Những yếu tố tự nhiờn gõy nờn xúi mũn bao gồm: địa hỡnh, khớ hậu, thảm thực vật, những điều kiện địa chất, đặc trưng của đất...
Điều kiện địa hỡnh địa phương
Độ nghiờng dốc ảnh hưởng đến tốc độ dũng chảy trờn mặt và cú khả năng làm cho nước chảy tập trung theo những hướng xỏc định. Độ nghiờng dốc càng lớn, địa hỡnh càng bị phõn chia thỡ dũng chảy trờn mặt càng mạnh.
Độ dốc quyết định thế năng của hạt đất và dũng chảy phỏt sinh trờn mặt, do vậy là yếu tố quyết định đến lượng xúi mũn. Năng lượng gõy xúi mũn của dũng chảy bề mặt gia tăng khi độ dốc tăng lờn.
Theo số liệu của trạm nghiờn cứu xúi mũn sụng Cầu, Bắc Thỏi, trờn đất cú cựng chiều dài dốc và cựng một loại cõy trồng nhưng độ dốc thay đổi thỡ lượng nước chảy và lượng đất bào mũn thay đổi khỏ lớn.
Bảng 4.7. Phõn loại độ dốc (theo U.D. Braure, 1959)
Tờn gọi Gúc nghiờng dốc Tớnh bằng độ Bằng biểu thị tự nhiờn Lài Hơi nghiờng Nghiờng Dốc Dốc mạnh (lớn) <3 4-5 6-10 11-20 21-30 <0,052 0,070-0,087 0,105-0,176 0,194-0,364 0,384-0,577
Rất dốc Vỏch đứng Vỏch thẳng đứng 31-45 46-70 71-90 0,600-1,000 1,035-2,747 2,904- -
Thường lệ địa hỡnh cú độ dốc nhỏ hơn 1 độ khụng bị bào mũn, đất bị bào rửa khi độ dốc lớn hơn 1,5-20. Dốc dài (đến 30) xúi mũn thể hiện yếu. Dốc hơi nghiờng và nghiờng cú hiện tượng đe dọa về phương diện xúi mũn và đũi hỏi phải cú biện phỏp ngăn ngừa.
Dạng hỡnh học của sườn dốc cú ảnh hưởng khỏc nhau đến xúi mũn. Lượng đất mất đi từ sườn dốc phẳng lớn hơn khi sườn dốc cú dạng lừm và nhỏ hơn trờn sườn dốc cú dạng lồi.
Khớ hậu
Quỏ trỡnh xúi mũn đất phỏt triển phần lớn phụ thuộc vào điều kiện khớ hậu, đặc biệt là phụ thuộc vào lượng mưa, cường độ mưa, sự phõn bố mưa theo thời gian…
Theo số liệu của trạm nghiờn cứu xúi mũn sụng Cầu (Bắc thỏi), ảnh hưởng của lượng mưa, cường độ mưa đến sự hỡnh thành dũng chảy trờn sườn dốc được biểu thị ở bảng dưới đõy:
Bảng 4.8. Số trận mưa và lượng mưa sinh dũng chảy từ thỏng 4 đến thỏng 10
Lượng mưa (mm) Số trận phỏt sinh dũng chảy
Cả năm Từ thỏng 4-10 Phỏt sinh dũng chảy Cả năm Thỏng 6,7,8
1961,4 1770,4 1573,4 1706,5 1757,3 1676,3 1472,2 1209,0 1019,3 1027,7 1030,0 1146,2 30 35 25 30 - 28 17 20
Bờn cạnh ảnh hưởng của lượng mưa và cường độ mưa, việc dũng chảy cú phỏt sinh hay khụng cũn tựy thuộc vào những tớnh chất húa lớ của đất, độ dốc và mức độ che phủ của cõy trồng.
Lượng mưa tăng làm tăng hiện tượng xúi mũn (trong cỏc điều kiện khỏc như nhau). Đặc biệt mưa rào cú cường độ lớn sẽ gõy nhiều tỏc động phỏ hủy. Mưa tuy cường độ bỡnh thường nhưng mưa lõu cũng gõy xúi mũn. Trong đất đó bóo hũa ẩm sẽ giảm khả năng thấm, tăng dũng chảy trờn mặt. Xúi mũn làm phỏ hủy cấu trỳc đất.
Lớp thực vật che phủ cú tỏc dụng bảo vệ đất khụng bị phỏ hủy, đõy là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự xuất hiện dũng chảy xúi mũn hay khụng.
Điều này được minh họa rất rừ qua những kết quả theo dừi của trạm nghiờn cứu xúi mũn sụng Cầu Bắc thỏi với cường độ mưa từ 0,08 - 0,275 mm/phỳt xuất hiện dũng chảy khi trờn mặt đất khụng cú thực vật che phủ. Rễ thực vật bỏm chặt trong đất, tăng độ gồ ghề của mặt đất và giữ hoặc hạn chế dũng chảy trờn mặt. Kết quả của quỏ trỡnh thoỏt hơi, thực vật thu hỳt một số lượng nước và làm giảm dũng chảy. Xỏc thực vật đó phõn hủy làm giàu mựn, tăng mức độ cấu trỳc cho đất và tăng khả năng chống xúi mũn của đất. Bằng số diện tớch lỏ, thực vật bảo vệ khụng cho phỏ hủy cơ học những đoàn lạp đất khi cú những giọt mưa rơi. Đặc biệt là thảm thực vật rừng cú tỏc dụng bảo vệ rất lớn.
Yếu tố cấu tạo địa chất
Điều kiện cấu tạo địa chất cũng ảnh hưởng đến quỏ trỡnh xúi mũn. Những đỏ bền, chặt ớt bị tỏc động xúi mũn hơn so với đỏ xốp. Khụng những cường độ mà cũn cả đặc trưng của sự bào rửa đều liờn quan với đỏ gốc và lớp đất cỏi. Hoàng thổ và đất thịt hoàng thổ cú độ dốc thỡ khi bị phỏ hủy sẽ hỡnh tạo thành những bức tường thẳng đứng vỡ thế ở những vựng cú loại đất này thường thấy phỏt triển những mương xúi sõu cú bờ dựng đứng.
Trầm tớch cú thành phần cơ giới nhẹ phần lớn bị bào rửa từ từ, hỡnh thành độ dốc lài hơn. ở những vựng chủ yếu là đỏ mẹ nguồn gốc trầm tớch thỡ mương xúi biểu hiện bờ lài dần dần. Đặc biệt những nơi cú đỏ bền chặt xen lẫn với đỏ ớt bền chặt thỡ khi bị bào mũn bờ thỡ sẽ hỡnh thành những bậc thang. Đất cỏt và đất cỏt pha cú độ thấm tốt, ở những vựng này dũng chảy trờn bề mặt ớt xuất hiện và quỏ trỡnh xúi mũn do nước ớt thể hiện hơn. Thế nhưng ở những vựng đất cỏt dễ xuất hiện xúi mũn do giú.
2.7.2. Quan hệ giữa tớnh chất đất và xúi mũn
Mức độ và đặc trưng của xúi mũn chịu ảnh hưởng rất lớn đối với những tớnh chất húa, lý của đất. Thành phần cơ giới, cấu trỳc, những tớnh chất vật lý-nước, húa tớnh... Xỏc định độ bền vững của chỳng đối với xúi mũn.
Đất nhẹ phõn chia thành những hạt riờng dễ bị giú tỏc động hơn so với đất cú thành phần cơ giới nặng. Những đất cú độ thấm tốt, cú độ trữ ẩm cao, dễ hấp phụ dũng chảy trờn mặt và hạn chế mức độ xúi mũn hơn so với đất cú độ thấm kộm.
Thành phần húa học cũng ảnh hưởng đến độ bền vững của đất, vớ dụ đất cacbụnat dễ bị xúi mũn do giú.
Ngoài ra cũn do mạng lưới tưới tiờu, những kờnh mương trong hệ thống cấu tạo khụng hợp lý, tốc độ nước chảy quỏ mạnh vượt quỏ phạm vi cho phộp… cũng gõy nờn hiện tượng xúi mũn. Khi tưới, lượng nước tưới cú thể làm cho đất bị rửa trụi do độ dốc của những rónh, kớch thước giải tưới và bố trớ chỳng khụng đỳng qui cỏch.
Ở tất cả cỏc nước trờn thế giới đều cú quỏ trỡnh xúi mũn phỏt triển ở cỏc mức độ khỏc nhau. Theo Bennhet, ở Mĩ gần 50% diện tớch ruộng đất trồng trọt bị xúi mũn. Theo tớnh toỏn ở Liờn xụ hàng năm bị rửa trụi gần 535 triệu tấn đất, từ lượng đất này mất đi 1.229 nghỡn tấn N, 593 tấn P2O5 và 12.145 nghỡn tấn K2O. Nước do dũng chảy trờn mặt, vừa gõy nờn hiện tượng xúi mũn rồi lại chảy mất đi. Lượng nước bị tổn thất này cú đến 30-35 tỷ m3.
Để tớnh toỏn lượng đất bị xúi mũn người ta thường dựng phương trỡnh mất đất phổ dụng (USLE), theo đú cỏc yếu tố gõy xúi mũn đất được qui lại thành 7 yếu tố chớnh và biểu thị trong phương trỡnh mất đất phổ dụng của Wischmeier & Smith (1958) cú dạng: