Xói mòn và rữa trôi đất trên sườn dốc

Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống. Trong sản xuất nông nghiệp đất vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệu sản xuất không thể thay thế được.

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG.

MỞ ĐẦU

Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng đầucủa môi trường sống Trong sản xuất nông nghiệp đất vừa là đối tượng lao động, vừa là

tư liệu sản xuất không thể thay thế được

Trên quan điểm sinh thái và môi trường, đất là nguồn tài nguyên tái tạo, một vậtthể sống động, một “vật mang” của hệ sinh thái tồn tại trên Trái Đất Đất là tư liệu sảnxuất, là đối tượng lao động, là vật mang được đặc thù bởi tính chất độc đáo mà không vậtthể tự nhiên nào có được- đó là độ phì nhiêu Chính nhờ tính chất này mà các hệ sinh thái

đã và đang tồn tại, phát triển, kết trái và xét cho cùng, cuộc sống của loài người cũng phụthuộc vào tính chất độc đáo này của đất

Đất cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cung cấp lương thực cho con người và độngvật để bảo tồn sự sống Đất còn cung cấp các sản phẩm phục vụ cho các nhu cầu khác củacon người như bông, gỗ xẻ, giấy, dược liệu…

Cuộc sống của con người phụ thuộc rất nhiều vào lớp đất trồng trọt để sản xuất ralương thực, thực phẩm và các nguyên liệu sản xuất công nghiệp phục vụ cho cuộc sốngcủa mình Tuy nhiên lớp đất có khả năng canh tác này lại luôn chịu những tác động mạnh

mẽ của tự nhiên và các hoạt động canh tác do con người

Những tác động này có thể làm chúng bị thoái hóa và dần mất đi khả năng sảnxuất, một trong những nguyên nhân làm cho đất bị thoái hóa mạnh nhất là do xói mòn.Hiện tượng mất đất do xói mòn mạnh hơn rất nhiều so với sự tạo thành đất trong quátrình tự nhiên, một vài cm đất có thể bị mất đi chỉ trong một vài trận mưa, giông hoặc giólốc trong khi đó để có được vài cm đất đó cần phải có thời gian hàng trăm năm, thậm chíhàng ngàn năm mới tạo ra được Trên thế giới hầu như không có quốc gia nào là khôngchịu ảnh hưởng của xói mòn, nhất là ảnh hưởng của xói mòn do nước và do gió

Việt Nam là nước 3/4 diện tích đất ở vùng đồi núi, có độ dốc cao, lượng mưa lớn(1800 - 2000mm/năm) tập trung vào 4 - 5 tháng mùa mưa với lượng mưa chiếm tới 80%

tổng lượng mưa, thì hiện tượng xói mòn đất luôn xảy ra và gây hậu quả nghiêm trọng.

Chính vì những lí do nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu chuyên đề: "Xói mòn và rửa trôi đất".

CHƯƠNG 1: TÌNH TRẠNG XÓI MÒN ĐẤT VÀ RỬA TRÔI ĐẤT.

- Tài nguyên đất hiện bị suy giảm do áp lực tăng dân số (200.000 người/ngày),giảm diện tích đất trồng để xây nhà (đô thị hóa), làm đường cao tốc và nhà máy côngnghiệp (tại Mỹ khoảng 2 triệu vùng đất trồng được dùng để phát triển đô thị, 1 triệu vùng

bị ngập nước), đất bị xói mòn do gió và nước

- Trước tình hình nay để đủ lượng lương thực nuôi sống nhân loại ngày nay càngtăng, con người đã sử dụng lượng phân bón gấp 9 lần, thuỷ lợi gấp 3 lần trong các thậpniên từ 1950-1987, điều nay tạm thời đã che dấu được suy thói đất Tuy nhiên thực tếphân bón không đủ chất để phục hồi lại độ phì nhiêu của đất như đất tự nhiên được vì có

những chất không thể tổng hợp được bằng các phản ứng hoá học, điều này chứng tỏnguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt hơn

- Tỉ lệ xói đất tuỳ theo địa hình, sự kết cấu của đất, tác động của mưa, sức gió,dòng chảy đối tượng canh tác Sự xói mòn đất do hoạt độngcủa con người xảy ra rấtnhanh ở các quốc gia như Ấn Độ, Trung Quốc, Nga, Hoa Kỳ tính chung các quốc gia nàysản xuất hơn 50% số lương thực trên thế giới và số dân cũng chiếm 50%dân số thế giới

Ở Trung Quốc theo báo cáo hàng năm mặt đất bị bào mòn trung bình 40 tấn cho mỗihecta, trong cả nước có 34% diện tích đất bị bào mòn đất làm sông bị lấp đầy bùn là mộtvấn đề nghiêm trọng xảy ra ở đây, trong cả nước có khoảng 25% diện tích đất bị bào mònmạnh Ở Nga theo ước tính của The World Watch Institule là nơi có diện tích đất canhtác lớn nhất và có tầng đất mặt bị xói mòn nhiều nhất thế giới

- Ở Hoa Kỳ theo điều tra của SCS (Soil Conservation Service) ước tính có khoảng1/3 tầng đất mặt canh tác bị rửa trôi vào sông, hồ, biển, tỉ lệ xói mòn trung bình là 18tấn/ha còn ở Iowa và Missouri hơn 35 tấn/ha Các chuyên gia cho rằng sự xói mòn tầngđất mặt diễn ra hàng năm ở Hoa Kỳ đủ để phủ đầy một đầm dài 5600km (3500 dặm) làmmất đi gần ¼ lớp canh tác trong cả nước, tính ra sự hao phí chất dinh dưỡng cho cây do

sự xói mòn gây ra hàng năm trị giá 18 tỷ USD Các nhà nghiên cứu ước tính rằng nếukhông có những biện pháp bảo vệ đất chống lại sự xói mòn thì khoảng chừng 50 năm tớithì diện tích đất canh tác bị xói mòn tương đương với các ban New York, New Jersey,Maine, New Hampshire, Massachusetts và Connecticut

- Dân nghèo ngày càng tăng thì sự canh tác cũng gia tăng theo, đó cũng là nguyênnhân làm tăng sự xói mòn của đất Sự xói mòn đất không chỉ là vấn đề do hoạt động canhtác mà còn do sự quản lý và sử dụng không hợp lý đất rừng, đất đồng cỏ, mà còn do cáchoạt động xây dựng của con người theo sự gia tăng dân số (hoạt động xây dựng làm xóimòn đất chiếm khoảng 40% đất bị xói mòn) Mặt khác hậu quả của sự xói mòn còn làmtrở ngại sự vận chuyển đường thuỷ, làm giảm sức chứa của các đập thuỷ điện, xáo trộn

cuộc sống hoang dã của các loài sinh vật từ đó ảnh hưởng đến môi trường sinh thái tựnhiên.

- Tuy nhiên hiện nay người ta chưa đưa ra một phương pháp nào để bảo vệ đấtchống sự xói mòn một phương pháp nào để bảo vệ đất chống sự xói mòn một cách cóhiệu quả, nên đây là một vấn đề cần được sự quan tâm

1.2 Ở Việt Nam

- Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm và có lượng mưa tương đối lớn(từ 1800-2000mm) nhưng lại phân bố không đồng đều và tập trung chủ yếu trong cáctháng của mùa mưa từ tháng 4-5 đến tháng 10 riêng vùng duyên hải miền Trung thì lượngmưa bắt đầu và kết thúc muộn hơn từ 2-3 tháng Lượng mưa lớn tập trung lại tạo ra dòngchảy có cường độ rất lớn, đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng xói mòn đất ởViệt Nam Hàng năm nước của các con sông mang phù xa đổ vào biển Đông khoảng 200triệu tấn, người ta ước tính trung bình 1m3 chứa từ 50g-400g phù sa, riêng đồng bằngsông Hồng 1000g/m3 và có khi đạt 2000g/m3

- Với tổng diện tích đất tự nhiên 33.121 triệu ha, với khoảng 25 triêu hađất dốc, chiếm hầu hết lãng thổ miền núi và trung du Cùng với những biếnđộng của môi trường thì Việt Nam đang đứng trước nguy cơ thoái hóa đất do xói mònrửa trôi là rất lớn

-Nguyên nhân chính dẫn đến sự xói mòn đất là do sự khai phá rừng để lấy gỗ vàlấy đất canh tác Từ năm 1983-1994 trên cả nước ta có khoảng 1,3 triệu hecta rừng đã bịkhai thác để lấy gỗ và lấy đất trồng trọt, gây nên sự xói mòn và rủa trôi lớp đất mặt làmcho đất ở các nơi này ngày càng trở nên bạc màu Chỉ tính riêng cho các vùng phía bắcsông Hồng và dọc theo dãy Trường Sơn thì đã có khoảng 700000 ha đất bị bạc màu

-Sự xói mòn do gió mặc dù xảy ra ít nghiêm trọng hơn nhưng cũng là vấn đề đángquan tâm ở các vùng duyên hải, vùng trung du và rừng núi Để giảm bớt sụ xói mòn,

nhiều biện pháp đã được thực hiện như trồng cây chắn gió, khôi phục lại rừng ở đầunguồn và trồng cây gây rừng, phủ các đồi trọc

Hình 1: Hàng triệu ha đất đồi dốc đang trong tình trạng xói mòn, rửa trôi nghiêm trọng.

Các số liệu thống kê hiện trạng sử dụng đất năm 2008 cho thấy, Việt Nam cókhoảng 25 triệu ha đất dốc nên nguy cơ xói mòn và rửa trôi rất lớn Theo các quan trắc

có hệ thống từ năm 1960 đến nay thì có khoảng 10-20% lãnh thổ bị ảnh hưởng xóimòn từ trung bình đến mạnh Đặc biệt là khu vực miền núi và trung du

Do thảm thực vật che phủ bị tàn phá đã dẫn đến hiện tượng sụt lở đất, làm giảmdiện tích đất đồi, thu hẹp đất ruộng Quan trắc ở 14 khu vực thuộc Phú Thọ, Bắc Kạn,Thái Nguyên, Đắk Lắk cho thấy, tỷ lệ mất đất tới 1-2%/năm Kết quả nghiên cứu về xóimòn đất của Hội Khoa học đất Việt Nam ở huyện Quỳnh Nhai -Sơn La cũng cho phépước tính lượng đất mất hàng năm lên tới hơn 800 nghìn tấn, thiệt hại mỗi năm khoảngtrên 15 tỷ đồng Không chỉ bị xói mòn, rửa trôi, các kết quả nghiên cứu cũng đưa ra

những con số giật mình: Trên 50% diện tích đất tự nhiên của cảnước (3,2 triệu ha đấtđồng bằng, 13 triệu ha đất đồi núi) có nguy cơ bị thoái hóa.Tình trạng xói mòn và rửa trôiđất đang đe dọa trực tiếp tới sự phát triển kinh tế Ước tính, mất mát do canh tác nươngrẫy và quảng canh ở Việt Nam (trong diện tích 2,6 triệu ha) không dưới 700 triệu USD

so với diện tích như vậy không bị thoái hóa Và con số này dường như ngày một giatăng Tốc độ hủy hoại bởi chính bàn tay con người ngày một tăng mặc cho những nỗlực không ngừng của rất nhiều tổ chức trong và ngoài nước

CHƯƠNG 2: XÓI MÒN ĐẤT

2.1 Định nghĩa xói mòn đất:

Là quá trình làm mất lớp đất trên mặt và phá hủy các tầng đất bên dưới dotác động của nước mưa, băng tuyết tan hoặc do gió Đối với sản xuất nông nghiệp thìnước và gió là hai quá trình quan trọng nhất gây ra xói mòn và các tác nhân này cómức độ ảnh hưởng tăng giảm khác nhau theo các hoạt động của con người đối với đấtđai

Hình 2: Đất không còn cây để che dễ xảy ra xói mòn.

Hiện tượng xói mòn đất do gió thường xảy ra ở những vùng đất có thành phần cơgiới nhẹ: như những vùng đất cát ven biển, đất vùng đồi bán khô hạn Mức độ xói mòn

do gió mạnh hay yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau:

Hình 4: Đất bị xói mòn tạo thành rãnh.

 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn do nước:

▪ Mưa : là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến xói mòn đất Chỉcần lượng mưa trên 100mm, ở những nơi có độ dốc trên 10 0 là có thể gây ra hiệntượng xói mòn đất Giọt mưa công phá đất trực tiếp gây ra xói mòn, giọt mưa cànglớn sức công phá càng mạnh

▪ Đất: đất có độ thấm nước càng lớn thì càng hạn chế được vói mòn, vì lượng nướcdòng chảy giảm Độ thấm nước phụ thuộc vào: độ dày của lớp đất, thành phần cơ giớicảu đất, kết cấu đất,…

▪ Địa hình: độ dốc quyết định đến thế năng của hạt đất và dòng chảy phát sinh trên

bề mặt Độ dốc càng lớn thì độ xói mòn càng mạnh Cường đọ xói mòn còn phụ thuộcvào chiều dài dốc: dốc càng dài khối lượng nước chảy, tốc độ dòng chảy, lực quántính càng tăng, xói mòn càng mạnh

▪ Độ che phủ thực vật: thảm thực vật có tác dụng ngăn chặn xói mòn nhờ làm tắtnăng lượng hạt mưa, làm chậm tích tụ nước, tạo kết cấu bền của thể đất, tăng mức độthấm nước của đất, tăng ma sát cơ học thông qua bộ rễ và thảm lá rụng

Nguyên Nhân Xói mòn do nước Xói mòn do gió Thoái hóa hóa học Thoái hóa ly học

Bảng 1: Nguyên nhân gây xói mòn đất (đơn vị %) 2.3.3 Xói mòn do trọng lực:

Do đặc tính vật lý của đất là có độ xốp, đất có nhiều khe hở với nhiều kích thướckhác nhau và do lực hút của quả đất nên đất có khả năng di chuyển từ tầng đất trên bềmặt xuống tầng đất sâu do chính trọng lượng của nó hoặc có thể là đất bị trôi nhẹ theokhe, rãnh Hay người ta còn gọi là hiện tượng rử trôi đất theo chiều sâu của phẩu diệnđất

2.3.4 Xói mòn đất do các hoạt động sản xuất và quản lý của con người:

Nhịp độ tăng dân số và phát triển kinh tế xã hội trong nhiều thập kỷ qua đã làmcạn kiệt các nguồn tài nguyên đặc biệt là tài nguyên đất Con người với các hoạt động

và quản lý tài nguyên đất khác nhau đã góp phần gây ra xói mòn đất dẫn đến suy thoáiđất

- Xói mòn do con người: Chủ yếu do lỗi quản lý như tăng vụ quá mức mà không

có biện pháp bảo vệ đất thích hợp, hoặc phá rừng, phá hủy nghiêm trọng tầng đất mặtlàm mất sự cân bằng trong quan hệ đất, cây trồng, môi trường

Hình 5: Việc chặt phá rừng làm nương rẫy đã làm xói mòn đất, ảnh hưởng đến dòng chảy của kênh.

Các hoạt động và quản lý đất đã dẫn đến xói mòn đất: khai thác rừng không hợp

lý, phá rừng làm nương rẫy Canh tác nông nghiệp không bền vững, cháy rừng, chăn thảgia súc quá mức, xây dựng đường điện, cầu cống, đường điện ở vùng núi không hợp lý,trồng rừng quy mô lớn nhưng không chú ý đến hỗn loài và chọn loại cây thích hợp

Sơn La

Nghệ An

Bình Định

Bình Thuâ n

Đắk Lăk

Đồng Nai

Bình Phướ c

Cà Mau

3.56 0.17 1.97 1.2 0.59 1.48 1.37 0.44 2.14 1.73 1.4

Bảng 2: Diện tich đất nương rẫy bình quân 1 hộ gia đình ở các vùng (ha)

2.3.4.1.Hình thức canh tác nương rẫy du canh.

“Nông nghiệp du canh là những hệ thống nông nghiệp trong đó đất được phát

quang để canh tác trong những thời đoạn ngắn hơn là thời đoạn bỏ hóa” (Colkin, 1957).

Ở Việt Nam có 3 kiểu du canh:

• Du canh tiến triển: phát rừng khai thác kiệt đất, bỏ hẳn nương cũ, phát rừng mới.Khi hết rừng thì dời bản đi nơi khác Phương thức này thường thấy ở những nhómngười sống ở vùng rẻo cao thuộc các dân tộc H’mông, Dao, Cadong, Rục( Xá lávàng),…

Ví dụ như:

Phương thức du canh tiến triển của người H’mông: canh tác từ độ cao 700 m trởlên Phát đốt rừng canh tác nương rẫy liên tục trong một số năm ( 3-5 năm tuỳ theo chấtlượng đất rừng) đến khi đất bạc màu hoàn toàn không có khả năng canh tác thì bỏ chuyểnsang vùng khác còn rừng, đất tốt

Hình 6: Xã Thôn Mai, huyện Tương Dương, Tỉnh Nghệ An.

• Du canh luân hồi: Là kiểu du canh trên nương rẫy định canh trong khoảng 2-5năm khi năng suất xuống dưới mức chấp nhận được thì bỏ hóa khoảng 7-8 nămđến 12-15 năm rồi quay trở lại Thường gặp ở người Dao, Ba Na, Ê Đê, Gia Rài

• Du canh bổ trợ: Được thực hiện bởi các cộng đồng cư dân miền núi vùng cao sốngchủ yếu bằng canh tác lúa nước kết hợp làm rẫy trên đồi lân cận lấy nguồn nănglương thực bổ sung Các dân tốc sử dụng phương thức này là Mường, Tày, Thái,Nùng

Ta nhận thấy rất rõ sự ảnh hưởng của các phương thức này đến vùng đấtnơi người dân canh tác Trong thời kỳ bỏ hóa lớp thảm thực vật suy giảm Tạođiều kiện thuận lợi cho các tác nhân như gió và nước tạo lên các hiện tượng xóimòn, rửa trôi, lũ ống, lũ quét

2.3.4.2.Độc canh

Là hình thức mà người dân chỉ trông một loại cây duy nhất trong lần canh tác đó.

Hình 7: Trồng ngô, sắn độc canh ở Văn Yên và Văn Chấn, tỉnh Yên Bái.

Độc canh cũng là một trong nhữg nguyên nhân dẫn đến xói mòn, rửa trôi lớp đấtmặt, vì khi trồng độc canh thì đất ở khoảng cách giữa các gốc cây không có thảm thực vậtche phủ Bên cạnh đó việc trồng độc canh còn làm cho đất mất cân bằng dinh dưỡng bởimỗi loại cây sẽ hút một lượng dinh dưỡng nhất định trong quá trình sống và với nhu cầu

về hàm lượng các chất là khác nhau Hiện tượng chặt đất cũng một phần do trồng độccanh nhất là khi trồng độc canh ngô, sắn chặt đất ảnh hưởng nhiều đến tính chất củađất như: làm tăng dung trọng đất, giảm độ ẩm, độ xốp, độ thoáng khí và cả đến nhiệttrong đất

2.3.4.4.Chăn thả gia súc quá mức

Là hiện tượng vật nuôi được người dân chăn thả tự do quá mức trên nương rẫy saukhi thu hoạch

Hình 8: chăn thả bò ở xã Lê Lơi, Hoành Bồ, Quảng Ninh.

Sau khi thu hoạch đất đã phải chịu ảnh hưởng của quá trình canh tác, sau đó lạichịu ảnh hưởng việc gia súc dẫm đạp nhiều làm cho đất bị nén chặt, thực vật tại đó mộtphần bị sử dụng phần còn lại chết do bị dẫm đạp nhiều Vì thế mà thảm thực vật ở đâysuy giảm, đất lại bị biến đổi về tính chất vật lý theo chiều hướng tiêu cực làm cho khảnăng chống chịu với các tác động ngoại cảnh kém là tiền đề cho các quá trình xói mòn,rửa trôi gây ảnh hưởng đến các vùng lưu vực

2.4 Các kiễu xói mòn đất

2.4.1 Xói mòn do gió

Xói mòn do gió là sự tách rời và di chuyển các hạt đất do tác động của gió Ởnhững vùng có lượng mưa nhỏ, nhiệt độ không khí trong ngày cao, tốc độ gió rất lớn.Điều kiện như thế thường xảy ra ở những vùng khô hạn và bán khô hạn

Xói mòn gió thường do quản lý kém nguồn đất như là canh tác quá mức, phá rừng,

…Việc này phá hủy dính kết các hạt đất và làm cho chúng dễ nhạy cảm với xói mòn gió.Xói mòn gió xảy ra chậm rãi dẫn tới vùng đất các, người ta gọi là hiện tượng xa mạc hóa.Xói mòn gió trải qua 3 giai đoạn:

- Lực tác động của gió phá hủy bề mặt đất

- Di chuyển lớp đất bị xói mòn tới vị trí khác

- Sự lắng đọng các hạt đất khi tốc độ gió giảm đi

Quá trình xói mòn đất do gió xảy ra rất phức tạp do 2 lực đối lập tác động vào hạtđất Lực tác động của gió thổi các hạt đất đi và lực dính kết giữa các hạt đất chống lại sựtách rời của các hạt đất cát có sự dính kết kém, do đó dễ bị xói mòn, ngược lại đất sét cókhả năng chống xói mòn đất hơn

Pasak (1967) giới thiệu phương trình sau đây để tính lượng đất bị trôi do gió gây ra

SE = 22.02 – 0.72P – 1.69MS + 2.64R (II – 1)Trong đó:

- SE: Lượng đất bị gió cuốn đi (g/m2)

-P: tỷ lệ các hạt đất không bị xói mòn ( có kích thước 70.8mm) tính theo % trọnglượng

- MS: độ ẩm tương đối của đất

2.4.2.1 Tác động của mưa rơi

Mưa là yếu tố chính gây ra xói mòn đất Kích cỡ hạt mưa, vận tốc mưa rơi, cường

độ và thời gian mưa đều ảnh hưởng tới mức độ xói mòn

Kích cỡ hạt mưa thay đổi đáng kể trong một trận mưa

Giới hạn trên kích thước hạt mưa được tìm thấy là 6mm (Blanchard-1950) Nhữnghạt mưa có kích thước lớn hơn 6mm có xu hướng phân tán thành các hạt cở nhỏ hơn

Kích thước hạt mưa ảnh hưởng tới tốc độ rơi của nó

Giọt mưa đạt tốc độ lớn nhất sau khi rơi 7 -10m (Law1941) tốc độ này quyết địnhđến động năng của giọt mưa

Ta có thể tính được tốc độ cực đại của giọt mưa theo công thức (II-2) (Wang 1972,Park 1982).

Vt = 1.8

Pa).g.d -(Pw

(II-2)Trong đó:

- Vt: tốc độ lớn nhất của giọt mưa (m/s)

- Pa: Tỷ trọng không khí (1.2985 kg/m3 ở 300C)

- Pw: Tỷ trọng giọt mưa (95.7kg/m3 ở 300C)

- g gia tốc rơi tự do của giọt mưa (m/s2)

- d đường kính giọt mưa (mm)

Như vậy khi mưa rơi, động năng của giọt mưa tạo ra, phá bỏ lớp vỏ đất làm bắncác hạt đất lên để rồi dòng nước cuốn trôi nó đi Mối quan hệ giữa cường độ mưa và độngnăng gây xói mòn được Wischmeier và Smith biểu thị ở hệ thức (II-3)

E = (200 + 87log10 I)P (II-3)Trong đó:

-E: Động năng của trận mưa gây xói mòn (J/m2)

-I: Cường độ mưa rơi trung bình (cm/h)

-P: Độ sâu lớp nước mưa (cm)

Động năng của giọt mưa rơi lớn gấp 250 lần khi nó chảy còn xung lượng của nólớn hơn 30 lần

2.4.2.2 Yếu tố địa hình

Yếu tố địa hình bao gồm độ dốc mặt đất và chiều dài dốc Khi độ dốc mặt đất lớn,vận tốc nước chảy lớn, động năng dòng nước lớn tất nhiên mức độ xói mòn sẽ lớn hơn sovới nơi có độ dốc nhỏ

Chiều dài dốc càng lớn, đất càng dễ bị xói mòn

Một thí nghiệm tại Trạm Nghiên cứu xói mòn Sông Cầu –Bắc Thái, cho thấy rõ điềuđó

Cây trồng Độ dôc Chiều dài dôc (m) Đất trôi

- Giảm bớt năng lượng gây xói mòn trực tiếp của hạt mưa đối với đất

- Giảm tốc độ dòng chảy trên sườn dốc

- Tăng kết cấu của đất, làm tăng tính thấm nước và như vậy giảm dòng chảymặt

2.4.2.5 Phương trình mất đất phổ dụng do xói mòn của nước

Sau rất nhiêu năm nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm thực tiễn, các nhà khoa họcWeischmaier và Smith đã xác định được phương trình dự tính lượng đất xói mòn do nướcgây ra, thường được gọi là phương trình mất đất phổ dụng có công thức sau:

A = R.K.L.S.C.P

Trong đó:

A - Lượng đất mất bình quân trong năm (tấn/ha/ năm);

R - Yếu tố mưa và dòng chảy;

K - Hệ số bào mòn của đất (tấn/ha/ đơn vị chỉ số xói mòn);

L - Yếu tố chiều dài của sườn dốc;

S - Yếu tố độ dốc;

C - Yếu tố che phủ và quản lý đất;

P - Yếu tố hoạt động điều tiết chống xói mòn;

Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp cho xác định hướng khống chế xói mòn đốivới đất

• Yếu tố mưa và dòng chảy (R)

Ðây là thước đo sức mạnh xói mòn của mưa và sức chảy tràn trên mặt Yếu tố

được thể hiện qua tổng lượng mưa và cường độ mưa Với tổng số lượng mưa hàng năm

lớn song nếu được chia ra nhiều trận ở mức độ nhẹ thì có thể mức độ xói mòn cũng sẽ ít

đi so với tổng lượng mưa hàng năm tuy không cao song mưa tập trung với cường độ cao

có thể gây kết quả xói mòn nghiêm trọng, điều này thường xảy ra đối với xói mòn ởnhững vùng bán khô hạn

Sự phân bố của mùa mưa cũng là yếu tố chi phối và quyết định đến lượng đất mất

do xói mòn Những trận mưa lớn nếu xảy ra ở những thời điểm đất trống trải như ở giaiđoạn làm đất trước gieo trồng hoặc sau khi thu hoạch cũng là nguyên nhân làm cho lượngđất bị mất nhiều hơn

Hệ số R còn được gọi là chỉ số xói mòn do mưa và trong đó tính đến những ảnhhưởng của bão Tổng động năng của mỗi trận bão (liên quan đến cường độ mưa và tổnglượng mưa) với cường độ lớn nhất diễn ra trong 30 phút được ngưới ta cân nhắc cộng vớilượng mưa bình quân Tổng của các chỉ số cho tất cả những trận bão xảy ra trong nămcung cấp cho chỉ số hàng năm và bình quân của các chỉ số này trong nhiều năm được sửdụng trong công thức mất đất phổ dụng Việc xác định hệ số R được tính theo công thức(Mutchler và Murphree, 1985):

Loại sử dụng đất

Diện tích (1000 ha)

Ðất bị xói mòn do nước vượt trên giới hạn 11Mg/ ha/ năm*

Trồng bông 6,713 33,6

Bảng 4: Diện tích của những loại hình sử dụng đất chính và tỷ lệ (%) đất bị xói mòn trên

giới hạn 11 Mg/ha/ năm* ở Mỹ

* Theo Bộ nông nghiệp Mỹ (1980) giới hạn bị xói mòn trên 11Mg/ha (tươngđương 5tấn/100 m2) là giới hạn ở đó việc duy trì sức sản xuất ổn định là rất khó

Ðiều đáng chú ý là lượng mưa và cường độ mưa luôn khác nhau giữa các vùng dovậy ảnh hưởng của xói mòn cũng rất khác nhau tùy theo nơi

• Hệ số xói mòn đất (K)

Hệ số xói mòn K thể hiện mức độ bị bào mòn vốn có của đất, lượng đất mất tựnhiên được tính qua thực nghiêm trong ô thí nghiệm có chiều dài 22m, độ dốc 9% (tươngđương khoảng 160) ở điều kiện bỏ hóa liên tục Có hai đặc tính ảnh hưởng và liên quanchặt chẽ tới hệ số xói mòn đó là khả năng thấm và sự ổn định về mặt cấu trúc của đất.Khả năng thấm của đất chịu ảnh hưởng chủ yếu bằng sự ổn định của cấu trúc, đặc biệt là

ở các tầng đất trên mặt và thêm vào đó là thành phần cơ giới, hàm lượng hữu cơ có trongđất Sự ổn định khả năng chống chịu của các hạt kết ở đất vùng nhiệt đới được tạo thành

từ các hydrôxit sắt, nhôm có thể làm tăng khả năng chống chịu của các loại đất này đốivới tác động của mưa lớn

Hệ số bào mòn K có giá trị từ gần giá trị 0 cho tới 0,6 Hệ số này có giá trị thấpđối với những loại đất có cấu trúc tơi xốp, thấm nước nhanh và tiêu nước tốt hay các loạiđất trong vùng nhiệt đới có chứa nhiều khoáng sét sắt, nhôm hoặc kaolinit Những loạiđất có khả năng thấm trung bình và tính ổn định trung bình về mặt cấu trúc thường có hệ

số K từ 0,2- 0,3 Trong khi những loại đất dễ bị xói mòn và có khả năng thấm thấp sẽ có

hệ số K lớn hơn 0,3

Theo Nguyễn Trọng Hà và các cộng sự, đất Việt Nam có hệ số K dao động từ0,09- 0,35 Ví dụ cụ thể trên một số loại đất như sau: đất đen có tầng kết von dày K=0,11; đất xám feralit K= 0,22; đất nâu đỏ K= 0,23

• Yếu tố địa hình (L,S)

Phản ánh chiều dài dốc và mức độ dốc Trong cùng các điều kiện như nhau đất có

độ dốc càng lớn khả năng xói mòn càng lớn bởi vì chúng làm tốc độ của dòng chảy và

lượng nước chảy tràn tăng lên Về mặt lý thuyết, khi tăng tốc độ dòng chảy lên gấp đôithì mức độ vận chuyển đối với các hạt có thể lớn hơn 64 lần, nó cho phép mang các vậtliệu huyền phù (hòa tan trong nước) lớn hơn gấp 30 lần và kết quả làm tăng sức mạnh của

xói mòn gấp 4 lần Chiều dài dốc cũng góp phần quan trọng đối với khả năng xói mòn

đất bởi vì chúng mở rộng diện tích nghiêng của dốc, do đó tập trung nhiều lượng nướcchảy trên mặt Một ví dụ về nghiên cứu xói mòn ở vùng tây nam Lowa đã chỉ ra cho thấykhi ta tăng gấp đôi chiều dài dốc ở độ dốc 9% lượng nước chảy sẽ tăng lên 1,8 lần và làmtăng lượng đất mất lên 2,6 lần Chính bởi lý do này nên khi người ta thiết kế những kênh,mương khống chế cắt ngang sườn dốc sẽ làm giảm đáng kể lượng đất mất

• Yếu tố che phủ và quản lý (C)

Yếu tố này chỉ ra mức độ tác động của các hệ thống cây trồng và những khác biệttrong quản lý sử dụng đất đối với lượng đất bị mất do xói mòn Các rừng và đồng cỏ lànhững hệ thống bảo vệ đất tự nhiên tốt nhất như đã từng được biết tới, tiếp đó là các loạicây trồng có khả năng che phủ cao thường được trồng mật độ dày như các cây ngũ cốc,các cây họ đậu có khả năng bảo vệ đất khá tốt Tuy nhiên, một số loại cây như ngô, đậutương, khoai tây, trồng theo luống thường có khả năng che phủ thấp ở giai đoạn đầu khimới trồng có thể làm tăng khả năng xói mòn lên rất nhiều

Ðộ dôc của đất (%) Lượng đất bị mất (tấn/ ha/

Sự kết hợp giữa các loại cây trồng và khả năng duy trì lớp phủ bề mặt đất (bao gồm

cả sự che phủ của các lớp cỏ giữa các băng cây trồng) theo thời gian trong năm thông quacác hệ thống luân canh hợp lý làm giảm xói mòn rất nhiều Vì vậy chúng được gọi là "Hệthống canh tác bảo vệ đất" Nếu hệ thống này để lại các tàn thể thực vật sau thu hoạch cũng

sẽ làm giảm khá nhiều hiểm họa của xói mòn Chúng ta có thể thấy rõ những tổn thất dorửa trôi khi canh tác theo phương pháp cổ truyền trên các sườn dốc trung bình ở một sốvùng nhiệt đới (bảng 6)

Nước hoặc

lãnh thổ Cây trồng và cách làm đất

Cấu tạo đất

Ðộ dôc (độ)

Lượng đất mất hàng năm (t/ha)

-17 133

Elxanvado,

vùng Metapa

Ngô trồng thành hàng nhấp nhô,đất được làm sạch

Mùn Sét

-17 127

Ví dụ, theo Nguyễn Trọng Hà và các cộng sự ở vùng Xuân Mai, Hòa Bình C dao động từ0,05- 0,07; C ở vùng đất trống: 1; C ở đất lúa nương: 0,5

• Yếu tố hoạt động trợ giúp của con người (P)

Yếu tố này phản ánh hiệu quả tác động của con người trong canh tác đối với quátrình xói mòn đất cụ thể như việc trồng cây theo đường đồng mức, trồng cây theo băngdải và các hoạt động trợ giúp khác, tỷ lệ đất mất được xác định đối với từng biện phápxác định khi chúng được áp dụng trên đất dốc Trong sử dụng đất dốc biện pháp chính đểbảo vệ đất có liên quan đến khả năng che phủ bề mặt và quản lý cây trồng luôn cần phải

có sự trợ giúp của các hoạt động khác, các hoạt động trợ giúp (hay yếu tố P) bao gồmviệc làm đất theo đường đồng mức, trồng các băng dải cây trồng theo đường đồng mức,các hệ thống ruộng bậc thang và các hệ thống đường dẫn thoát nước Các tác động quản

lý được thể hiện trên cả hai mặt tích cực và tiêu cực

Việc khai thác rừng một cách bừa bãi, đốt rừng làm nương rẫy, sau đó cày xới làtác động có tính phá hoại đối với đất trên sườn dốc, đặc biệt cách làm này thường đượctiến hành vào trước mùa mưa làm đất dễ bị rửa trôi ngay ở những trận mưa đầu tiên, hoặccác biện pháp canh tác không hợp lý đối với đất dốc như canh tác theo đường dốc, khôngtrồng các dải bảo vệ hoặc dải cây che phủ để ngăn dòng chảy đều tạo điều kiện cho xóimòn xảy ra mạnh mẽ

Giá trị P đối với mỗi hoạt động trợ giúp được xác định theo tỷ lệ đất mất diễn ra ở

ô đất áp dụng các biện pháp trợ giúp chống xói mòn so với ô đất không sử dụng biệnpháp chóng xói mòn Ví dụ: P= 1 khi canh tác không áp dụng biện pháp chống xói mòncòn các giá trị P cho việc canh tác theo đường đồng mức hoặc trồng cây theo băng ở cấp

độ dốc khác nhau được trình bày ở (bảng 7)

Ðộ dôc (%) Canh tác theo

đường đồng mức

Canh tác theo băng cây trồng

17- 20 0,80 0,40

Nguồn: từ Wischmaier và Smith (1978)

Bảng 7 Giá trị P cho ruộng bậc thang canh tác theo đường đồng mức và độ dốc

Canh tác theo các đường đồng mức, trồng cây thành dải, kết hợp các dải bảo vệtrên các đường đồng mức, tăng mật độ trồng, tạo các hệ thống thềm đất bảo vệ là nhữngbiện pháp trợ giúp tích cực để hạn chế tác động của dòng chảy và kết quả hạn chế đượcquá trình xói mòn đất (bảng 8)

Quản ly đất đai Dòng chảy tràn

-Bảng 8 Ảnh hưởng của việc quản lý đất đai đến dòng chảy tràn và xói mòn trên vùng đất

dốc 8% ở Statevill, bang Carolin bắc (Lowdermilk, 1953)