ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG XÓI MÕN ĐẤT CỦA LƢU VỰC SÔNG CU ĐÊ ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG XĨI MÕN ĐẤT CỦA LƢU VỰC SƠNG CU ĐÊ ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Mã số: Đ2013-03-46-BS Chủ nhiệm đề tài: ThS Trƣơng Văn Cảnh ĐÀ NẴNG – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG XÓI MÕN ĐẤT CỦA LƢU VỰC SÔNG CU ĐÊ ĐẾN SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Mã số: Đ2013-03-46-BS Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) ĐÀ NẴNG - 2014 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) STT NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Đơn vị công tác Nội dung nghiên cứu Họ tên Chữ ký lĩnh vực cụ thể giao chuyên môn TS Trương Phòng Khoa Xây dựng sở lý Phước Minh học luận đề tài, quy SĐH&HTQT trình đánh giá xói mòn Trường đất ĐHSP-ĐHĐN ThS Nguyễn Văn Tổ Địa lý tự Khái quát đặc điểm Nam nhiên - Khoa chung sông Cu Đê Địa lý nghiên cứu tác động xói mịn đất đến NN ThS Lê Ngọc Tổ Địa lý tự Đánh giá xói mịn đất Hành nhiên - Khoa lưu vực sông Cu Đê Địa lý i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt BĐKH GIS HTSDĐ NDVI Difference Vegetation Index) OLI and TIRs Infrared Sensor TBNN TP UBND Tên đầy đủ - mô tả Biến đổi khí hậu Hệ thống thơng tin địa lý (Geographic Information System) Hiện trạng sử dụng đất Chỉ số thực vật (Normalized Operational Land Imager and Thermal Trung bình nhiều năm Thành phố Ủy ban nhân dân ii A MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Xói mịn đất vấn đề mơi trường tồn cầu có xu hướng gia tăng Trong quỹ đất canh tác giới hữu hạng dân số không ngừng phát triển Theo chuyên gia FAO - UNEP hàng năm tồn giới có khoảng từ đến triệu đất bị khả sản xuất bị xói mịn đất Ở Việt Nam, với ¾ diện tích đồi núi lại nằm vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, nên xói mịn xem hiểm họa đất dốc Việt Nam Nếu khơng có biện pháp phịng chống năm hàng trăm đất dinh dưỡng bị sau vài năm đất trở nên thối hóa khơng cịn khả canh tác Lưu vực sông Cu Đê hệ thống sông lớn TP Đà Nẵng, với địa hình nhiều đồi núi có độ dốc lớn, lượng mưa lớn tập trung theo mùa Đất nông lâm nghiệp chiếm phần lớn diện tích, phương pháp canh tác sử dụng đất người dân địa phương chưa hợp lý, đặc biệt người dân đồng bào Cơ Tu Đó ngun nhân làm xói mịn đất diễn nhanh hơn, ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp, nguồn cung cấp nước cho TP Đà Nẵng Chính vậy, việc đánh giá đưa dự báo xói mịn đất điều cần thiết cấp bách để có biện pháp sử dụng bảo vệ đất hợp lý Nhận thức tầm quan trọng việc xói mịn đất ảnh hưởng lớn đến tình hình phát triển kinh tế - xã hội mà đặc biệt vấn đề phát triển nông nghiệp khu vực, đồng thời để góp phần cho việc định hướng quy hoạch sử dụng đất hợp lý thời gian đến, tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng xói mịn đất lưu vực sơng Cu Đê đến sản xuất nông nghiệp” làm vấn đề nghiên cứu MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Dựa sở lí luận thực tiễn xói mịn đất khả ứng dụng GIS, viễn thám, đề tài tập trung vào việc phân tích trạng xói mịn đất phạm vi lưu vực sông Cu Đê ứng dụng GIS, từ có đánh giá tác động đến đất sản xuất nông nghiệp Đồng thời đề xuất biện pháp bảo vệ đất, chống xói mòn đất NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Đúc kết sở lí luận xói mịn đất ứng dụng GIS, viễn thám đánh giá xói mịn đất - Phân tích đánh giá nhân tố tự nhiên, kinh tế - xã hội có ảnh hưởng đến xói mịn đất khu vực nghiên cứu - Ứng dụng GIS viễn thám phân tích trạng xói mịn đất lưu vực sơng Cu Đê đánh giá ảnh hướng đến đất sản xuất nông nghiệp - Đề xuất biện pháp bảo vệ đất, chống xói mòn đất ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 Đối tƣợng nghiên cứu Xói mịn đất tác động đến đất nơng nghiệp lưu vực sông Cu Đê thành phố Đà Nẵng 4.2 Phạm vi nghiên cứu - Về không gian: nghiên cứu lưu vực sông Cu Đê - TP Đà Nẵng - Về thời gian: đặc tính đề tài nguồn sở liệu, số liệu xói mịn đất khu vực nghiên cứu thu thập từ 2000 đến 2013 - Về nội dung: đề tài nghiên cứu xói mịn đất đánh giá tác động xói mịn đất lưu vực sơng Cu Đê đến đất sản xuất nông nghiệp PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5.1 Phương pháp thu thập, xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu 5.2 Phương pháp khảo sát thực địa 5.3 Phương pháp sử dụng công nghệ GIS đồ Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Ý nghĩa khoa học - Tạo sở khoa học việc ứng dụng phương trình đất phổ dụng USLE kết hợp với viễn thám GIS hỗ trợ quan trắc, đánh giá yếu tố môi trường đất - Kết nghiên cứu đề tài góp phần khẳng định việc nghiên cứu đánh giá xói mịn đất trợ giúp công nghệ viễn thám GIS hiệu cần thiết giai đoạn 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết nghiên cứu đề tài nguồn tư liệu tham khảo quan trọng, góp phần cung cấp thơng tin tình hình xói mịn đất lưu vực sơng Cu Đê Kết đề tài cung cấp cho địa phương nguồn liệu cơng cụ giám sát, đánh giá, tra cứu thông tin, theo dõi tác động xói mịn đất đến hoạt động sản xuất nông nghiệp; đề xuất giải pháp quy hoạch sử dụng đất phù hợp giai đoạn đến B NỘI DUNG Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU XÓI MÕN ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XÓI MÕN ĐẤT 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ XĨI MỊN ĐẤT 1.1.1 Định nghĩa xói mịn đất Theo từ điển Bách khoa toàn thư khoa học trái đất, xói mịn xuất phát từ tiếng Latinh “erodere” ăn mịn dần Thuật ngữ xói mịn dùng để trình liên quan đến lớp đất, đá tơi bị mang đi, tác nhân gió, nước, băng, tuyết tan hoạt động sinh vật 1.1.2 Các nhân tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất Các nhân tố ảnh hưởng đến q trình xói mịn đất bao gồm: Mưa, gió, độ dốc, thổ nhưỡng, thảm thực vật, người Được thể cụ thể qua hình sau Hình 1.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mịn đất 1.2 PHÂN LOẠI XĨI MỊN Dựa vào nhân tố ảnh hưởng, người ta chia xói mịn đất thành hai loại xói mịn gió xói mịn nước 1.2.1 Xói mịn nƣớc - Xói mịn rửa trơi bề mặt -xói mịn mảng - Rửa trơi bề mặt có rãnh xói - xói mịn dịng - Xói mịn khe máng - Xói mịn tác động trực tiếp hạt mưa - Di chuyển khối - Xâm thực bờ kênh 1.2.2 Xói mịn gió Tác động học gió: tượng xói mịn làm đất gió gây có liên quan tới hai q trình q trình tách rời hạt đất vận chuyển chúng theo gió Ngồi ra, cịn có loại xói mịn trọng lực, xói mịn bão lũ, xói mịn băng tuyết tan, xói mịn sinh vật xói mịn người 1.3 TÁC HẠI CỦA XĨI MỊN 1.3.1 Tác hại xói mịn đến độ phì đất suất trồng Xói mịn đất ảnh hưởng lớn đến lượng chất quỹ đất, dễ nhận thấy lượng lớn vật chất bị trôi bề mặt, gây trượt đất, xói lở, tạo rãnh, bộc lộ lớp đá mẹ bồi lắng thung lũng đồng hạ lưu Xói mịn đất diễn phạm vi rộng lớn tất nơi giới: Ở Châu Phi phía bắc đường xích đạo, 11,6% tổng diện tích bị ảnh hưởng xói mịn nước 22,4% xói mịn gió Ở vùng Cận Đơng, 17,1% tổng diện tích bị ảnh hưởng xói mịn nước; 35,5% xói mịn gió, 8% xâm nhập mặn 1.3.2 Tác hại xói mịn đất đến hệ sinh thái Tập quán du canh, du cư nạn phá rừng làm nương rẫy tiếp diễn làm cho diện tích đất bị xói mịn ngày tăng cịn rừng có tác dụng phịng hộ bị thu hẹp phá hủy làm cho lũ lụt, hạn hán khí hậu ngày thay đổi rõ rệt Các chất dinh dưỡng bị dòng chảy với hạt đất thực vật (chủ yếu tảo) hấp thụ để phát triển sinh khối Khi tảo chết đi, phân hủy chất hữu vi sinh vật làm giảm lượng oxy nước đe dọa đến sinh tồn loài cá động vật khác cuối phá vỡ cân hệ sinh thái 1.3.3 Các tác hại khác Phù sa sông lớn từ thượng lưu đổ hạ lưu sông, nâng mực nước sông gây trở ngại giao thông, lũ lụt Phù sa cịn làm cho cơng trình thủy lợi hồ chứa nước, kênh mương, bến cảng…bị thu hẹp dung tích, hiệu suất sử dụng bị hạn chế, công tác tưới tiêu bị trở ngại Những cơng trình xây dựng, nhà máy bị hư hại nặng xói mịn gió, đơi bị lấp hồn tồn, chi phí phục hồi lại cao 1.4 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ XĨI MỊN ĐẤT 1.4.1 Định nghĩa GIS Có nhiều định nghĩa GIS, nói chung thống quan niệm chung: GIS hệ thống kết hợp người hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị thơng tin địa lý để phục vụ mục đích nghiên cứu, quản lý định 1.4.2 Các thành phần hệ GIS Theo quan điểm thành phần cơng nghệ GIS gồm hợp phần bản: phần cứng, phần mềm, liệu, người phương pháp Hình 1.2 Sơ đồ thành phần hệ GIS 1.4.3 Hệ sở liệu hệ thống thông tin địa lý GIS a Khái niệm liệu địa lý Dữ liệu địa lý loại liệu nhằm phản ánh giới thực; đó, đối tượng liệu địa lý coi xác định trả lời đầy đủ thông tin các câu hỏi sau: Cái gì? (dữ liệu thuộc tính) Ở đâu? (dữ liệu không gian) Khi nào? (thời gian) Tương tác với đối tượng khác sao? (quan hệ) b Cấu trúc liệu GIS * Các kiểu liệu khơng gian Dữ liệu khơng gian có hai dạng cấu trúc: cấu trúc raster cấu trúc vector - Cấu trúc raster: Có thể hiểu đơn giản “ảnh” chứa thơng tin chuyên đề mô bề mặt trái đất đối tượng lưới (đều khơng đều) gồm hàng cột - Cấu trúc vector: Cấu trúc vector mơ tả vị trí phạm vi đối tượng không gian tọa độ kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt quan hệ chúng * Dữ liệu thuộc tính Dữ liệu thuộc tính dùng để mơ tả đặc điểm đối tượng Dữ liệu thuộc tính định tính - mơ tả chất lượng (qualitative) định lượng (quantative) 1.4.4 Ứng dụng GIS mô hình để đánh giá xói mịn đất Các mơ hình để đánh giá xói mịn đất chia thành loại mơ hình mơ hình kinh nghiệm mơ hình nhận thức: - Mơ hình kinh nghiệm mơ hình xây dựng dựa vào tổng kết, quan sát thực tế Có thể kể đến số mơ hình sau: Mơ hình SEIM (Soil Erosion Index Model), mơ hình ESLE (Emprical Soil Loss Equation), mơ hình USLE (Universal Soil Loss Erosion)… - Khác với mơ hình kinh nghiệm, mơ hình nhận thức phát triển dựa vào hiểu biết qui luật vận động chế vật lý q trình xói mịn, nghĩa dựa vào hiểu biết lý thuyết hố dạng định luật hay phương trình vật lý Có thể kể mơ hình phổ biến sau: Dự báo xói mịn nước (WEPP), Lane Nearing, 1989; Mơ hình xói mịn châu Âu, Morgan, 1992; Chương trình dự báo xói mịn theo q trình, Schramm, 1994… Các buớc thực mô sau: Hình 1.3 Sử dụng mơ hình USLE tính tốn xói mịn GIS hệ số R lưu vực sơng Cu Đê (hình 2) 3.2.2 Thành lập đồ hệ số thổ nhưỡng K Tính xói mịn đất (hệ số K) nghịch đảo tính kháng xói mịn đất Hệ số K xác định lượng đất cho đơn vị xói mòn mưa điều kiện chuẩn, nghĩa chiều dài sườn 22,4m, độ dốc 9%, trồng luống theo chiều từ xuống sườn dốc Hệ số K xác định thơng qua sử dụng tốn đồ Wischeier Smith tính theo cơng thức: 100K=2,1.10-4 M1,14 (12-OS)+3,25(A-2)+2,5(D-3) Trong đó: K: Hệ số xói mịn đất đất M xác định: (%) M = (%limon +% cát mịn)(100% -%sét) OS: Hàm lượng chất hữu đất, đo phần trăm A: Hệ số phụ thuộc vào hình dạng, xếp loại kết cấu đất D: Hệ số phụ thuộc khả tiêu thấm đất Để áp dụng cơng thức để tính hệ số K cho lưu vực sơng Cu Đê u cầu đặt cần phải lấy mẫu loại đất ngồi thực địa Sau tiến hành phân tích mẫu để có số: thành phần giới, hàm lượng chất hữu cơ, độ thấm, cấu trúc Do khơng có điều kiện nên số K đề tài tham khảo, kế thừa từ cơng trình nghiên cứu khác Từ đồ thổ nhưỡng, trợ giúp GIS, tác giả gắn giá trị K loại đất, sau chuyển sang dạng liệu raster Kết quả, đề tài thành lập đồ hệ số K (hình 3.2) Hình 3.2 Bản đồ hệ số lượng mưa (R) 15 Hình 3.3 Bản đồ hệ số thổ nhưỡng (K) 3.2.3 Thành lập đồ hệ số lớp phủ mặt đất (C) Hệ số C đặc trưng cho mức độ hạn chế xói mịn lớp phủ thực vật Các phương pháp để xác định hệ số C phổ biến nay: - Phương pháp thứ xác định thực địa theo cách Wischmeier Smith với số biến đổi - Dựa vào đồ số thực vật (NDVI) dựa công thức De Jong (1994): C = 0,431- 0,805 x NDVI - Tham khảo hệ số C loại thảm thực vật Việt Nam Trong đề tài này, sử dụng công thức C = 0,431- 0,805 x NDVI để thành lập đồ hệ số C lưu vực sông Cu Đê Tác giả sử dụng kênh kênh ảnh Landsat để tính giá trị NDVI Sau đó, đề tài áp dụng cơng thức trên, kết tác giả thành lập đồ hệ số C (hình 4) 3.2.4 Thành lập đồ hệ số địa hình (LS) Địa hình cung cấp lượng địa hình cho dịng chảy, làm tăng tốc dịng chảy gia tăng q trình xói mịn đất, đất dốc dễ bị xói mịn đất Yếu tố địa hình ảnh hưởng lớn tới q trình xói mòn đất độ dốc chiều dài sườn dốc địa hình Ảnh hưởng chiều dài sườn dốc độ dốc địa hình thể qua hệ số LS, tính tốn thơng qua đồ địa hình Hệ số LS đề tài tính theo cơng thức (Mitasova cộng (1996)): LS= (FlowAccumulation x cellsize/ 22,13)^m x (Sin(Slope) * 0.01745) / 0,09)^1,3 (m: hệ số m có ý nghĩa sau: độ dốc từ – 3% m = 0.3, 16 độ dốc từ 3.5 – 4.5% m = 0.4, độ dốc > 5% m= 0.5) Ở lưu vực có độ dốc 5% chiếm diện tích lớn, nên tác giả chọn m = 0.5 Kết quả, đề tài thành lập đồ hệ số địa hình LS (hình 5) Hình 3.4 Bản đồ hệ số lớp phủ thực vật (C) Hình 3.5 Bản đồ hệ số địa hình (LS) 3.2.5 Thành lập đồ hệ số bảo vệ đất (P) Hệ số Pđược định nghĩa tỷ lệ đất từ phương thức ảo vệ đất so với cách làm đất dọc theo sườn dốc Trong công thức đất phổ dụng giá trị yếu tố P, thành lập yếu tố phụ tính teo cơng thức sau đây: 17 P= Pc x Pst x Pter Trong đó: Pc: yếu tố phụ làm đất teo đường đồng Pst: yếu tố phụ đường viền thực vật theo đường đồng mức Pter: Yếu tố phụ đắp bờ ngăn xói Việc xác định hệ số P đòi hỏi phải quan sát lâu dài thực nghiệm công phu, phức tạp Do thời gian làm đề tài có hạn khơng có đủ điều kiện nên nên hệ số P tác giả tham khảo từ đề tài khác Bảng 3.1 Giá trị hệ số P Độ dốc Hệ số P 0–2 0.6 2-5 5-8 - 12 13 - 16 17 - 20 > 20 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Để thành lập đồ hệ số P đề tài thực theo quy trình sau: Bản đồ DEM → Bản đồ slope (độ) → Chuyển ASCII → Bản đồ slope (độ) dạng INTEGER → Reclassify → Raster to Features → Gán giá trị P cho độ dốc → Features to Raster → Bản đồ P Kết quả, đề tài tính toán số P cho khu vực nghiên cứu (hình 6) Hình 3.6 Bản đồ hệ số bảo vệ đất (P) lưu vực sông Cu Đê 18 3.2.6 Bản đồ xói mịn tiềm lưu vực sơng Cu Đê Để xây dựng mơ hình xói mịn tiềm đề tài sử dụng công thức đất phổ dụng Wishmeier Smith (1978) A = R x K x LS Trong đó: A: Là lượng đất hàng năm (tấn/ha) R: Hệ số xói mịn mưa K: Hệ số xói mịn đất LS: Hệ số chiều dài sườn dốc Để xây dựng mơ hình xói mịn tiềm theo cơng thức đề tài sử dụng phương pháp chồng lớp số học Kết A giá trị điểm ảnh tương ứng nhân với nhau, đề tài có đồ xói mịn tiềm Hình 3.7 Bản đồ xói mịn tiềm lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:150000) Bảng 3.2 Phân cấp xói mịn tiềm lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng Cấp xói mịn Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Cấp VI Cấp VII Cấp VIII Tổng Lƣợng đất (tấn/ha/năm) – 50 50 – 100 100 – 200 200 – 400 400 – 800 800 – 1600 1600 – 3200 > 3200 19 Diện tích (ha) 14389 2271 4006 4993 4203 2685 1319 894 34759 Tỷ lệ (%) 41.40 6.53 11.52 14.36 12.09 7.72 3.79 2.57 100 Bảng 3.3 Phân cấp xói mịn tiềm theo tiểu lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng (Đơn vị tính: ha) Tiểu lƣu vực 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 158.7 524.6 176.4 262.4 811.2 299.5 269.1 87.4 264.3 21.6 244.2 744.0 242.9 599.6 403.8 270.1 246.4 14.0 664.5 196.9 125.8 252.6 84.3 299.3 61.6 132.9 658.3 168.4 4.5 430.7 216.2 467.9 239.8 254.3 625.6 350.7 281.8 532.1 323.9 451.9 543.2 16.3 42.0 15.3 25.1 129.5 31.7 21.2 16.4 48.5 5.5 52.5 105.7 31.3 112.1 74.4 55.7 42.0 3.1 140.9 39.4 28.0 38.8 13.8 51.3 11.1 27.6 85.9 29.0 0.7 64.1 34.5 5.6 18.3 49.0 43.4 84.1 61.7 90.7 67.6 84.2 136.3 42.2 111.5 35.6 65.7 252.1 77.5 46.8 26.3 93.9 6.1 73.5 173.6 63.1 198.7 116.5 87.3 72.1 3.6 222.0 76.7 58.3 81.9 23.9 103.1 14.8 54.5 132.1 32.7 0.4 83.0 69.6 5.2 27.2 95.8 63.1 139.9 119.5 188.6 122.2 166.7 153.6 73.6 228.8 81.1 118.7 384.2 131.7 118.0 31.6 115.9 5.6 80.8 178.1 93.4 235.6 124.5 103.8 102.7 2.4 217.2 62.0 46.7 115.4 30.3 129.7 15.6 57.2 156.5 27.8 0.3 65.1 87.1 3.3 23.4 108.2 61.2 154.9 118.6 255.0 147.5 214.9 118.8 Cấp xói mịn 90.5 65.8 272.4 216.5 92.5 68.0 125.9 87.6 333.9 229.0 136.5 106.7 137.8 110.9 25.6 15.4 107.0 70.4 2.0 1.3 57.8 29.1 126.3 61.8 86.2 54.7 194.6 121.3 91.1 61.4 80.3 48.1 86.3 54.8 0.4 0.1 154.8 75.8 48.2 21.2 33.1 17.6 88.0 67.0 21.8 18.4 109.9 66.1 11.9 5.2 40.7 22.4 111.6 63.9 15.6 4.8 0.0 44.1 16.5 73.4 43.5 2.0 0.7 14.6 3.7 92.1 44.1 41.0 21.3 105.2 59.6 92.5 53.1 212.3 140.8 97.9 52.9 164.4 93.8 71.9 34.3 20 47.3 132.4 40.1 48.4 115.1 57.1 71.4 9.1 38.6 0.1 11.2 23.7 22.6 58.8 29.4 19.9 28.3 0.3 29.9 7.8 6.3 31.0 8.6 23.5 0.9 4.6 24.6 1.5 31.5 116.3 31.3 35.8 87.9 34.0 40.4 8.7 26.2 0.1 5.1 10.3 13.3 39.6 11.8 18.4 15.0 0.7 13.1 8.9 7.7 15.1 4.8 18.6 1.7 5.7 14.0 1.5 5.4 17.1 4.4 10.1 0.3 0.1 12.6 2.5 16.1 16.2 32.4 21.1 31.9 16.6 0.6 15.2 9.0 23.8 28.7 57.0 21.3 40.5 16.7 XMTN 526.0 1644.6 540.2 769.6 2343.1 874.8 815.7 220.4 764.8 42.3 554.2 1423.4 607.5 1560.2 913.0 683.6 647.7 24.8 1518.1 461.1 323.6 689.8 205.7 801.6 122.7 345.6 1246.8 281.1 5.9 713.3 551.5 484.9 327.6 671.3 867.1 934.3 772.1 1508.9 854.5 1248.5 1091.3 42 43 XMTN 252.8 1128 14389 37.6 76.4 111.4 103.5 83.4 51.3 19.2 735.8 198.8 348.2 454.5 405.7 272.2 139.4 92.7 3040.2 2270 4005.6 4993 4203 2685 1319 893.6 34759 Qua hình bảng 2,3 cho thấy xói mịn tiềm phân bố hầu hết tồn lưu vực diện tích khơng đồng Nhìn chung, khu vực có lượng địa hình lớn thường xảy xói mịn mạnh Đó khu vực phía Bắc Tây Nam lưu vực Đối với tiểu lưu vực khác nhau, diện tích cấp xói mịn có xu hướng giảm dần từ cấp I đến II cấp III, IV V lại có xu hướng tăng lên Các cấp sau có xu hướng giảm xuống 3.2.7 Bản đồ xói mịn trạng lưu vực sơng Cu Đê Tương tự đồ xói mịn tiềm năng, đồ xây dựng phương pháp chồng lớp số học GIS Bản đồ xói mịn trạng tích tất đồ thành phần: R, C, P, K, LS Kết quả, đề tài thành lập đồ xói mịn trạng lưu vực sơng Cu Đê Hình 3.8 Bản đồ xói mịn trạng lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng (thu nhỏ từ tỷ lệ 1:150000) Bảng 3.4 Phân cấp xói mịn tiềm lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng Cấp xói mịn Cấp I Lƣợng đất (tấn/ha/năm) 0–2 Diện tích (ha) 12329.66 21 Tỷ lệ (%) 35.50 Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Cấp VI Cấp VII Tổng 2–5 – 10 10 – 20 20 – 50 50 – 100 > 100 3470.75 5688.30 3564.59 3229.27 4021.94 2429.71 34734.21 9.99 16.38 10.26 9.30 11.58 7.00 100 Bảng 3.5 Phân cấp xói mịn trạng theo tiểu lưu vực sơng Cu Đê – TP Đà Nẵng (Đơn vị tính: ha) Cấp xói mịn 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 152.5 502.7 168.3 251.1 742.3 283.9 259.5 73.4 232.1 15.4 196.3 613.0 203.2 519.3 319.3 229.7 219.4 9.3 525.4 161.7 104.3 221.0 70.9 255.0 44.4 111.4 519.7 109.4 4.0 326.9 189.6 447.9 19.3 48.8 18.5 29.0 163.9 36.0 25.4 26.3 61.8 9.5 83.9 189.9 57.6 152.9 132.5 78.1 55.9 6.9 218.0 55.5 37.6 53.5 21.9 77.5 26.0 35.3 187.3 78.0 1.1 140.3 48.8 20.1 58.9 156.3 50.3 90.9 374.1 108.6 72.6 40.4 130.3 9.0 105.4 250.4 88.5 289.4 159.7 127.8 103.5 5.2 319.7 102.9 75.9 112.1 34.2 145.3 19.8 70.3 189.1 48.5 0.5 125.0 94.4 8.6 Xói mịn trạng 52.1 67.0 92.1 158.8 193.7 303.6 57.2 66.7 97.5 80.8 100.0 124.2 249.7 262.6 324.6 91.9 99.1 150.1 76.0 104.3 155.0 19.8 19.4 21.8 84.6 79.6 103.9 3.8 2.4 1.9 60.2 44.5 46.8 133.6 98.6 102.8 72.1 62.1 84.3 164.0 150.5 181.0 90.0 73.4 90.8 73.1 60.9 73.2 73.9 61.6 87.1 1.4 0.6 0.3 156.3 126.6 124.3 46.8 40.1 36.1 34.5 28.2 28.6 86.9 64.6 95.8 21.3 17.3 23.9 90.4 81.1 107.8 11.1 7.9 10.5 44.3 34.6 36.8 114.0 94.1 100.0 21.7 11.5 9.2 0.1 0.0 0.1 47.1 34.3 31.9 65.2 53.5 70.8 2.5 1.2 1.5 22 83.4 280.7 81.7 95.1 223.8 101.5 123.5 19.3 72.6 0.1 17.2 35.1 39.7 107.2 47.3 40.9 44.2 1.0 47.7 17.9 14.5 52.3 16.1 43.9 3.0 12.9 42.2 2.9 10.4 29.1 0.3 XMHT 525.2 1644.5 540.3 771.2 2341.0 871.1 816.4 220.4 764.8 42.3 554.2 1423.4 607.4 1564.3 913.0 683.6 645.5 24.8 1518.1 461.1 323.6 686.1 205.7 801.0 122.7 345.6 1246.4 281.1 5.9 715.9 551.3 482.2 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 XMHT 188.4 221.6 517.9 297.3 251.7 486.6 276.8 401.0 401.8 232.6 971.8 12329.7 63.4 56.3 127.4 106.4 67.2 101.7 83.0 101.7 233.9 47.4 285.1 3470.8 35.5 126.6 91.3 200.3 165.7 252.3 172.5 229.5 229.8 111.9 505.1 5688.3 17.8 83.0 45.2 115.3 87.2 194.7 111.8 157.3 83.5 71.5 312.1 3564.6 13.5 72.7 33.4 84.9 74.0 160.0 78.4 129.3 57.1 79.3 304.5 3229.3 8.2 78.1 33.4 90.0 78.9 212.9 87.4 150.8 53.5 113.1 397.6 4021.9 0.9 32.9 13.1 41.7 47.1 99.5 44.5 77.9 31.8 78.4 254.4 2429.7 327.6 671.3 861.7 935.9 771.6 1507.8 854.5 1247.5 1091.3 734.3 3030.6 34734.2 Dựa vào hình bảng 4,5 cho thấy diện tích xói mịn nhỏ 50 tấn/ha/năm chiếm đến 81.43% diện tích tồn lưu vực Điều cho thấy tác dụng lớn thảm thực vật việc hạn chế xói mịn đất Các cấp xói mịn từ cấp III đến cấp IV chiếm khoảng 35.94% diện tích tồn lưu vực Những khu vực cần có biện pháp sử dụng hợp lý, khơng thời gian đến dần khả canh tác đất Giá trị xói mịn đất cấp VI VII chiếm diện tích khoảng 6451ha, khu vực khả canh tác nông nghiệp Chúng ta cần trồng lại rừng để phục hồi lại khu vực 3.3 TÁC ĐỘNG CỦA XÓI MÕN ĐẤT LƢU VỰC SÔNG CU ĐÊ ĐẾN ĐẤT SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 3.3.1 Tác động xói mịn đất đến đất sản xuất nơng nghiệp a Tác động xói mịn tiềm đến đất sản xuất nông nghiệp Tác động xói mịn tiềm đế đất sản xuất nơng nghiệp thể mức độ ảnh hưởng trường hợp khơng có thảm thực vật bao phủ (C) biện pháp bảo vệ đất (P) Qua kết tính tốn xói mịn tiềm lưu vực sơng Cu Đê cho thấy xói mịn đất diễn hầu khắp lưu vực Những nơi có độ dốc địa hình lớn, lượng mưa nhiều thảm thực vật bị phá hủy mạnh mức độ xói mịn diễn mạnh Đối với sản xuất nơng nghiệp, xói mịn đất ảnh hưởng lớn đến suất sản lượng trồng Xói mịn làm rửa 23 trơi chất hữu chứa đất, làm cho đất bị dần khả sản xuất Trong đề tài này, chúng tơi tiến hành chồng xếp đồ xói mịn đất với đồ trạng sử dụng đất năm 2013 lưu vực sơng Cu Đê để tính tốn diện tích đất sản xuất nơng nghiệp bị tác động theo cấp xói mịn Qua hình 3.18, thấy loại hình sử dụng đất khác nhau, mức độ xói mịn đất có khác biệt đáng kể Đối với đất trồng lâu năm, giá trị xói mịn nguy hiểm chiếm diện tích lớn Điều lý giải là xói mịn tiềm nên khơng tính yếu tố thảm thực vật biện pháp bảo vệ đất Xói mịn có yếu tố tự nhiên lượng mưa, thổ nhưỡng địa hình Đất trồng lâu năm thường phân bố khu vực đất dốc, có độ cao lớn so với loại sử dụng đất khác Do vậy, mức độ xói mịn nguy hại diễn mạnh mẽ Vì vậy, khu vực trồng lâu năm, đặc biệt giai đoạn đầu cần phải có biện pháp che phủ mặt đất vật liệu che phủ thích hợp Đối với đất trồng hàng năm, trồng khu vực tương đối phẳng, có độ dốc nhỏ nên mức độ xói mòn đất cấp nguy hiểm giảm đáng kể Tuy nhiên, cần lưu ý khu vực trồng hàng năm mức độ xói mịn nguy hiểm chiếm diện tích đáng kể (khoảng 75ha) Những khu vực khai thác cần áp dụng biện pháp bảo vệ đất nhằm tránh đất tiếp tục chất dinh dưỡng q trình xói mịn Đối với đất trồng lúa, diện tích xói mịn cấp cao nhỏ dần Đất trồng lúa trồng khu vực phẳng Mức độ xói mịn nguy hại xảy Các cấp xói mịn nguy hiểm chiêm diện tích khơng đáng kể b Tác động xói mịn trạng đến đất sản xuất nơng nghiệp Tương tự, đề tài tiến hành chồng xếp đồ xói mịn đất trạng với đồ trạng sử dụng đất để tính tốn tác động xói mịn trạng đến đất sản xuất nơng nghiệp Đây tác động thời xói mịn đến đất nông nghiệp lưu vực sông Cu Đê Qua hình 3.20, thấy 24 phân bố cấp xói mịn loại sử dụng đất không đồng Đấy trồng hàng năm loại hình sử dụng đất có diện tích bị ảnh hưởng mạnh từ cấp xói mịn nguy hiểm trở lên Điều chứng tỏ vấn đề sản xuất lương thực, hoa màu lưu vực sông Cu Đê chưa theo hướng bền vững Hầu hết người dân tập trung vào khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp chưa kèm với biện pháp bảo vệ hợp lý Hơn nữa, việc trồng loại ngắn ngày vùng đất dốc gây nên nguy lớn xói mòn đất Khi trồng loại ngắn ngày đất dốc, người dân phải xới đất nhiều mà biện pháp bảo vệ bề mặt đất Khi gặp mưa, khu vực nhanh chóng bị rửa trôi chất dinh dưỡng khỏi tầng đất Kết làm cho đất ngày nghèo chất hữu cơ, đất trở nên chua,… Đây vấn đề nghiêm trọng, cần quan tâm thời gian đến Khi trồng loại hoa màu, lương thực, cần thiết phải có biện pháp bảo vệ mặt đất hợp lý Cấp xói mịn nguy hiểm đất trồng lâu năm, mức độ xói mịn nguy hại chiếm diện tích lớn (khoảng 21ha) Đây vấn đề cần quan tâm khai thác khu vực Diện tích xói mịn nguy hiểm đất trồng lâu năm chiếm diện tích tương đối Chúng ta cần áp dụng biện pháp canh tác đất dốc SALT để khai thác sử dụng hợp lý cho loại hình sử dụng đất Đối với đất trồng lúa, tương tự xói mịn tiềm năng, diện tích có xu hướng giảm dần cấp xói mịn cao Phần lớn tập trung hạ lưu sông Cu Đê Những khu vực trồng lúa phân bố nơi có địa hình tương đối phẳng lượng mưa trung bình năm nhỏ nơi khác Vì vậy, xói mịn đất diễn khu vực Đây hình thức canh tác, sử dụng đất bền vững lưu vực sông Cu Đê 3.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ XÓI MÕN ĐẤT, KHAI THÁC SỬ DỤNG HỢP LÝ ĐẤT ĐỐI VỚI SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP a Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp I - cấp khơng xói mịn Ở khu vực chưa bị xói mịn cần tiếp tục bảo vệ tốt diện tích rừng có, áp dụng biện pháp canh tác hợp lý kết hợp phát triển rừng với lợi dụng rừng đảm bảo mục đích kinh tế bảo vệ mơi trường sinh thái 25 b Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp II - cấp nguy hại Theo kết nghiên cứu, vùng xói mịn cấp II thường chân đồi thấp, nơi có thực bì dày, độ dốc nhỏ, đất đai cịn tốt, độ phì cao Biện pháp kỹ thuật khu vực bảo vệ trạng lớp phủ c Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp III IV - cấp nguy hại Khu vực xói mịn cấp III cấp IV chiếm 26.64% toàn diện tích khu vực nghiên cứu, vùng phân bố khu vực sườn dốc, chiều dài sườn khơng lớn Vì vậy, cần trọng đến trồng theo đường đồng mức canh tác theo hàng, trồng hố để hạn chế tối đa khả xói mịn dịng chảy mặt giữ đất cho khu vực canh tác d Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp V - cấp nguy hại Xói mịn cấp V cấp xói mịn nguy hại, diện tích chiếm 9.3% diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Hiện trạng lâm phần rừng phục hồi sau nương rẫy, diện tích trảng cỏ, bụi Biện pháp kỹ thuật khả thi với diện tích bảo vệ diện tích rừng có biện pháp khoanh ni tái sinh có trồng bổ sung địa có giá trị kinh tế có khả thích nghi cao với điều kiện sinh thái cao Cũng trồng bổ sung loại lâm sản gỗ nơi cịn tính chất đất rừng Đối với diện tích khơng cịn 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 tồn diện, nên xử lý thực bì theo băng theo rạch, đồng thời cần xử lý thực bì sớm trước mùa mưa (nên vào mùa xuân, để đến mùa mưa trồng bụi phát triển khá) để đảm bảo an toàn cho đất e Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp VI - cấp nguy hại Cấp xói mịn nguy hại địa bàn nghiên cứu chiếm 11.58%, chủ yếu diện tích rừng bụi nơi rừng trồng chưa thành rừng sườn núi có độ dốc lớn, địa hình cao Cần ưu tiên trồng rừng diện tích Nên chọn lồi mọc nhanh có khả cải tạo đất Keo, Muồng Hạn chế tối đa tác động làm ảnh hưởng đến xói mịn đất cày xới, xử lý thực bì tồn diện, trồng sinh trưởng chậm… 26 Trên khu vực rừng tự nhiên cần có biện pháp mạnh tay kết hợp với công tác tuyên truyền để hạn chế chặt phá, đốt rừng lấn đất để làm nương rẫy rừng trồng nghèo f Các giải pháp giúp hạn chế xói mịn đất cấp VII - cấp nguy hại Diện tích xói mịn nguy hại chiếm 7.00% diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu Xói mịn nguy hại ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chất đất, làm đất bị thối hóa nghiêm trọng Xói mịn cấp VII chủ yếu tập trung khu vực có độ dốc lớn, lớp phủ mặt đất thấp Cần phủ xanh diện tích rừng trồng mọc nhanh, có tác dụng cải tạo đất Nghiêm cấm hành vi chặt phá rừng đầu nguồn trái phép, kết hợp với công tác tuyên truyền cho người dân biết tác hại xói mòn tầm quan trọng lớp phủ rừng việc hạn chế xói mịn Nếu có điều kiện cần kết hợp biện pháp cơng trình chống xói mịn Khi xử lý thực bì trồng rừng tuyệt đối khơng xử lý tồn diện, tránh mùa mưa (nên vào mùa xuân, để đến mùa mưa trồng bụi phát triển khá) C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu ảnh hưởng xói mịn đất lưu vực sông cu đê đến sản xuất nông nghiệp có số kết luận sau: - Việc sử dụng phương trình đất phổ dụng USLE kết hợp với GIS viễn thám nghiên cứu xói mịn đất phân tích tác động đến sản xuất nơng nghiệp đem lại hiệu cao, tiết kiệm thời gian chi phí Kết dạng liệu GIS nên có tính trực quan, dễ sử dụng hiệu chỉnh Chúng ta nhận biết thơng tin xói mịn đất ảnh hưởng đến đất sản xuất nơng nghiệp cách nhanh chóng xác - Dựa liệu từ nguồn khác nhau, đề tài tiến hành thành lập đồ thành phần ảnh hưởng đến xói mịn đất Trên sở đó, đề tài tiến hành tính tốn liệu raster để thành lập đồ xói mịn tiềm trạng lưu vực sông Cu Đê - Giữa loại hình sử dụng đất có mức độ xói mịn khác xa Những khu vực có diện tích thảm thực vật bao phủ tốt, lượng mưa ít, độ dốc nhỏ, hoạt động sản xuất người tác động theo hướng tích cực xói mịn xảy ngược lại - Kết hợp đồ xói mòn đất với đồ trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu, đề tài thành lập đồ tác động biến động sử dụng đất đến đất sản xuất nông nghiệp lưu vực sông Cu Đê Kết cho thấy loại đất nông nghiệp lưu vực bảo vệ tốt Tuy nhiên, có nhiều khu vực, nguy xảy xói mịn lớn thời gian đến khơng bảo vệ tốt 27 - Kết nghiên cứu tính tốn giá trị xói mịn đất tiểu lưu vực khác Nhìn chung, tỷ lệ giá trị xói mịn đất tiểu vực với có tương đồng Tuy nhiên, tiểu lưu vực, giá trị phân bố không Điều phù hợp chung với phân bố xói mịn tồn tiểu lưu vực - Dựa vào việc phân tích tác động xói mịn tiểu lưu vực, đưa phương án khai thác sử dụng hợp lý tiểu lưu vực khác Đây việc làm cần thiết để khai thác sử dụng hợp lý lãnh thổ lưu vực sông Cu Đê - Cùng với tình hình biến đổi khí hậu chung, lượng mưa thay đổi phân bố không đều, tượng thời tiết cực đoan xuất ngày nhiều làm tăng nguy xói mịn đất tồn lưu vực Bên cạnh đó, hoạt động sản xuất người tác động không nhỏ đến khả xói mịn đất khu vực - Trên sở đó, đề tài đưa giải pháp để khai thác sử dụng hợp lý đất đai, đặc biệt đất sản xuất nông nghiệp cách bền vững thời gian đến ĐỀ NGHỊ Dựa vào kết nghiên cứu, đề tài có số đề nghị sau: - Do hạn chế thời gian số liệu liên quan, nên số K P đề tài lấy tài liệu tham khảo - Trong công tác quy hoạch sử dụng đất thành phố lưu vực sông Cu Đê thời gian đến cần quan tâm đến yếu tố xói mịn đất để sử dụng, khai thác bảo vệ hợp lý quỹ đất đai khu vực - Những kết đề tài tư liệu tham khảo để nghiên cứu lãnh thổ khác có tính chất tương đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Tiếng Việt Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Đình Kỳ (2012), “Đánh giá định lượng xói mòn đất đồi núi vùng Thanh - Nghệ - Tĩnh phương trình đất phổ dụng hệ thống thơng tin địa lý”, Tạp chí khoa học trái đất, NXB Viện KH&CN Việt Nam, tập 34, số 1, tr 31 - 37 Phạm Ngọc Dũng (1991) Nghiên cứu số biện pháp chống xói mịn đất đỏ bazan trồng chè vùng Tây nguyên xác định giá trị yếu tố gây xói mịn đất theo mơ hình Wischmeier W.H and Smith D.D, Luận án Phó tiến sĩ khoa học Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Trọng Hà (1996), Xác định yếu tố gây xói mịn khả dự báo xói mịn đất dốc, Luận án PTS KH-KT, trường Ðại học Thủy lợi, Hà Nội Hoàng Tiến Hà (2009), Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (gis) để dự báo xói mịn đất huyện Sơn Động - Tỷnh Bắc Giang, Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp, Thái Nguyên 28 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 phịng hộ nguồn nước, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Vũ Anh Tuân (2007), Nghiên cứu biến động trạng sử dụng đất ảnh hưởng tới xói mịn lưu vực sông Trà Khúc phương pháp viễn thám GIS, Luận án tiến sĩ, Viện khoa học công nghệ vũ trụ, Hà Nội 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 mịn vùng đồi núi Bắc trung Việt Nam, Hà Nội Đinh Văn Hùng (2009), Ứng dụng Viễn thám GIS đánh giá xói mịn đất khu vực Yên Châu tỉnh Sơn La, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, ĐHQG Hà Nội 2) Tiếng Anh 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 10 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 11 Kittipong, J., and L.D Trung 2005 Application of SWAT model to the Decision Support Framework of the Mekong River Commission In Proceeding of the 3rd Int’l SWAT Conference, July 11-15, 2005, Zurich, Switzerland, p.320-329 12 Pressman, Roger S., 2001 Software engineering: a practitioner’s approach, 5th ed The McGraw-Hill Companies, Inc 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 13 Rossi, C.G., R Srinivasan, K Jirayoot, T Le Duc, P Souvannabouth, N.D Binh and P.W Gassman (2009) Hydrologic evaluation of the lower Mekong river basin with the soil and water assessment tool model International Agricultural Engineering, Vol 18, Page 1-13 29