- Mô hình xói mòn đất châu Âu (EUROSEM)
1.2.1Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giớ
e/ Xác định hệ số P
1.2.1Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giớ
Tài nguyên đất trên thế giới có khoảng 13.500 triệu ha, trong đó 1.000 triệu ha (chiếm 14,7%) đất đồi núi có khả năng sản xuất nông lâm nghiệp. Đó là nguồn tài nguyên lớn mang tính chiến lược quốc gia của nhiều nước vì giá trị sản phẩm nông lâm nghiệp lớn, đồng thời đó còn là những vùng đất nuôi sống hàng trăm triệu người và bảo vệ môi trường sinh thái cho nhân loại (Storey, 2002) [85].
Diện tích đất đồi núi ở khu vực Đông Nam Á được phân bố ở tất cả các nước trong khu vực, trong đó nhiều nhất là ở Việt Nam (chiếm 78% tổng diện tích toàn quốc) và ở Lào (chiếm 73% tổng diện tích toàn quốc). Phần lớn diện tích đất đồi núi được sử dụng cho lâm nghiệp cũng như được khai thác trồng các loại cây công nghiệp, cây ăn quả dài ngày. Một phần nhỏ diện tích đất đồi núi dạng thung lũng, dốc thấp, bình nguyên, cao nguyên thuận lợi cho canh tác thì được sử dụng trồng hoa màu lương thực. Đại bộ phận hệ thống canh tác vùng đồi núi là canh tác nước trời, trừ diện tích lúa nước hai vụ dạng ruộng bậc thang hoặc diện tích trồng rau ven bãi bồi các sông suối là sử dụng nước tưới (Fullen và cộng sự, 2001) [71]. Đất đồi núi nói chung có độ màu mỡ cao nếu được khai thác và sử dụng hợp lý. Tuy nhiên, độ màu mỡ của đất đồi núi phụ thuộc nhiều vào thành phần đá mẹ, độ dốc, thảm thực vật, rừng che phủ hoặc dòng chảy của nước mưa.
Tại Mỹ, nhiều nghiên cứu về cơ chế xói mòn đất đạt được nhiều kết quả, tạo ra bước ngoặt về nghiên cứu xói mòn đất. Những thực nghiệm đầu tiên nhằm xác định xói mòn đất về mặt định lượng được các tổ chức Lâm nghiệp Mỹ tiến hành tại Bang Iuta vào năm 1915. Ngay sau đó, Miller đã tiến hành những thực nghiệm ngoài thực địa ở Bang Missuri vào năm 1917 và công bố
kết quả vào năm 1923 (dẫn theo Bennett (1993) [59]). Bennett (1993) [59] lập một mạng lưới gồm 10 trạm thực nghiệm chống xói mòn vào các năm 1928 đến 1933. Mười năm sau số trạm nghiên cứu được xây dựng lên tới 44 trạm, có chương trình nghiên cứu bằng biện pháp kỹ thuật và nghiên cứu chế độ dòng chảy từ các máng thu nước.
Công trình nghiên cứu đầu tiên của Volni cho thấy nguyên nhân chủ yếu của xói mòn đất là hạt nước rơi. Công trình nghiên cứu đầu tiên theo hướng này đã được Bayer, Borot, Vudbern và Musgrave thực hiện trong những năm 30 của thế kỷ 20 (dẫn theo Zakharov, 1981 [52]). Những công trình nghiên cứu đầu tiên về mưa thiên nhiên đã được Laws tiến hành vào năm 1940, còn công trình nghiên cứu đầu tiên về tác động cơ học của hạt mưa vào đất thì được Ellison tiến hành vào năm 1944 (dẫn theo Zakharov, 1981 [52]). Mô tả các vấn đề nêu trên, Stalling (dẫn theo Hudson, 1981 [7]) viết: "Việc phát hiện ra rằng hạt mưa là nhân tố chính của xói mòn do nước đã kết thúc thời đại đấu tranh vô hiệu quả của con người chống lại xói mòn và lần đầu tiên gieo niềm hy vọng giải quyết được một cách có kết quả vấn đề xói mòn đất. Tác động của hạt mưa là một pha trong quá trình nước làm xói mòn đất mà trước đây không nhận ra".
Xói mòn đất được nghiên cứu rộng rãi ở mọi nơi trên thế giới. Tại châu Phi, đến năm 1971, đã có trên 12 nước có trạm nghiên cứu tại thực địa. Các nhà nghiên cứu về vấn đề này như Haillet (1929), Staplz (1923), Ủy ban Hợp tác kỹ Khuật Nam Sahara (CCTA), Văn phòng Đất Liên Phi (BIS), Hội đồng Bảo vệ và Sử dụng Đất khu vực Nam Phi (SARCCVS), UB Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật thuộc Tổ chức Thống nhất châu Phi (OAU) (dẫn theo Zakharov, 1981 [52] và Hudson, 1981 [7]). Một số công trình nghiên cứu xói mòn đất đã được tiến hành ở một số quốc gia tại các châu lục khác như Srilanca, Ấn độ, Australia, Israel, Nhật Bản,... .
Các nhà khoa học của Liên Xô (cũ) và Bulgari cũng đã thu được nhiều kết quả nghiên cứu về xói mòn đất. Các thành tựu đạt được có ý nghĩa trên các mặt nghiên cứu lý thuyết về cơ chế tác động của các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất. Từ đó đã có nhiều phương pháp chẩn đoán đánh giá lượng đất bị rửa trôi, đề xuất được các biện pháp phòng chống và mức độ cần thiết phải áp dụng các biện pháp này ở từng điều kiện cụ thể. Các đóng góp về nghiên cứu này theo Nguyễn Quang Mỹ (2005) [17] có thể kể đến như: Sobolev (1961), Zakharov (1981), Eghiazarov (1963), Mirskhulava (1960), Biotrev (1974), Stanev (1979), Tranlop (1979,1986), Pokkov (1987), Makkaveep (1987)…
Xói mòn đất đã được các nhà khoa học thế kỷ 20 nghiên cứu thực nghiệm và khái quát hóa thành công thức toán học như: phương trình xói mòn đất của Horton (1945), phương trình mất đất của Musgave (1947), phương trình phá hủy kết cấu hạt mưa của Ellison (Dẫn theo Ellison, 1958) [67]; phương trình xói mòn mặt Fleming (1981) [69]; phương trình mất đất phổ dụng USLE của Wischmeier và Smith (1958) [90]; xác định các tham số cho phương trình mất đất của M. Lafflen (1991) [78]; mô hình mô phỏng quá trình bồi lắng của Fleming và Fahmy (1973), mô hình xói mòn đất dốc của Foster và Meyer (1975) (dẫn theo Dickinson và Rudra, 1990 [66]).
Nghiên cứu xói mòn đất đã được phát triển mạnh mẽ trong những năm của thập kỷ 80 và 90. Sự phát triển này nhằm đáp ứng dòi hỏi cấp bách của việc bảo vệ môi trường sống, nâng cao năng suất và thu nhập từ ngành trồng trọt. Mặt khác, sự phát triển của sự nghiên cứu xói mòn đất có được là do đã ứng dụng các phương pháp mô hình, mô phỏng bằng toán học, đặc biệt có sự hỗ trợ đắc lực của công nghệ thông tin. Các biện pháp kỹ thuật chống xói mòn như đắp bờ, san đất tạo ruộng bậc thang, canh tác theo đường đồng mức, trồng cây theo băng, luân canh cây trồng, trồng đệm, che phủ giữ ẩm cho đất,
các biện pháp công trình đã mang lại những kết quả giảm và chống xói mòn rõ rệt. Hệ thống nông lâm kết hợp và đa dạng hóa cây trồng trên đất đồi núi đã được thử nghiệm và lan rộng khắp nơi bởi tính ưu việt về sử dụng đất bền vững và hiệu quả của hệ thống này. Năm 1983, tổ chức nghiên cứu nông lâm Thế Giới (ICRAF) đã đưa ra định nghĩa khá hoàn hảo về hệ thống nông lâm kết hợp: “Đó là hệ thống sử dụng đất bao gồm các cây gỗ lâu năm và các cây công nghiệp hàng năm hoặc cây thức ăn gia súc, hoặc cả hai trên cùng một mảnh đất đồng thời hay luân phiên với mục đích cho sản phẩm tối đa và duy trì sản xuất lâu bền do bảo vệ và tăng cường được độ màu mỡ đất” (Castella và Đặng Đình Quang (2002) [2]).
Bên cạnh những nghiên cứu kỹ thuật về sử dụng hiệu quả và bảo vệ chống suy thoái đất dốc, ngày nay sử dụng đất đồi núi bền vững còn đặc biệt chú trọng đến khía cạnh phát triển kinh tế và xã hội vùng đồi núi nhằm đảm bảo một hệ thống sử dụng đất bền vững. Nhóm công tác về “khung đánh giá đất dốc bền vững”, Nairobi (1991) (dẫn theo Trần An Phong, 1995 [23]) đã nêu lên quan điểm “Quản lý bền vững đất đai bao gồm tổ hợp các công nghệ, chính sách và các hoạt động nhằm liên hợp các nguyên lý kinh tế - xã hội với các quan tâm môi trường để đồng thời (a) duy trì hoặc nâng cao sản lượng, hiệu quả sản xuất, (b) giảm rủi ro sản xuất, (c) bảo vệ tiềm năng nguồn lực tự nhiên và ngăn ng a thoái hóa đất và nước, (d) có hiệu quả lâu dài và (e) được xã hội chấp nhận ”.