Đá mẹ là nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, do đó quyết định thành phần khoáng vật, thành phần cơ giới và ảnh hưởng trực tiếp tới các tính chất lí, hoá của đất Đất có tuổi càng trẻ thì chịu sự ảnh hưởng của đá mẹ càng lớn Thí dụ đá mẹ là đá phiến sét sẽ hình thành nên loại đất có thành phần cơ giới từ thịt trung bình
đến thịt nặng do trong đất có tỷ lệ hạt sét cao, ngược lại nếu đá mẹ là đá cát kết, sạn sỏi kết thì sẽ cho loại đất có thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến thịt trung bình do tỷ
lệ hạt cát trong đất cao hơn…
Khái quát đặc điểm thạch học ở khu vực Ba Vì là những dải nham thạch có tuổi và bản chất thạch học khác nhau bố trí xen kẽ và song song nhau từ Tây Nam qua Đông Bắc Bản chất thạch học này có ý nghĩa rất quan trọng đối với đặc điểm thổ nhưỡng Chúng dễ dàng bị phong hoá để tạo ra các loại đất feralit màu đỏ nhưng chứa nhiều cuội sỏi và những kết hạch sắt và cả những tầng laterit thực thụ Đặc
điểm chung của đá mẹ thành tạo đất tại chỗ của khu vực là giàu thạch anh và nghèo sắt làm cho đất có thành phần cơ giới nhẹ và nghèo chất dinh dưỡng (Nguyễn Đình Kỳ,1995) Các trầm tích Đệ tứ vụn bở trên bề mặt gồm sườn tích, lũ tích và phù sa các sông suối do được thành tạo từ vật liệu phong hoá của những đá kể trên nên thành phần cơ giới cũng nhẹ và cũng nghèo chất dinh dưỡng
Trên cơ sở bản đồ địa chất khu vực huyện Ba Vì, nhóm tờ Hà Nội – tờ Sơn Tây (F – 48 – 103 – D) tỷ lệ 1:50 000, của Liên đoàn Bản đồ Địa chất, Đoàn Hà Nội Có thể xác định các đá thuộc khu vực nghiên cứu thuộc các hệ tầng sau [8]:
- Đá có tuổi Proterozoi dưới thuộc hệ tầng Thạch Khoán: - Đá có tuổi Pecmi thuộc hệ tầng Na Vang;
- Đá có tuổi Trias thuộc hệ tầng Viên Nam, hệ tầng Sông Bôi – phân hệ tầng dưới và phức hệ Ba Vì;
Đá cổ nhất ở khu vực nghiên cứu là đá có tuổi Proterozoi thuộc hệ tầng
Thạch Khoán (PR3-$1tk) phụ hệ tầng dưới, gồm đá phiến mica – granat đá phiến 2 mica stauraolit có disten quaczit và thấu kính amfibolit Phân bố chủ yếu ở xã Minh
Quang
Hệ tầng Na Vang (P2nv): tuổi Pecmi, thống trên Hệ tầng phân bố một diện
tích rất nhỏ ở phía Đông Nam xã Vân Hòa, chủ yếu gồm: đá vôi silic, đá vôi sét, đá vôi phân lớp dày dạng khối màu xám
Tuy nhiên, chiếm diện tích chủ yếu trong khu vực nghiên cứu là các đá có tuổi Trias gồm hai hệ tầng chính: hệ tầng Viên Nam, hệ tầng Sông Bôi
Hệ tầng Viên Nam (T1vn): Phân bố trên hầu hết diện tích xã Vân Hòa thuộc Gò Giao, xóm Rùa, xóm Xoan, xóm Cháu, Nghe Ngoài, nông trường Ba Vì, khu
Thiên Sơn – Thác Ngà, Thác Đa, Khoang Xanh và ở Tản Lĩnh Hệ tầng gồm các đá phun trào axit, phun trào trung tính và một ít phun trào bazo thuộc tướng phun nổ
như trachyt porphyry, ryolit, dacit porphyr; tướng phun trào như bazan hạnh nhân, bazan porphyr, tuf bazan, andesitobazan Với thành phần chủ yếu là đá magma phun
trào axit Riolit với các khoáng vật gồm thạch anh, fenspat, mica… so với đá granit thì Riolit bị phong hóa dễ hơn nên cho loại đất màu mỡ hơn, tuy nhiên vẫn nghèo dinh dưỡng, ít sét, thành phần cơ giới từ đất thịt nhẹ đến đất thịt trung bình phụ thuộc vào địa hình và thảm thực vật trên bề mặt
Hệ tầng Sông Bôi – phân hệ tầng dưới (T2-3sb): hầu như nằm hoàn toàn trong xã Tản Lĩnh và một phần của xã Khánh Thượng Phân cách với hệ tầng Viên
Nam bởi một đứt gãy chạy thẳng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và một đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam và phân bố khá rộng ở Gò Sống, Hà Tân, An Hòa, Mỹ Lâm, Mỹ Lộc, Mỹ Khê, Hát Giang, Mỹ Đức Ngoài Các đá thuộc hệ tầng dưới Sông Bôi chủ yếu là đá có nguồn gốc trầm tích như cuội kết, cát kết, cát bột kết tuf, đá vôi, đá phiến đen, đá phiến sét than với chiều dày khoảng 230 – 300m
Đặc biệt lớp vỏ phong hóa hình thành từ đá phiến sét tạo nên dạng địa hình bề mặt san bằng và pediment với tầng đất dày, giàu dinh dưỡng, tùy vào tỷ lệ hạt sét trong đất mà có thành phần cơ giới từ đất thịt trung bình đến đất thịt nặng do đá phiến sét thuộc đá trầm tích cơ học gắn kết, dễ bị phong hóa, cấu tạo thành từng lớp
mịn của thạch anh, fenspast, oxit sắt… Tuy nhiên kết hợp với điều kiện nhiệt ẩm tại khu vực nghiên cứu lại dễ dàng tích tụ các hợp chất của sắt và nhôm, tạo kết von
trong đất ở nhiều mức độ khác nhau, từ đó dần dần hình thành các lớp đá ong làm thoái hóa đất
Phức hệ Ba Vì ({~T1bv): Xếp vào phức hệ Ba Vì gồm các thể xâm nhập
nhỏ siêu mafic như đunit, periđotit, gabrođiabas Các đá này phân bố một diện tích nhỏ ở rìa phía Đông xã Vân Hòa và gần khu du lịch Khoang Xanh
Trầm tích Đệ Tứ xuất hiện trong khu vực nghiên cứu là dấu ấn của hệ tầng Hà Nội và hệ tầng Thái Bình do sự hoạt động của các dòng chảy thường xuyên, góp phần tạo nên sự đa dạng trong địa hình Đó là hệ thống các bậc thềm, bãi bồi và các vạt tích tụ lũ tích, sườn tích với loại đất được hình thành là đất nâu vàng phát triển trên phù sa cổ
Trầm tích sông – lũ hệ tầng Hà Nội (apQ12-3hn): Hệ tầng có thành phần chủ yếu cuội, cuội tảng, sỏi sạn cát lẫn bột sét màu vàng gạch với chiều dày 3 – 5m, phân bố ở khu vực xóm Mới, Nghe Ngoài, xóm Xoàn, Bơn Đống, Gốc Đa, Đồng Chay, Đồng Mỏ, Đồng Vàng
Trầm tích sông – hồ – đầm lầy hệ tầng Thái Bình (alQ23tb): Thành phần chính của hệ tầng là bột sét lẫn nhiều mùn thực vật, xen các thấu kính than bùn phân bố ở phía các đồi thềm ven sông Đà thuộc xã Minh Quang, Khánh Thượng, Ba Trại, phía Bắc xã Tản Lĩnh, khu vực hồ Suối Hai và dọc theo suối Cá, suối Bơn khu vực xóm Bặn, Đoàn Kết, Ấp Phú
Nhìn chung, phần lớn đá cấu thành khu vực sườn bóc mòn trọng lực, sườn bóc mòn tổng hợp, bề mặt tích tụ coluvi – deluvi của khu vực nghiên cứu đều được cấu tạo bởi các thành tạo magma phun trào giàu thạch anh, fenspat, mica; một diện
tích nhỏ các thành tạo đunit, gabro, đá vôi silic, đá vôi sét Trên nền địa chất khá đồng nhât như vậy đã tạo điều kiện để hình thành loại đất phát triển trên đá phun trào (Fa), đất phát triển trên đá vôi (Fn) Trong khi đó, các thành tạo bởi đá phiến sét, cát kết cho dạng địa hình bề mặt tích tụ hỗn hợp sông – sườn tích – lũ tích khá
bằng phẳng độ dốc nhỏ với loại đất đặc trưng là đất đỏ vàng trên đá phiến sét (Fs) tầng đất dày, đất thịt nặng, giàu dinh dưỡng Còn lại, các thành tạo Đệ Tứ được
phân bố ở khu vực thềm tích tụ bậc II, các lòng sông, di tích các bề mặt san bằng
tạo nên đất nâu vàng phát triển trên phù sa cổ, thành phần cơ giới từ đất thịt nhẹ đến thịt trung bình
2 1 2 Địa hình
Yếu tố địa hình có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình hình
thành đất thông qua sự phân phối lại nhiệt độ và độ ẩm, địa hình gây ảnh hưởng tới quá trình xói mòn và tích lũy vật chất Nhìn chung, khu vực nghiên cứu là vùng núi
thấp Ba Vì có sườn Đông thoải, sườn Tây dốc, địa hình núi có cấu trúc đơn nghiêng (custa) Địa hình vùng nghiên cứu mang tính phân bậc khá rõ nét Có cả địa hình
vùng núi thấp, vùng gò đồi và vùng đồng bằng Địa hình có xu hướng thấp dần từ Tây Bắc sang Đông Nam Nằm trong dải trung du đặc biệt giữa một khối núi được hình thành do nâng tân kiến tạo dạng vòm – khối tảng với đỉnh Tản Viên có độ cao trên 1200m, chuyển rất nhanh xuống đồng bằng trũng Hà Nội cao xấp xỉ 10m qua dải chuyển tiếp nghiêng thoải và đều đều với địa hình đồi và đồng bằng đồi cao từ 15 – 35 – 40m Chuyển tiếp từ vùng núi thấp xuống vùng đồng bằng là vùng gò đồi với các đồi thoải, đồi bát úp phát triển rộng ven các thung lũng dọc sông suối trong vùng
Ở vùng núi cao, do nhiệt độ thấp nên quá trình phong hoá xảy ra chậm, quá trình hình thành đất yếu Tuy nhiên ở vùng núi Ba Vì, được hình thành trên các loại đá phun trào, độ cao địa hình trên 1000m nên sự trênh lệch nhiệt độ không cao, vẫn xảy ra quá trình phong hóa đá gốc mạnh, trên các bề mặt tương đối bằng phẳng, quá trình hình thành đất phát triển mạng mẽ Thảm thực vật rừng được bảo tồn nên nhìn chung đất ở đỉnh núi khá dày và nhiều mùn Trên các bề mặt sườn, địa hình dốc làm cho quá trình xâm thực, xói mòn mạnh, đặc biệt khi lớp phủ thực vật bị phá huỷ, nền tầng đất thường mỏng và bị bạc màu Ở nơi bằng phẳng, quá trình bồi tụ chiếm ưu thế, tầng đất dày và giàu chất dinh dưỡng hơn
Các hướng sườn khác nhau sẽ nhận được lượng nhiệt, ẩm khác nhau, vì thế sự phát triển của lớp phủ thực vật cũng khác nhau, ảnh hưởng gián tiếp tới sự hình thành đất Ở các vạt tích tụ, hình thành các loại đất dốc tụ với tầng dày khá lớn
Quá trình hình thành thổ nhưỡng ở trên mỗi dạng địa hình khác nhau là khác
nhau Hay nói cách khác, đặc điểm thổ nhưỡng chịu quyết định bởi các vi địa hình Những phân tích cụ thể ảnh hưởng của địa mạo đối với quá trình hình thành cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng sẽ được trình bày ở mục sau
Hình 2 4: Mô hình núi Ba Vì ở dạng 3D
2 1 3 Khí hậu
Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành đất là nhiệt và ẩm Tác động của nhiệt và ẩm làm cho đá bị phá huỷ thành những sản phẩm phong hoá Những sản phẩm này sẽ tiếp tục bị phong hoá thành đất Nhiệt và ẩm còn ảnh hưởng tới sự hoà tan, rửa trôi hoặc tích tụ vật chất trong các tầng đất, đồng thời tạo môi trường để vi sinh vật phân giải và tổng hợp chất hữu cơ cho đất
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng đệm của Vườn Quốc gia Ba Vì, phía
Tây của đồng bằng sông Hồng, do đó mang khí hậu đặc trưng của khí hậu của vườn quốc gia với kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa, đầu mùa đông lạnh khô, cuối mùa
đông lạnh ẩm do có mưa phùn Nền nhiệt khá cao thuộc chế độ nhiệt nóng và phân hóa ra hai mùa nóng và lạnh rõ rệt Mùa đông tương đối dài và lạnh, còn mùa hè
nóng với nhiệt độ trung bình thường lớn hơn hoặc bằng 270C Ở đây có chế độ mưa mùa hè với lượng mưa vừa và phân hóa ra hai mùa mưa và ít mưa Mùa ít mưa không khắc nghiệt do có độ ẩm cao và mưa phùn vào nửa cuối mùa Nằm trong vùng trung du miền núi nên ở đây có khá nhiều dông
Chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa Đông bắc nên có lượng bức xạ tổng cộng không lớn lắm Lượng bức xạ tổng cộng trong năm khoảng 122 – 125
Kcal/cm2/ năm, phân bố không đồng đều
Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 23 – 250C Nhiệt độ giảm dần theo độ cao, trung bình giảm 0,50-0,550C mỗi khi lên cao 100m Ở độ cao 400 – 600m
nhiệt độ giảm 20 – 30C, ở khu vực đỉnh núi với độ cao trên 1000m nhiệt độ giảm tới 60C [9]
Hình 2 5: Biến trình nhiệt độ trung bình năm theo độ cao trên núi Ba Vì
(nguồn: Trạm Khí tượng Ba Vì)
Do đặc điểm địa hình ở đây phức tạp nên khí hậu phân hoá khá sâu sắc và tạo nên đặc điểm khí hậu riêng Các khu vực đồi cao, đồi thoải lượn sóng có khí hậu hầu như khá đồng nhất Riêng trên khối núi Ba Vì với độ cao trên 1000m có khí hậu phân hoá dần với sự khác biệt về nhiệt độ, gió, mưa độ ẩm giữa sườn đông và sườn tây, giữa chân núi và đỉnh núi, giữa núi Ba vì với các khu vực khác Sự phân dị về
khí hậu đã ảnh hưởng đến đặc điểm phong hóa đá gốc tạo thành trầm tích bở rời của vùng nghiên cứu
Lượng mưa trung bình năm đạt 2000 – 2500mm Lượng mưa cũng tăng từ chân đến đỉnh núi Ba Vì Bên sườn phía Đông của núi, trong khi lượng mưa trung bình năm ở chân núi vào khoảng trên dưới 2000mm thì lên đến độ cao 400m lượng mưa đã tăng tới 2200mm, ở độ cao 600m lượng mưa lên tới 2400m và đến độ cao 800m đã lên tới 2500mm Như vậy tiến độ tăng của lượng mưa trung bình vào khoảng 60mm/100m độ cao Độ ẩm không khí ở đây khá cao đạt tới 80 – 88% Nếu quy ước tháng mưa là tháng có lượng trung bình trên 100mm thì ở đây tháng mưa kéo dài tới 7 tháng (tháng 4 tháng 10)
Hình 2 6: Biểu đồ thể hiện sự tăng lượng mưa theo độ cao trên núi Ba Vì (nguồn: Trạm Khí tượng Ba Vì coste 400)
Hình 2 7: Biểu đồ thể hiện lượng mưa trung bình tháng tại trạm đo Ba Vì (nguồn: Trạm Khí tượng Ba Vì)
Lượng mưa lớn trong mùa mưa phân phối rất không đồng đều trong quá trình mưa và có sự biến động mạnh mẽ từ năm này qua năm khác Mùa ít mưa không hoàn toàn là một mùa khô, trong những tháng đầu và cuối mùa vẫn có khả năng xảy ra mưa lớn
Mưa lớn kết hợp với thảm phủ kém do canh tác không hợp lý đã làm bóc
tách và vận chuyện một lượng lớn vật liệu trên các sườn dốc đưa xuống chân sườn, làm mất đất và tác động đến sự tiến hóa đất trên sườn dốc
2 1 4 Thủy văn
Hệ thống sông suối trong khu vực chủ yếu bắt nguồn từ núi Ba Vì Các suối
lớn và dòng nhánh chảy theo hướng Bắc, Đông Bắc và đều phụ lưu của sông Hồng Về mùa khô các suối nhỏ thường cạn kiệt Các suối ở đây thường xuyên cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân vùng đệm Có hệ thống rất nhiều hồ chứa nước vừa có nhiệm vụ dự trữ nước cung cấp cho hàng chục ngàn ha đất sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt cho dân Nguồn nước ngầm trong khu vực tương đối dồi dào Gương nước ngầm nông, thấy có vết lộ nước nguồn ở giếng Tiên và giếng dân dùng cho sinh hoạt của nhân dân
Các hệ thống dòng chảy phong phú cũng mang lại nguồn phù sa đáng kể góp phần thành tạo nên đất nâu vàng trên phù sa cổ của khu vực nghiên cứu Hệ thống dòng chảy cũng góp phần tham gia vào các quá trình hình thành và vận chuyển vật liệu tạo thổ nhưỡng Dòng chảy ngầm là một trong các nhân tố dẫn đến quá trình
phong hóa đá điển hình, hình thành các tầng kết von, laterit làm thoái hóa đất Đặc trung của dòng chảy là nằm trên địa hình dốc, chuyển tiếp đột ngột nên tốc độ dòng chảy lớn, lượng mưa tập trung chủ yếu vào bốn tháng mùa mưa Vì vậy cần có biện pháp bảo vệ, chống xói mòn đất, chống xói lở các công trình xây dựng
2 1 5 Lớp phủ thực vật
Sinh vật có vai trò chủ đạo trong việc hình thành đất: thực vật cung cấp xác vật chất hữu cơ (cành khô, lá rụng…) cho đất, rễ thực vật bám vào các khe nứt của đá làm phá huỷ đá Vi sinh vật phân giải xác vật chất hữu cơ và tổng hợp thành mùn