3.3.1. Phân tích địa mạo - thổ nhưỡng cho đánh giá và quy hoạch sử dụng đất
Trên cơ sở phân tích đặc điểm địa mạo và thành phần vật chất của đất đá, các nhân tố khí hậu, thủy văn và thực vật cùng tham gia vào quá trình tạo hình thái và tạo thổ nhƣỡng có thể xác định đƣợc đặc điểm địa mạo- thổ nhƣỡng trong phạm vi vùng nghiên cứu:
Theo đặc điểm địa mạo chia khu vực nghiên cứu thành 4 kiểu địa hình chính nhƣ sau:
- Kiểu địa hình núi Ba Vì.
- Kiểu địa hình các bề mặt san bằng chân núi đã bị chia cắt thành các dãy đồi và núi sót
- Kiểu địa hình thềm và đồi thềm bị bóc mịn thành các dạng gị đồi - Kiểu địa hình đồng bằng là bãi bồi của sơng Hồng và sơng Đáy.
Các kiểu địa hình trên chính là nền của các đơn vị địa mạo – thổ nhƣỡng lớn của khu vực nghiên cứu.
Theo cơ sở lý thuyết địa mạo thổ nhƣỡng và phân tích các nhân tố ảnh hƣởng đến hai q trình này, có thể chia thổ nhƣỡng khu vực nghiên cứu thành các loại đất sau:
thành các bề mặt san bằng cao 1000 – 1200m, 800 - 1000m và 400 - 600m phát triển trên đá phun trào bazan thuộc hệ tầng Viên Nam. Trên các bề mặt này phát triển các loại đất feralit vàng đỏ có mùn trên núi và tại các sƣờn núi do quá trình trọng lực diễn ra mạnh, các khối khoét sâu nên hình thành loại đất feralit vàng đỏ sƣờn có đặc điểm là rất mỏng.
Trên kiểu địa hình các bề mặt san bằng chân núi đã bị chia cắt thành các dãy đồi và núi sót. Phân bố ở chân núi Ba Vì thuộc địa phận các xã Tản Lĩnh, Vân Hòa…Thành phần thạch học chủ yếu là các đá tuổi (T2-3sb) và các trầm tích Đệ Tứ bao gồm cát kết, cuội kết. Là nơi có địa hình tƣơng đối dốc thoải 8-12º, kết hợp với các dịng chảy sơng suối xâm thực chia cắt địa hình, gƣơng nƣớc ngầm nơng tạo điều kiện cho quá trình laterit phát triển. Kiểu địa hình này xảy ra q trình bóc mịn, rửa trơi tầng mặt đất, đất ln đƣợc trẻ hóa làm lộ trơ đá ong, hoặc nếu có thì lớp đất rất mỏng, xói mịn xảy ra rất mạnh và ở khắp mọi nơi. Nghĩa là ở đây quá trình tạo hình thái diễn ra mạnh vì vậy thổ nhƣỡng đƣợc hình thành đều bị rửa trơi và chủ yếu là loại đất feralit vàng đỏ bị laterit hóa.
Trên kiểu địa hình thềm và đồi thềm bị bóc mịn thành các dạng đồi gị bao gồm các đồi bát úp và đồi xâm thực nằm trên các loại đá cát vụn thô, đá phiến sét tinh, phù sa cổ thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc(Q13vp). Qúa trình rửa trơi bề mặt mãnh
liệt do thảm thực vật bị bóc chỉ cịn lại cây bụi hoặc là nơi con ngƣời canh tác nơng nghiệp. Với q trình tạo hình thái nhƣ vậy trên đơn vị địa hình các thềm cao hình thành loại đất feralit vàng đỏ trên đồi xâm thực. Trên thềm bậc 2 của sông Hồng cao 20 -25m, q trình xói mịn xảy ra liên tục, đất ln bị thối hóa do con ngƣời sử dụng đã hình thành nên loại đất xám bạc màu trên phù sa cổ. Trên bậc thềm 1 của sơng Hồng là bậc thềm tích tụ khá bằng phẳng, rất ít bị chia cắt, cao 12- 14m. Đất trên bậc thềm này chủ yếu đƣợc canh tác nông nghiệp: trồng lúa 2 vụ, đất tiếp tục phát triển theo hƣớng feralit hóa và có thể bị rửa trơi do q trình tƣới tiêu nƣớc, vì vậy hình thành loại đất xám có tầng loang nổ trên phù sa cổ bậc thềm 1 sông Hồng
đất phù sa đƣợc bồi hàng năm và đất phù sa không đƣợc bồi hàng năm. Ngƣời dân canh tác nông nghiệp là chủ yếu.
Theo tài liệu điều tra của Dự án Quy hoạch tổng thể đồng bằng sông Hồng khu vực Ba Vì năm 1995 của Bộ Khoa học cơng nghệ và mơi trƣờng. Đất đai Ba Vì đƣợc phân thành 2 nhóm chính sau:
a. Nhóm đất vùng đồng bằng:
Đây là nhóm đất đƣợc hình thành do q trình bồi tụ và đƣợc chia thành các nhóm nhỏ.
Đất phù xa đƣợc bồi (ký hiệu Pb) nằm ngồi đê sơng Hồng và sơng Đà, có dọn tích là 3248 ha, chiếm 10,35% diện tích đất của tồn vùng. Hàng năm thƣờng bị ngập lụt, là loại đất có thành phần cơ giới nhẹ tƣơng đối phì nhiêu trồng đƣợc nhiều loại cây trồng lƣơng thực, hoa màu và cây công nghiệp ngắn ngày.
Đất phù xa khơng đƣợc bồi (ký hiệu P): Có diện tích là 2684 ha chiếm 8,56% diện tích tồn huyện, phân bố ven sơng Hồng và sơng Đà, thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến thịt nặng chủ yếu trồng đƣợc 2 vụ lúa và hoa màu.
Đất phù xa glây (ký hiệu Pg): Diện tích là 1435 ha chiếm 4,57% diện tích của tồn huyện. Phân bố ở địa hình thấp thƣờng bị nƣớc ngập dài ngày vào mùa mƣa, loại đất này chuyên trồng lúa.
Đất bạc màu (ký hiệu B) và đất bạc màu glây trên phù xa cổ (ký hiệu Bg): Có diện tích 2.545 ha chiếm 8,16 % diện tích của huyện. Loại đất này đƣợc hình thành từ mẫu chất phù xa cổ. Do canh tác lâu đời bị rửa trôi bề mặt lớn nên đất có thành phần cơ giới nhẹ, chua và nghèo dinh dƣỡng. Loại đất này ở địa hình cao thích hợp với cây hoa màu, ở địa hình thấp thƣờng trồng lúa.
b. Nhóm đất vùng đồi núi:
Đƣợc hình thành do kiến tạo địa chất, có tổng diện tích là 18.478,0 ha chiếm 58,9% diện tích của tồn huyện. Nhóm đất này đƣợc phân thành các nhóm nhỏ nhƣ sau:
Đất nâu vàng trên phù xa cổ (ký hiệu Fp): diện tích 6.751,0 ha chiếm 21,52% diện tích đất của huyện, phân bố ở quanh núi Ba Vì, đất chua nghèo dinh dƣỡng. Đất này trồng đƣợc các loại cây ăn quả, cây hoa màu ngắn ngày và cây công nghiệp. Tuy nhiên khi khai thác loại đất này cần chú đến các biện pháp canh tác nhằm chống xói mịn, rửa trơi làm mất các chất dinh dƣỡng và keo sét có trong đất.
Đất đỏ vàng trên phiến sét (ký hiệu Fs): diện tích 7.635,0 ha chiếm 24,33% diện tích của tồn huyện, phân bố quanh chân núi Ba Vì, đất có độ phì nhiêu trung bình thấp. Hàm lƣợng mùn trong đất trung bình, lƣợng Lân, Kali rễ tiêu trung bình, lƣợng Magiê, Canxi thấp, thành phần cơ giới trung bình. Đất này thích hợp trồng chè, dứa, cây ăn quả và hoa màu ngắn ngày. Do phần lớn diện tích đất này có độ dốc cao nên trong q trình canh tác cần có biện pháp chống xói mịn và bổ xung lƣợng phân hữu cơ cho đất. Đất màu đỏ trên đá mác ma Bazơ trung tính (ký hiệu Fk): Có tổng diện tích 2.654,0 ha chiếm 8,46 % diện tích tồn huyện, phân bố ở vùng núi Ba Vì ở độ cao trên 800m so với mực nƣớc biển thƣờng có độ dốc lớn. Đây là vùng đất rừng do Vƣờn Quốc gia Ba Vì quản lý bảo vệ và cấm khai thác.
Nhìn chung, Ba Vì là huyện có nhiều vùng khí hậu khác nhau, bởi vậy số lƣợng các loại đất cũng rất đa dạng, phức tạp nên có khả năng đa dạng hoá cây trồng, thâm canh tăng vụ, làm tăng năng suất cây trồng. Trong quá trình canh tác trên đất xám bạc màu và xám bạc màu glây cần có biện pháp hợp lý nhằm chống xói mịn, rửa trơi đất
Bảng 5: Kết quả phân hạng thích nghi đất đai cho loại hình sử dụng đất trồng lúa 2 vụ ở huyện Ba Vì
Đơn vị địa mạo Loại đất (G) Tầng dầy lớp đất Độ dốc Thành phần cơ giới Hạng thích nghi 1. Bề mặt san bằng cao 1000-1200m, tuổi Miocen muộn G1(N) D2(S2) SL3(N) T2(S2) N 2. Bề mặt san bằng cao 400-600m, tuổi Mio- Pliocen G3(N) D2(S2) SL2(N) T2(S2) N 3.Bề mặt pediment Plioecn muộn bị chia cắt bởi các sƣờn rửa trôi bề mặt, dốc 8-12º, cao 30- 40m G2(N) D2(S2) SL2(N) T2(S2) N 4. Sƣờn bóc mịn trọng lực cao 350-1200m, dốc>30º G3(N) D2(S2) SL4(N) T2(S2) N 5. Sƣờn xâm thực bóc mịn cao>40m, dốc>20º G3(N) D2(S2) SL3(N) T1(S3) N 6. Sƣờn rửa trôi bề mặt cao 40-80m, dốc 10- 15º G3(N) D2(S2) SL4(N) T2(S2) N
7. Bề mặt tích tụ hỗn hợp sơng- lũ tích, tuổi
Holocen muộn G4(S1) D2(S2) SL1(S1) T1(S3) S2
8. Thềm sông bậc II, tuổi Pliestocen giữa muộn
G5(S3) D3(S3) SL1(S1) T1(S3) S3 9. Thềm xâm thực –
tích tụ bậc I, tuổi Pliestocen muộn.
9a. Cao 12 -14m, bảo tồn tốt 9b. Vạt lũ tích tụ, sƣờn tích trẻ G6(S2) G4(S1) D2(S2) D2(S2) SL1(S1) SL1(S1) T1(S3) T1(S3) S2 S2 10. Bãi bồi trong đê,
cao >10m, tuổi Holocen giữa muộn
G7(S1) G10(S2) D1(S1) D1(S1) SL1(S1) SL1(S1) T3(S1) T3(S1) S1 S2
11. Bãi bồi ngoài đê 11a. Bãi bồi cao, cao gần 10m tuổi Holocen mộn
11b. Bãi bồi ven lòng nguyên là những bãi nổi cũ, tuổi Holocen không phân chia, cao
7-8m
11c. Bãi nổi tuổi Holocen muộn G8(S1) G8(S1) D3(S3) D3(S3) SL1(S1) SL1(S1) T1(S3) T1(S3) S3 S3 12. Bề mặt tích tụ sơng – hồ - đầm lầy tuổi Holocen muộn G9(S2) D2(S2) SL1(S1) T1(S3) S2
13. Bề mặt đáy suối
tích tụ hiện đại đa nguồn gốc
G11(S1) D1(S1) SL1(S1) T3(S1) S1
3.3.2. Phân tích các q trình địa mạo cho định hướng quy hoạch sử dụng đất
Mục đích chính của đánh giá tài nguyên thiên nhiên và hiểm họa môi trƣờng là xác định các dạng tài ngun mơi trƣờng có ý nghĩa và hạn chế trong sử dụng đất; xác định số lƣợng, chất lƣợng và sự hạn chế của các dạng tài nguyên; xác định vị trí và sự phân bố tài nguyên trong mỗi khu vực. Các hoạt động phát triển kinh tế đã, đang và sẽ xảy ra trong khu vực nghiên cứu luôn khai thác, sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác. Vì vậy, việc đánh giá tiềm năng của các dạng tài nguyên thiên nhiên và các tai biến thiên nhiên trong vùng có ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển cả hiện tại và tƣơng lai.
Việc sử dụng tài nguyên địa mạo đáp ứng các mục tiêu kinh tế là đích cuối cùng của địa mạo ứng dụng. Dựa trên cơ sở những quy luật và quá trình phát triển của địa hình, đặc biệt là yếu tố động lực để đánh giá tính ổn định của địa hình. Địa hình đƣợc coi là một hệ cân bằng động, lực liên kết đóng vai trị giữ đƣợc ổn định của địa hình, cịn sự biến thiên của các hợp phần trọng lực, sự di chuyển các vật liệu đóng vai trị tiềm ẩn của q trình phá vỡ địa hình phát sinh ra các tai biến thiên nhiên.
Sự ổn định của địa hình phục thuộc vào không chỉ độ dốc sƣờn, mật độ chia cắt, độ cao và hƣớng của địa hình mà cịn phụ thuộc vào đặc tính của thành phần thạch học, cấu trúc địa chất của đất đá.
Vì vậy trong sử dụng hợp lý các loại tài nguyên nhất là tài nguyên địa mạo cần phải nghiên cứu các q trình động lực này để đánh giá tính ổn định địa mạo của một lãnh thổ trƣớc khi áp dụng các giải pháp kỹ thuật.
Từ thực trạng môi trƣờng của khu vực nghiên cứu và sự nghiên cứu địa mạo để đƣa ra đánh giá về các quá trình địa mạo liên quan tới các tai biến thiên nhiên có thể xảy ra trong vùng và xu hƣớng phát triển của nó phục vụ cho quy hoạch sử dụng
Đánh giá ảnh hưởng của địa hình đối với q trình xói mịn đất
Từ đặc điểm địa mạo, các thuộc tính của đất đá và các yếu tố ảnh hƣởng đến các quá trình địa mạo đã phân tích ở trên cho thấy mức độ ổn định của địa hình đối với q trình xói mịn và thối hóa đất là rất thấp.
Thực trạng môi trƣờng đất của huyện Ba Vì đang bị xói mịn, rửa trơi làm mất dần đất màu, tình trạng chai cứng đất do dùng quá lƣợng phân hóa học, tình trạng ơ nhiễm đất do chất thải, do thuốc trừ sâu. Ví dụ ở khu vực xã Tản Lĩnh, Vân Hịa, Ba Vì có mức độ xói mịn tƣơng đối mạnh, mặc dù địa hình ở đây là tƣơng đối thoải.
Với điều kiện tự nhiên của huyện Ba Vì, các quá trình địa mạo động lực ngoại sinh xảy ra mạnh mẽ và phổ biến nhƣ q trình xói mịn, rửa trơi, laterit hóa...lớp phủ thổ nhƣỡng chịu ảnh hƣởng và bị biến đổi bởi các quá trình này. Nguyên nhân sâu xa của các quá trình này là do lớp phủ thực vật bị suy giảm, có nơi bị mất lớp phủ thực vật làm cho mƣa trực tiếp tác động vào bề mặt địa hình, bóc tách các vật liệu và di chuyển đi nơi khác bằng dòng chảy mặt. Các nhân tố ảnh hƣởng đến các q trình này có rất nhiều bao gồm cả nhân tố tự nhiên và nhân tố con ngƣời.
Q trình xói mịn đất vận chuyển các vật chất từ trên xuống các lòng dẫn nƣớc, lòng hồ chứa nƣớc, dần dần sau mỗi trận mƣa rào tất cả các vật liệu đã lấp đầy các lòng dẫn nƣớc, làm cạn dần các hồ chứa nƣớc, nƣớc không thể lƣu thơng đƣợc dẫn tới tình trạng glây hóa và thiếu nƣớc cho sản xuất.
Hình 7: Bản đồ xói mịn thực tế chưa phân loại (ảnh trái), đã phân loại (ảnh phải) [18]
Vì vậy nghiên cứu xói mịn đất do mƣa có vai trị quan trọng trong sản xuất nông nghiệp không chỉ bảo vệ đƣợc tài nguyên đất mà còn đảm bảo giữ đƣợc nguồn tài nguyên nƣớc cung cấp cho nông nghiệp vừa đảm bảo đƣợc mơi trƣờng cảnh quan.
Q trình xói mịn đất do mƣa đƣợc xác định theo quy luật cơ học P =mv²/2,
Trong đó : P là động năng của dòng chảy mặt ; m là khối lƣợng ; v là vận tốc dòng chảy mặt. Mặt khác sự chuyển động của các hạt đất phụ thuộc vào thế năng của nó thơng qua biểu thức
I = mgh
Trong đó: I là thế năng; g là gia tốc trọng lực; h là độ cao. Nghĩa là q trình xói mịn đất do mƣa phụ thuộc chặt chẽ vào khối lƣợng dòng chảy và độ cao của sƣờn dốc ; mà khối lƣợng dòng chảy tăng khi chiều dài của sƣờn dốc tăng góp phần làm tăng khối lƣợng nƣớc do đó động năng dịng chảy sẽ tăng, tăng sự bào mòn bề mặt sƣờn và vận chuyển các hạt đất về phía chân sƣờn.
Cơ chế và quy luật của q trình xói mịn đất do mƣa, đã có phƣơng trình mất đất tổng quát về xói mòn của M.N Wischmeier và D.D Smith (1965) đƣa ra : A = R.K.L.S.C.P
Trong đó A là lượng đất tổn thất do xói mịn (tấn/ha/năm) ; R là hệ số xói mịn do mưa ; K là hệ số tính xói mịn của đất ; L là hệ số độ dài sườn ; S là hệ số độ dốc của sườn ; C là hệ số che phủ của thảm thực vật ; P hệ số bảo vệ đất trồng.
Phƣơng trình trên xem xét tổn thất về đất do xói mịn là bởi nhiều nhân tố ảnh hƣởng bao gồm cả nhân tố tự nhiên và nhân tố con ngƣời. Nhƣng sự tác động lớn nhất là sức xói mịn do dịng chảy tạm thời trên sƣờn lúc mƣa và đặc điểm của từng đơn vị địa hình khu vực và mức độ chia cắt. Do vậy yếu tố địa hình có vai trị rất quan trọng đến q trình xói mịn đất vì thế khi nghiên cứu về đặc điểm địa hình và các q trình địa mạo góp phần dự báo và giảm thiểu đƣợc q trình xói mịn đất do dòng chảy gây ra.
Lớp phủ thực vật thƣa thớt, khi mƣa xuống, các giọt mƣa tác động trực tiếp vào nền đất làm bóc tách các vật liệu và theo dòng chảy mặt đƣa vật liệu tích tụ xuống phía chân các gị đồi. Lƣợng mƣa ở khu vực huyện Ba Vì có sự phân hóa rõ rệt theo mùa và theo vùng lãnh thổ. Mƣa nhiều ở miền núi với lƣợng mƣa trung bình 2400 – 2500mm/năm cịn ở đồng bằng là 1700 – 1800mm/năm. Mƣa tập trung vào các tháng 6 đến tháng 10 đó là thời điểm bắt đầu vào vụ mới, cây con mới trồng vì vậy thảm phủ dƣờng nhƣ khơng cịn nữa, khả năng bảo vệ đất cũng kém đi, dẫn đến xói mịn, rửa trơi.
Hiện trạng thảm rừng bị bóc đi kết hợp với hình thức canh tác khơng hợp lý trên đất dốc, lƣợng mƣa khá lớn tạo thành các dòng chảy mặt, độ dốc địa hình lớn