Chương 4: Xói mòn do gió (NLU)

Báo cáo môn đất và suy thoái đất. Trường đại học Nông Lâm TP.HCM. Khoa khoa học sinh học.Báo cáo môn đất và suy thoái đất. Trường đại học Nông Lâm TP.HCM. Khoa khoa học sinh học.Báo cáo môn đất và suy thoái đất. Trường đại học Nông Lâm TP.HCM. Khoa khoa học sinh học

Giảng viên: TS Nguyễn Ngọc Hà Nhóm 6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

CHƯƠNG 4: XÓI MÒN DO GIÓ

Thành viên

Nguyễn Lan Anh

21126009 Nguyễn Thị Lan Anh 21126014

Nguyễn Đức Lợi

Nội dung

4.4.1 Đất 4.4.2 Khí hậu 4.4.3 Độ rộng và độ dốc của trường

4.4.4 Thảm thực vật

4.5 Nguyên tắc kiểm soát xói mòn do gió

4.6.1 Ổn định đất 4.6.2 Cây che phủ 4.6.3 Làm nhám bề mặt 4.6.4 Quản lý dư lượng 4.6.5 Rào chắn gió

4.6.6 xen canh cây trồng

4.7 Ổn định các cồn cát

4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn do gió 4.6 Các biện pháp kiểm soát xói mòn do gió

3

0.84mm là không thể bị xói mòn do gió

- Chỉ số xói mòn đất được thể hiện bằng tỷ lệ giữa lượng đấtbất kỳ lớn hơn 0.84mm trên lượng đất chứa 60% cặn lớn hơn 0.84mm

4

-Kết cấu, cấu trúc và hàm lượng nước của đất ảnh hưởng đến

4.4.2 Khí hậu

- Bằng cách đo lường vận tốc gió, lượng mưa, nhiệt độ từ đó xác định sự bốc hơi và độ ẩm của đất Tỷ lệ khô hạn càng cao thì nguy cơ xói mòn do gió càng lớn

- Ứng suất cắt do gió tác động lên bề mặt vượt quá khả năng kết dính và vận chuyển các vật liệu trên bề mặt đất

6

4.4.3 Độ rộng và độ dốc của trường

Qua mô phỏng đường hầm gió (Dong 1994; Li 1999) đã chỉ ra rằng có hai tác động của độ dốc đối với xói mòn do gió:

- Vận tốc gió tăng theo độ dốc dọc theo hướng lên của địa hình

- Sườn dốc làm tăng cường tỉ lệ xói mòn

- Vận tốc ngưỡng của hạt tăng theo độ dốc và yếu đi sau xói mòn do gió

- Lưu lượng đất tăng khi di chuyển dọc theo bề mặt dốc của 1 trường bị xói mòn, nếu trường

đủ lớn thì lưu lượng này đạt mức tối đa mà 1 cơn gió có thể mang theo

8

- Ngoài thời điểm đó, tốc độ dòng chảy về cơ bản không đổi (Chepil 1957a) Mức tối đa này là như nhau với bất kì kết cấu nào của đất.

- Quãng đường cần thiết để lưu lượng đất đạt đến mức tối đa

mà một luồng gió có thể mang theo tỷ lệ nghịch với tính ăn mòn của bề mặt trường Bề mặt càng dễ ăn mòn thì quãng đường đạt được dòng chảy tối đa càng ngắn (Chepil và

Woodruff 1959)

4.4.3 Độ rộng và độ dốc của trường

9

4.4.4 Thảm thực vật

- Nguyên nhân cơ bản quan trọng nhất gây ra xói mòn do gió

là phá hủy thảm thực vật hoặc tàn tích thực vật trên đất Các lớp phủ thực vật làm giảm vận tốc gió trên bề mặt đất và

giảm độ xói mòn của đất Lớp phủ thực vật tốt là cách lâu dài

và hiệu quả nhất để kiểm soát xói mòn do gió

10

4.4.4 Thảm thực vật

- Các phép đo vận tốc ngưỡng và xói mòn do gió trong các thử nghiệm đường hầm gió trong các điều kiện thực vật khác nhau cho thấy rằng:

+ Tốc độ ngưỡng tăng lên theo độ che phủ của thảm thực vật

+ Tỷ lệ sự xói mòn do gió giảm mạnh khi độ che phủ của thảm thực vật tăng lên

- Mối quan hệ giữa độ che phủ của thảm thực vật và gió tốc độ xói mòn là một hàm số mũ, tức là với sự gia tăng của độ che phủ của thảm thực vật, tốc độ xói mòn do gió giảm theo cấp số nhân

11

- Mối quan hệ giữa tàn dư cây trồng và xói mòn do gió đã được báo cáo sớm bởi Chepil (1944): Tàn dư cây trồng và gốc rạ giảm xói

mòn do gió một cách hiệu quả

- Gốc rạ đứng có hiệu quả hơn nhiều so với gốc rạ nằm dẹp Gốc cây cao lương thẳng đứng vuông góc với hướng gió sẽ kiểm soát xói mòn do gió nhiều hơn hiệu quả hơn các hàng song song với hướng gió (Englehorn và ctv 1952)

4.4.4 Thảm thực vật

12

4.4.4 Thảm thực vật

Siddoway và ctv (1965) đã xác định các tính chất cụ thể của lớp phủ thực vật ảnh hưởng đến sự xói mòn của đất và xây dựng các phương trình hồi quy liên quan đến sự mất mátcủa đất do gió với số lượng, loại và định hướng của lớp phủ thực vật, vận tốc gió và độ bám của đất

13

Ngay từ năm 1910, Bản tin Nông dân của USDA đã liệt kê các hànhđộng để kiểm soát việc thổi đất như sau:

• Tăng hàm lượng nước trong đất

• Tăng lượng mùn (chất hữu cơ)

• Cung cấp một lớp phủ của thảm thực vật đang phát triển

• Để lại những gốc rạ của vụ trước vẫn còn bám trên đất

4.5 Nguyên tắc kiểm soát xói mòn

do gió

15

4.5 Nguyên tắc kiểm soát

xói mòn do gió

Ngay từ năm 1910, Bản tin Nông dân của USDA đã liệt kê các hành động để kiểm soát việc thổi đất như sau:

• Cung cấp một lớp phủ nhân tạo bằng rơm và đường cọ

• Trồng cây chắn gió để bảo vệ đồng ruộng

• Để bề mặt đất thành từng cục nhỏ thay vì ở trạng thái nghiền thành bột mịn

• Làm nhám bề mặt bằng cách canh tác thích hợp ở các góc

vuông theo hướng gió nguy

16

4.5 Nguyên tắc kiểm soát xói mòn do gió

(Lyles và cộng sự 1983) Bốn nguyên tắc kiểm soát xói mòn do gió:

1 Thiết lập và duy trì thảm thực vật hoặc tàn dư sinh vật

2 Sản xuất hoặc mang lên bề mặt các cốt liệu hoặc cục không thể ăn mòn

3 Giảm chiều rộng trường dọc theo hướng gió thịnh hành

4 Làm nhám bề mặt đất

Sau đó, Woodruff et al (1972) đã đề cập đến các nguyên tắc sau: Tạo ra một bề mặt gồ ghề, nhiều bụi, làm giảm chiều rộng hiệu quả của cánh đồng với các rào cản, và thiết lập và duy trì đủ lớp phủ thực vật

17

- Nhiều chất ổn định đất khác nhau đã được sử dụng để kiểm soát xói mòn do gió Nhiều sản phẩm trong số này đã kiểm soát thành công xói mòn do gió trong một thời gian ngắn

- Tuy nhiên, sự ổn định dễ dàng và rẻ tiền cũng có thể đạt được bằng các biện pháp thực vật như rơm lúa mì được neo bằng máy đóng gói dạng đĩa lăn Thông thường, các chất ổn định đất hóa học được sử dụng với mức độ thành công khác nhau

4.6.1 Ổn định đất

18

4.6.1 Ổn định đất

Tuy nhiên để áp dụng các chất ổn định đất trên đất nông

nghiệp, chúng ta cần phát triển:

+ Các phương pháp sử dụng nhanh chóng với số lượng lớn

+ Các hóa chất kiểm soát cỏ dại sẵn có đáng tin cậy để sử dụng trên đất có kết cấu thô

+ Màng đủ mạnh để chịu được tác động của mưa và vẫn cho phép nước và thực vật xâm nhập

+ Màng không có tác động xấu đến môi trường đất, nước,

không khí

19

4.6.1 Ổn định đất

Tiêu chí cho chất ổn định đất bề mặt theo Armbrust và Lyles (1975) như sau:

+ 100% đất phải được che phủ

+ Chất ổn định không được ảnh hưởng xấu đến sự phát triển hoặc trồi lên của thực vật.+ Xói mòn phải được được ngăn chặn ban đầu và giảm thiểu trong thời gian nguy cơ xói mòn nghiêm trọng, thường là ít nhất 2 tháng mỗi mùa

+ Chất ổn định phải được áp dụng dễ dàng và không có thiết bị đặc biệt

+ Chi phí phải đủ thấp để sử dụng có lãi

20

- Cây che phủ có nghĩa là cây trồng hoặc cây phân xanh được trồng để bảo vệ đất theo mùa hoặc cải tạo đất.

- Cây che phủ giúp kiểm soát sự di chuyển của đất và bảo

vệ bề mặt đất giữa các loại cây trồng Cây che phủ làm giảm xói mòn do gió bằng cách che chắn đất bằngthực vật

4.6.2 Cây che phủ

- Bão bụi nghiêm trọng gây ra thiệt hại lớn về sinh thái và nông nghiệp cho các vùng đất đồng cỏ của Mỹ và Canada vào những năm 1930 đã dạy cho nông dân tầm quan trọng của việc trồng cây che phủ để kiểm soát xói mòn do gió

- Thảm thực vật của chúng làm giảm áp suất không khí

trên mặt đất, và rễ của chúng giữ đất tại chỗ, ngoài ra

chúng còn góp phần cố định nitơ

22

4.6.3 Làm nhám bề mặt

- Chepil và Mile (1941) đã quan sát thấy cường độ ban đầu của sự trôi dạt luôn ít hơn nhiều

so với một bề mặt nhẵn

- Xới đất trồng trọt làm giảm mức độ nghiêm trọng của hiện tượng trôi dạt

- Tuy nhiên, các vật liệu làm đụn cát có tính ăn mòn cao kém hiệu quả hơn vì các luống biến mất nhanh chóng Dữ liệu thực nghiệm cho thấy tốc độ dòng chảy thay đổi tỷ lệ nghịch với

độ nhám bề mặt Nó bị ảnh hưởng bởi khoảng cách giữa các ngọn và chiều cao của ngọn, chiều cao của ngọn, và được xác định tương ứng với tỷ lệ khoảng cách giữa các ngọn và chiều cao là 1:4

23

- Độ nhám của sườn đất 6cm làm giảm 50% do sự xói mòn của gió Fryear (1984) đã tìm thấy sự giảm thiểu sự xói mòn các sườn núi gây ra do gió; sườn núi vẫn tương đối ổn định khi độ nhám của sườn núi tăng hơn 11cm.

- Lyles và Tatarko (1982) đã phát hiện ra rằng việc đục phá lúa mì mùa đông trên đất sét pha bùn làm tăng lượng bề mặt kết tụ không thể bị ăn mòn mà không ảnh hưởng tới năng suất ngũ cốc

4.6.3 Làm nhám bề mặt

24

4.6.3 Làm nhám bề mặt

- Máy cắt, máy đục, máy xới đất, đĩa một chiều với hai hoặc

ba đĩa được sử dụng trong khoảng thời gian

- Máy rỗ có thể được sử dụng để đưa các cục nhỏ gọn lên bề mặt Làm đất khẩn cấp hiệu quảnhất khi được thực hiện ở góc vuông với hướng gió thịnh hành Bởi vì cuối cùng các tảng đá cũng tan rã (đôi khi nhanh chóng), nên việc làm đất khẩn cấp, tốt nhất chỉ là biện pháp kiểm soát xói mòn do gió tạm thời

25

4.6.4 Quản lý dư lượng

- Các tàn dư của cây trồng đã thu hoạch bảo vệ đất chống lại

sự xói mòn của gió Các tàn dư cây trồng đứng cung cấp các yếu tố không thể ăn mòn hấp thụ nhiều ứng suất cắt trong lớp ranh giới

- Khi tàn dư cây trồng đủ cao và dày đặc để ngăn cản lực cản

bề mặt của đất vượt quá ngưỡng cản, đất sẽ không bị xói

mòn

26

- Bất kỳ tàn dư cây trồng nào, được trồng tại chỗ hoặc được kéo đi và phát tán, đều có thể kiểm soát xói mòn do gió Bã lúa mì hoặc ngô của năm ngoái rải đều trên đồng ruộng;

họ tạo thành lớp mùn che phủ hiệu quả

- Tuy nhiên, chất cặn bã phải được rải và neo vào bề mặt đất bằng máy đóng gói hoặc chất neo như nhựa đường cắt nhỏ hoặc nhũ tương nhựa đường Tùy thuộc vào loại dư lượng, lượng tối thiểu cần thiết để kiểm soát xói mòn do gió là 5–10 tấn ha -1

4.6.4 Quản lý dư lượng

27

4.6.4 Quản lý dư lượng

Những gốc rạ đứng bảo vệ đất khỏi sự xói mòn của gió Phủ

rơm rạ là một hệ thống quản lý tàn dư cây trồng bằng cách sử dụng phương pháp làm đất, nói chung là không có đảo đất và thường có lưỡi hoặc quét hình chữ V

- Mục đích là luôn để lại một lượng tàn dư thực vật mong

muốn trên bề mặt đất Bã thải cần thiết trong một thời gian

ngay cả sau khi cây trồng được trồng để bảo vệ đất khỏi xói

mòn và cải thiện sự thấm Phần còn lại được sử dụng thường là phần còn lại của vụ trước

28

4.6.5 Rào chắn gió

Các rào chắn làm giảm xói mòn do gió bằng cách:

(1) Giảm tốc độ gió (2) Giảm khoảng cách mà gió di chuyển khi băng qua các dải ruộng

(3) Giữ lại đất (4) Giảm thất thoát nước do bay hơi

29

- Sự kết hợp khác nhau của cây cối, cây bụi, cây cao và cỏ có thể làm giảm xói mòn do gió.

- Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống rào chắn để kiểm soát xói mòn do gió đều chiếm nhiều không gian để sản xuất cây trồng

4.6.5 Rào chắn gió

30

4.6.5 Rào chắn gió

Các ảnh hưởng đối với rào chắn gió:

- Về hướng

- Ảnh hưởng về chiều cao

- Ngoài ra còn ảnh hưởng của mật độ

- Ảnh hưởng của chiều dài

31

Nam việt quốc Dogwoods

Các loại cây được sử dụng nhiều

a Cây bụi

32

Mận mỹ Mận đen

Các loại cây được sử dụng nhiều

b Cây nhỏ

33

Cây bạch dương Autumn splendor

Các loại cây được sử dụng nhiều

c Cây rụng lá

34

Tuyết tùng đỏ Eastern white pine

Các loại cây được sử dụng nhiều

d Cây lá kim

35

Ngô Cỏ sudan Lúa miến (sorghum)

Các loại khác

36

4.6.6 Xen canh cây trồng

Mục đích:

- Giải quyết xói mòn do gió và nước

- Cải thiện sự thấm nước

- Giữ độ ẩm cho đất

- Thu hút các loài thụ phấn

- Kiểm soát sâu bệnh

37

- Cồn cát thường là một đồi cát thấp được xây dựng bởi dòng chảy của gió hoặc nước Cồn cát được tạo ra ở các dạng và kích thước khác nhau trên khắp thế giới, từ

đồng bằng ven biển và ven hồ đến những vùng sa mạc khô cằn

- Ngoài cấu trúc và hoa văn đáng chú ý, chúng còn là môi trường sống của các loài có thể thích nghi với môi trường độc đáo này

4.7 Sự ổn định của cồn cát

39

4.7 Sự ổn định của cồn cát

- Hầu hết các loại đụn cát dài hơn ở phía hướng gió, nơi cát được đẩy lên cồn cát và có một mặt trượt ngắn hơn trong gió Cồn cát là hệ sinh thái nhạy cảm và không ổn định

- Các cồn cát phát triển mạnh hơn do thảm thực vật, và đóng vai trò như một cơ chế bảo vệ tuyệt vời chống lại sự xói mòn

bờ biển Tuy nhiên, khi thảm thực vật này bị loại bỏ, các đụn cát rất dễ bị phá hủy do triều cường

40

4.7 Sự ổn định của cồn cát

Các cồn cát và các vùng cát khác có thể khó ổn định vì chúng chịu tác động của gió và sóng biển gây xói mòn Có nhiều kỹ thuật ổn định cồn cát:

- Các chuyên gia quản lý vùng ven biển thường khuyến nghị trồng cỏ cồn (còn gọi là cỏ biển)

- Chỉ có các loài thân gỗ và cỏ có nguồn gốc cỏ dại (những loài chịu được đất mặn và phun muối) có khả năng phát triển

trên các cồn cát ven biển

- Cỏ nên được được trồng theo kiểu so le hoặc hình thoi để

kiểm soát xói mòn tối đa, khoảng cách của cây nên là 2 × 2 m

41

- Các cồn cát có thể được ổn định bằng cách sử dụng các loại

cỏ tự sinh và các loại thực vật khác giúp bằng cách “giảm vận tốc của sóng và hấp thụ năng lượng của chúng” (thông

đỏ, thông trắng, và thông jack)

- Các cồn cát cần được ổn định và vì nó, mọi nỗ lực cần được thực hiện để bảo vệ tính toàn vẹn của hệ sinh thái cồn cát tự nhiên

4.7 Sự ổn định của cồn cát

42

4.7 Sự ổn định của cồn cát

- Ổn định cồn cát liên quan đến các biện pháp cấu trúc và

thực vật Biện pháp thực dưỡng có hiệu quả hơn để ổn định

và phục hồi các đụn cát Cơ sở thảm thực vật có thể được thực hiện bằng cách trồng cỏ bản địa, cây cối, cây bụi hoặc lớp phủ mặt đất

- Nhiều nhất Cỏ cồn cát thường được sử dụng ở Hoa Kỳ là cỏ bãi biển Hoa Kỳ đã được hiệu quả trong việc ổn định ban đầu của cát di chuyển Nên trồng cỏ cồn trước khi mặt đất bị đóng băng (ở những vùng lạnh giá)

43

4.7 Sự ổn định của cồn cát

- Cây ổn định cồn cát bao gồm thông đỏ, thông trắng, và thông jack

44

4.7 Sự ổn định của cồn cát

- Che phủ rơm giúp tăng cường cryptogam sự xâm chiếm và

tăng số lượng vi sinh vật, có liên quan đến forma-lớp vỏ

cryptogam (Li và cộng sự 2000)

- Nó làm tăng tỷ lệ sống sót của cây bụi cây con do giảm xói mòn

đất (Li et al 2006) và khi lớp phủ cung cấp chất dinh dưỡng

bằng cách phân hủy (Hu và Zhou 1991)

Ổn định các cồn cát bằng bàn cờ rơm lúa mì được tiếp

theo là thảm thực vật ở Ninh Hạ, Trung Quốc.

Cho thấy các cồn cát ổn định ở phía nam

Saskatchewan, Canada.

47

THE END

49