Tên loại đất Ký hiệu Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) I. Đất nông nghiệp NNP 67.257,24 79,58
1. Đất sản xuất nông nghiệp SXN 9.366,87 11,08
1.1. Đất trồng cây hàng năm CHN 7.803,06 9,23
1.1.1. Đất trồng lúa LUA 4622,00 5,46
1.1.2. Đất trồng cây hàng năm khác HNK 3181,06 3,76
1.2. Đất trồng cây lâu năm CLN 1.563,81 1,85
1.2.1. Đất trồng cây công nghiệp lâu năm LNC 1.051,09 1,24
1.2.2. Đất trồng cây ăn quả LNQ 356,40 0,42
1.2.3. Đất trồng cây lâu năm khác LNK 156,32 0,18
2. Đất lâm nghiệp LNP 57.725,84 68,30
2.1. Đất rừng sản xuất RST 19.459,32 23,02
2.2. Đất rừng phòng hộ RPT 28.979,69 34,29
2.3. Đất rừng đặc dụng RDN 9.286,83 10,99
3. Đất có mặt nước nuôi trồng thủy sản NTS 164,53 0,19
II. Đất phi nông nghiệp PNN 2.212,82 2,62
1. Đất ở nông thôn ONT 651,9 0,73
2. Đất chuyên dùng CDG 631,82 0,75
3. Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 32,14 0,04
4. Đất mặt nước chuyên dùng MNC 932,96 1,10
III. Đất chƣa sử dụng CSD 15.040,35 17,80 Tổng diện tích đất tự nhiên 84.510,41 100
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tồn huyện có 3 nhóm đất chính bao gồm: Đất nơng nghiệp; đất phi nơng nghiệp và đất chưa sử dụng. Trong đó phần lớn là nhóm đất nơng nghiệp chiếm tỷ lệ cao nhất tập trung chủ yếu là đất lâm nghiệp 57.725,84 ha chiếm 68,30% tổng diện tích đất tự nhiên. Tuy diện tích rừng nhiều nhưng phần lớn lại là rừng non, rừng mới tái sinh và rừng mới trồng, do vậy độ che phủ kém. Ngồi đất rừng cịn có các loại đất để trồng trọt như đất trồng cây hàng năm, đất trồng lúa phục vụ cho ngành sản xuất nơng nghiệp có độ che phủ kém hơn đất rừng.
Nhóm đất phi nơng nghiệp và đất chưa sử dụng cũng có độ che phủ kém hơn so với nhóm đất nơng nghiệp.
Độ che phủ cũng là một nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn đất, do vậy độ che phủ mặt đất tỷ lệ nghịch với mức độ xói mịn đất. Đất càng kém che phủ càng bị xói mịn mạnh và ngược lại.
Khi mặt đất bị che phủ kín sẽ hạn chế tối đa lực tác động của hạt mưa bắn phá vào đất. Mặt khác nếu có thảm cây rậm rạp thì nước mưa sẽ theo lá cành chảy qua thân vào đất. Bộ rễ ăn sâu và chằng chịt của cây tạo điều kiện tăng khả năng thấm, như vậy xói mịn sẽ giảm tối đa.
3.3.3. Thiết lập mơ hình xây dựng bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn
Sau khi tiến hành các bước thực hiện theo các quy trình đã nêu trên ta sẽ có các bản đồ độ dốc, bản đồ đất và bản đồ độ che phủ. Ta có các bước chồng ghép thành bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn đất như sau:
Bước 1: Thiết lập model cho 3 loại bản đồ đã nêu trên để chồng ghép thành bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn đất
- Thiết lập model của bản đồ độ dốc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Thiết lập model của bản đồ đất (Soil map)
Bước 2: Thiết lập Model Weigthed Overlay
Bước 3: Chồng ghép bản đồ thành bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn
Sau khi thiết lập từng loại các bản đồ và nhập số liệu xong sẽ được Model tổng hợp như bước 2. Tiếp theo chúng ta chạy Model này để chồng ghép các Model. Kết quả cuối cùng ta sẽ thu được bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn đất.
Xây dựng lớp Grid độ dốc
Từ mô hình số hóa độ cao DEM (digital elevation map) đã có thể hiện cao độ địa hình của huyện, ta tiến hành phân tích độ dốc. Vào menu Surface → Derive Slope, ta sẽ tạo được lớp độ dốc địa hình của huyện. Từ đó, dựa vào bảng phân tích độ dốc ứng với mức độ xói mịn đề xuất trong Bảng 3.12, tiến hành xây dựng lớp mức độ xói mòn do độ dốc bằng cách kích hoạt Theme độ dốc vừa phân tích ở trên, phân chia độ dốc tương ứng lại bằng giá trị mức độ xói mịn do ảnh hưởng của độ dốc: Analysis → Reclassify. Từ đó ta sẽ được lớp Reclass of Slopegrid.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Xây dựng lớp Grid cơ cấu sử dụng đất
Trên cơ sở bản đồ cơ cấu sử dụng đất thống kê cho toàn huyện Võ Nhai, với bảng thuộc tính đã có trong cơ sở dữ liệu, ứng với từng loại hình đất được sử dụng trong tỉnh đã có, tiến hành tạo trường (field) mới là mức độ xói mịn ứng với từng loại đất cụ thể. Các mức này cũng dựa trên bảng phân loại đánh giá tương đương được đề xuất trong Bảng 3.10. Sau đó, dựa trên dữ liệu này, ta cũng tiến hành kích hoạt lớp, tạo nên lớp Grid với các cell size tương tự như DEM, tuy nhiên cần sử dụng lớp Rate (mức độ xói mịn) để nội suy lớp Grid.
Xây dựng lớp Grid loại đất
Tiến hành tương tự như lớp cơ cấu sử dụng đất, với các loại đất đã có của huyện được đề xuất trong bảng 3.11, cuối cùng ta xây dựng được lớp mức độ xói mịn do loại đất.
Xây dựng lớp Grid tổng hợp
Sau khi đã có 3 lớp Grid cần thiết như trên, ta xây dựng lớp mức độ xói mịn chung bằng cách tổng hợp lại mức độ xói mịn của 3 yếu tố. Đây là lớp quan trọng nhất vì nó sẽ phản ánh được tồn bộ mức độ xói mịn của các yếu tố quan trọng nhất trên toàn huyện Võ Nhai. Đây cũng chính là lớp tạo nên bản đồ: “Nguy cơ xói mịn đất” của huyện Võ Nhai. Tiến hành bằng cách vào menu Analysis→Calculator Map để tổng hợp lại mức độ xói mịn của cả 3 yếu tố trên từ các grid theme của chúng.
Kết quả cuối cùng sẽ thành lập được bản đồ dự báo nguy cơ xói mịn đất huyện Võ Nhai hồn chỉnh.
Bản đồ phân cấp xói mịn đất được xây dựng nhằm giúp người làm quy hoạch xác định được các vùng chịu ảnh hưởng xói mịn đất, từ đó đưa ra các phương án giảm thiểu xói mịn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.15: Kết quả xói mịn huyện Võ Nhai.
Cấp xói mịn Số khoanh Diện tích TB/khoanh (ha) Tổng diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Ghi chú 0 112 404,8 45334,8 53,64 Khơng xói mịn 1 181 3,6 650,61 0,77 Xói mịn yếu 2 437 2,9 1280,53 1,51 3 1496 4,2 6315,73 7,47 Xói mịn trung bình 4 3124 9,2 28785,74 34,06 5 519 4,1 2143 2,55 Xói mịn mạnh Tổng 5869 428,9 84510,41 100
Theo bảng 3.15 và bản đồ phân cấp xói mịn ở trên đã cho ta thấy hiện tượng xói mịn tại huyện Võ Nhai được phân thành 6 cấp (theo thứ tự từ cấp xói mịn yếu đến cấp xói mịn mạnh) trong đó cấp 0 là cấp khơng bị xói mịn. Hiện tượng này gây nên do nhiều nhân tố nhưng chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu sâu về 3 nhân tố đó là: độ dốc, loại đất và độ che phủ.
Tổng diện tích đất gây xói mịn của tồn huyện là 39175,61 ha chiếm 46,36% tổng diện tích đất tự nhiên tồn huyện.
- Khơng xói mịn là cấp 0 có diện tích là 45344,8 ha là những khu bằng phẳng nằm ở chân đồi, núi, thung lũng nơi khơng có độ dốc.
- Xói mịn yếu có hai cấp: cấp 1 có diện tích là 650,61 ha và cấp 2 có diện tích là 1280,53 ha xảy ra ở những khu vực chân đồi, núi nơi có độ dốc nhỏ.
- Xói mịn trung bình có hai cấp: cấp 3 có diện tích là 6315,73 ha và cấp 4 có diện tích là 28785,74 ha xảy ra ở những khu vực có độ dốc trung bình, chiều dài sườn dốc ngắn.
- Xói mịn mạnh có một cấp là cấp 5 có diện tích 2143 ha xảy ra ở những khu vực núi cao, nơi có độ dốc lớn, sườn dốc dài.
Xói mịn thực tế lại xảy ra mạnh ở những nơi khơng có thảm thực vật che phủ hoặc những nơi đã có thảm thực vật nhưng mức độ che phủ chưa cao, ít tầng tán. Hầu như những diện tích được xác định là xói mịn cấp 4, cấp 5 đều là những diện tích đất trống trên sườn núi có độ dốc từ trung bình đến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
lớn. Những điểm xói mịn cấp 0, cấp 1, cấp 2 là những diện tích nằm dưới chân đồi núi, những diện tích bằng hoặc diện tích được che phủ ở mức độ cao bởi thảm thực vật. Qua kiểm tra thực tế cho thấy những diện tích này được che phủ bởi rừng tự nhiên rậm rạp, nhiều tầng tán. Qua những phân tích trên cho thấy thực vật tự nhiên có vai trị to lớn trongviệc giảm thiểu xói mịn. Ở những khu vực khơng cịn rừng tự nhiên thì rừng trồng cũng đóng vai trị to lớn trong việc giảm thiểu xói mịn đất. Tóm lại nhân tố đứng thứ nhất mà gây xói mịn nhiều nhất là nhân tố độ che phủ, nhân tố thứ hai gây xói mịn trung bình là nhân tố độ dốc, cuối cùng là nhân tố đứng thứ ba là nhân tố đất chỉ gây nên xói mịn yếu.
3.4. Xác định lƣợng đất xói mịn hàng năm của huyện Võ Nhai
3.4.1. Các chỉ tiêu xác định lượng đất xói mịn
Căn cứ vào mục đích nghiên cứu xói mịn đất, dự tính đưa ra một số chỉ tiêu xây dựng tiêu chuẩn đánh giá mức độ xói mịn đất với cách tính xói mịn đất bằng cơng thức tính mất đất tổng quát (Nguyễn Quang Mỹ, 2000) [10], như sau:
A = R K L S C P
Trong đó
A: Lượng mất đất tính tốn (tấn/acre)/năm R: Nhân tố mưa
K: Nhân tố khả năng xói mịn của đất L: Nhân tố độ dài sườn
S: Nhân tố độ dốc sườn C: Nhân tố quản lý canh tác
P: Nhân tố thực tiễn kiểm sốt xói mịn
Các nhân tố trên được tính tốn, xác định bằng cơng thức hoặc tiêu chuẩn sau đây:
3.4.1.1. Nhân tố về độ dốc, chiều dài sườn dốc
Nguyễn Trọng Hà, Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên áp dụng cho miền Bắc Việt Nam và chọn toán đồ của Wischmeier & Smith (1978) để định lượng ảnh hưởng của độ dốc và chiều dài sườn dốc LS đến xói mịn đất bằng cơng thức sau đây:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn LS = m X 13 , 22 (0,65 + 0,045S + 0,006S2) (1) Hoặc LS = m 13 , 22 (65,41sin2 + 0,045 sin + 0,065) (2) Theo công thức (2) : Độ dài sườn dốc thực tế
: Góc nghiêng của sườn
m: Số mũ của giá trị dao động trong khoảng từ 0,50 – 1,0.
Bảng 3.16: Các giá trị nhân tố địa hình LS cho các mối liên hệ dặc biệt giữa chiều dài và độ dốc của sườn (Wischmeier & Smith, 1978)
Độ dốc (%) Chiều dài sƣờn dốc (1 ft = 0,3048m) 25 50 75 100 200 300 400 500 600 800 1000 0,2 0,06 0,069 0,075 0,080 0,092 0,099 0,105 0,110 0,114 0,121 0,126 0,5 0,073 0,083 0,090 0,096 0,110 0,119 0,126 0,132 0,137 0,145 0,152 0,8 0,086 0,098 0,107 0,113 0,130 0,141 0,149 0,156 0,162 0,171 0,179 2,0 0,133 0,163 0,185 0,201 0,248 0,280 0,305 0,326 0,344 0,376 0,402 3,0 0,190 0,233 0,264 0,287 0,354 0,400 0,437 0,466 0,492 0,536 0,573 4,0 0,230 0,303 0,357 0,400 0,528 0,621 0,697 0,762 0,820 0,920 1,01 5,0 0,268 0,379 0,464 0,536 0,758 0,928 1,07 1,20 1,31 1,52 1,69 6,0 0,336 0,476 0,583 0,673 0,952 1,17 1,35 1,50 1,65 1,90 2,13 8,0 0,496 0,701 0,859 0,992 1,41 1,72 1,98 2,22 2,43 2,81 3,14 10,0 0,685 0,968 1,19 1,37 1,94 2,37 2,74 3,06 3,36 3,87 4,33 12,0 0,903 1,28 1,56 1,80 2,55 3,13 3,61 4,04 4,42 5,11 5,71 14,0 1,15 1,62 1,99 2,30 3,25 3,98 4,59 5,13 5,62 6,49 7,26 16,0 1,42 2,01 2,46 2,84 4,01 4,92 5,68 6,35 6,95 8,03 8,98 18,0 1,72 2,43 2,97 3,43 4,86 5,95 6,87 7,68 8,41 9,71 10,9 20,0 2,04 2,88 3,53 4,08 5,77 7,07 8,16 9,12 10,0 11,5 12,9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trên sườn dốc phẳng, yếu tố địa hình LS được xác định bằng toàn đồ của Wischmeier & Smith (1978) cho kết quả tương đối chính xác.
Khi địa hình phức tạp, thì sử dụng phương pháp đinh lượng yếu tố địa hình LS của Outsad (1984) đối với điều kiện miền Bắc Việt Nam là thích hợp nhất. LS = m m j j m j i Xe X S X S ) 13 , 22 ( ) ( 1 11
Hệ số địa hình LS là một chỉ tiêu quan trọng dùng trong quy hoạch sử dụng đất nông lâm nghiệp trên sườn dốc (Nguyễn Quang Mỹ, 2000) [10].
3.4.1.2. Loại đất và đặc tính xói mịn đất
Sự huỷ hoại đất do mưa gây ra được gọi là tính xói mịn của đất. Wischmeier & Smith (1978) đã đưa ra tồn đồ xác định tính xói mịn của đất bằng hệ số xói mịn đất K. Sau đó Nguyễn Trọng Hà, Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên đã định lượng hệ số K cho đất Việt Nam theo công thức của hội khoa học đất quốc tế (1995).
100K = 2,241[2,110-4 (12 – M)a1,14
+ 3,25(b – 2) + 2,5(c – 3)] Sử dụng tồn đồ của Wischmeier & Smith (1978) và cơng thức trên để xác định hệ số xói mịn đất K của một số loại đất chính vùng đồi núi Việt Nam. Kết quả thể hiện trong bảng 3.17
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.17: Kết quả tính chỉ số xói mịn đất K của một số loại đất vùng đồi núi Việt Nam
Loại đất Số mẫu (n)
K (tính trung bình) Theo
tồn đồ Theo cơng thức tính Đất đen
1. Đất đen có tầng kết von dày 2. Đất đen glay
3. Đất đen carbonat
4. Đất nâu thẫm trên bazan 5. Đất đen tầng mỏng 5 7 9 15 11 0,09 0,10 0,19 0,12 0,15 0,11 0,10 0,17 0,19 0,12 Đất nâu vùng đất bán khô hạn 6. Đất nâu vùng bán khô hạn 7. Đất đỏ vùng bán khô hạn 6 6 0,25 0,20 0,19 0,17 Đất tích vơi 8. Đất vùng tích vơi 9. Đất nâu thẫm tích vơi 12 14 0,28 0,30 0,31 0,29 Đất xám 10. Đất xám bạc màu 11. Đất xám có tầng loang lổ 12. Đất xám Feralit 13. Đất xám mùn trên núi 21 25 27 19 0,22 0,25 0,23 0,19 0,22 1,23 0,22 0,20 Đất đỏ 14. Đất nâu đỏ 15. Đất nâu vàng 16. Đất đỏ vàng có tầng sát loang lổ 17. Đất mùn vàng đỏ trên núi 32 35 27 25 0,22 0,21 0,23 0,15 0,23 0,20 0,25 0,16
Đất mùn alit núi cao
18. Đất mùn alit núi cao 19. Đất mùn alit núi cao glay 20. Đất mùn thô than bùn núi cao
19 25 15 0,15 0,12 0,11 0,16 0,14 0,12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hệ số xói mịn đất K của một số loại đất vùng đồi núi Việt Nam có giá trị thay đổi R = 0,09 – 0,31. Theo kết quả đánh giá phân hạng của Anthony Young (1985), FAO – UNESCO (1976) và Swaify (1985) hầu hết các loại đất dốc ở Việt Nam có tính xói mịn từ trung bình đến hơi cao [5].
3.4.1.3. Độ phì đất và thảm thực vật ảnh hưởng đến xói mịn đất
Định lượng tổn thất dinh dưỡng đất (N, P2O5, K2O) bình quân hàng năm cho thấy:
- Đất nâu vàng trên phù sa cổ, dốc 30
– 50
: Tổn thất do xói mịn là 10 kg/ha/năm, tương đương với 31kg phân hoá học.
- Đất đỏ vàng trên phiến thạch sét, dốc 170
– 180
: Tổn thất do xói mịn là 100kg/ha/năm, tương đương với 352kg phân hoá học.
Tổn thất dinh dưỡng đất do xói mịn giảm 1,3 – 2,8 lần trên đất canh tác theo kỹ thuật của nông dân và giảm 2,7 – 5 lần trên đất canh tác có áp dụng các biện pháp kỹ thuật chống xói mịn.
Sản phẩm phụ của cây trồng để lại hàng năm sẽ cung cấp cho đất 3 – 5 lần chất khô/ha và trả lại cho đất từ 110 – 200kg/ha (N, P2O5, K2O). Nguồn dinh dưỡng quan trọng này sẽ góp phần duy trì sức sản xuất của đất và tăng cường khả năng kháng xói của đất [5].
Thời vụ gieo trồng vùng đồi núi thường chia thành 2 vụ (vụ xuân và vụ hè thu). Thời vụ cây trồng đã tạo ra thời kỳ đất trống từ 1 tuần đến 1 tháng