Nghiên cứu địa mạo thổ nhưỡng phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực núi Ba Vì và lân cận

Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là một hệ thống đất được kết cấu bởi các hợp phần đất lặp lại theo những trật tự xác định, liên quan với đặc điểm địa hình và có quan hệ tương quan giữa cá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phan Thị Thanh Hải

NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO THỔ NHƯỠNG

PHỤC VỤ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NÚI BA VÌ VÀ LÂN CẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phan Thị Thanh Hải

NGHIÊN CỨU ĐỊA MẠO THỔ NHƯỠNG

PHỤC VỤ SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT KHU VỰC NÚI BA VÌ VÀ LÂN CẬN

Chuyên ngành: Sử dụng và Bảo vệ Tài nguyên Môi trường

Mã số: 60.85.15

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Đặng Văn Bào

Hà Nội, 2012

Lời cảm ơn

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ cả về kiến thức, tinh thần và những ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp Tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:

PGS TS Đặng Văn Bào – Chủ nhiệm Bộ môn Địa mạo, Khoa Địa Lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN, người thầy không chỉ trực tiếp giảng dạy, tận tình hướng dẫn, động viên và đóng góp ý kiến quý báu uốn nắn những sai lầm của tôi trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu mà còn quan tâm tới sức khỏe và động viên tinh thần tôi rất nhiều để hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học này

Tập thể Lãnh đạo và các Thầy Cô, các anh chị, bạn bè trong khoa Địa Lý,

Bộ môn Địa Mạo, Trường Đại học khoa học tự nhiên – ĐHQGHN trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập

Cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Hỗ trợ đào tạo và Phát triển đô thị đại học – ĐHQGHN đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu mối quan hệ giữa địa mạo – thổ nhưỡng phục vụ định hướng bảo vệ đất, chống xói mòn tại khu vực

Ba Vì” – Mã số HTĐT.11.02 Các cô chú, anh chị đồng nghiệp trong Trung tâm

Hỗ trợ đào tạo và Phát triển đô thị đại học đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Xin gửi lời cảm ơn đến ban chủ nhiệm đề tài nhóm A cấp ĐHQGHN

“Nghiên cứu đề xuất các giải pháp đa lợi ích sử dụng bền vững các hồ nước, sông ngòi thuộc khu vực ngoại thành Hà Nội (phía Nam và phía Bắc sông Hồng)” – Mã

số QGTĐ.12.05 do PGS.TS Đặng Văn Bào làm chủ nhiệm đã hỗ trợ về tài liệu và giúp tôi có thêm những kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu

Luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành cũng nhờ sự giúp đỡ của UBND Huyện Ba Vì, Phòng tài nguyên và môi trường huyện Ba Vì và bà con nông dân trong các xã vùng đệm Vườn Quốc gia Ba Vì

Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, anh chị em và đại gia đình đã hết lòng chăm sóc sức khỏe, động viên, cổ vũ về vật chất cũng như tinh thần cho tôi để hoàn thành luận văn này

Xin cảm ơn tất cả những tấm lòng đầy nhiệt tâm đã góp thêm nguồn lực để luận văn được hoàn thành có kết quả

Hà Nội, tháng 12 năm 2012

Tác giả luận văn

Phan Thị Thanh Hải

CÁC DANH MỤC Danh mục hình

Hình 1: Sơ đồ vị trí nghiên cứu 4

Hình 1.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa địa mạo – thổ nhưỡng và các khoa học khác 8

Hình 1.2: Sơ đồ thể hiện mối tương quan tạo thổ nhưỡng với độ dốc địa hình 14

Hình 1.3: Sơ đồ cấu trúc theo chiều nằm ngang của hệ thống cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng 17

Hình 1.4: Sơ đồ cấu trúc theo chiều thẳng đứng của cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng 18

Hình 1.5: Sơ đồ mối quan hệ về 5 nhân tố hình thành đất của Jenny: khí hậu, sinh vật, vật liệu mẹ, địa hình và thời gian 19

Hình 1.6: Mô hình quá trình của Simonson về nguồn gốc đất cho thấy mối tương tác giữa sự cộng thêm vào, sự mất đi, sự di chuyển và sự biến đổi 20

Hình 1.7: Hai biểu đồ về catena của Milne cho thấy ý tưởng về mối quan hệ cảnh quan 23

Hình 1.8: Lý tưởng hoá các sơ đồ hiển thị khác nhau, trực tiếp và gián tiếp có liên quan đến mối liên kết giữa các loại đất trong “catena” 25

Hình 1.9: Khái niệm mô hình minh họa các loại đất khác nhau cùng một “catena” điển hình 25

Hình 1.10: Kết thúc 2 kịch bản cho thông số độ ẩm của cùng một chuỗi đất 27

Hình 2.1: Bản đồ địa chất khu vực núi Ba Vì và lân cận 40

Hình 2.2: Bản đồ mô hình số độ cao khu vực núi Ba Vì và lân cận 42

Hình 2.3: Bản đồ độ dốc khu vực núi Ba Vì và lân cận 43

Hình 2.4: Mô hình núi Ba Vì ở dạng 3D 45

Hình 2.5: Biến trình nhiệt độ trung bình năm theo độ cao trên núi Ba Vì 46

Hình 2.6: Biểu đồ thể hiện sự tăng lượng mưa theo độ cao trên núi Ba Vì 47

Hình 2.7: Biểu đồ thể hiện lượng mưa trung bình tháng tại trạm đo Ba Vì 47

Hình 2.8: Sơ đồ quá trình khoáng hóa và mùn hóa 65

Hình 2.9: Mắt cắt tổng hợp của vỏ phong hóa laterit đầy đủ 70

Hình 3 1: Bản đồ địa mạo khu vực núi Ba Vì và lân cận 79

Hình 3.2: Bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng khu vực núi Ba Vì và lân cận 94

Hình 3.3: Bản đồ thổ nhưỡng khu vực núi Ba Vì và lân cận 95

Hình 3.4: Sơ đồ phân bố lượng nước khi mưa 97

Hình 3.5: Bản đồ xói mòn đất thực tế khu vực núi Ba Vì và lân cận 101

Hình 3.6: Mối quan hệ các hợp phần trong nông lâm kết hợp 111

Hình 3.7: Mô hình SALT 1 114

Hình 3.8: Mô hình SALT 2 115

Hình 3.9: Bản đồ định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực núi Ba Vì và lân cận 118

Hình 3.10: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực núi Ba Vì và lân cận 119

Hình 3.11: So sánh kết quả định hướng sử dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực núi Ba Vì và lân cận với hiện trạng sử dụng đất của khu vực nghiên cứu 121

Danh mục ảnh Ảnh 2.1: Thảm thực vật ở xã Minh Quang 49

Ảnh 2.2: Vườn cây ăn quả ở 49

Ảnh 2.3: Khu du lịch Khoang Xanh và quang cảnh khu du lịch Hồ Tiên Sa 56

Ảnh 2.4: Thảm rừng trồng ở các đồi thôn Mít xã Khánh Thượng 57

Ảnh 2.5: Xẻ núi xây dựng các khu nghỉ dưỡng gây ra xói mòn rửa trôi đất 58

Ảnh 2.6: Trồng lúa nước ở các vùng trũng thấp, bãi bồi ven sông suối và trồng chè trên các gò đồi ở xã Yên Bài 59

Ảnh 2.7: Quần cư nông thôn dạng dải sống dọc ven các sông suối 60

Ảnh 3.1: Sườn xâm thực – bóc mòn, dốc 20 – 300 ở sườn Tây núi Ba Vì 74

Ảnh 3.2: Sườn xâm thực – bóc mòn, dốc 20 – 300 ở sườn Đông núi Ba Vì 74

Ảnh 3.3: Sườn bóc mòn trên các khối núi sót, dốc 20 – 300 ở xã Vân Hòa 75

Ảnh 3.4: Sườn rửa lũa – hòa tan – đổ lở trên khối karst sót cao < 100m ở núi Chẹ 75

Ảnh 3.5: Bề mặt tích tụ sông – lũ tích tuổi Pleistocen giữa – muộn 77

Ảnh 3.6: Bề mặt tích tụ sông - sườn tích – lũ tích tuổi Holocen 78

Ảnh 3.7: Sản phẩm coluvi ở khu vực Đền Trung do quá trình trượt lở 81

Ảnh 3.8: Phẫu diện đất feralit vàng đỏ trên đá riolit trên đá riolit trên sườn xâm thực

– bóc mòn, dốc 20 – 300 VH04 ở xóm Xoàn, xã Vân Hòa 83

Ảnh 3.9: Phẫu diện đất vàng đỏ trên đá riolit trên sườn bóc mòn trên các khối núi sót, dốc 12 – 200 tại điểm khảo sát VH05 ở xóm Xoan, xã Vân Hòa 85

Ảnh 3.10: Phẫu diện đất vàng đỏ trên đá riolit trên bề mặt pediment cao 40 – 50m tại điểm khảo sát VH01 ở xóm Xoan, xã Vân Hòa 87

Ảnh 3.11: Phẫu diện đất đỏ vàng trên đá phiến sét trên bề mặt pediment cao 40 – 50m tại điểm khảo sát TL01 ở thôn Tân Phương, xã Tản Lĩnh 89

Ảnh 3.12: Phẫu diện đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa nước trên bề mặt tích tụ sông – lũ tích tại điểm khảo sát TL04 ở thôn Mỹ Đức, xã Tản Lĩnh 90

Ảnh 3.13: Phẫu diện đất nâu vàng trên phù sa cổ trên bề mặt tích tụ sông – lũ tích tại điểm khảo sát VH02 ở xóm Bặn, xã Vân Hòa 91

Ảnh 3.14: Mô hình trồng cây thanh long ruột đỏ ở xã Tản Lĩnh 108

Ảnh 3.15: Mô hình SALT 1 kết hợp vườn – ao – chuồng – ruộng ở xã Minh Quang 115

Ảnh 3.16: Mô hình trồng chè theo đường đồng mức ở xã Yên Bài 116

Danh mục bảng Bảng 2.1: Hiện trạng sử dụng đất du lịch Ba Vì 53

Bảng 2.2: Doanh thu xã hội – du lịch Ba Vì 54

Bảng 2.3: Cơ sở vật chất các đơn vị du lịch 55

Bảng 2.4: Cơ cấu sử dụng đất của 7 xã miền núi, huyện Ba Vì năm 2011 63

Bảng 3.1: Số ngày mưa trong năm khu vực Sơn Tây – Ba Vì 97

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của đường kính hạt mưa, tốc độ và cường độ mưa 98

Bảng 3.3: Mối quan hệ giữa độ dốc và cường độ xói mòn 99

Bảng 3.4: Lượng đất bị xói mòn trên các loại hình canh tác khác nhau 99

Bảng 3.5: Các đặc trưng của phân khoáng và các nguồn dinh dưỡng hữu cơ 113

a

MỤC LỤC

Các danh mục

Mục lục

Mở đầu 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA MẠO – THỔ NHƯỠNG 5

1.1 Khái quát chung về địa mạo – thổ nhưỡng 5

1.1.1 Khái niệm chung về địa mạo – thổ nhưỡng: 5

1.1.2 Mối tương quan giữa địa mạo và thổ nhưỡng 10

1.1.3 Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng 15

1.1.4 Một số mô hình hình thành đất 18

1.1.5 Khái niệm catena (chuỗi đất) 20

1.1.6 Vai trò của đánh giá cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng trong sử dụng hợp lý tài nguyên đất 28

1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng 30

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới 30

1.2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước 31

1.3 Các hướng tiếp cận nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 33

1.3.1 Các hướng tiếp cận 33

1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 35

CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT SINH THỔ NHƯỠNG Ở KHU VỰC NÚI BA VÌ VÀ LÂN CẬN 37

2.1 Vai trò của nhóm các nhân tố tự nhiên đối với quá trình hình thành đất 37

2.1.1 Đặc điểm địa chất 37

2.1.2 Địa hình 42

2.1.3 Khí hậu 44

2.1.4 Thủy văn 47

2.1.5 Lớp phủ thực vật 47

2.2 Nhân tố con người trong quá trình hình thành đất 49

2.2.1 Các hoạt động phát triển kinh tế – xã hội 49

2.2.2 Sự phân bố của mạng lưới quần cư 58

2.2.3 Hệ thống chính sách phát triển kinh tế và chính sách bảo vệ chống xói

mòn đất 59

2.2.4 Hiện trạng sử dụng đất và tập quán canh tác của người dân ảnh hưởng tới sự hình thành và phát triển của đất 60

2.3 Nhân tố thời gian 63

2.4 Các quá trình hình thành đất ở khu vực chân núi Ba Vì 63

2.4.1 Quá trình mùn hóa, khoáng hóa 64

2.4.2 Quá trình feralit hóa 66

2.4.3 Quá trình thoái hóa đất – laterit hóa 67

2.4.4 Quá trình glây 69

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA MẠO – THỔ NHƯỠNG Ở KHU VỰC NÚI 70

BA VÌ VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT 70

3.1 Đặc điểm địa mạo và các quá trình địa mạo hiện đại ở khu vực núi Ba Vì 70

3.1.1 Đặc điểm địa mạo 70

3.1.2 Các quá trình địa mạo hiện đại ở khu vực núi Ba Vì 79

3.2 Đặc điểm địa mạo – thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu 80

3.3 Định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên đất và bảo vệ môi trường khu vực các xã miền núi huyện Ba Vì 96

3.3.1 Đánh giá xói mòn đất khu vực chân núi Ba Vì trong mối tương quan địa mạo – thổ nhưỡng 96

3.3.2 Định hướng sử dụng tài nguyên đất và bảo vệ môi trường trên cơ sở phân tích đặc điểm địa mạo – thổ nhưỡng 103

KẾT LUẬN 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

số nguồn tài nguyên giữ vai trò quan trọng đó là hệ thống đất Đặc biệt trong khai thác

sử dụng lãnh thổ, việc cần thiết phải nghiên cứu sự phát sinh và phát triển của thổ nhưỡng Nghĩa là nghiên cứu mối tương quan giữa các nhân tố thành tạo thổ nhưỡng, trong đó địa hình và các quá trình địa mạo đóng vai trò quan trọng

Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là một hệ thống đất được kết cấu bởi các hợp phần đất lặp lại theo những trật tự xác định, liên quan với đặc điểm địa hình và

có quan hệ tương quan giữa các hợp phần tạo thành một tổng thể thống nhất Thổ nhưỡng và địa hình là hai hợp phần quan trọng của cảnh quan và chúng có mối quan

hệ chặt chẽ với nhau, ảnh hưởng đến nhau trong sự phân bố vật chất và năng lượng dẫn đến sự phân hóa lãnh thổ và sự phân bố các loại đất trên bề mặt Trái đất Vì vậy khi sử dụng tài nguyên hay lãnh thổ cần thiết phải nghiên cứu tổng hợp cả hai hợp phần trên trong mối quan hệ thống nhất với nhau

Ba Vì là huyện miền núi có sự đa dạng về các cảnh quan địa hình, có sự phân hóa địa hình từ vùng đồng bằng chuyển tiếp lên địa hình gò đồi và núi thấp, là nơi có

vỏ phong hóa điển hình của lớp vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm Đây là khu vực có địa hình phức tạp với các quá trình phá hủy và thành tạo hình thái mạnh mẽ, nơi thì xảy ra quá trình phá hủy bóc mòn tạo ra các bề mặt san bằng, bị khống chế bởi các quá trình sườn; nơi là các bề mặt bằng với vỏ phong hóa dày được tạo bởi sự phong hóa đá tại chỗ; nơi thì xảy ra quá trình nâng lên tạo hình thái Đi đôi với quá trình tạo hình thái là quá trình

2

tạo thổ nhưỡng Cùng với sự đa dạng của vi địa hình đã góp phần tạo nên sự đa dạng của thổ nhưỡng Hiện nay nhiều nơi lớp phủ thổ nhưỡng đang bị thoái hóa, xói mòn, laterit hóa làm ảnh hưởng tới năng suất sản xuất nông nghiệp Về mặt kinh tế, huyện

Ba Vì là nơi tập trung các trung tâm công nghiệp, các làng nghề thủ công, có hệ thống đường quốc lộ 32 chạy qua là huyết mạch giao thông với các tỉnh vùng kinh tế Đông Bắc Vì vậy vấn đề sử dụng đất ngày càng được quan tâm không chỉ trong nông nghiệp mà còn trong nhiều lĩnh vực khác

Là nơi sinh sống của các đồng bào người dân tộc thiểu số trong đó chủ yếu là ba dân tộc Kinh, Mường và Dao, Ba Vì đã góp phần tạo nên nét đặc trưng cho một thủ đô văn minh, hiện đại đồng thời đậm đà bản sắc dân tộc Thu nhập của người dân là nhờ vào sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và kinh doanh dịch vụ Kinh tế còn gặp nhiều khó khăn, cơ sở hạ tầng còn nghèo nàn; phong tục tập quán còn nặng nề, trình độ dân trí thấp, sự tiếp thu khoa học kỹ thuật để áp dụng vào sản xuất còn nhiều hạn chế Nông nghiệp, du lịch – dịch vụ vẫn chưa phát triển tương xứng với tiềm năng sẵn có Con người khai thác tài nguyên chưa hợp lý dẫn tới sự suy thoái tài nguyên và môi trường

Vấn đề đặt ra cho khu vực nghiên cứu là phải tận dụng được các tiềm năng về tài nguyên thiên nhiên và các điều kiện thuận lợi về văn hóa xã hội của địa phương để phát triển kinh tế nhằm cải thiện và nâng cao đời sống của người dân trong khu vực, nhưng đồng thời phải đảm bảo là bảo vệ được môi trường sống trong sạch cho người

dân Xuất phát từ những vấn đề trên, tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu địa mạo thổ nhưỡng phục vụ sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực núi Ba Vì và lân cận” để định hướng nghiên cứu trong luận văn này

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Phân tích các nhân tố hình thành đất, đặc điểm địa mạo và các quá trình địa mạo khu vực Ba Vì và các vùng lân cận

- Nghiên cứu mối quan hệ địa mạo – thổ nhưỡng, đặc điểm địa mạo – thổ nhưỡng huyện Ba Vì và các vùng lân cận Từ đó định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực nghiên cứu

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan cơ sở lí luận và xây dựng luận điểm, phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến sự hình thành và phân hóa thổ nhưỡng ở địa bàn nghiên cứu

- Phân tích các đặc điểm, phân loại cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng và thể hiện kết quả trên bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng khu vực núi Ba Vì tỷ lệ 1:25.000

- Đề xuất các giải pháp, định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường đất khu vực nghiên cứu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu:

+ Đối tượng nghiên cứu là các nhân tố hình thành và quá trình phát sinh thổ nhưỡng, đặc điểm địa mạo và các quá trình địa mạo, đơn vị cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng khu vực núi Ba Vì và lân cận

* Phạm vi không gian lãnh thổ: Với mục đích nghiên cứu địa mạo – thổ

nhưỡng để sử dụng hợp lý tài nguyên đất, xây dựng một số mô hình phát triển kinh tế

xã hội, nghiên cứu của đề tài tập trung vào các xã thuộc phạm vi chân núi Ba Vì bao gồm các xã: Ba Vì, Vân Hòa, Tản Lĩnh, Ba Trại, Minh Quang, Khánh Thượng và Yên Bài Đây là một khu vực chủ yếu là đồi núi, có sự đa dạng của các đơn vị địa mạo từ đó có sự phân hóa đặc điểm thổ nhưỡng, có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế về mặt du lịch sinh thái, lâm nghiệp và nông nghiệp bền vững

5 Phương pháp nghiên cứu

Để đi sâu vào nghiên cứu cụ thể đặc điểm địa mạo – thổ nhưỡng khu vực Ba

Vì và lân cận Hướng nghiên cứu của luận văn được tiếp cận theo một số quan điểm sau: Quan điểm hệ thống, quan điểm tổng hợp, quan điểm lãnh thổ và quan điểm lịch sử Cụ thể sẽ được phân tích trong chương sau

Một số phương pháp được sử dụng để thực hiện đề tài:

4

- Phương pháp thu thập tổng hợp và xử lý thông tin

- Phương pháp khảo sát thực địa, điều tra

- Phương pháp phân tích hệ thống

- Phương pháp địa lý so sánh

- Phương pháp bản đồ và hệ thông tin địa lý (GIS)

Hình 1: Sơ đồ vị trí nghiên cứu

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA MẠO – THỔ NHƯỠNG

1.1 Khái quát chung về địa mạo – thổ nhưỡng

1.1.1 Khái niệm chung về địa mạo – thổ nhưỡng:

Địa mạo là một khoa học nhằm mục đích để nghiên cứu địa hình bề mặt Trái đất và làm sáng tỏ nguyên nhân thành tạo và biến đổi của chúng

Phạm vi nghiên cứu của địa mạo học là toàn bộ lớp vỏ địa lý; là bề mặt tiếp xúc giữa thạch quyển với khí quyển, thủy quyển với sinh quyển; là nơi diễn ra sự tương tác lẫn nhau giữa các thành phần địa lý tự nhiên, trong đó địa hình là thành phần chính có tác động chi phối sự tồn tại và phát triển của nhiều thành phần khác trong các thể tổng hợp tự nhiên Địa hình là sự phản ánh rất tinh tế của các cấu trúc bên trong, thông qua địa hình chúng ta thấy được phản ánh một cách đặc biệt rõ ràng trong sự tiến triển của các quá trình hình thành thổ nhưỡng nghĩa là địa hình có mối quan hệ mật thiết và tác động tương hỗ với các yếu tố địa lý tự nhiên để phát triển Vì vậy những hiểu biết về địa hình sẽ giúp chúng ta giải thích về sự khác nhau của các quá trình tự nhiên và xu hướng phát triển của chúng trong khu vực

Dựa vào việc phân tích hình thái, nguồn gốc và lịch sử phát triển của địa hình trong quá khứ cũng như động lực hiện đại sẽ đưa ra các kết luận về độ ổn định của

nó để có thể lựa chọn vị trí thích hợp các công trình Địa hình có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành thổ nhưỡng Vì vậy, nghiên cứu địa hình giúp cho các nhà thổ nhưỡng có thể phân loại đất theo nguồn gốc phát sinh và quy luật phân bố vật chất, năng lượng bức xạ mặt trời để lựa chọn các loại cây trồng thích hợp với điều kiện sinh thái đáp ứng nhu cầu sản xuất lương thực thực phẩm…

Thổ nhưỡng là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vì nó là hợp phần quan trọng trong nông nghiệp, là nhân tố không thể bỏ qua trong nghiên cứu sử dụng quy hoạch không gian lãnh thổ Thổ nhưỡng là lớp vỏ của cảnh quan, còn địa hình là nền móng của cảnh quan Giữa địa hình và thổ nhưỡng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau liên quan đến sự tiến hóa của địa mạo ở vị trí mà nó được hình thành Đất là kết quả của sự tác động tương hỗ giữa các hợp phần địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, sinh vật và cả các hoạt động của con người trong một khoảng thời gian nhất định Vì vậy giữa thổ nhưỡng và địa hình có mối quan hệ nguồn gốc, địa hình là

6

nhân tố phát sinh thổ nhưỡng, khi nghiên cứu các loại đất không thể tách ra khỏi việc nghiên cứu địa hình mà chúng nằm trên

Thông qua việc nghiên cứu thổ nhưỡng dưới góc độ nguồn gốc phát sinh có

ý nghĩa quan trọng đối với quy hoạch không gian lãnh thổ, đặc điểm thổ nhưỡng phản ánh động lực quá trình địa mạo đang diễn ra Những lãnh thổ có quá trình tạo thổ nhưỡng đang bị gián đoạn, đất đang bị thoái hóa, xói mòn trơ sỏi đá, đất kém phì nhiêu không những không có khả năng tạo ra năng suất cây trồng cao mà còn phản ánh động lực quá trình địa mạo đang diễn ra mạnh mẽ, hoặc là quá trình ngoại sinh xảy ra mạnh, hoặc là do hoạt động của con người tác động rất lớn đến cảnh quan Từ đó có các biện pháp cải tạo sử dụng hợp lý tài nguyên đất, sử dụng hợp lý không gian lãnh thổ

Lớp phủ thổ nhưỡng hay lớp đất nằm trên vỏ phong hoá là đối tượng nghiên cứu của địa lý thổ nhưỡng Đất được hình thành từ đá bị phong hóa, bị biến đổi theo thời gian dưới tác động của sinh vật trong điều kiện khí hậu và địa hình khác nhau

Xuất phát từ quan điểm khoa học của Docusaép coi đất là một vật thể thiên nhiên độc lập, có lịch sử phát triển riêng, được hình thành do tác động tổng hợp của các yếu tố hình thành tự nhiên: Đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian Vì vậy, nghiên cứu thổ nhưỡng được xem xét trên quan điểm tổng hợp toàn diện của địa lý Xem xét các mối quan hệ tương tác giữa các hợp phần của tự nhiên để thành tạo đất

Địa mạo – thổ nhưỡng là một khái niệm được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau Trước tiên, có thể hiểu đất trong mối quan hệ với cảnh quan địa lý, các

hệ sinh thái mà chúng được tạo thành đặc biệt là địa hình có vai trò rất quan trọng trong sự hình thành đất Các quá trình địa mạo di chuyển chất khoáng, chất hữu cơ

và hòa tan các ion trong đất Các quá trình bóc mòn, quá trình sườn, rửa trôi bề mặt, tích tụ vật liệu… đã tác động lên thành phần vật chất của đất, tích lũy các chất hữu

cơ trong đất

Địa mạo – thổ nhưỡng là một thuật ngữ chung cho các nghiên cứu mô tả và giải thích mối quan hệ giữa đất và địa hình Quá trình địa mạo và quá trình hình thành đất có sự tương tác với nhau trong cảnh quan, đặc biệt có liên quan đến sự di

7

chuyển của đất và nước Các quá trình địa mạo, xói mòn và tích tụ đã tạo ra các dạng địa hình đặc biệt và có ảnh hưởng lớn đến lớp đất trên bề mặt Từ trước đến nay, khoa học đất được tiếp cận dưới hai cách thông thường:

+ Thứ nhất là tập trung vào việc nghiên cứu về thành phần vật chất, các trầm tích quyết định thành phần của đất, liên quan đến sự di chuyển vật liệu từ nơi khác đến

+ Cách thứ hai tập trung nhiều hơn vào sự hình thành và phát triển đất tại chỗ theo các quá trình vật lý và hóa học

Hiện nay, hướng nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng là hướng tiếp cận khoa học đất trên quan điểm nguồn gốc phát sinh, không chỉ nghiên cứu sự lắng đọng của vật chất mà còn giải thích quá trình phát triển của đất dựa vào các yếu tố thủy văn, quá trình hóa học và quá trình sinh thái học

Địa mạo – thổ nhưỡng là một môn khoa học tổng hợp, là một thể tự nhiên đầy đủ và hoàn chỉnh, là một bộ phận của khoa học địa lý, bao gồm các yếu tố phát sinh hình thái địa hình, phát sinh hình thái thổ nhưỡng và mối quan hệ của chúng trong một động lực hình thành và phát triển theo không gian, thời gian ở mức độ ổn định như nhau, trong mối liên quan nhất định với lớp phủ thực vật, khí hậu, thủy văn… Địa mạo – thổ nhưỡng có mối quan hệ chặt chẽ với các khoa học khác và được Ruhe (1975) thể hiện bằng sơ đồ sau:

(nguyên văn tiếng Anh)

Tạm được dịch sang tiếng Việt như sau:

8

Hình 1.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa địa mạo – thổ nhưỡng và các khoa học khác [39]

Địa mạo – thổ nhưỡng được nghiên cứu từ rất lâu, từ những năm 1930 ở Hoa

Kỳ phản ánh tầm quan trọng của sự phát triển giữa địa lý, địa chất và khoa học thổ nhưỡng trên cơ sở mối quan hệ giữa đất và địa hình (Effland 1992) Birkeland (1999) đã xác định địa mạo – thổ nhưỡng là một khoa học nghiên cứu đất và sử dụng chúng trong việc đánh giá sự tiến hóa, tuổi và sự ổn định của địa hình, các quá trình bề mặt và khí hậu trong quá khứ Wysocki (2000) định nghĩa rộng hơn, địa mạo – thổ nhưỡng là khoa học nghiên cứu nguồn gốc, sự phân loại và sự tiến hóa của đất, cảnh quan và sự lắng đọng trầm tích các bề mặt, các quá trình tạo ra và thay đổi chúng

Địa mạo – thổ nhưỡng phản ánh tổng thể các nhân tố hình thành đất Trên mỗi đơn vị địa mạo – thổ nhưỡng phản ánh thành phần vật liệu gốc, các dạng địa hình, các quá trình dòng chảy, chịu tác động bởi thủy văn và được phủ lên lớp thực vật phù hợp với từng loại đất Tuy nhiên, các nhân tố này chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các thông số địa hình như hướng sườn, độ cao, độ dốc, độ chia cắt sâu, chia cắt ngang… Mặc dù phạm vi nghiên cứu khá rộng, địa mạo – thổ nhưỡng có thể nghiên cứu một trong các lĩnh vực sau:

- Đất là chỉ thị của môi trường/biến đổi khí hậu

- Đất là chỉ thị của cảnh quan và sự ổn định địa mạo

9

- Nghiên cứu nguồn gốc/sự phát triển của đất (chuỗi đất)

- Mối quan hệ giữa đất – lượng mưa – dòng chảy, đặc biệt là khi chúng liên quan đến các quá trình sườn

- Đất là chỉ thị của quá trình thành tạo trầm tích và lắng đọng xảy ra trong quá khứ và đang diễn ra

- Đất là chỉ thị của địa tầng Đệ tứ và đá gốc

Quá trình thành tạo đất và cảnh quan đất chịu ảnh hưởng bởi các quá trình địa mạo, giữa các quá trình phát sinh hình thái và sự hình thành phẫu diện đất có mối quan hệ tương quan lẫn nhau Địa mạo – thổ nhưỡng nghiên cứu về sự tiến hóa (chiều thời gian) và sự phân bố (chiều không gian) của đất, vật liệu đất và cảnh quan luôn được hình thành và biến đổi Trên mỗi đơn vị địa mạo – thổ nhưỡng cho thấy quá trình lắng đọng trầm tích của một vị trí cụ thể Sự phát triển của quá trình lắng đọng trầm tích phản ánh các quá trình thủy văn, quá trình hóa học, các quá trình sinh thái học ở cả quá khứ và hiện tại của một vị trí nghiên cứu Qua đó đánh giá được mối quan hệ nguồn gốc giữa đất và địa hình; kết quả của mối tương quan giữa chúng là hình thành các cảnh quan

Những đặc điểm của đất quyết định đến sự bảo tồn của chúng Địa mạo – thổ nhưỡng là một công cụ rất quan trọng cho việc tái thiết lại quá khứ Nguồn gốc của thổ nhưỡng phụ thuộc vào trạng thái khác nhau của các nhân tố môi trường Đặc điểm hóa học, vật lý và sinh học của đất phản ánh duy nhất sự phân tích của các nhân tố Do đó, đất trong điều kiện thích hợp có thể giúp chúng ta hiểu về các nhân

tố môi trường đó trong quá khứ và chúng ảnh hưởng như thế nào (Gerrard, 1992; Birkeland, 1999)

Địa mạo – thổ nhưỡng nghiên cứu quá trình phức tạp trong sự tiến hóa của cảnh quan và ảnh hưởng đến các quá trình này là sự hình thành đất trên cảnh quan Địa mạo – thổ nhưỡng bắt nguồn từ địa mạo (nghiên cứu địa hình và các quá trình

bề mặt) và từ thổ nhưỡng (nghiên cứu đất) Nó nhấn mạnh mối quan hệ giữa hình thái đất và quá trình hình thành và phát triển cảnh quan Địa mạo – thổ nhưỡng nghiên cứu 3 khía cạnh sau:

1 Hiểu biết về địa tầng bề mặt và vật liệu mẹ

10

2 Đặc điểm địa mạo bề mặt trong không gian và thời gian

3 Sự tương quan đặc điểm của đất và đặc điểm cảnh quan

Nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng ở Mỹ đã cung cấp môi trường đầu tiên nghiên cứu về tầng đất cổ và mối quan hệ của nó với cảnh quan Sự kết hợp của địa mạo và khoa học đất cho nghiên cứu cảnh quan đã cung cấp sớm nhất cho sự phát triển và tiếp tục ảnh hưởng đến nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng ngày nay

Một trong những mục tiêu của địa mạo – thổ nhưỡng là nghiên cứu mối tương tác phức tạp của sự hình thành đất và các quá trình địa mạo Địa mạo – thổ nhưỡng về cơ bản là đánh giá các mối quan hệ về nguồn gốc của đất và địa hình Mối quan hệ giữa đất và các quá trình diễn ra trên bề mặt Trái đất cho phép nghiên cứu nguồn gốc của đất và sự tiến hóa trong quá trình hình thành và phát triển đất Bên cạnh đó nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng còn tập trung vào hai khía cạnh sau:

- Địa mạo dựa trên mô hình cảnh quan cho phép sự phân biệt của đất liên tục

có nghĩa là nhóm đất tự nhiên giải thích cho sự phân loại đất từ sườn đồi đến chân sườn

- Địa mạo – thổ nhưỡng cung cấp nguyên lý cơ sở cho sự hiểu biết về lịch sử địa mạo của cảnh quan (mối quan hệ giữa không gian và thời gian với đất, cảnh quan và trầm tích bề mặt)

1.1.2 Mối tương quan giữa địa mạo và thổ nhưỡng

a Vai trò của địa hình đối với quá trình phát sinh thổ nhưỡng

Thổ nhưỡng là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vì nó là hợp phần quan trọng trong nông nghiệp, là nhân tố không thể bỏ qua trong nghiên cứu sử dụng quy hoạch không gian lãnh thổ Thổ nhưỡng là lớp vỏ của cảnh quan, còn địa hình là nền móng của cảnh quan Giữa địa hình và thổ nhưỡng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau liên quan đến sự tiến hóa của địa mạo ở vị trí mà nó được hình thành Đất là kết quả của sự tác động tương hỗ giữa các hợp phần địa chất, địa hình, khí hậu, thủy văn, sinh vật và cả các hoạt động của con người trong một khoảng thời gian nhất định Vì vậy giữa thổ nhưỡng và địa hình có mối quan hệ nguồn gốc, địa hình là nhân tố phát sinh thổ nhưỡng, khi nghiên cứu các loại đất không thể tách ra khỏi việc nghiên cứu địa hình mà chúng nằm trên “Giữa địa hình và thổ nhưỡng có mối

11

quan hệ tay đôi Về mặt phát sinh, mối quan hệ này mang tính chất một chiều, theo

cách nói của Nguyễn Công Tuyết “địa hình có nguồn gốc gì thì thổ nhưỡng được thành tạo từ nguồn gốc đó” Đúng hơn điều kiện địa mạo nào thì thổ nhưỡng đó,

còn về mặt tương quan giữa hai quá trình tạo hình thái và tạo thổ nhưỡng thì chúng

có quan hệ nghịch – khi quá trình tạo hình thái xảy ra, mạnh mẽ thì quá trình tạo thổ nhưỡng kém hoặc ngừng hẳn, trái lại khi quá trình tạo hình thái yếu hoặc ngưng nghỉ thì quá trình tạo thổ nhưỡng phát triển sâu sắc” [5]

Địa hình có vai trò đáng kể trong việc quyết định sự thể hiện cụ thể mối tác động của các nhân tố khác trong việc tạo thành đất Địa hình phân bố lại nước nên ảnh hưởng đến chế độ nước trong đất, quá trình phong hóa hóa học… Sự trao đổi năng lượng giữa Mặt Trời và đất đá cũng như sinh vật sống trên đó và xác hữu cơ ở

đó, sự trao đổi ấy khác nhau ở các sườn đồi núi theo hướng đông, tây, nam hay bắc,

cụ thể là sườn tây hứng nhiều nhiệt hơn sườn đông khiến cho chế độ nhiệt trong đất khác nhau ở các sườn ấy; nơi cao bị xâm thực, nơi thấp được bồi tụ bằng sản phẩm của xói mòn Tất cả những hiện tượng đó ảnh hưởng đến sự hình thành đất [19]

- Vai trò quan trọng của địa hình trong sự hình thành đất là sự ảnh hưởng đối với sự chuyển động vật chất rắn của đất, được thể hiện dưới tác dụng của trọng lực

Sự ảnh hưởng này liên quan đến mức độ rửa trôi và sắp xếp lại thành phần vật chất của vật liệu Qua đó có thể đánh giá độ dày mỏng của lớp đất trên các bề mặt địa hình

- Sự phân đới các loại đất theo chiều thẳng đứng cũng được quyết định bởi

độ cao tuyệt đối của địa hình Độ cao ảnh hưởng đến nền nhiệt ẩm, do vậy ảnh hưởng tới tốc độ và mức độ các quá trình phong hóa đá và ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của đất Càng lên cao, quá trình phong hóa càng giảm, vỏ phong hóa mỏng vì vậy các đất được hình thành có tầng dày mỏng hơn

- Một trong những vai trò của địa hình đối với sự hình thành cảnh quan đó là

sự phân bố lại năng lượng Mặt Trời Sự phân bố lại năng lượng Mặt Trời trên bề mặt đất phụ thuộc vào độ cắt xẻ của địa hình Hai yếu tố của địa hình quyết định đến sự phân bố lại năng lượng Mặt Trời đó là độ dốc của sườn núi của các miền cao

và hướng phơi địa hình Ở khu vực núi Ba Vì, sườn tây hứng nhiều nhiệt hơn sườn

12

đông khiến cho chế độ nhiệt trong đất khác nhau ở các sườn

+ Sườn dốc đứng (dốc hơn 450) thể hiện hầu như bằng sự mang đi hoàn toàn các sản phẩm tạo thành đất

+ Sườn dốc (20 – 450) thể hiện bằng sự bóc mòn mạnh lớp đất, kết quả là lớp đất trở nên đứt và giàu vật chất mảnh thô Ở đây thường lộ đá gốc

+ Sườn dốc thoải (5 – 200), đặc trưng bằng những dấu hiệu rửa trôi lớp đất,

độ dày giảm và có nơi lộ trơ đá gốc

+ Sườn thoải (dưới 50), được đặc trưng bằng lớp thổ bì liên tục, do đó lớp đất được bảo vệ nên còn khá dày

Ở những sườn có độ dốc lớn, xảy ra quá trình xói mòn mạnh mẽ, ngược lại đối với những sườn lõm xói mòn ít, nơi trũng thấp chủ yếu là tích tụ vật liệu; vì vậy ảnh hưởng tới phẫu diện và tính chất đất Nằm trong cùng một cảnh quan, thường cách nhau chỉ khoảng mấy chục mét, các đất ở các bộ phận địa hình lồi lõm sẽ khác nhau một cách cơ bản về chế độ nước, không khí, trị số pH, lượng các dạng di động của các nguyên tố hóa học, về các đặc điểm của vòng tuần hoàn lớn và nhỏ của vật chất

- Chế độ ẩm của đất và sự chuyển của các dạng vận động trong nước của các nguyên tố hóa học cũng chịu tác động của địa hình Đối với các dạng địa hình lớn ảnh hưởng đến chuyển động của các khối khí; sự phân bố lượng mưa rơi lại chịu chi phối mạnh mẽ bởi các dạng trung và tiểu địa hình

Những nhận xét trên có ý nghĩa rất quan trọng, từ những nghiên cứu địa mạo

về mặt phát sinh và động lực để khoanh ra các kiểu địa hình, trên đó thổ nhưỡng sẽ được phát triển

Thông qua việc nghiên cứu thổ nhưỡng dưới góc độ nguồn gốc phát sinh có

ý nghĩa quan trọng đối với quy hoạch không gian lãnh thổ, đặc điểm thổ nhưỡng phản ánh động lực quá trình địa mạo đang diễn ra Những lãnh thổ có quá trình tạo thổ nhưỡng đang bị gián đoạn, đất đang bị thoái hóa, xói mòn trơ sỏi đá, đất kém phì nhiêu không những không có khả năng tạo ra năng suất cây trồng cao mà còn phản ánh động lực quá trình địa mạo đang diễn ra mạnh mẽ, hoặc là quá trình ngoại sinh xảy ra mạnh, hoặc là do hoạt động của con người tác động rất lớn đến cảnh

13

quan Từ đó có các biện pháp cải tạo sử dụng hợp lý tài nguyên đất, sử dụng hợp lý không gian lãnh thổ

b Mối quan hệ giữa quá trình địa mạo và thổ nhưỡng

Sự hình thành và phát triển thổ nhưỡng gắn liền với sự phát triển của địa hình hay nói cách khác quá trình tạo thổ nhưỡng có tương quan với quá trình tạo hình thái Trên dạng địa hình nào sẽ hình thành nên loại thổ nhưỡng đó Mối quan hệ giữa địa mạo và thổ nhưỡng là mối quan hệ trái ngược nhau: Khi quá trình tạo hình thái mạnh, tức là bề mặt địa hình bị biến đổi mạnh thì quá trình tạo thổ nhưỡng sẽ giảm yếu, hơn nữa đất còn bị bào mòn, cắt cụt và trẻ hóa liên tục Điều này đặc biệt thấy rõ trong các miền bán khô hạn Khí hậu khắc nghiệt làm cho lớp phủ thực vật nghèo nàn thưa thớt, sườn bị các quá trình phong hóa vật lý và trọng lực bóc lộ liên tục Lớp thổ nhưỡng do đó mỏng dần, vì phần được tạo mới không bù lại được phần

đã bị bóc đi

Vào những giai đoạn khí hậu khô nóng là giai đoạn diễn ra quá trình phong hóa vật lý phát triển mạnh làm phá hủy đá gốc, tích tụ vật liệu, vỏ phong hóa khá dày Vào giai đoạn khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, tập trung làm cuốn trôi, vận chuyển vật liệu theo cả dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, hình thành các khe xói chia cắt bề mặt địa hình, khi đó quá trình tạo hình thái diễn ra mạnh mẽ Các sản phẩm phong hóa được vận chuyển từ trên núi cao, những nơi địa hình cao xuống những nơi địa hình trũng thấp tích tụ ở đó

Vật liệu ở những nơi có địa hình cao – nơi có quá trình tạo hình thái mạnh –

bị vận chuyển đi nơi khác, có khi bị lộ trơ cả đá gốc tạo điều kiện cho quá trình phong hóa đá tiếp tục xảy ra vào những giai đoạn khí hậu khô nóng; còn những nơi

có địa hình thấp trũng, quá trình tạo hình thái diễn ra yếu hoặc không diễn ra sẽ tập trung vật liệu kết hợp với lớp phủ thực vật dày hình thành lớp vỏ phong hóa khá dày, lớp thổ nhưỡng dày mà không bị vận chuyển đi nơi khác

Do đó, khi xem xét mối tương quan giữa quá trình tạo hình thái và quá trình tạo thổ nhưỡng không thể tách rời yếu tố khí hậu của môi trường địa lý và yếu tố vật chất, thạch học Quá trình trên mới chỉ dừng lại ở mức bóc mòn di chuyển vật liệu ở dạng thô Còn quá trình laterit liên quan đến sự di chuyển của các oxit chứa

14

trong thành phần thạch học của từng loại đá Trong cùng một điều kiện khí hậu, trên cùng một loại đá nhưng có nơi hình thành loại đất này có nơi lại hình thành loại đất khác do đó sẽ ảnh hưởng tới loại cây trồng và hướng sử dụng tài nguyên đất

Trên mỗi đơn vị địa hình khác nhau sẽ xảy ra quá trình tạo hình thái khác nhau quyết định đến tính chất và độ dày của thổ nhưỡng Trên bề mặt đỉnh các núi thấp thường thoải, độ dốc không lớn có khả năng lưu giữ các sản phẩm phong hóa,

vì vậy tầng đất khá dày và thực vật phát triển mạnh

Trên các sườn núi quá trình trọng lực xảy ra là chủ yếu đã vận chuyển các vật liệu phong hóa tại chỗ xuống chân sườn vì vậy thổ nhưỡng rất mỏng hay có chỗ không có và lộ trơ đá gốc Dưới chân sườn chủ yếu xảy ra quá trình tích tụ vật liệu

do đó lớp thổ nhưỡng dày Tuy nhiên để có những hướng sử dụng hợp lý tài nguyên đất ở mỗi vùng lãnh thổ phải phân tích đặc điểm địa mạo – thổ nhưỡng của khu vực

đó

Hình 1.2: Sơ đồ thể hiện mối tương quan tạo thổ nhưỡng với độ dốc địa hình [13]

- Ở trên những bề mặt tương đối bằng phẳng, các sản phẩm phong hóa được tích tụ tại chỗ tạo lớp vỏ phong hóa dày, hình thành nên lớp thổ nhưỡng cũng khá dày

- Trên sườn dốc, độ dốc lớn, quá trình trọng lực diễn ra nhanh chóng đã di chuyển các vật liệu phong hóa xuống chân sườn, quá tình deluvi diễn ra hầu khắp ở đây, vỏ phong hóa mỏng dần, thổ nhưỡng không hoặc ít được hình thành ở trên những sườn dốc này

- Ở các chân sườn, độ dốc giảm, là nơi tích tụ vật liệu được đưa từ trên sườn

Từ những phân tích ở trên cho thấy xói mòn đất cũng như quá trình thành tạo

vỏ phong hóa – thổ nhưỡng chịu ảnh hưởng của độ dốc, quá trình rửa trôi khu vực nghiên cứu khá mạnh

Giữa thổ nhưỡng và các quá trình bề mặt có mối quan hệ chặt chẽ lẫn nhau.Khi nghiên cứu đất trên một sườn dốc theo hướng tiếp cận chuỗi đất có thể đánh giá được lịch sử phát triển của sườn dốc có ổn định hay không trong lịch sử Trên lớp đất bề mặt đã ghi lại đặc điểm địa mạo bề mặt, thích hợp cho việc đánh giá

sự tiến hóa của địa hình Các quá trình địa mạo ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa sườn dốc thể hiện thông quá sự vận chuyển xuống sườn dốc các vật liệu sườn và sự phân bố của chúng dưới chân sườn dốc

1.1.3 Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng

a Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng

Đất được coi như một đơn vị cảnh quan Địa mạo – thổ nhưỡng là một lĩnh vực khoa học nghiên cứu đất trên cảnh quan Dễ hiểu, đất liên tục trên cảnh quan được phân chia thành các đơn vị riêng biệt Đơn vị thổ nhưỡng là đơn vị đất phổ biến nhất được mô tả, lấy mẫu và phân loại theo các nhà thổ nhưỡng học Mối quan

hệ về kích thước hay tỷ lệ của đơn vị thổ nhưỡng thuộc về khái niệm sử dụng và chức năng cần thiết cho việc mô tả và phân loại Tuy nhiên, đơn vị thổ nhưỡng không có ranh giới rõ ràng, vì vậy không phải là đơn vị cảnh quan tự nhiên Quá trình địa mạo xảy ra bởi tác nhân khí hậu như nước, gió, băng và tác nhân trọng lực,

sự tác động của cảnh quan dường như là liên tục Cảnh quan có ranh giới tự nhiên

có thể hạn chế hoặc điều khiển sự di chuyển của khối vật chất và năng lượng Ví dụ như ranh giới tự nhiên là đường phân địa hình, sự tiếp xúc giữa các đá khác nhau hay các nhóm trầm tích, sự uốn cong của các đường độ dốc hay hình dáng và sự tiếp xúc giữa tuổi khác nhau, nguồn gốc và cấu trúc bên trong của địa hình

16

Đất hình thành trên hầu như tất cả các vị trí của cảnh quan Do đó, lịch sử của sự tiến hóa cảnh quan có quan hệ mật thiết gắn liền với lịch sử phát triển đất tại một vị trí

Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là một hệ thống đất được kết cấu bởi các hợp phần đất lặp lại theo những trật tự xác định, liên quan với đặc điểm địa hình và

có quan hệ tương quan giữa các hợp phần tạo thành một tổng thể thống nhất [24]

Nghiên cứu cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là nhiệm vụ của khoa học địa mạo – thổ nhưỡng Nó là sự tổng hợp của nhiều ngành khoa học nghiên cứu về trái đất, trong đó lấy đối tượng nghiên cứu của khoa học địa mạo và thổ nhưỡng là chính

Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng bao gồm các hợp phần đất có quan hệ với nhau thông qua dòng trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường bên ngoài

Với đặc tính đó, mỗi cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng đều có các tính chất đặc trưng sau:

- Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng tồn tại ở trạng thái bền vững và cân bằng nhờ vào sự cân bằng về tốc độ cho và nhận các dòng vật chất và năng lượng Khi tốc độ đó thay đổi kéo theo sự thay đổi trạng thái bền vững và cân bằng của cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng ban đầu Khi đó nó sẽ chuyển sang dạng cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng mới đạt được trạng thái cân bằng và bền vững ở tốc độ cho và nhận của dòng vật chất và năng lượng ấy Sự tích tụ nguồn năng lượng và vật chất trong mỗi cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng phụ thuộc vào tốc độ của dòng vật chất và năng lượng, mức độ tích tụ vật chất và năng lượng càng cao thì sự biến đổi cảnh quan càng giảm

b Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là một bộ phận của cảnh quan địa lý

17

Cảnh quan trong nghệ thuật được hiểu là sự biểu hiện của một địa phương nào đó; trong địa lý, cảnh quan được hiểu là một khái niệm chung, đồng nghĩa với khái niệm địa tổng thể (địa tổng thể là một phức hệ các yếu tố tự nhiên và xã hội có tác động qua lại lẫn nhau thông qua dòng vật chất và năng lượng) của bất kỳ cấp nào (theo Minkov F.N, Armand…)

Nếu đặt cảnh quan địa lý theo cách hiểu như một đơn vị cá thể thì: "Cảnh quan địa lý là một địa hệ thống thống nhất về mặt phát sinh, đồng nhất theo các dấu hiệu địa đới và phi địa đới, và bao gồm một tập hợp các địa hệ địa phương liên kết với nhau (Ixatrenko,1965)"

Cũng theo cách hiểu này, Vũ Tự Lập cho rằng:" Cảnh quan địa lý được phân hoá trong phạm vi một đới ngang ở đồng bằng và một đai cao ở miền núi, có một cấu trúc thẳng đứng đồng nhất về nền địa chất, về kiểu địa hình, kiểu khí hậu, kiểu thuỷ văn, về đại tổ hợp thổ nhưỡng và đại tổ hợp thực vật, và bao hàm tổ hợp

có qui luật của những dạng địa lý và những đơn vị cấu tạo nhỏ khác theo một cấu trúc ngang đồng nhất" (V.T.Lập,1976)

Với cách hiểu cảnh quan địa lý và cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng như đã nói ở trên, thấy rằng cảnh quan địa lý đã chứa trong nó cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng hay cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng chỉ là một bộ phận phản ánh đặc điểm cảnh quan địa lý Nói cách khác, cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng là một tập hợp con trong tập hợp lớn cảnh quan địa lý

Tính đồng nhất của cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng được đặc trưng bởi tính đồng nhất của cấu trúc bên trong của nó (tính đồng nhất của các tổ hợp đất)

Cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng có cấu trúc không gian nằm trong cấu trúc không gian của cảnh quan địa lý Nó bao gồm cấu trúc ngang và cấu trúc đứng được biểu diễn như sau:

Hình 1.3: Sơ đồ cấu trúc theo chiều nằm ngang của hệ thống cảnh quan địa mạo –

18

Trong đó: Cl: Đới trên hệ sinh thái đất

V: Thảm thực vật, đới cộng đồng sinh vật trên mặt đất

A, B, C: Các tầng đất, đới cộng đồng sinh vật dưới mặt đất W: Vỏ phong hóa

R: Đá mẹ

Hình 1.4: Sơ đồ cấu trúc theo chiều thẳng đứng của cảnh quan địa mạo – thổ

nhưỡng (Buol, Hole, Mc Crạken 1989)[24]

Trên cơ sở về tính đồng nhất của tổ hợp đất, cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng chia làm hai nhóm lớn:

- Nhóm đơn tổ hợp bao gồm các cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng được cấu thành từ một tổ hợp đất nào đó

- Nhóm đa tổ hợp bao gồm các cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng được cấu thành từ các tổ hợp đất khác nhau

1.1.4 Một số mô hình hình thành đất

Đất là một hệ thống phức tạp, do đó để hiểu chúng cần phải áp dụng mô hình khoa học để giải thích về đất, đặc điểm và sự hình thành chúng Hai mô hình về sự hình thành đất được biết đến là của Jenny (1941) và của Simonson (1959)

1 Nhân tố hình thành đất của Jenny:

Mô hình của Jenny (1941) mô tả đất là một hàm số của khí hậu, ảnh hưởng của sinh vật, địa hình, vật liệu mẹ và thời gian Mô hình này cho thấy mối quan hệ giữa hệ sinh thái (nhân tố sinh thái), cảnh quan (địa hình), trầm tích bề mặt (vật liệu

Đới dưới hệ sinh thái đất

19

mẹ) và tiến hóa cảnh quan (thời gian) Địa tầng trầm tích hoặc đá gốc và bề mặt đường đồng mức ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự di chuyển của nước ở trong và ngoài cảnh quan Địa hình và vật liệu mẹ có sự kiểm soát mạnh mẽ trên cả hai vị trí (ví dụ gương nước ngầm, giữ nước, khả năng dinh dưỡng, hàm lượng muối, nhiệt độ đất)

và môi trường đất khu vực; do đó tác động đến hình thái và chức năng của các hệ sinh thái Tất cả 5 nhân tố hình thành đất được liên kết trực tiếp hoặc gián tiếp đến cảnh quan, trầm tích bề mặt và tiến hóa cảnh quan

Mối quan hệ giữa các nhân tố hình thành đất được Jenny thể hiện bằng hàm

số sau:

S = f (cl, o, r, p, t)

Trong đó:

2 Mô hình quá trình của Simonson:

Simonson (1959) đã giải thích sự hình thành đất thông qua sự tương tác giữa

4 quá trình: sự cộng thêm vào, sự mất đi, sự di chuyển và sự biến đổi (hình 1.6) Mô hình này hữu ích hơn mô hình của Jenny (1941) về sự hiểu biết các mối quan hệ không gian trong cảnh quan đất Các quá trình địa chất hay quá trình địa mạo gây ra

sự cộng thêm, sự mất đi, sự di chuyển và sự biến đổi trên phạm vi cảnh quan tạo ra

cl : Khí hậu p : Vật liệu mẹ

o : Sinh vật t : Thời gian

Hình 1.5: Sơ đồ mối quan hệ về 5 nhân tố hình thành đất của Jenny: khí hậu, sinh

vật, vật liệu mẹ, địa hình và thời gian [39]

20

và thay đổi địa hình, trầm tích và đất Ví dụ, trầm tích bị xói mòn từ sườn dốc được lắng đọng như coluvi (lở tích) trên đáy của sườn dốc hoặc aluvi (phù sa) ở kênh thoát nước hay đồng bằng ngập lụt Trầm tích được kết hợp với những tầng đất trên cùng của những tầng đất hiện tại hoặc trở thành vật liệu mẹ mới cho một loại đất mới được hình thành

Mô hình quá trình của Simonson có thể được viết dưới dạng hàm số của các quá trình như sau:

S = f(a, r, t 1 , t 2 ) Trong đó: S là đất; a là quá trình cộng thêm; r là quá trình dời đi hoặc mất đi;

t 1 là quá trình di chuyển, vận chuyển; t 2 là quá trình biến đổi

Hình 1.6: Mô hình quá trình của Simonson (1959) về nguồn gốc đất cho thấy mối tương tác giữa sự cộng thêm vào, sự mất đi, sự di chuyển và sự biến đổi [39]

Bốn quá trình trên đều xảy ra đồng thời một lúc trong tất cả các loại đất

1.1.5 Khái niệm catena (chuỗi đất)

“Catena” thể hiện cảnh quan địa hình vừa phải một cách tốt nhất, thể hiện ý tưởng của Jenny (1941b) Địa hình cơ bản là một nhân tố thụ động nhưng nó có

21

chức năng rất quan trọng cung cấp năng lượng tiềm năng và động năng cho hệ thống đất thông qua tác động của nó dẫn tới sự di chuyển của dòng chảy Nó có tác động quan trọng đối với việc phân phối lại vật chất và năng lượng trong hệ thống cảnh quan đất

Nghiên cứu đất theo sườn dốc là một trong những cách đơn giản ngắn gọn nhất để thấy rõ các mối quan hệ không gian giữa đất và địa hình (Sommer và Schlichting 1997) “Catena” là một lát cắt của đất từ đỉnh xuống chân của đồi vuông góc (hoặc gần như thế) với các đường đồng mức Tên của nó xuất phát từ tiếng Latin “catena”, chuỗi Đất trong “catena” thường được xem là các liên kết trong chuỗi, tưởng tượng hai đầu của chuỗi được tổ chức vững chắc, như vậy mà phần còn lại của nó treo lở lửng ở giữa “Catena” bao gồm thông tin về đất, địa tầng học trên bề mặt đất và thủy văn và hình dạng sườn đồi Áp dụng các khái niệm “catena” liên quan đến việc đưa tất cả các bộ phận lại với nhau tạo thành một hệ thống hàm

số địa mạo – thổ nhưỡng

Mô hình của Simonson (1959) và Jenny (1941) cung cấp khái niệm quan trọng cho sự hiểu biết về sự hình thành đất Tuy nhiên không phải mô hình thiết lập ranh giới chức năng cho sự hình thành đất liên tục trong các đơn vị cảnh quan thiên nhiên “Catena” là khái niệm cơ bản giải thích phẫu diện đất trên sườn dốc

“Catena” (chuỗi đất) là một chuỗi đất dọc theo sườn dốc từ đỉnh đến chân sườn

Milne (1936) đưa ra thuật ngữ “catena” để mô tả sự lặp lại liên tục của đất xảy ra từ đỉnh sườn dốc đến thung lũng kề dưới Ban đầu xác định một “catena” như chuỗi của đất giữa những đỉnh đồi và những bề mặt bằng ở gần đầm lầy Phẫu diện đất thay đổi theo trình tự này phù hợp với điều kiện thoát nước và lịch sử địa mạo Khái niệm “catena” ban đầu của Milne đã không loại trừ “catena” ở nơi mà đất đã phát triển trên những vật liệu đá gốc khác nhau, thạch học không đồng nhất dọc theo “catena” Năm 1942, Bushnell đã mở rộng và đồng thời hạn chế việc áp dụng thuật ngữ này bao gồm tất cả các dạng địa hình có thể khác nhau, vị trí bóc mòn và thủy văn, nhưng dựa trên vật liệu mẹ nhất định Về bản chất, Bushnell muốn một

“catena” chỉ khác nhau liên quan tới sự thoát nước, ngày nay chúng ta gọi là chuỗi địa hình Khái niệm chuỗi địa hình chủ yếu liên quan đến hình thái, nghĩa rộng như

22

sự thay đổi màu đất do thay đổi điều kiện ẩm ướt (Hall 1983) Mặt khác, Đất dọc theo “catena”, có sự khác biệt hình thái vì sự thay đổi điều kiện thoát nước và thay đổi liên tục của trầm tích theo các “catena” Ruhe (1960) nhấn mạnh rằng người ta không thể hiểu sự tiến hóa của một chuỗi đất mà không cần kết hợp kiến thức về lịch sử địa mạo của mỗi cảnh quan, và không đồng ý với khái niệm rằng “catena” nên được giới hạn trong một loại vật liệu mẹ Tuy nhiên trong luận văn, tác giả sẽ không hạn chế “catena” từ một loại vật liệu mẹ đồng nhất

Có thể dự báo sự biến đổi của đất theo “catena” Tuy nhiên để nâng cao khả năng dự báo này, “catena” được xem xét trong sơ đồ đường cong độ dốc của nó như

là sự quan sát từ trên cao Sơ đồ đường cong độ dốc phần lớn điều khiển hướng dòng nước và vận chuyển bùn cát trên sườn dốc “Catena” trên các đỉnh sườn dốc hoặc ở sườn bên hoàn toàn khác nhau, như ở trên đỉnh sườn dốc thì nước và trầm tích được khuếch tán, chân sườn dốc thì nước và trầm tích dồn lại/tích tụ, và ở bên sườn dốc là phần trung gian vận chuyển vật liệu

Milne đã phân biệt hai loại “catena” Loại thứ nhất xảy ra trên sườn dốc đã phát triển trong một loại đá gốc duy nhất Mặc dù có sự đồng nhất trong đá mẹ, Milne đã quan sát thấy sự thay đổi liên tục của đất theo đường cong độ dốc Milne cho rằng sự liên tiếp của đất tới các sự thay đổi dưới bề mặt đất trong kênh thoát nước, phương vận chuyển của trầm tích và sự dời đi của vật liệu hay ở dưới các bề mặt đất (hình 1.7a) Trong 2 ví dụ của Milne sườn dốc bao gồm nhiều hơn một loại

đá gốc (hình 1.7b) Sự quan sát liên tục của đất diễn ra trên sườn dốc Sự biến động trong hệ thống thoát nước và phương vận chuyển cũng tạo ra “catena” này, nhưng

sự khác nhau của địa tầng trong đá mẹ tăng lên gây ra sự phức tạp của phẫu diện đất Trong ví dụ này, trầm tích bề mặt hình thành một lớp phủ lên trên cảnh quan

mà nó không trùng khớp với vỉa đá/địa tầng của đá bên dưới Khái niệm “catena” bao gồm cả địa tầng bề mặt và cấu trúc địa chất bên trong sườn dốc hay thạch học

Hơn nữa, khái niệm “catena” bao gồm cả mô hình cảnh quan đất và mô hình hay hệ thống địa mạo Milne đã công nhận rằng sự sắp xếp góp phần tuần tự liên tục các loại đất khác nhau xuống sườn dốc Quá trình xói mòn và tích tụ được thúc đẩy bởi địa hình và sự vận chuyển của nước phân phối lại trầm tích ở sườn dốc tạo ra sự

23

tinh tế của các bộ phận khác nhau trong vật liệu mẹ của đất (Kleiss, 1970) Sự đòi hỏi cả về vật liệu mẹ và địa hình là nhân tố trong mô hình hình thành đất của Jenny (1941) Giống như quá trình xói mòn và tích tụ, sự tiến hóa của cảnh quan ảnh hưởng đến phẫu diện đất trên cảnh quan Sự thay đổi liên tục trong hình thái đất thông qua cảnh quan được kết hợp bởi quá trình tiến hóa của cảnh quan trên sườn dốc cả về thời gian và không gian Trong mô hình của Jenny, sự tiến hóa cảnh quan

có nghĩa là vật liệu mẹ và địa hình không phụ thuộc sự thay đổi, nhưng hơn thế là

sự phụ thuộc vào biến số có thể đồng biến theo thời gian [34]

Hình 1.7: Hai biểu đồ về catena của Milne (1936a, b) cho thấy ý tưởng về mối quan

24

* Nguyên nhân của sự biến đổi của đất trong “catena”

Sự thay đổi đặc tính của đất được quan sát thấy trong một chuỗi chủ yếu là

do địa hình và ảnh hưởng của nó đối với sự di chuyển của trầm tích và nước Đặc biệt, sự khác biệt về thủy văn trong một sườn dốc dẫn đến dự đoán về sự biến đổi màu đất Trong trường hợp mực nước ngầm sâu và điều kiện oxy hóa (vị trí đỉnh và vai dốc), màu sắc đất dưới bề mặt đất có màu đỏ hoặc nâu từ sắt (oxy hóa) Ngược lại, ở các nơi mà mực nước ngầm nông (chân sườn dốc) đất có màu xám Các loại đất ngập nước thường màu hơi xanh xám hoặc thậm chí màu xám trung hoà về màu sắc Trong một phần của phẫu diện đất gương nước ngầm dao động tạo ra những vết lốm đốm

Vì vậy, sự khác biệt trong hệ thống thoát nước có vai trò thay đổi màu sắc dần dần thường thấy trong “catena”

Các loại đất khác nhau dọc theo “catena” vì hai lý do chính:

(1) Độ dốc ảnh hưởng đến thông lượng dòng nước và vật chất (thông thường nhưng không phải luôn luôn theo hướng nghiêng xuống)

(2) Các ảnh hưởng của nước ngầm

Thông lượng có hai loại chính: Thông lượng mảnh vụn (trầm tích và hữu cơ)

và thông lượng độ ẩm (Malo et al 1974)

Trong “catena” kín, ví dụ, một vùng trũng đáy bằng hoặc lòng chảo, tất cả trầm tích và nước từ các sườn đổ xuống, các mảnh vỡ bị cuốn từ các sườn núi phía trên tích tụ ở đây (Walker and Ruhe 1968) Trong các hệ thống thoát nước hở, các mảnh vụn có thể được di chuyển khỏi các sườn đồi bởi hệ thống sông suối Sự chảy thành dòng của các mảnh vụn là rất quan trọng trên nhiều sườn dốc với các tính chất đất phản ánh mạnh mẽ đối với các hệ thống tích tụ của sườn dốc hơn so với hệ thống thổ nhưỡng (Kleiss 1970) Sommer và Schlichting (1997) đã xem xét tầm quan trọng của dòng chảy làm thay đổi đất trong “catena” và phát triển một sơ đồ lý tưởng hóa để đại diện cho tất cả các dạng có thể có của dòng chảy Sơ đồ của họ (hình 1.8) bao gồm các dòng chảy gây ra bởi dòng chảy tràn trên mặt, dòng chảy bên dưới bề mặt, xâm nhập theo chiều dọc/thấm, tăng mao mạch và dòng chảy trở

về và cho thấy mối liên hệ của các dòng chảy

25

Trong đó:

Hình 1.8: Lý tưởng hoá các sơ đồ hiển thị khác nhau, trực tiếp và gián tiếp

có liên quan đến mối liên kết giữa các loại đất trong “catena” Dòng dẫn nước tập

trung Theo Sommer và Schlichting (1997) [31]

Dòng trầm tích mảnh vụn liên quan đến các thành phần xói mòn và tích tụ Khi vận chuyển chủ yếu do quá trình trọng lực được gọi là lở tích (colluvi) (Goswami - 1996) Khi dòng chảy tràn trên mặt và sự xói mòn do sông là những quá trình chính, được gọi là quá trình rửa tràn sườn dốc Trên đỉnh sườn, nước có xu hướng thấm hoặc chảy đi từ từ Bởi vì chúng là những sườn dốc đứng của cảnh quan, trên các khu vực sườn và vai dốc có thế năng lớn nhất cho dòng chảy mặt, và

do đó thường bị xói mòn nhiều nhất, bằng chứng là phẫu diện đất mỏng nhất và là khu vực có khả năng cho các mỏm đá trồi lên trên các sườn đá lộ (Gregorich và Anderson 1985) (Hình 1.9)

Hình 1.9: Khái niệm mô hình minh họa các loại đất khác nhau cùng một

“catena” điển hình After King et al.(1983) [31]

1 Dòng chảy tràn trên mặt 4 Mao dẫn tăng

2 Bên dưới dòng chảy mặt 5 Dòng chảy trở về

26

Tuy nhiên, gradient độ dốc không phải là yếu tố duy nhất có thể làm nổi bật

sự xói mòn trên một vị trí cụ thể Mức độ che phủ và phân loại, kết cấu trầm tích, khả năng xâm nhập đất và hoạt động của sinh vật (đặc biệt là động vật đào hang) tất

cả đều ảnh hưởng tới sự xói mòn đất (Yair và Shachak 1982) Bởi vì trầm tích mịn hơn dễ bị xói mòn, nguyên liệu thô thường được bỏ lại phía sau trên các vị trí ở vai dốc và sườn phía sau (Walker và Ruhe 1968) Càng thấp xuống phía dưới mặt nghiêng dốc, các mảnh vật liệu vụn di chuyển chậm lại và lắng đọng, tích tụ chiếm

ưu thế Tích lũy xảy ra trên chân sườn dốc (xem hình 1.9)

Trong quá trình vận chuyển, vật liệu trong “dòng chảy” cùng đồi dốc có xu hướng trở nên ít được sắp xếp Nói chung, vật liệu mịn được di chuyển xa hơn dọc theo độ dốc trong khi trầm tích thô được bỏ lại phía sau (1970 Kleiss, Malo et al 1974) Xu hướng này được thể hiện tốt nhất trong lưu vực khép kín (Walker và Ruhe 1968), bởi vì trong lưu vực hở các lớp trầm tích mịn trên chân sườn có thể được di chuyển bởi dòng suối và trầm tích có thể được thêm vào bởi hệ thống sông ngòi

Lượng mưa thường được phân bố đều dọc theo sườn núi Trên sườn dốc, lượng nước đi vào so với lượng nước đi ra phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như độ dốc, khả năng thấm độ dốc và độ lệch của quy hoạch, cường độ/ tần số của lượng mưa và thảm phủ Nếu khả năng thấm của đất vượt quá tỷ lệ lượng mưa cung cấp, sẽ có sự khác biệt về đất và “catena” liên quan đến các mảnh vụn và độ ẩm thay đổi nhỏ (hình1 10) Dòng chảy xảy ra khi lượng mưa tới vượt quá khả năng thấm của đất (trên tất cả hoặc một phần của sườn dốc) Sau đó, độ dốc và độ cong ảnh hưởng đến tỷ lệ mà tại đó nước chảy tràn ở sườn dốc, và nơi mà nó đi (Huggett

1975, 1976b) Dòng chảy thường là lực dẫn động gây ra dòng tàn tích Mưa rơi (hoặc tan chảy ra) trên sườn phía sau dốc đứng có thể thoát nhanh Ở các bộ phận của sườn dốc thấp hơn nước có thể chảy liên tục và thường ẩm ướt hơn và có khả năng bị rửa trôi nhanh hơn (hình 1.10) Mực nước ngầm cao trong các vị trí có độ dốc thấp hơn có thể ngăn chặn quá trình hình thành thổ nhưỡng, tuy nhiên vẫn có một số loại đất phát triển ở vị trí này của các “catena”, do một lượng lớn nước và động năng của nó (Runge – 1973) Nếu tất cả các loại đất đều thấm nước và ảnh

thẩm thấu bị hạn chế với một gương nước ngầm cao [31]

Bản chất của “catena” là mối quan hệ giữa đất và địa hình thể hiện về độ dốc

và vị trí Thời gian là cần thiết để hình thành một chuỗi đất nhất định Đó là sự giả định rằng đất đã đạt đến một số điều kiện ở trạng thái ổn định, nhưng nó là rất khó khăn để quyết định trạng thái này tồn tại đặc biệt là khi quá trình địa mạo cũng tham gia Đường cong cho sự tích lũy của hầu hết các tính chất của đất dốc nhưng sau một thời gian chúng bị san bằng, cho thấy rất ít thay đổi sau đó Nhưng thời gian cần thiết để đạt trạng thái ổn định sẽ phụ thuộc vào tính chất đất, vật liệu mẹ và sự phát triển của các phẫu diện đất Tầng đất A hình thành nhanh chóng, tầng đất B hình thành chậm hơn, trong khi tầng laterit hình thành trong thời kỳ Đệ Tam hoặc đầu thời kỳ Đệ Tứ Vì vậy, phân tích bất kỳ “catena” nào nên tìm hiểu lịch sử địa lý

tự nhiên của vùng đó Chuỗi trong bất kỳ một địa phương nào cũng là sự tương tác phức tạp của đất, địa hình và thời gian

28

1.1.6 Vai trò của đánh giá cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng trong sử dụng hợp lý tài nguyên đất

Đất là một dạng tài nguyên thiên nhiên đặc biệt đã được con người sử dụng

từ rất lâu phục vụ cho các nhu cầu của cuộc sống của mình Đất là môi trường sống của các loại sinh vật trên trái đất, là tài sản vô cùng quý giá của mỗi quốc gia, là cơ

sở vật chất tạo ra của cải vật chất của con người đồng thời là nơi chứa các loại rác thải của con người thải ra môi trường Đất là tài nguyên có hạn, đất có khả năng canh tác lại càng ít ỏi, môi trường đất hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm, thoái hóa và xói mòn đất Vì vậy sử dụng hợp lý tài nguyên đất là việc làm cấp thiết và quan trọng không chỉ của các nhà quản lý mà còn của mỗi cá nhân

Theo các nhà khoa học Nga V P Trôiski (1997) và X N Vôncôva (1995) thì SDHL đất đai là sự sử dụng đất đai mà trong đó có chú ý tới nhiều và đầy

đủ tới các điều kiện tự nhiên, kinh tế và đặc điểm của lãnh thổ, đảm bảo cơ bản lợi ích về kinh tế của xã hội, đem lại hiệu quả cao trong sản xuất và các dạng hoạt động khác, đảm bảo bảo vệ và tái sản xuất sản phẩm và những tính chất ích lợi khác của đất đai

Trước đó nhiều năm, FAO đã đưa ra các quy trình đánh giá đất, tạo cho đất đai một sự phát triển bền vững

Các dạng tài nguyên thiên nhiên ngày càng được khai thác triệt để, mạnh mẽ cho nhiều mục đích khác nhau Tuy nhiên, trong thực tế, sự khai thác này nhiều khi lại quá mạnh, nó vượt quá khả năng tự điều chỉnh và phục hồi của các dạng tài nguyên, dẫn đến hậu quả to lớn là sự suy thoái của tự nhiên và điều kiện môi trường của hành tinh chúng ta

Vấn đề sử dụng, khai thác hợp lý các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên rõ ràng đã trở thành vấn đề bức thiết, có tầm quan trọng to lớn Trong đó, trước hết đã nảy sinh một nhu cầu cần có sự đánh giá tổng hợp các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên lãnh thổ, xây dựng các cơ sở khoa học sử dụng hợp lý chúng

Sử dụng hợp lý tài nguyên đất là sử dụng đất nhưng làm cho đất không bị thoái hóa Nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng là nghiên cứu tổng thể các nhân tố hình thành đất và các quá trình bề mặt tác động lên sự hình thành đó Mỗi đơn vị

29

cảnh quan phản ánh tổng thể các yếu tố tự nhiên, khi con người tác động lên một trong các hợp phần sẽ làm các hợp phần khác bị biến đổi Do vậy, để quản lý cũng như sử dụng hợp lý tài nguyên đất cần phải nghiên cứu quá trình tiến hóa của cảnh quan đất

Cơ sở khoa học quan trọng của việc sử dụng hợp lý các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên trước hết phải được lựa chọn từ các đặc điểm đặc trưng của

tự nhiên, các điều kiện môi trường sinh thái lãnh thổ Sử dụng các kết quả nghiên cứu cảnh quan và nhất là qua bản đồ cảnh quan ở các tỷ lệ khác nhau sẽ cho một phương thức tiếp cận tổng hợp nhất, tương đối gần gũi, xác thực với hiện trạng tự nhiên mỗi vùng Qua việc phân tích các quy luật hình thành, đặc điểm phân hóa theo không gian và thời gian, các đặc trưng về động lực phát triển của cảnh quan, mối liên quan và tác động tương hỗ giữa các yếu tố và thành phần của tự nhiên cũng như giữa các tổng hợp thể tự nhiên với nhau và đặc biệt là việc đánh giá tổng hợp các đơn vị cảnh quan sẽ cho phép xác định mức độ "thích hợp nhất ", tỉ tương đối thích hợp "hay "không thích hợp "của mỗi một đơn vị lãnh thổ cho từng ngành sản xuất, từng dạng sử dụng tài nguyên, Chính trong quá trình phân tích cảnh quan, miêu tả các đặc điểm của từng đơn vị trong hệ thống phân loại các tổng hợp thể tự nhiên, đã làm sáng to không chỉ các đặc điểm chung, các đặc điểm riêng của các cảnh quan đó, mà còn một cách định tính làm rõ những đặc điểm chức năng của chúng

Cũng qua các nội dung phân tích cảnh quan đã làm sáng tỏ thêm những đặc trưng biến động về cấu trúc, chức năng của chúng dưới tác động của các hoạt động mang tính nhân tác Tác động của con người lên các đơn vị tổng hợp thể tự nhiên lãnh thổ thông qua các hoạt động sản xuất, kinh tế đã làm biến đổi không chỉ các thành phần và yếu tố tự nhiên, các đơn vị cảnh quan theo từng cấp, mà còn phản ánh khá rõ ràng những vấn đề mang tính lịch sử sử dụng lãnh thổ, những kinh nghiệm thực tiễn phát triển sản xuất, sử dụng các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên cho các mục đích ứng dụng

30

Đánh giá cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng đã làm sáng tỏ mối quan hệ giữa các quá trình bề mặt và sự hình thành đất Xem xét được lịch sử tiến hóa của các đơn vị địa mạo – thổ nhưỡng để từ đó có các biện pháp khai thác sử dụng hợp lý

1.2 Sơ lược lịch sử nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

Thổ nhưỡng là khoa học đã được nghiên cứu từ rất lâu đời, tuy nhiên khoa học thổ nhưỡng trước kia chỉ nghiên cứu ở mức độ phân chia thành các loại đất theo thành phần vật chất, độ đá lẫn và tầng dày của các loại đất

Nghiên cứu hệ thống đất hay cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng đã có từ lâu (cuối thế kỷ 19) đối với các nước trên thế giới , đặc biệt là đối với các nước có nền khoa học phát triển như: Liên Xô cũ, Mỹ… Ngay từ khi V.V.Dokuchaev đặt nền móng cho thổ nhưỡng học hiện đại, ông đã phân biệt rõ hai nhóm qui luật của địa lý thổ nhưỡng Đặc biệt trong nhóm qui luật thứ hai của ông đã xác định rõ sự thay đổi của thổ nhưỡng liên quan với các điều kiện của địa hình và ông đã đặt tên cho nhóm qui luật này là:"địa hình học thổ nhưỡng" Sau V.V.Dokuchaev, N.M.Xibirtxev đã đưa ra quan niệm của mình đó là:"địa hình là nhân tố chủ đạo tạo nên tổ hợp đất" Tiếp đó là G.N.Vưxotxki đã tiến thêm một bước trong nghiên cứu của N.M.Xibirtxev đó là việc ông đã đưa ra các sơ đồ điển hình của kết cấu lớp phủ thổ nhưỡng trong sự phụ thuộc vào địa hình đối với 4 đới: rừng, thảo nguyên rừng, thảo nguyên và thảo nguyên khô Công lao lớn của G.N.Vưxotxki là đã phát hiện ra mối quan hệ tương hỗ về mặt phát sinh giữa các đất nằm ở các vị trí khác nhau nhưng hoàn toàn xác định trên địa hình

Những năm 60 của thế kỷ XX, thổ nhưỡng đã được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới chú trọng nghiên cứu dưới góc độ nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển Những năm gần đây địa mạo – thổ nhưỡng ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn Có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này như một số công

trình: “Soils geomorphology” của Raymond Bryant Daniels, Richard D Hammer

xuất bản năm 1992 Daniel và Hammer đã nhấn mạnh vai trò quan trọng của mối quan hệ giữa địa mạo và thổ nhưỡng Ông cho rằng độ dốc địa hình và bề mặt địa mạo có ý nghĩa đến quá trình di chuyển vật chất, ảnh hưởng đến tốc độ tiến hóa của

31

dạng cảnh quan bóc mòn, do đó tác động làm biến đổi lớp thổ nhưỡng phía trên mặt Đã có nhiều công trình nghiên cứu và thành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng cho một vùng cụ thể trên thế giới như ông trình nghiên cứu và thành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng vùng TouBa (Bờ biển Ngà) của M.Viennot Một số công trình

nghiên cứu về khoa học này như: “Soils geomorphology: an integration of pedology and geomorphology” của John Gerard xuất bản năm 1992; “Soils genesis and classification” của S.W Buol, R.J Southard, R.C Graham, P.A.Mc Daniel xuất bản năm 2003; “Soils: Genesis and geomorphology” của Randall J Schaetzl, Sharon

Anderson xuất bản năm 2005 và nhiều bài báo và tạp chí khác của nhiều nhà khoa học trên thế giới

Phương pháp địa mạo – thổ nhưỡng được ứng dụng lần đầu ở các nước phương Tây trong quá trình tìm kiếm sự lý giải về tính phân hóa đa dạng và phức tạp của lớp vỏ thổ nhưỡng Ban đầu, các nhà khoa học đã dành phần lớn thời gian

và công sức cho việc phân tích trong phòng thí nghiệm mà quên việc liên hệ với các yếu tố của tổng hợp thể tự nhiên, đặc biệt là mối liên hệ giữa địa mạo và thổ nhưỡng, do đó, những nghiên cứu quy hoạch sử dụng đất chưa có tính thực thi cao Các công trình nghiên cứu đầu tiên đưa ra khái niệm về catena (dãy thổ nhưỡng); sau đó, khái niệm địa mạo môi trường ra đời với công trình điển hình của J.Hubchmann nghiên cứu so sánh các nhóm đất được hình thành trên những thành tạo aluvi cổ với đất trên thành tạo aluvi Đệ tứ Cuối cùng, vào thập niên 70 của thế

kỷ XX, khái niệm địa mạo – thổ nhưỡng ra đời sau những nghiên cứu của các nhà khoa học Pháp J.Tricart và các nhóm các nhà thổ nhưỡng của Viện Nghiên cứu Nông học Nhiệt đới Các tác giả đã xem xét một cách đặc biệt mối quan hệ giữa hai quá trình tạo hình thái – tạo thổ nhưỡng và cán cân của mối tương quan giữa chúng

Ngoài các nhà khoa học trên, theo trường phái Pháp còn có những nghiên cứu nhằm lý giải khái niệm Địa mạo – Thổ nhưỡng như nghiên cứu của G.Bourgeon

1.2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, địa mạo – thổ nhưỡng là một khoa học khá mới mẻ Từ trước đến nay địa mạo mới chỉ nghiên cứu ở sự phân loại các loại đất theo thành phần vật

32

chất và tầng dày của chúng Tuy nhiên từ những năm 90 của thế kỷ XX, thổ nhưỡng

đã được nghiên cứu dưới góc độ nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển của nó, nghĩa là xem xét trong mối quan hệ giữa các yếu tố địa lý, từ đó có thể nắm được quy luật phát sinh, phát triển của đất trong những điều kiện địa lý khác nhau

Trong những năm gần đây, đã có một số công trình của các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu và thành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng Như công trình:

"Một số vấn đề về địa mạo – thổ nhưỡng và thành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng cho quy hoạch phát triển kinh tế" (1995) của tác giả Nguyễn Thế Thôn Theo tác

giả Nguyễn Thế Thôn thì: "địa mạo – thổ nhưỡng là hợp phần lãnh thổ đồng nhất về nền đá, hình thái nguồn gốc địa hình và lớp vỏ thổ nhưỡng, có cùng động lực hình thành và phát triển theo không gian và thời gian ở mức độ ổ định như nhau, trong mối liên quan nhất định với lớp phủ thực vật và thuỷ văn" Các công trình nghiên

cứu địa mạo – thổ nhưỡng của tác giả Vũ Ngọc Quang và đồng nghiệp: "Nghiên cứu và thành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng tỉnh Thái Nguyên" Với mục đích

xây dựng hệ thống chỉ tiêu phân loại các cảnh quan địa mạo – thổ nhưỡng Việt nam

Đã tiến hành lập bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng Việt nam vùng đất liền, bản đồ tỉnh Thái Nguyên, khu bảo tồn thiên nhiên Cát Lộc Các bản đồ địa mạo – thổ nhưỡng

có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu khoa học và thực tiễn Vũ Ngọc Quang đã

có công trình luận án tiến sĩ về “Nghiên cứu thành lập bản đồ, địa mạo - thổ nhưỡng làm cơ sở khoa học cho sử dụng lâu bền tài nguyên môi trường đất Việt Nam” (2002) Giáo trình địa lý thổ nhưỡng của Cao Tuấn Minh;…và một số công

trình nghiên cứu tiêu biểu khác của tác giả Đào Đình Bắc

Khu vực Ba Vì là một vùng địa hình chuyển tiếp từ đồng bằng lên vùng núi thấp Địa hình chủ yếu là các bề mặt san bằng, quá trình địa mạo xảy ra mạnh mẽ, đặc biệt là quá trình bóc mòn, rửa trôi bề mặt, quá trình trọng lực Lớp thổ nhưỡng đang bị trẻ hóa và cắt cụt, bóc mòn, ở nhiêu nơi còn lộ trơ cả đá gốc Do vậy, vấn đề nghiên cứu địa mạo – thổ nhưỡng ở đây được rất nhiều nhà khoa học quan tâm

Một số công trình nghiên cứu ở khu vực Ba Vì liên quan đến hướng tiếp cận nghiên cứu thổ nhưỡng dưới góc độ địa mạo phải kể đến một số bài báo của tác giả

Đào Đình Bắc “Địa mạo – thổ nhưỡng, nội dung và ý nghĩa của nó đối với việc quy