3.2. Phân tích và đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa năm 2014 tỉnh Bình Thuận
3.2.2. Các chỉ số chất lượng đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa tỉnh Bình Thuận
3.2.2.1. Chỉ số chất lượng thực vật
Chỉ số chất lượng thực vật được xây dựng trên cơ sở 3 chỉ số: chỉ số chất lượng mức độ bao phủ thực vật, chỉ số chất lượng khả năng chống xói mịn của thảm thực vật,chỉsố chất lượng khả năng chống khô hạn của thảm thực vật.
3.2.1.1.1. Xác định chỉ số chất lượng mức độ bao phủ thực vật
Thảm thực vật đóng một vai trị quan trọng trong việc giảm thiểu những ảnh hưởng của hiện tượng sa mạc hóa và th oái hóa đất. Tỷ lệ (%) của thực vật bao gồm cả cây trồng nông nghiệp và thực phủ tự nhiên. Tỷ lệ (%) che phủ của thảm thực vật là một yếu tố đầu vào cần thiết trong mơ hìnhđa tiêu chí đánh giá chất lượng thảm thực vật. Tác giả sử dụng chỉ số thực vật khác biệt NDVI (Normalized Difference Vegetation Index-NDVI) để ước lượng độ che phủ thực vật (xem phụ lục 2.1).
Mối quan hệ giữa chỉ số thực vật NDVI và mức độ bao phủ thực vật được xác định theo quan hệ tuyến tính sau [56]:
NDVI = 0,006* (mức độ bao phủ thực vật) + 0,26 Chỉ số thực vật khác biệt NDVI được tính theo cơng thức:
RED NIR RED NIR NDVI + −
= ; Với NIR: kênh cận hồng ngoại; RED: kênh đỏ.
Theo C. Kosmas [50] mức độ bao phủ thực vật càng thấp thì trọng số gây ra nguy cơ hoang mạc hóa càng cao và mức độ bao phủ thực vật càng cao thì trọng số gây ra nguy cơ hoang mạc hóa càng thấp. Mức độ bao phủ thực vật được thành các ngưỡng <10%, 10-30%, 30-40% và > 40% và trọng số tương ứng được đánh giá từ 1 đến 2 (với 1: tốt –khơng hoặc ítbị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: rất yếu - bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH). Phân lớp và trọng số của chỉ số mức độ bao phủ thực vật được đánh giá theo bảng sau:
Bảng 3.2. Phân lớp và trọng số của chỉsốmức độ bao phủ thực vật
Lớp Mơ tả NDVI Độ che phủ Trọng
số
1 Tốt Diện tích mặt nước và
dân cư – giao thông
1 2 Tốt > 0,5 Phủ thực vật > 40% 1 3 Trung bình 0,44-0,5 Phủ thực vật 30- 40% 1,33 4 Yếu 0,32-0,44 Phủ thực vật 10- 30% 1,66 5 Rất yếu < 0,32 Phủ thực vật < 10% 2
Bản đồ hiệntrạng mức độbaophủthực vật năm 2014 tỉnh Bình Thuận (xem phụ lục 2.2)
3.2.1.1.2. Xác định chỉ số chất lượng khả năng chống xói mịn của thảm thực vật
Chỉsốchất lượng thực vật chống xói mịn là lớp phủ mặt đất chỉ ra đối tượng đất và thực phủ của nó có khả năng chống xói mòn. Theo Ahmed A. Afifi và cộng sự [49] phân loại tiêu chuẩn cho sự nhạy cảm của thực vật mặt đất tới xói mịn thì thảm thực vật được phân chia thành các loại chống xói mịn bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH như rừng thường xanh là thảm thực vật ít hoặc khơng bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH do xói mịn, bên cạnh đó đất nơng nghiệp chưa canh tác, đồi núi trọc, cát đất trống thì lại bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH. Do vậy, phân ngưỡng trọng số được đánh giá từ 1 đến 2 (với 1: tốt –khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: rất yếu - bị ảnh hưởng nhiều bở i nguy cơ HMH). Phân lớp và trọng số của chỉsốthực vật chống xói mịn được đánh giá theo bảng sau:
Bảng 3.3. Phân lớp và trọng số của chỉsốchống xóimịn
Lớp Mơ tả Loại thực vật Trọng số
1 Tốt Diện tích mặt nước và dân cư – giao thơng 1
2 Tốt Rừng thường xanh 1
3 Trung bình Rừng rụng lá 1,33
4 Yếu Đất nông nghiệp đang canh tác, đất nông nghiệp ngập nước
1,66
5 Rất yếu Đất nông nghiệp chưa canh tác, đồi núi trọc, cát đất trống
2
3.2.1.1.3. Xác địnhchỉsốchất lượng khả năng chống khô hạn của thảm thực vật
Chỉsốchất lượng thực vật chống khô hạn là lớp phủ mặt đấtchỉ ra đối tượng đất và thực phủ của nó có thể chống lại khơ hạn. Theo Ahmed A. Afifi và cộng sự [49] phân loại tiêu chuẩn cho sự nhạy cảm của thực vật mặt đất tới khơ hạn thì thảm thực vật được phân chia thành các loại chống khô hạn bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH như rừng thường xanh là thảm thực vật ít hoặc khơng bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH dokhơ hạn, bên cạnh đócát, đất trống thì lại bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH. Do vậy, phân ngưỡng trọng số được đánh giá từ 1 đến 2 (với 1: tốt – khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: rất yếu - bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH). Phân lớp và trọng số của chỉ số thực vật chống khô hạn được đánh giá theo bảng sau::
Bảng 3.4. Phânlớp và trọng số của chỉsốchống khô hạn
Lớp Mô tả Loại thực vật Trọng số
1 Tốt Diện tích mặt nước và dân cư – giao thơng 1
2 Tốt Rừng thường xanh 1
3 Trung bình Rừng rụng lá, đất nông nghiệp đang canh tác, đất nông nghiệp ngập nước
1,33
4 Yếu Đất nông nghiệp chưa canh tác, đồi núi trọc 1,66
5 Rất yếu Cát, đất trống 2
Bản đồ hiệntrạng khả năng chống khô hạn năm 2014 tỉnh Bình Thuận (xem phụ lục 2.4)
3.2.1.1.4. Xác địnhchỉsốchất lượng thảm thực vật
Ảnh vệ tinh Landsat-8 đãđược phân loại và xác định các loại hình lớp phủ thực vật thơng qua phương pháp phân loại có kiểm định của tỉnh Bình Thuận. Các loại thực vật khác nhau đãđược đánh giá với trọng số giá trị cho từng yếu tố chất lượng như khả năng chống cháy, khả năng chống xói mịn, khả năng chống khơ hạn. Từ đó, xác định yếu tố chất lượng thảm thực vật, phân lớp và ngưỡng giá của chỉ số chất lượng thảm thực vật [49]:
VQI = ([Khả năng chống xói mịn chođất]* [Khả năng chốngkhô hạn]*[Mức độ che phủ của thực vật])1/3
Phân lớp của chỉ số chất lượng thảm thực vật [49] được chia làm bốn lớp: tốt, trung bình, yếu và rất yếu. Tương ứng với phân lớp là giá trị trọng số được đánh giá lần lượt là: < 1,2; 1,2-1,4; 1,4-1,6 và >1,6 (< 1,2– khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và >1,6 – bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH)..
Bảng 3.5. Phân lớp và ngưỡng giá trị của chỉsốchất lượng thảm thực vật
Lớp Mô tả Ngưỡng giá trị
1 Tốt <1,2
2 Trung bình 1,2-1,4
3 Yếu 1,4-1,6
4 Rất yếu >1,6
Hình 3.10. Bản đồ hiệntrạng chất lượng thảm thực vật 2014 tỉnh Bình Thuận
3.2.2.2. Chỉ số chất lượngkhíhậu
Chỉ sốchất lượng khíhậu đượcxác định trên cơ sởphân tích chỉsốkhơ hạn nhiệt độ - thực vật từ tư liệu ảnh viễn thám Landsat-8, đây là một trong những chỉ số thực vật cung cấp thông tin về điều kiện thực vật và độ ẩm bề mặt đ ất. Giá trị TVDI trongkhoảng từ0-1. TVDI có giá trị 1 tại “rìa khơ” và 0 tại “rìaướt”.
CQI = TVDI
Theo Sandholt I, Rasmussen K. & Andersen J [64] xác định phân lớp chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật được chia thành các mức độ: Ẩm ướt, ẩm, bình thường, khơ, rất khô và học viên phân ngưỡng giá trị lần lượt mức độ khô hạn nhiệt độ - thực vật từ 1 đến 2 (với 1: Ẩm ướt – không hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: rất khô - bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH) theo bảng sau:
Bảng 3.6. Phân lớp và trọng số chất lượng khí hậu
Lớp Mơ tả Giá trị TVDI CQI
1 Ẩm ướt 0– 0,2 1
2 Ẩm 0,2– 0,6 1,25
3 Bình thường 0,4– 0,6 1,50
4 Khô 0,6– 0,8 1,75
5 Rất khô 0,8– 1,0 2
3.2.2.3. Chỉ số chất lượng đất
Chỉ số chất lượng đất được xác định trên cơ sở của 4 chỉ số: chỉ số chất lượng tầngdày đất,chỉsốchất lượng thành phần vật chất gốc,chỉsốchất lượng khả năng giữ ẩm của các thành phần cơ giới đất,chỉsốchất lượng độ dốc.
3.2.1.3.1. Xác địnhchỉsốchất lượng tầngdày đất
Tầng dày đất là chỉ số quan tr ọng trong việc đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa, tầng đất càng dày được cho là khả năng nguy cơ hoang mạc hóa càng thấp bởi các yếu tố vật chất đất, độ phì của đất,... có sự kháng lại q trình hoang mạc hóa và ngược lại. Chỉ số chất lượng tầng dày đất được phân tích từ dữ liệu bản đồ đất (thổ nhưỡng) (xem phụ lục 1.3) với số liệu đo tầng dày đất và được phân loại theo 4 nhóm tầng dầy đất: < 30 cm; 30-50 cm; 50-100 cm; > 100 cm. Tương ứng với 4 nhóm tầng dày đất này là trọng số được đánh giá từ 1 đến 2 (với 1: tốt – ứng với tầng dày đất tốt nhất, tức là khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: rất yếu-ứng với tầng dày đất kém, túc là bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH).
Bảng 3.7.Phân lớp và trọng số của chỉsốchất lượngtầng dầy đất
Lớp Mô tả Tầngdày đất (cm) Trọng số
1 Rất yếu <30 2
2 Yếu 30-50 1,66
3 Trung bình 50-100 1,33
4 Tốt >100 1
Bản đồ hiệntrạng chất lượng tầngdày đất tỉnh Bình Thuận (xem phụ lục 2.5)
3.2.1.3.2. Xác địnhchỉsốchất lượngthành phần vật chất gốc
Thành phần vật chất gốc đượcxác định trên cơ sở phântích bản đồ địa chất (xem phụ lục 1.1) theo hướng nguy cơ hoang mạc hóa. Theo Ahmed A. Afifi [49] và C. Kosmas [51] các thành phần vật chất gốc được phân lớp và phân ngưỡng giá trị đượctrìnhbày trongbảng dưới:
Bảng 3.8. Bảng phân lớp và ngưỡng giá trị trọng số theo Ahmed A. Afifi
Bảng 3.9.Bảng phân lớp và ngưỡng giá trị trọng số theo Hội đồng Châu Âu
Bảng 3.10. Phân lớp và trọng số của chỉsốchất lượng thành phần vật chất gốc
Lớp Thành phần vật chất gốc Môtả
Trọng số
Holocen thượng: bột, sét, cát, mùn thực vật. Dày 1 -6m Holocen thượng: cát, cuội, sỏi, sạn, bột, sét. Dày 1 -6m Holocen trung-thượng: bột, sét, cát. Dày 1-5m
Hệ tầng Nha Trang: ryolit, trachyryolit, felsit, đacit và tuf của chúng. Dày 300-600m
Hệ tầng Phước Tân: bazan olivin, anđesitobazan. Dày 5 -40m Hệ tầng Túc Trưng: bazan olivin, bazan đolerit. Dày 10-80m
Hệ tầng Xuân Lộc: bazan, bazan olivin, anđesitobazan, hyalobazan. Dày 20-125m
Hệ tầng Đơn Dương: đacit, ryođacit, ryolit felsit, anđesitođacit và tuf của chúng, ít trầm tích nguồn gốc núi lửa, thấu kính anđesit. Dày 500-600m đến 1250-1350m
Hệ tầng Đèo Bảo Lộc: anđesit, anđesit porphyr, anđesitođacit,
anđesitobazan, đacit, ryođacit và tuf của chúng, ít lớp mỏng cát kết tuf và đá silic màu đỏ. Dày 200 -750m
Phức hệ Cà Ná (Pha 1): granit biotit-muscovit, granit alaskit hạt vừa đến lớn, kiến trúc porphyr
Phức hệ Cà Ná (Pha 2): granit biotit -muscovit, granit alaskit hạt nhỏ sáng màu 1
Phức hệ Đèo Cả (Pha 2): granosyenit, granit biotit hạt vừa đến lớn, màu xám hồng, đôi khi dạng porphyr
Rất tốt
Phức hệ Đèo Cả (Pha 3): granit, granosyenit biotit hạt nhỏ màu xám sáng phớt hồng
Phức hệ Định Quán (Pha 1): điorit, điorit thạch anh, gabrođiorit hạt nhỏ đến vừa
Phức hệ Định Quán (Pha 2):granođiorit biotit horblend, tonalit horblend hạt vừa màu xám sáng
Phức hệ Định Quán (Pha 3): granit biotit horblend hạt nhỏ
Holocen thượng: cát hạt mịn đến vừa, màu xám sáng, xám vàng. Dày 1 -6m Holocen trung-thượng: cát, bột, sét, mùn thực vật, than bùn. Dày 0,5 -5m Holocen trung: cát, bột, sét, mảnh vỏ sò, mùn thực vật. Dày 1 -10m Hệ tầng Củ Chi: cuội, sỏi, sạn, cát, sét. Dày 2-25m
Hệ tầng Sông Luỹ: cuội kết, cát kết vôi, sét kết.Dày 5-10m Hệ tầng Thủ Đức: cuội, sỏi, sạn, cát, sét kaolin. Dày 21-39m Hệ tầng Trảng Bom: cát, cuội sỏi, bột, sét. Dày 4-10m đến 19,8m Phức hệ Đèo Cả (Pha 2): granosyenit, granit biotit hạt vừa đến lớn, màu xám hồng, đơi khi dạng porphyr
Pleistocen thượng: cát, bột, sét, ít sỏi sạn. Dày 3 -15m
Pleistocen trung-thượng: cát, sét, bột, cuội, sạn. Trong cát, cuội có tectit mài trịn và saphir. Dày 4-12m
Pleistocen trung: sỏi, cát, tảng. Dày 0,5 -4m
2 Đệ tứ không phân chia: cát, sạn, dăm,tảng lăn. Dày 1 -3m Tốt 1,25 Holocen thượng: cát, cát thạch anh, ilmenit, bột, sét, cuội, sỏi, xác sinh vật.
Dày 1-6m
Holocen trung-thượng: cát, bột, sét, mùn thực vật, mảnh vỏ sò. Dày 0,5 - 5m
Holocen trung: cát thạch anh xám trắng, nâu vàng , có ilmenit, vỏ sịốc, ít cuội sạn, bột, sét. Dày 1 -2m đến 10m
Hệ tầng La Ngà: cát kết, bột kết, đá phiến sét, đá sừng. Dày 600 -1280m 3
Pleistocen trung-thượng: cát thạch anh xám vàng, nâu vàng, cát, bột, sét, ít sỏi, sạn. Dày 4-12m
Trung bình 1,5 Đệ tứ không phân chia: cát màu nâu vàng, nâu đỏ. Dày 20 -40m Yếu 1,75 4
Pleistocen thượng (Phần trên): cát thạch anh xám trắng, cát-sạn kết vơi, cát, bột, sét, ít sỏi sạn. Dày 3-15m
5
Pleistocen trung (Hệ tầng Phan Thiết): cát hạt mịn đến vừa, màu nâu đỏ, nâu vàng, có tectit nguyên dạng. Dày 20 -80m
Rất
Bản đồ hiệntrạng chất lượng thành phần vật chất gốc tỉnh Bình Thuận (xem phụ lục 2.6)
3.2.1.3.3. Xác định chỉ số chất lượng khả năng giữ ẩm của các thành phần cơ giới đất
Khả năng đất giữ ẩm (sức chứa nư ớc) thể hiện khả năng giữ (chứa) nước của đất, là một trong những chỉ số rất quan trọng đối với độ phì của đất. Nhờ tính chất này mà đất có thể giữ lại cho mình một lượng nước dự trữ, cung cấp cho cây trồng vào những thời kỳ khơ hạn. Có nhiều loại độ trữ ẩm, trong đó sức chứa ẩm tối đa (hay sức chứa ẩm cực đại) là lượng nước lớn nhất mà đất giữ lại được (trong trường hợp đất được bão hòa nước) sau khi nước trọng lực đã rút chảy, khơng có hiện tượng bốc hơi và khơng có hiện tượng dâng mao quản từ dưới mạch n ước ngầm lên [38]. Theo Phạm Thị Linh [27] sức chứ ẩm cực đại của từng loại đất được phân loại như sau:
Dựa vào thành phần cơ giới của từng loại đất, đối với các loại đất có khả năng giữ ẩm cao sẽ khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và các loại đất có khả năng giữ ẩm thấp sẽ bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH. Ngưỡng giá trị trọng số được đánh giá từ 1 đến 2 (với 1: đất giữ ẩm cao – khơng hoặc ít bị ảnh hưởng bởi nguy cơ HMH và 2: đất giữ ẩm thấp - bị ảnh hưởng nhiều bởi nguy cơ HMH).Trên cơ sở đó, tác giảphân lớp và phân ngưỡng giá trị sức chứa ẩm cực đại của từng loại đất như sau:
Bảng 3.12.Phân lớp và trọng số của chỉsốchất lượng khả năng giữ ẩm của các thành phần cơ giới đất Lớp Thành phầ̀n cơ giới đất Độ ẩm (%) Mức độ Môtả Trọng số
Đất nâu đỏ trên đá andezit 55
Đất nâu đỏ trên đá daxit 55
Đất vàng đỏ trên đá riolit 55
Đất vàng đó trên đá granit 55
1 Đất nâu thẩm trên sản phẩm đá bọt bazan 46 > 40% Cao 1
Đất phù sa không được bồi 40
Đất phù sa ngòi suối 40 Đất phù sa được bồi 40 Đất phù sa úng nước 40 Đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ 40 Đất vàng nhạt trên đá cát 35.5 Đất xám bạc màu trên phù sa cổ 35.5
Đất xám bạc màu trên đá granit và đá cát 35.5
2 Đất xám trên phù sa cổ 35.5 30 - 40%
Trung
bình 1,33
Đất cồn cát đỏ 30
Đất mùn vàng đỏ trên đa riolit 30
Đất mùn vàng đỏ trên đá daxit 30
Đất mùn vàng đỏ trên đá granit 30
3
Đất mùn vàng đỏ trên đá sét 30
Đất nâu xám trên sản phẩm đá andezit 30
Đất phù sa Glây 30
Đất xám nâu vùng bán khô hạn trên đá macma axit
granit 30
Đất xám trên đá granit và đá cát 30