Trong vòng 5 năm trở lại đây, nền kinh tế của huyện Tam Nông đã có
những bước tăng trưởng ổn định và ở mức trung bình khá so với tốc độ tăng
trưởng của tỉnh. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2006 - 2010
huyện Tam Nông đạt 16,6%/ năm. Năm 2010 tổng giá trị sản xuất của toàn
huyện đạt 659,821 tỷ đồng (theo giá cố định năm 1994). Tốc độ chuyển dịch cơ
cấu kinh tế trên địa bàn huyện Tam Nông trong giai đoạn vừa qua rất hợp lý,
theo đúng hướng giảm tỷ trọng ngành nông nghiệp, tăng tỷ trọng của ngành
công nghiệp dịch vụ. Năm 2010 trong cơ cấu kinh tế của huyện thì ngành nông
nghiệp chiếm 36,6% tỷ trọng, ngành công nghiệp chiếm 31,4% tỷ trọng và
ngành dịch vụ chiếm 32,0% tỷ trọng.
26 trang |
Chia sẻ: lavie11 | Lượt xem: 582 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Nghiên cứu sử dụng Viễn thám (RS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá xói mòn đất huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Jeff Arnold ở Trung tâm Phục vụ Nghiên cứu Nông nghiệp,
Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
1.2.2 Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam
Các nghiên cứu về xói mòn đất bắt đầu vào những năm 1960, thời kỳ
miền Bắc xây dựng xã hội chủ nghĩa. Từ năm 1963, nghiên cứu xói mòn khu vực
đã được tiến hành, một số nhà khoa học đứng đầu là giáo sư Tôn Gia Huyên đã
công bố các nghiên cứu về xói mòn đất ở Tây Bắc. Nhìn chung, các công trình đã
giải quyết được nhiều vấn đề nghiên cứu về xói mòn đất, các biện pháp chống
xói mòn đất tuy nhiên tính định lượng chưa cao.
Giai đoạn từ sau năm 1975, hàng loạt các công trình nghiên cứu về xói mòn
6
đất được công bố về các nhân tố hoạt động của xói mòn đất, phân vùng xói mòn
đất, phương pháp phòng chống xói mòn đất, nghiên cứu xói mòn đất bằng các mô
hình toán học. Từ sau năm 1990 các nghiên cứu về xói mòn đất dần chuyển sang sử
dụng phương pháp RS và GIS. Đây là một hướng đi đúng của các nhà khoa học ở
Việt Nam vì phương pháp này giảm được chi phí, hiệu quả hơn.
1.3 Tình hình ứng dụng củ viễn thám và S
Việc ứng dụng RS và GIS phục vụ theo dõi, quản lý nguồn tài nguyên
thiên nhiên, bảo vệ môi trường đã được một số nước trên thế giới ứng dụng từ
những năm 1970. Tuy nhiên, ở Việt Nam do thiếu kinh phí, các trang thiết bị thu
phát vệ tinh nên RS và GIS chỉ mới được đưa vào ứng dụng trong thập kỷ vừa
qua. Các nghiên cứu ứng dụng của RS và GIS tập trung chủ yếu vào các lĩnh
vực như: Y tế, khí tượng thuỷ văn, dự báo thời tiết; địa chất, thăm dò tài nguyên
khoáng sản; đo đạc bản đồ, hiệu chỉnh, cập nhật bản đồ, lập cơ sở dữ liệu mới;
kiểm kê đất đai, xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất; theo dõi, giám sát môi
trường như dầu tràn, lũ lụt, cháy rừng, xói mòn đất; theo dõi mùa màng, giám
sát tài nguyên rừng toàn quốc; xác định mức độ bị ảnh hưởng của khu vực bị tàn
phá do thiên tai hoặc các hoạt động của con người, quản lý đất đai, quản lý tài
nguyên và môi trường.
Tóm tắt tổng quan tài liệu
Xói mòn đất đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu từ rất lâu.
Ở Việt Nam, đất chật, người đông, với ¾ diện tích tự nhiên là đồi núi, vì vậy
việc nghiên cứu xói mòn đất và các biện pháp phòng chống xói mòn nhằm bảo
vệ đất, tăng năng suất, chất lượng cây trồng càng được các nhà khoa học quan
tâm. Theo thời gian các nghiên cứu hoàn thiện dần về phương pháp, chuyển từ
nghiên cứu định tính sang định lượng, nghiên cứu xác định các tác nhân gây xói
mòn đất và ảnh hưởng của nó đến xói mòn đất.
Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, mưa chính là nguyên nhân chủ yếu
gây ra xói mòn đất. Để sản xuất có hiệu quả và bền vững đất dốc trên cơ sở hạn
chế xói mòn đất, các nghiên cứu triển khai bảo vệ đất đều tập trung tạo thảm
thực vật che phủ đất cho mùa mưa, tránh tác động trực tiếp của hạt mưa, giảm
dòng chảy tràn.
Các phương pháp xác định xói mòn đất dần chuyển từ phương pháp
truyền thống thu hứng, đo đếm ngoài thực địa sang các phương pháp hiện đại
7
hơn: xác định xói mòn bằng mô hình toán học, nghiên cứu xói mòn đất bằng RS
và GIS. Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng RS và GIS trong xói mòn đất vẫn
chỉ là các nghiên cứu mang tính lý thuyết, chưa có những nghiên cứu toàn diện
và đầy đủ để đánh giá mô hình lý thuyết và mô hình thực nghiệm. Trên cơ sở đó
đề xuất việc sử dụng các công thức tính hệ số xói mòn đất phù hợp, đặc biệt trên
khu vực vùng gò đồi, nơi chuyển tiếp giữa đồng bằng và miền núi.
C ƢƠN 2
VẬT L U, N DUN V P ƢƠN P ÁP N ÊN CỨU
2.1 Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu gồm: (1) Vật liệu phi không gian: các số liệu văn bản
pháp quy, các số liệu cơ bản của địa bàn, các số liệu về đất, xói mòn đất. (2) Vật
liệu không gian: bản đồ địa hình, bản đồ đất, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, ảnh
vệ tinh huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ.
2.2 Nội dung nghiên cứu
Các nội dung nghiên cứu gồm: (1) Điều tra, đánh giá điều kiện tự nhiên,
KTXH huyện Tam Nông; (2) sử dụng viễn thám và GIS đánh giá xói mòn đất;
(3) xây dựng mô hình thực nghiệm, tính toán lượng đất xói mòn từ thực nghiệm
và (4) đề xuất một số mô hình chống xói mòn hiệu quả huyện Tam Nông.
2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng là: (1) Phương pháp điều tra
thu thập số liệu: thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp và sơ cấp; (2) Phương pháp
đánh giá xói mòn đất: phương pháp sử dụng mô hình RUSLE, phương pháp ứng
dụng các công thức toán học tính toán hệ số xói mòn đất R, K, LS, C, P, phương
pháp nội suy, phương pháp RS, phương pháp chồng xếp bản đồ bằng GIS,
phương pháp chuyên gia, phương pháp tổng hợp; (3) Phương pháp thực nghiệm
đo xói mòn đất: xây bể thực nghiệm đo xói mòn đất tại ô thí nghiệm 100m2 ở 3
xã: Hương Nộn, thị trấn Hưng Hóa và xã Dị Nậu. Tiến hành đo xói mòn đất tại
xã Hương Nộn trong 3 năm 2008-2010, Hưng Hóa và Dị Nậu trong 2 năm 2009
và 2010; (4) Phương pháp kiểm chứng: so sánh lượng đất đo xói mòn ngoài thực
nghiệm với phương pháp xác định xói mòn theo phương trình RUSLE bằng RS
và GIS; (5) Phương pháp dự báo: dự báo xói mòn đất, đánh giá hiệu quả các mô
hình chống xói mòn trên địa bàn huyện.
8
C ƢƠN 3
ẾT QUẢ N ÊN CỨU V T ẢO LUẬN
3.1 hái quát điều iện tự nhiên – inh tế xã hội
3.1.1 Điều kiện tự nhiên
Huyện Tam Nông nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Phú Thọ, có tọa độ địa
lý từ 21013΄ đến 21024΄ độ vĩ Bắc, 105009΄ đến 105021΄ độ kinh Đông (hình 1).
Trung tâm của huyện là thị trấn Hưng Hóa cách thành phố Việt Trì 30 km đường
bộ theo quốc lộ 32A, 32C, quốc lộ 2.
Huyện Tam Nông có 19 xã và 1 thị trấn với tổng diện tích tự nhiên là
15.596,92 ha. Trong đó, diện tích đất gò đồi là 5.981,97 ha chiếm 38,35% diện
tích tự nhiên được phân bố ở 18/20 xã trên địa bàn huyện.
Đặc điểm địa hình: Địa hình của huyện Tam Nông tương đối phức tạp, thể hiện
những nét đặc trưng của một vùng bán sơn địa. Dạng địa hình của huyện Tam
Nông là dốc, bậc thang, lòng chảo, hướng nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đông
Nam. Nhìn chung địa hình, địa mạo của huyện chia làm 2 dạng chính:
+ Địa hình đồng bằng phù sa: đây là dải đất tương đối bằng phẳng được
bồi đắp bởi sông Hồng, sông Đà, sông Bứa tập trung ở ven sông. Độ dốc thường
dưới 30, còn một phần là dải đất phù sa cổ có địa hình lượn sóng, độ dốc từ 3 -
8
0, độ cao thấp và trung bình.
+ Địa hình gò đồi: Địa hình, địa mạo ở đây chủ yếu là gò đồi cao. Địa hình
này gây ra nhiều khó khăn cho việc nâng cao hiệu quả sử dụng đất canh tác và đi lại,
vận chuyển và giao lưu hàng hóa của người dân.
Đặc điểm khí hậu: Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhiệt
độ trung bình của các trạm đo khí tượng khá cao từ 24,40C đến 24,5°C, lượng
mưa trung bình/năm của ba trạm đo trong 3 năm 2008, 2009, 2010 là 1547,9
mm. Vào mùa mưa ở những vùng thấp trũng dễ gây nên tình trạng ngập úng,
vùng đồi xảy ra hiện tượng xói mòn đất làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng,
làm giảm hiệu quả kinh tế sản xuất. Mùa khô thường khô hạn và thiếu nước là
một trở ngại trong sản xuất nông nghiệp.
Thủy văn: Trên địa bàn huyện có 3 con sông chảy qua là sông Hồng, sông
Đà và sông Bứa cung cấp nước cho hầu hết diện tích đất bằng. Tuy nhiên, vùng
gò đồi hiện nay vẫn phụ thuộc hoàn toàn vào nước trời.
Tài nguyên đất: Đất đồi huyện Tam Nông có diện tích 5.981,97 ha nằm
trong hai nhóm đất chính: nhóm đất xám feralit và nhóm đất tầng mỏng.
Nhóm đất xám: Nhóm đất xám nằm trên vùng đồi có diện tích 5.902,14
ha, chiếm 98,67% diện tích đất đồi. Nhóm đất xám thuộc vùng đồi của huyện
chia thành 2 đơn vị cấp II là đất xám feralit và đất xám kết von. Các đơn vị đất
9
này có đặc điểm chung là đất có thành phần cơ giới nhẹ và trung bình, hàm
lượng chất hữu cơ tổng số ở mức trung bình và nghèo, đạm, lân, kali tổng số ở
mức trung bình thấp đến rất nghèo, dung tích hấp thu thấp. Nhóm đất này bị xói
mòn mạnh và chỉ thuận lợi cho việc trồng cây dài ngày, đặc biệt ưu tiên phát
triển cây sơn, chè, cây ăn quả, cây bản địa, các loại cây có khả năng bảo vệ, cải
tạo đất cho hiệu quả kinh tế cao.
Nhóm đất tầng mỏng: Diện tích là 79,83 ha, chiếm 1,33% diện tích đất điều
tra và chiếm 0,51% diện tích tự nhiên; phân bố ở dạng địa hình đồi dốc thoải.
Nhóm đất này được phân thành 2 đơn vị đất cấp II là đất tầng mỏng trơ sỏi đá, đất
tầng mỏng kết von. Nhóm đất này rất xấu do bị xói mòn, rửa trôi mạnh, tuy nhiên
vẫn còn có khả năng cải tạo để đưa vào sản xuất nông lâm nghiệp nhưng với đầu
tư ban đầu cao thì mới đem lại hiệu quả kinh tế. Trong tổng số 20 xã, thị trấn trên
địa bàn huyện có hai xã Vực Trường và Hồng Đà không có đất gò đồi.
3.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội
Trong vòng 5 năm trở lại đây, nền kinh tế của huyện Tam Nông đã có
những bước tăng trưởng ổn định và ở mức trung bình khá so với tốc độ tăng
trưởng của tỉnh. Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân giai đoạn 2006 - 2010
huyện Tam Nông đạt 16,6%/ năm. Năm 2010 tổng giá trị sản xuất của toàn
huyện đạt 659,821 tỷ đồng (theo giá cố định năm 1994). Tốc độ chuyển dịch cơ
cấu kinh tế trên địa bàn huyện Tam Nông trong giai đoạn vừa qua rất hợp lý,
theo đúng hướng giảm tỷ trọng ngành nông nghiệp, tăng tỷ trọng của ngành
công nghiệp dịch vụ. Năm 2010 trong cơ cấu kinh tế của huyện thì ngành nông
nghiệp chiếm 36,6% tỷ trọng, ngành công nghiệp chiếm 31,4% tỷ trọng và
ngành dịch vụ chiếm 32,0% tỷ trọng.
3.2 Thành lập bản đồ xói mòn huyện T m Nông tỉnh Phú Thọ
3.2.1 Chuẩn hoá cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu được xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu: Dữ liệu phải được
chuẩn hóa về mặt hình học (hệ tọa độ), dữ liệu có tính chuẩn về mô hình (vector,
raster), dữ liệu có tính chuẩn về không gian, dữ liệu chuẩn về khuôn dạng dữ liệu.
Bản đồ xói mòn huyện Tam Nông được thành lập dựa trên mô hình
RUSLE. Mô hình này có khả năng áp dụng rộng rãi nhưng lại đòi hỏi các điều
kiện chặt chẽ về tính địa phương với từng hệ số cụ thể. Vì vậy, với mỗi vùng,
các tính toán hệ số có thể áp dụng các phương trình khác nhau.
3.2.2 Bản đồ hệ số R
Sử dụng công thức của Nguyễn Trọng Hà để tính toán bản đồ hệ số R trên
GIS: R=0,548257P-59,5
10
Số liệu lượng mưa trung bình hàng năm của 3 trạm đo (Phú Hộ, Việt Trì
và Minh Đài) trong khoảng thời gian từ 15 năm từ năm 1996 - 2010 được thu
thập và nhập vào cơ sở dữ liệu. Từ số liệu này, tiến hành nội suy đường đẳng trị
lượng mưa bằng phương pháp nội suy khoảng cách có trọng số. Chúng tôi sử
dụng phần mềm ArcGis 9.3 để thực hiện, tính toán nội suy cũng như áp dụng
công thức để tính bản đồ hệ số R. Sơ đồ các bước tiến hành được thể hiện ở hình
3.4. Kết quả thu được bản đồ hệ số R (hình 3.5). Hệ số xói mòn do mưa R vùng
gò đồi huyện Tam Nông biến thiên từ 849 đến 996.
Hình 3.4: Các bƣ c tính toán hệ số R Hình 3.5: Bản đồ hệ số R
3.2.3 Bản đồ hệ số K
Hệ số kháng xói của đất là một hệ số phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ
học của đất, quan trọng nhất là thành phần cấp hạt đất, kết cấu đất, hàm lượng
chất hữu cơ trong đất, khả năng thấm của đất.
Sử dụng công thức của Wischmeier và Smith (1978) để tính hệ số K như
sau: 100K=2,1.10-4M1,14(12-a) + 3,25(b-2) + 2,5(c-3)
Số liệu chúng tôi thu thập được trên bản đồ đất vùng gò đồi huyện Tam
Nông gồm có 66 phẫu diện đất tương ứng với 150 thửa đất được phân tích tại
Phòng phân tích trung tâm, khoa Tài nguyên và Môi trường, ĐH Nông nghiệp HN.
Từ kết quả phân tích phẫu diện đất tầng mặt ta có được hệ số a; ta cũng tính
được trọng lượng cấp hạt M, sau đó tra toán đồ của Wischmeier và Smith (1978)
để được các hệ số b, c. Thay vào công thức ta có giá trị K cho từng phẫu diện đất
được lấy trên thực địa và tương ứng cho từng thửa đất trên bản đồ. Các bước tiến
hành thành lập bản đồ hệ số K (hình 3.6). Quá trình xử lý tính toán được chúng
tôi thực hiện bằng phần mềm ArcGIS 9.3, kết quả ta thu được bản đồ hệ số K
Số liệu lượng mưa hàng năm
Số hóa
Bản đồ hệ số R
Tính toán theo công thức
Bản đồ đẳng trị mưa trung bình
Raster hóa và nội suy
Bản đồ lượng mưa TB năm
11
(hình 3.7). Hệ số K vùng gò đồi huyện Tam Nông biến thiên từ 0,009 (đất tầng
mỏng) và cao nhất là 0,295 (đất xám feralit kết von nông).
Hình 3.6: Các bƣ c thành lập bản đồ Hình 3.7: Bản đồ hệ số
3.3.3 Bản đồ hệ số LS
Hệ số LS đặc trưng cho ảnh hưởng của yếu tố địa hình đến xói mòn đất, vì
thế có thể được tính toán thông qua thông tin từ bản đồ địa hình. Từ bản đồ địa hình
được số hóa với khoảng cao đều 10 m, tiến hành gán giá trị độ cao cho các đường
bình độ và các điểm độ cao. Sau đó, sử dụng các thuật toán nội suy của GIS (phần
mềm ArcGIS 9.3), nội suy đường bình độ và các điểm độ cao để xây dựng bản đồ
số độ cao (DEM). Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ hệ số LS được thể hiện ở hình
3.8; mô hình số độ cao (DEM) (hình 3.9). Từ DEM sử dụng chức năng phân tích
không gian của GIS xây dựng bản đồ độ dốc (hình 3.10).
Hình 3.8: Quy trình thành lập Hình 3.9: Bản đồ mô hình số
bản đồ hệ số LS độ c o DEM đất đồi gò huyện T m Nông
Mô hình số độ cao
(DEM)
Đường bình độ (10 m)
Bản đồ hệ số LS
Hướng dòng chảy
Dòng chảy tích luỹ
Áp dụng công thức
Bản đồ thổ nhưỡng
Tính K theo toán đồ
Gán giá trị K
Raster hóa
Bản đồ hệ số K
12
Vấn đề chính của việc tính toán hệ số LS bằng GIS là việc phân tách các
sườn từ DEM để tính hướng dòng chảy và dòng chảy tích lũy. Hướng tiếp cận
theo công thức của Mitasova là sử dụng phương pháp tính toán trên cơ sở tác
động của các vùng lân cận.
Có nhiều thuật toán khác nhau để giải quyết vấn đề này. Phương pháp sử
dụng thông thường nhất là các phép so sánh giá trị độ cao của các pixel với các
pixel lân cận nhằm tìm ra hướng dòng chảy.
Hình 3.11: Xây dựng bản đồ hướng dòng chảy (Flow direction) trong GIS
Đầu tiên, cần xác định nước từ Pixel trung tâm chảy xuống theo hướng nào.
Với mỗi pixel của DEM đều trở thành các pixel trung tâm. Hướng dòng chảy là
hướng từ Pixel trung tâm đến Pixel lân cận có giá trị độ cao thấp nhất (hình 3.11).
Để tính chiều dài sườn dốc, từng sườn được phân tách trên cơ sở các dòng
chảy theo các hướng khác nhau. Có tất cả 8 hướng, các sườn được coi là có một
trong 8 hướng và các sườn được phân tách theo tập hợp các pixel có cùng
hướng. Chiều dài sườn được cộng dồn từ Pixel đỉnh sườn đến pixel chân sườn
theo hướng sườn đã xác định (hình 3.12).
Hình 3.12: Xây dựng bản đồ dòng chảy tích lũy (Flow Accumulation) trong GIS
Công thức xác định bản đồ hệ số LS của Mitasova (1996):
LS=(FlowAccumulation*cellsize/22,13)0,6*(Sin(Slope)*0,01745)/0,09)1,3*1,6
Trong đó: FlowAccumulation là dòng chảy tích luỹ được tích dựa vào hướng của
dòng chảy (Flow Direction) ; cellsize: kích thước của Pixel. Cellsize = 10 m * 10
m; Slope: độ dốc tính bằng độ.
Áp dụng công thức tính toán trên, bằng phần mềm ArcGIS 9.3, kết quả xây dựng
được bản đồ hệ số LS (hình 3.13). Kết quả tính toán hệ số LS (bảng 3.8).
13
Bảng 3 8: ết quả tính toán hệ số LS
ệ số LS Diện tích (h ) Tỷ lệ (%)
0 – 0,2 4.459,59 74,55
0,2 - 0,5 905,57 15,14
0,5 - 1,5 521,06 8,71
> 1,5 95,75 1,60
Tổng 5.981,97 100,00
Kết quả xác định LS cho thấy, phần lớn diện tích gò đồi của huyện Tam Nông
có hệ số LS từ 0 – 0,2 (74,55% diện tích điều tra) và từ 0,2 – 0,5 (15,14% diện tích
điều tra). Phần diện tích có hệ số LS > 1,5 chỉ chiếm 1,6% diện tích điều tra. .
Hình 3.10: Bản đồ độ dốc Hình 3.13: Bản đồ hệ số LS
3.2.4 Bản đồ hệ số C
Bản đồ hệ số C được tính toán thông qua bản đồ chỉ số thực vật NDVI theo
công thức của De Jong (1994).
Sử dụng công thức của De Jong để tính toán hệ số C như sau:
C = 0,431- 0,805* NDVI
Chỉ số thực vật NDVI được tính trên ảnh vệ tinh đa phổ Spot 5 độ phân
giải 10 m theo công thức: NDVI = (RED-NIR)/(RED+NIR) Trong đó:
- RED là cường độ phản xạ của các đối tượng đối với bước sóng đỏ.
- NIR là cường độ phản xạ của các đối tượng trên mặt đất đối với bước
sóng cận hồng ngoại.
Tư liệu ảnh vệ tinh chụp tháng 11/2008 và thực nghiệm được tiến hành
14
trong 3 năm 2008, 2009, 2010. Tuy nhiên thực tế trên địa bàn huyện Tam Nông,
với một khoảng thời gian 3 năm không có sự thay đổi đáng kể về cơ cấu cây
trồng vùng gò đồi. Vì vậy, lớp phủ thực vật C có biến động nhưng không nhiều.
Từ ảnh vệ tinh Spot, tiến hành phân loại ảnh vệ tinh theo chỉ số khác biệt
thực vật (NDVI) bằng phần mềm Envi 4.5. Sau đó sử dụng phần mềm ArcGIS
9.3 để xử lý và tính toán C theo công thức của De Jong, kết quả thu được bản đồ
chỉ số thực vật (hình 3.17) và bản đồ hệ số C (hình 3.18).
Chỉ số khác biệt thực vật vùng gò đồi huyện Tam Nông biến thiên từ (-0,77-
0,53) chứng tỏ mật độ che phủ ở vùng gò đồi huyện Tam Nông ở mức trung
bình. Hệ số C biến thiên từ 0 -1.
Hình 3.17: Bản đồ chỉ số thực vật Hình 3.18: Bản đồ hệ số C
3.2.5 Bản đồ hệ số P
Hệ số P đặc trưng cho mức độ giảm thiểu xói mòn nhờ các biện pháp
canh tác. Nếu canh tác từng luống được trồng theo hướng đồng mức hoặc canh
tác bậc thang thì sẽ giảm thiếu xói mòn so với canh tác có luống theo hướng
sườn. Hệ số P chỉ thể hiện rõ rệt nhất trong tính toán xói mòn ở khu vực đất
nông nghiệp. Thực tế điều kiện canh tác trên đất gò đồi của huyện Tam Nông
chủ yếu canh tác theo đường đồng mức, vì vậy chúng tôi sử dụng phương pháp
tính P theo công thức của Wischmeier và Smith (1978). Quy trình thành lập bản
đồ hệ số P (hình 3.19).
15
Hình 3.19 Quy trình thành lập
bản đồ hệ số P
Từ bản đồ độ dốc (hình 3.10), gán
giá trị P theo công thức, xây dựng được
bản đồ hệ số P (hình 3.20)
Hình 3.20: Bản đồ hệ số P
3.2.6. Xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và bản đồ xói mòn đất
Bản đồ xói mòn tiềm năng nhằm thể hiện mức độ xói mòn với giả sử không
có lớp phủ thực vật và các biện pháp canh tác. Bản đồ này nhằm thể hiện ảnh
hưởng của điều kiện tự nhiên (lượng mưa, loại đất, độ dốc, độ dài sườn dốc) đến
xói mòn đất. Bản đồ xói mòn tiềm năng được tính toán theo công thức: B=RxKxLS
Sau khi xây dựng được các bản đồ hệ số R, K, LS, C, P. Sử dụng chức năng
chồng xếp bản đồ của GIS, chồng xếp các bản đồ hệ số ta thu được bản đồ xói mòn
tiềm năng (hình 3.21) và bản đồ xói mòn đất (hình 3.22) huyện Tam Nông tỉnh Phú
Thọ. Bản đồ xói mòn đất được phân loại theo bảng phân loại mức độ xói mòn đất
do mưa theo tiêu chuẩn Quốc Gia: TCVN 5299:2009 [39].
Bảng 3 11: Mức độ xói mòn đất do mƣ (TCVN 5299:2009)
ý hiệu cấp
củ độ xói
mòn
Lƣợng đất bị xói
mòn trung bình năm
(tấn/h /năm)
ánh giá
Diện tích
(ha)
Tỷ lệ
(%)
I Nhỏ hơn hoặc bằng 1 Không bị xói mòn 2.158,57 36,08
II Lớn hơn 1 đến 5 Xói mòn nhẹ 775,12 12,96
III Lớn hơn 5 đến 10 Xói mòn trung bình 542,55 9,07
IV Lớn hơn 10 đến 50 Xói mòn mạnh 1421,24 23,76
I Lớn hơn 50 Xói mòn rất mạnh 1084,49 18,13
Tổng 5981,97 100
Mô hình số độ cao (DEM)
Bản đồ độ dốc
Gán giá trị P theo độ
dốc(DEM)
Bản đồ hệ số P
16
Vùng gò đồi huyện Tam Nông có 36,08% (2158,57 ha) diện tích đất không
bị xói mòn; 12,96% (775,12 ha) diện tích đất xói mòn nhẹ; 9,07% (542,55 ha)
diện tích đất xói mòn trung bình; 23,76% (1421,24 ha) diện tích đất xói mòn
mạnh và 18,13% (1084,49 ha) diện tích đất xói mòn rất mạnh (bảng 3.11).
Hình 3.21: Bản đồ xói mòn tiềm năng Hình 3.22: Bản đồ xói mòn đất
Chúng tôi cũng thống kê bảng hai chiều diện tích theo mức độ xói mòn đất
của từng cấp độ dốc (bảng 3.12).
Bảng 3 12: Diện tích theo mức độ xói mòn các cấp độ dốc (ha)
Xói mòn
(tấn/h /năm)
ộ dốc (độ)
50 Tổng
0 < 8 1789,12 743,51 477,62 983,71 221,67 4215,63
8 - 15 254,86 30,53 58,39 350,80 369,82 1064,38
15 - 25 99,93 1,09 6,06 77,28 367,76 552,12
> 25 14,66 0,00 0,48 9,45 125,25 149,84
Tổng 2158,57 775,12 542,55 1421,24 1084,49 5981,97
Mức độ xói mòn mạnh và rất mạnh ở độ dốc (0 – 8) độ là 1205,38 ha
chiếm 28,6%, độ dốc (8 – 15) độ là 720,62 ha chiếm 67,7%, độ dốc (15 – 25) độ
là 445,04 ha chiếm 80,6% và độ dốc trên 25 độ là 134,7 ha chiếm 89,9% (bảng
3.12). Kết quả tính toán này nhìn chung phản ánh tương đối mức độ xói mòn của
một huyện gò đồi, nơi chuyển giao giữa đồng bằng và miền núi với kiểu địa
17
hình chủ yếu là đồng bằng dần chuyển tiếp sang đồi thấp sau đó chuyến sang
vùng đất có độ dốc cao hơn. Diện tích theo mức độ xói mòn của các loại đất
huyện Tam Nông (bảng 3.13).
Bảng 3 13: Thống ê diện tích các loại đất theo mức độ xói mòn (ha)
Xói mòn (tấn/h /năm)
Loại đất
50 Tổng
Đất xám feralit TPCG nhẹ 453,34 273,82 71,85 66,78 15,98 881,77
Đất xám feralit điển hình 544,10 83,31 136,61 574,85 334,72 1.673,59
Đất xám kết von điển hình 252,67 150,16 78,72 77,32 6,94 565,81
Đất xám feralit kết von nông 368,15 146,92 149,97 350,86 102,32 1.118,21
Đất xám feralit kết von sâu 137,38 45,01 57,83 121,82 15,57 377,61
Đất xám feralit đá nông 59,67 1,73 2,00 33,97 183,10 280,46
Đất xám feralit đá sâu 268,56 71,46 44,96 193,98 425,72 1.004,69
Đất tầng mỏng trơ sỏi đá điển hình 15,10 2,50 0,21 0,46 0,09 18,35
Đất tầng mỏng kết von điển hình 59,60 0,21 0,40 1,21 0,07 61,48
Tổng 2158,57 775,12 542,55 1421,24 1084,49 5.981,97
Loại đất xám feralit điển hình và đất xám feralit đá sâu có diện tích xói
mòn lớn nhất ở huyện Tam Nông. Trong tổng số 1084,49 ha có mức độ xói mòn
rất mạnh (trên 50 tấn/ha/năm) của huyện Tam Nông thì có 334,72 ha là đất xám
feralit điển hình và 425,72 ha đất feralit đá sâu chiếm hơn 70% diện tích xói
mòn rất mạnh của huyện (bảng 3.13). Chúng tôi cũng thống kê diện tích theo
mức độ xói mòn đất theo từng xã (bảng 3.14).
Bảng 3 14: Thống ê diện tích theo mức độ xói mòn các xã (ha)
Xói mòn (tấn/h /năm)
Tên xã
50 Tổng
Cổ Tiết 258,91 95,47 46,12 145,68 51,80 597,97
Dậu Dương 5,68 3,57 4,24 6,02 0,76 20,26
Dị Nậu 223,64 32,45 54,03 216,51 222,94 749,57
Hiền Quan 50,30 25,74 14,48 15,25 2,39 108,16
Hùng Đô 39,76 2,44 0,00 0,00 0,00 42,20
TT.Hưng Hóa 32,70 18,26 14,39 19,52 0,59 85,46
Hương Nha 39,95 3,23 11,30 31,34 11,78 97,60
Hương Nộn 66,31 32,46 31,04 47,77 1,68 179,25
18
Xói mòn (tấn/h /năm)
Tên xã
50 Tổng
Phương Thịnh 207,87 121,87 74,26 124,92 60,89 589,81
Quang Húc 70,64 35,01 24,54 53,43 17,65 201,27
Tam Cường 1,41 0,23 0,00 0,00 0,00 1,64
Tề Lễ 313,37 108,95 113,37 247,91 228,16 1.011,76
Thanh Uyên 137,64 36,32 17,54 60,50 28,07 280,08
Thọ Văn 279,35 35,05 57,49 285,83 351,10 1.008,82
Thượng Nông 29,88 0,72 3,80 27,80 26,90 89,11
Tứ Mỹ 112,10 86,81 30,29 22,79 3,12 255,12
Văn Lương 180,29 118,62 27,16 28,86 9,98 364,92
Xuân Quang 108,78 17,93 18,48 87,10 66,68 298,97
Tổng 2158,57 775,12 542,55 1421,24 1084,49 5981,97
Mức độ xói mòn rất mạnh của huyện Tam Nông chủ yếu tập trung ở 3 xã
là Thọ Văn: 351,1 ha; Tề Lễ: 228,16 ha; Dị Nậu: 222,94 ha (Chiếm 74% diện
tích xói mòn rất mạnh của huyện) (bảng 3.14).
3.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm
3.3.1 Bố trí thực nghiệm
Thử nghiệm bố trí tại 3 xã là Dị Nậu, Hưng Hóa và Hương Nộn.
- Điểm thử nghiệm tại Hương Nộn được bố trí trên đất xám feralit kết von
nông, loại đất trồng màu, độ dốc khu thực nghiệm là 80 – 150, độ dài sườn dốc là
30 m. Năm 2008, thực nghiệm trên 4 công thức, hai lần lặp lại như sau:
Ô 1 Ô 2 Ô 3 Ô 4 Ô 5 Ô 6 Ô 7 Ô 8
CT1: Để đất
tự nhiên,
không trồng.
CT2: Phủ
thảm ngô,
trồng ngô.
CT3:
Phủ thảm
cọ, trồng
ngô.
CT4:
Không
phủ thảm,
trồng ngô.
Nhắc
lại
CT1
Nhắc
lại
CT3
Nhắc
lại
CT4
Nhắc
lại
CT2
- Năm 2009, 2010: Tiếp tục đo đếm lượng đất mất do xói mòn trên 2 loại đất
cây trồng chính: cây màu và cây công nghiệp trên đất đồi huyện Tam Nông. Chúng tôi
tiếp tục bố trí thêm 2 mô hình thực nghiệm thành 3 mô hình thực nghiệm:
+ Mô hình 1: Xã Hương Nộn gồm có 3 ô thực nghiệm:
Ô 1 Ô 2 Ô 3
CT1: Trồng đậu tương
CT2: Để đất tự nhiên,
không trồng
CT3: Trồng ngô
19
+ Mô hình 2: Xã Dị Nậu
Điểm thử nghiệm tại xã Dị Nậu được bố trí trên đất xám feralit điển hình,
với loại hình sử dụng đất trồng màu và cây công nghiệp lâu năm, độ dốc khu
thực nghiệm là 80 – 150, độ dài sườn dốc là 30 m.
Ô 1 Ô 2 Ô 3
CT1: Trồng lạc CT2: Trồng cây Sơn
(4 năm tuổi)
Nhắc lại
CT2
+ Mô hình 3: Thị trấn Hưng Hóa
Điểm tại Thị trấn Hưng Hóa được bố trí trên đất xám feralit kết von sâu,
độ dốc khu thực nghiệm là 80 – 150, độ dài sườn dốc là 30m.
Ô 1 Ô 2 Ô 3
CT1: Trồng ngô CT2: Trồng đậu
tương
CT3: Trồng cây Cọc
rào (1 năm tuổi)
3.3.2 Kết quả tính toán và kết quả đo đếm thực tế xói mòn đất
Sau mỗi trận mưa, tại các ô thực nghiệm, tiến hành lấy mẫu nước và phân
tích mẫu nước cho tất cả các trận mưa gây xói mòn trong năm, kết quả xói mòn
đất năm 2008 xã Hương Nộn được tổng hợp (bảng 3.15).
Bảng 3 15: ết quả xói mòn đất trung bình năm 2008 xã ƣơng Nộn
STT
Xói mòn
(tấn/h /năm)
Cấp xói mòn
CT1 5,38 Xói mòn trung bình
CT2 2,29 Xói mòn nhẹ
CT3 1,78 Xói mòn nhẹ
CT4 6,72 Xói mòn trung bình
Từ kết quả đo xói mòn năm 2008 tại điểm xã Hương Nộn, có nhận xét sau:
- Xói mòn của khu thử nghiệm xã Hương Nộn ở mức độ xói mòn nhẹ và
trung bình.
- Mức độ xói mòn trồng ngô không phủ thảm là 6,72 tấn/ha/năm. Nếu dùng
biện pháp phủ thảm hữu cơ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- qh_sddnn_ttla_tran_quoc_vinh_9401_2005420.pdf