ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Thị Mai Hương XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ XÓI MÕN ĐẤT VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ CHO HUYỆN QUẢN
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
Nguyễn Thị Mai Hương
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ XÓI MÕN ĐẤT VÀ
ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ
CHO HUYỆN QUẢN BẠ - TỈNH HÀ GIANG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2015
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-
Nguyễn Thị Mai Hương
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ XÓI MÕN ĐẤT VÀ
ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HỢP LÝ
CHO HUYỆN QUẢN BẠ - TỈNH HÀ GIANG
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60440301
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN THIỆN
Hà Nội - 2015
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ vô cùng quý báu của PGS.TS Lê Văn Thiện, người hướng dẫn khoa học đã hết lòng dạy dỗ, chỉ bảo tận tình, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô Khoa Môi trường nói chung và các Thầy, Cô giáo ở Bộ môn Thổ nhưỡng - Môi trường đất nói riêng đã dìu dắt, dạy dỗ những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trường cũng như đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các lãnh đạo và cán bộ tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang, Uỷ ban nhân dân huyện Quản Bạ, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Quản Bạ đã tạo điều kiện, cung cấp tài liệu giúp tôi có điều kiện tốt nhất để hoàn thành luận văn
Luận văn có ý kiến góp ý của ThS Phạm Anh Hùng, cán bộ Trung Tâm Tài nguyên và Môi trường - Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp - Bộ NN&PTNT, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến sự giúp đỡ quý báu đó
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian qua
Hà Nội, 2015 Tác giả
Nguyễn Thị Mai Hương
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Xói mòn đất từ lâu được coi là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên đất nghiêm trọng ở các vùng đồi núi [36] Xói mòn đất là một hiện tượng tự nhiên nhưng do các hoạt
Trang 4động của con người đã làm cho hiện tượng này diễn ra ngày càng nghiêm trọng Mỗi năm
ở vùng đồi núi nước ta bị mất đi một khối lượng đất khổng lồ do hiện tượng xói mòn Xói mòn đất làm mất đất, phá huỷ lớp thổ nhưỡng bề mặt, làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc màu, ảnh hưởng trực tiếp tới sự sống và phát triển của thảm thực vật Vấn đề xói mòn đất đã được đề cập đến trong các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nước từ nhiều thập niên nay [26]
Để giảm thiểu xói mòn đất ở khu vực miền vúi, hai vấn đề cần được nghiên cứu song song là thực trạng quá trình xói mòn đất, nguyên nhân, các yếu tố ảnh hưởng và những giải pháp ngăn chặn xói mòn đất [20] Có nhiều phương pháp khác nhau để nghiên cứu vấn đề xói mòn đất, trong đó phương pháp sử dụng công nghệ viễn thám GIS để mô hình hóa, tính toán xói mòn đất theo phương trình mất đất phổ dụng của Wischmeier và Smith là phương pháp hiện đại và đem lại hiệu quả cao [26]
Quản Bạ là huyện vùng cao biên giới phía Bắc của tỉnh Hà Giang với địa hình hết sức phức tạp gồm nhiều khu vực núi đá vôi với nhiều khu vực bị chia cắt mạnh có có độ dốc trên 250 và các thung lũng phân bố dọc sông Miện Bên cạnh đó, trong điều kiện mưa lớn và tập trung làm cho đất đai bị xói mòn và thoái hóa, ảnh hưởng rất lớn đến quỹ đất sản xuất nông nghiệp vốn rất ít của huyện Hơn nữa, việc quy hoạch, bố trí cơ cấu cây trồng chưa hợp lý, độ che phủ rừng thấp cũng là những nguyên nhân làm cho lũ ống, lũ quét thường xuyên xảy ra gây thiệt hại về người và của cho nhân dân nơi đây [2,26]
Vì vậy, việc lập bản đồ để đánh giá nguy cơ xói mòn đất và đề xuất mô hình sản xuất đất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang là quan trọng và cần thiết Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn
2 Mục tiêu của luận văn
- Xác định được các hệ số xói mòn đất tại vùng nghiên cứu
- Xây dựng được bản đồ nguy cơ xói mòn đất nhằm tạo cơ sở cho việc đánh giá mức độ xói mòn đất và đề xuất các biện pháp kiểm soát, hạn chế xói mòn đất trên địa bàn nghiên cứu
Trang 5- Đề xuất được mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang
3 Nhiệm vụ chính của luận văn
- Thu thập và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến xói mòn đất tại vùng nghiên cứu;
- Khảo sát thực địa tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang;
- Xác định và tính các hệ số xói mòn đất;
- Lập các bản đồ thành phần và bản đồ nguy cơ xói mòn đất;
- Đề xuất mô hình sản xuất nông nghiệp hợp lý cho vùng nghiên cứu
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt:
1 Lê Huy Bá, 2006, Phương pháp nghiên cứu khoa học, nhà xuất bản Đại học
Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, trang 178 – 201
2 Chi cục thống kê tỉnh Hà Giang, năm 2014, Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang
3 Trần Văn Chính và cộng sự, 2006, Giáo Trình thổ nhương học, nhà xuất bản
Nông Nghiệp, Hà Nội, 364 trang
4 Trương Văn Cảnh và nnk, 2014, Báo cáo tóm tắt đề tài khoa học và công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng “Nghiên cứu ảnh hưởng của xói mòn đất của lưu vực sông Cu Đê đến sản xuất nông nghiệp”, Đà Nẵng
5 Phạm Ngọc Dũng, 1991, Nghiên cứu một số biện pháp chống xói mòn trên đất
đỏ bazan trồng chè vùng Tây nguyên và xác định giá trị của các 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
6 Nguyễn Văn Dũng và Nguyễn Đình Kỳ, 2012, Đánh giá định lượng xói mòn đất đồi núi vùng Thanh – Nghệ - Tĩnh bằng phương trình mất đất phổ dụng và hệ thống thông tin địa lý, Tạp chí các khoa học về trái đất, số 34, trang 31 – 37
Trang 67 Nguyễn Văn Đệ, 2007, Bài giảng Đất Ngập Nước, Phòng Tài Nguyên Đất,
Viện Địa Lý Tài Nguyên Tp Hồ Chí Minh
8 Hoàng Tiến Hà, 2009, Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để
dự báo xói mòn đất tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Cạn, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Thái
Nguyên, 75 trang
9 Nguyễn Trọng Hà ,1996, Xác định các yếu tố gây xói mòn và khả năng dự báo xói mòn trên đất dốc, Luận án phó tiến sĩ khoa học kĩ thuật, trường Ðại học Thủy lợi, Hà
Nội
10 Phạm Hùng (2001), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mô hình toán trong tính toán xói mòn lưu vực ở Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi, Hà
Nội
11 Tống Đức Khang, Nguyễn Đức Qúy, 2008, Bảo vệ đất chống xói mòn vùng đồi núi, nhà xuất bản Hà Nội
12 Nguyễn Văn Khiêm và nnk, 2010, Tổng hợp điều tra, đánh giá đất sản xuất nông nghiệp tỉnh Lâm Đồng, Trung Tâm nghiên cứu Đất, Phân bón và Môi trường phía
Nam, Tp Hồ Chí Minh, trang 15 - 49
13 Nguyễn Văn Khiết, 2014, Nghiên cứu xác định vai trò của một số yếu tố liên quan đến xói mòn đất ở nước ta, Tạp chí Khoa học lâm nghiệp, trang 3145-
14 Lê Văn Khoa, 2001, Nông nghiệp sinh thái miền núi, Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
15 Lê Văn Khoa và nnk, 2005, Đất Ngập Nước, Nhà xuất bản Giáo Dục, trang 44
- 84
16 Nguyễn Kim Lợi, 2005, Bài giảng kiểm soát xói mòn, Trường Đại học Nông
Lâm Tp Hồ Chí Minh
17 Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải, 1997, Kết quả bước đầu nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước của một số thảm thực vật chính và xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội
Trang 718 Ngọc Lý, 2010, Biến đổi khí hậu và việc sử dụng bền vững tài nguyên đất: Cảnh báo về khủng hoảng đất trồng, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
19 Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yêm, Hoàng Xuân Cơ (1984), Nghiên cứu xói mòn và thử nghiệm một số biện pháp chống xói mòn đất nông nghiệp Tây nguyên, các
báo cáo khoa học của chương trình điều tra tổng hợp Tây Nguyên giai đoạn 1976-1980,
Hà Nội
20 Nguyễn Quang Mỹ (2005), Xác định các yếu tố gây xói mòn và khả năng dự báo xói mòn trên đất dốc, Luận án phó tiến sĩ khoa học kĩ thuật, trường Đại học Thủy lợi,
Hà Nội
21 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang, 2014 Bản đồ hiện trạng rừng tỉnh Hà Giang
22 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang, 2014 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Hà Giang
23 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang, 2013 Bản đồ độ cao (DEM) tỉnh Hà Giang
24 Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Giang, 2011- 2014 Tài liệu khí tượng thủy văn tỉnh Hà Giang các năm 2011- 2014
25 Hoàng Văn Thắng và Lê Diên Dực, 2006, Hệ thống phân loại đất ngập nước Việt Nam, Đại Học Quốc Gia Hà Nội, trang 23 - 24
26 Lê Văn Thiện, Nguyễn Thị Mai Hương và nnk, 2015, “Đánh giá thực trạng xói mòn đất và đề xuất giải pháp sử dụng bền vững đất sản xuất nông nghiệp tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ, Tập 31, Số 2S (2015) 260-267
27 Lê Hoàng Tú, 2011, Ứng dụng GIS trong đánh giá mức độ xói mòn đất tại lưu vực sông Tam Đa, tỉnh Lâm Đồng, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học nông lâm thành
phố Hồ Chí Minh, 65 trang
Trang 828 Vũ Anh Tuân (2007), Nghiên cứu biến động hiện trạng sử dụng đất và ảnh hưởng của nó tới xói mòn lưu vực sông Trà Khúc bằng phương pháp viễn thám và GIS,
Luận án tiến sĩ, Viện khoa học công nghệ vũ trụ, Hà Nội
29 Lưu Hải Tùng, 2007, Hiện trạng xói mòn và sự mất P do xói mòn gây ra ảnh hưởng đến môi trường tại lưu vực suối Rạt tỉnh Bình Phước, Luận văn cao học, Trường
Đại học KHXH&NV Tp Hồ Chí Minh, 120 trang
30 Phạm Hữu Tỵ và Hồ Kiệt, 2008, Mô phỏng rủi ro xói mòn vùng cảnh quan đồi núi trên cơ sở sử dụng dữ liệu viễn thám và mô hình mất đất hiệu chỉnh (RUSLE),
Tạp chí khoa học, Đại Học Huế, số 48, trang 185 – 195
31 Trương Đình Trọng, Nguyễn Quang Việt, Đỗ Thị Việt Hương, 2012, Đánh giá khả năng xói mòn đất ở huyện Đakrông, tỉnh Quảng Trị bằng mô hình RMMF (Revised morgan-morgan-finney), Tạp chí khoa học, Đại Học Huế, Tập 74A, số 5, trang
174 – 184
32 Trung tâm Tài nguyên và Môi trường, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông
nghiệp, 2014 Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Hà Giang
33 Trung tâm Tài nguyên và Môi trường, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông
nghiệp, 2008 Báo cáo Điều chỉnh quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất lồng ghép yêu cầu bảo vệ môi trường và biến đổi khí hậu giai đoạn 2008 – 2010 cho huyện Quản Bạ, tỉnh
Hà Giang
34 Trần Quốc Vinh và Hoàng Tuấn Minh, 2009, Ứng dụng hệ thống thông tin địa
lý (GIS) xây dựng bản đồ hệ số LS trong nghiên cứu xói mòn đất huyện Tam Nông (Tỉnh Phú Thọ), Tạp chí khoa học và phát triển, số 4, trang 667-674, Trường Đại Học Nông
Nghiệp Hà Nội
35 Trần Quốc Vinh và Đào Châu Thu, 2009, Ứng dụng tư liệu ảnh viễn thám xây dựng bản đồ hệ số lớp phủ đất (c) trong nghiên cứu xói mòn đất huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ, Tạp chí Khoa học và Phát triển, số 6, trang 983 – 988, Trường Đại Học Nông
Nghiệp Hà Nội
Trang 936 Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên,199l, Đất đồi núi Việt Nam thoái hóa và phục hồi, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội, trang 74 - 126
37 Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp,1984, Đề tài xây dựng quy trình xói mòn đất , Hà Nội
Tài liệu tiếng anh:
38 Agrovand, 1999: Soil erosion assessment using GIS, Danish Hydraulic
Institute
39 Andi Sukman, Assessing erosion hazard using Revised Morgan Morgan and Finney (MMF) erosion model and microtopography features; A case study in river Oyo subcatchment, Master of Science in Geo-Information for Spatial Planning and Risk
management, Gadjah Mada university, International Institute for Geo-Information Science and Earth observation, 2009
40 Karine Vezina, Ferdinand Bonn, Cu Pham Van, 2006: Agricultural land-use patterns and soil erosion vulnerability of watershed units in Vietnam’s northern highlands, J Landscape Ecology, vol 21, No.8, pp.1311-1325, Springer, Netherlands,
No 0921-2973
41 Khatereh Polous, Effect of spatial resolution on erosion assessment in Namchun watershed, Thailand, Facuty of Geo-Information science and Earth observation
university of Twente, Enschede, The Netherlands, 2010
42 Morgan R.P.C and Duzant J.H, Modified MMF (Morgan-Morgan-Finney) model for evaluating effects of crops and vegetation cover on soil erosion, Journal of
Earth surface processes and Landfoms 32, (2008), 90-106
43 Toxopeus A.G, 1996: “Cibodas: the erosion issue” ILWIS 2.1 for Windows
Applications guide, Chapter 23 Soil
44 Ugyen Thinley, Spatial Modeling for Soil erosion assessment in upper Lam Phra Phloeng watershed, Nakhon Ratchasima, Thailand, 2008
Trang 1045 Wischmeier, W.H and Smith, D.D, 1978: Predicting Rainfall Erosion Losses,
U.S.Dep.Agric, Agric Handbook 537
Trang 11CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về xói mòn đất
1.1.1 Khái niệm xói mòn đất
Đến nay, có rất nhiều các định nghĩa, khái niệm khác nhau về xói mòn đất Theo
từ điển bách khoa toàn thư về khoa học đất, xói mòn xuất phát từ tiếng Latin là “erodere” chỉ sự ăn mòn dần, thuật ngữ xói mòn dùng để chỉ các quá trình liên quan đến các lớp đất,
đá tơi ra và bị mang đi bởi các tác nhân như gió, nước, băng, tuyết tan hoặc hoạt động của sinh vật
Theo Ellison (1944), “Xói mòn là hiện tượng di chuyển đất bởi nước mưa, bởi gió dưới tác động của trọng lực lên bề mặt của đất Xói mòn đất được xem như là một hàm số với biến số là loại đất, độ dốc địa hình, mật độ che phủ của thảm thực vật, lượng mưa và cường độ mưa” [40]
Ngoài ra, theo Hudson (1968) xói mòn đất còn được xem là sự chuyển dời vật lý của lớp đất do nhiều tác nhân khác, nhau như lực đập của giọt nước, gió, tuyết và bao gồm cả quá trình sạt lở do trọng lực [40]
Theo FAO (1994), “Xói mòn là hiện tượng các phần tử mảnh, cục và có khi cả lớp
bề mặt đất bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió và sức nước.” [43]
R.P.C Morgan, 2005 thì cho rằng, xói mòn đất là một quá trình gồm hai pha bao gồm sự tách rời của các phần tử nhỏ từ mặt đất sau đó vận chuyển chúng dưới các tác nhân gây xói như nước chảy và gió Khi năng lượng không còn đủ để vận chuyển các phần tử này, pha tứ ba – quá trình bồi lắng - sẽ xảy ra
Cũng dựa trên yếu tố trọng lực, tác giả Cao Đăng Dư có quan niệm cho rằng quá trình xói mòn, trượt lở, bồi lấp thực chất là quá trình phân bố lại vật chất dưới ảnh hưởng của trọng lực, xảy ra khắp nơi và bị chi phối bởi yếu tố địa hình
Theo một trong những cách tiếp cận khác khi nghiên cứu về lớp phủ thực vật Nguyễn Quang Mỹ và Nguyễn Tứ Dần (1986) lại cho rằng xói mòn là một quá trình động lực phá hủy độ màu mỡ của đất, làm mất trạng thái cân bằng của cả vùng bị xói mòn lẫn vùng bị bồi tụ [43]
Trang 121.1.2 Các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất
Có 5 nhân tố chính ảnh hưởng tới xói mòn đất là địa hình, đất đai, thảm thực vật, khí hậu và con người (hình 1.1)
Ảnh hưởng hai chiều
Ảnh hưởng tích cực
Ảnh hưởng tiêu cực
Hình 1 1 Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất [8]
1.1.2.1 Ảnh hưởng của khí hậu lên xói mòn:
Yếu tố khí hậu có thể nói là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến xói mòn đất Trong các yếu tố gây xói mòn chính thì mưa là quan trọng hơn cả Đã có nhiều công trình nghiên cứu cả trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa đều cho thấy rằng tác động của hạt mưa lớn hơn nhiều so với các yếu tố khác như hiệu ứng cắt xé và rửa xói của dòng chảy do nước mưa và gây nên Ngoài ra có những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến xói mòn như nhiệt độ không khí, độ ẩm, tốc độ gió
a Lượng mưa:
Lượng mưa ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xói mòn Ở những khu vực có lượng mưa thấp thì khả năng xói mòn là rất thấp vì lượng mưa không đủ để tạo thành dòng chảy (vì bị mất do ngấm vào đất, bay hơi, thực vật sử dụng ) và do đó không có khả năng vận chuyển vật chất đi xa Lượng mưa trung bình hàng năm thường phải lớn hơn 300 mm thì
Xói mòn
Địa hình Khí hậu
Con người
Thảm thực vật
Đất đai