kamlesh Narayan and Tripathy Swarup Kumar (2016) Remote sensing and GIS based assessment of soil erosion and soil loss risk around hill top surface mines situated in Saranda Forest, Jharkhand 19 Motasova H (1998).Terrain modeling and Soil Erosion Simulations for Fort Hood and Fort Polk test areas, Geographic Modeling and Systems Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign 72 20 Orhan Dengiz, Tugrul Yakupoglu and Oguz Baskan (2009) Soil erosion assessment using geographical information system (GIS) and remote sensing (RS) study from Ankara-Guvenc Basin, Turkey 21 Peace Corp Information Collection & Exchange (2010) Soil, Crops and Fertilizer Use 22 Qing-fengZHAN, GaLiWANGab, Fa-qiWUa (2016) GIS-Based Assessment of Soil Erosion at Nihe Gou Catchment 23 R.J.Patil, S.K.Sharma & S.Tignath (2015) Remote Sensing and GIS based soil erosion assessmentfrom an agricultural watershed ... viễn thám đánh giá xói mòn đất địa bàn huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng xói mòn đất huyện Đồng Hỷ dựa ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Đề xuất...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THÀNH LUÂN ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa... 1.1 Xói mòn đất nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 1.1.1 Xói mòn đất 1.1.2 Các q trình xói mòn đất 1.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 1.2 Nghiên cứu xói mòn đất