Luận văn thạc sĩ đánh giá xói mòn đất vùng lưu vực sông đà thuộc ba tỉnh lai châu điện biên sơn la

DANH M ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ARS Trung tâm dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp Mỹ BĐKH Biến đổi khí hậu DEM Mô hı̀nh số độ cao Digital Elevation Model FAO Tổ chức lương thực Thế giới KTTV

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Ph ạm Ngọc Hằng

ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT VÙNG LƯU VỰC SÔNG ĐÀ

THU ỘC BA TỈNH LAI CHÂU – ĐIỆN BIÊN – SƠN LA

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TSKH Nguy ễn Xuân Hải

Hà Nội – Năm 2016

L ỜI CẢM ƠN

Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt tới những người đã giúp đỡ và ủng hộ tôi trong luận văn này Nếu không có sự giúp đỡ của họ, luận văn này sẽ không được hoàn thành

Đầu tiên, tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thày giáo PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải, người đã tận tình hướng dẫn, luôn lắng nghe cũng như định hướng

và hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình tôi thực hiện luận văn

Tôi cũng muốn cảm ơn chân thành đến thày cô trong Khoa Môi trường và Bộ môn Thổ Nhưỡng, Đại học Khoa học tự nhiên đã luôn tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Đặc biệt, tôi rất cảm kích và cảm ơn Thạc sỹ Phạm Anh Hùng – Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và Mô hình hoá – ĐH Khoa học tự nhiên đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi rất nhiều về chuyên môn

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và cán bộ tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ môi trường, Uỷ ban nhân dân tỉnh Điện Biên, Sơn La, Lai Châu, đã cung cấp tài liệu và tạo điều kiện tốt trong quá trình tôi đi thực địa tại địa phương Tôi cũng rất cảm ơn tới Viện Khí tượng thuỷ văn Trung ương, Phòng Biến đổi khí hậu - Cục Kỹ thuật an toàn và Môi trường – Bộ Công Thương đã hỗ trợ nhiệt tình giúp đỡ

về công tác thu thập số liệu và văn bản Nhà nước liên quan đến Biến đổi khí hậu Tôi vô cùng cảm kích với những tư vấn quý báu và vô cùng nhiệt tình của một số Giảng viên ở Đại học Thuỷ Lợi đặc biệt là Thạc sỹ Phạm Đức Nghĩa, TS Phạm Xuân Hoà, đã giúp tôi có thêm động lực và kiến thức để hoàn thành luận văn

Lời cảm ơn cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, đó chính là gửi đến các thành viên trong gia đình tôi, đặc biệt là cha mẹ tôi – họ đã luôn yêu thương, động viên, hỗ trợ và bên tôi mọi lúc tôi cần Nếu không có họ, tôi sẽ không có ngày hôm nay, không có đủ hành trang về kiến thức, nhiệt huyết và vững tin đi tiếp con đường phía trước

TÁC GI Ả

Ph ạm Ngọc Hằng

M ỤC LỤC

M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3

1.1 T ổng quan về tài nguyên đất và hiện tượng xói món đất trên Thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Tài nguyên đất và hiện tượng thoái hóa đất trên Thế giới 3

1.1.2 Nghiên c ứu xói mòn đất và hiện tượng xói mòn đất trên đất dốc tại Việt Nam 8 1.2 Đặc điểm tự nhiên và điều kiện kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 14

1.2.1 Đặc điểm tự nhiên 14

1.2.2 Hi ện trạng tài nguyên đất và sử dụng đất 18

1.2.3 Xói mòn và các y ếu tố ảnh hưởng đến xói mòn 26

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.2 Ph ạm vi thực hiện 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.1 Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu 29

2.3.2 Phương pháp xây dựng các bản đồ chuyên đề 30

2.3.3 L ựa chọn Kịch bản Biến đổi khí hậu 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Phân tích xu th ế mưa hiện tại và diễn biến trong tương lai 41

3.1.1 Lượng mưa năm 41

3.1.2 L ượng mưa theo tháng, theo mùa 43

3.1.3 K ịch bản biến đổi khí hậu tại khu vực nghiên cứu 54

3.2 Xây d ựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất 57

3.2.1 B ản đồ hệ số xói mòn đất do mưa (R) 57

3.2.2 B ản đồ hệ số K 60

3.2.3 B ản đồ hệ số LS 61

3.2.4 B ản đồ hệ số xói mòn do biện pháp canh tác và quản lý (C*P) 63

3.2.5 B ản đồ nguy cơ xói mòn đất 63

3.2.6 Đề xuất các giải pháp giảm thiểu xói mòn đất 69

K ẾT LUẬN 73

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 74

PH Ụ LỤC 79

DANH M ỤC CÁC BẢNG

B ảng 1 Diện tích của các lục địa 3

B ảng 2 Các loại đất không sử dụng được cho nông nghiệp 4

B ảng 3 Tỉ lệ % đất tự nhiên và đất nông nghiệp trên thế giới 5

B ảng 4 Ước tính diện tích đất thoái hóa phần đất liền (triệu km 2 ) 6

B ảng 5 Ước tính diện tích đất thoái hóa do các nguyên nhân và mức độ khác nhau 7

B ảng 6 Các kiểu thoái hóa đất và nguyên nhân (triệu ha) 7

B ảng 7 Ảnh hưởng của biện pháp sử dụng đất đến lượng đất mất ở đất dốc (15 – 25 o ) 11

B ảng 8 Phân loại mức độ ảnh hưởng từ biện pháp sử dụng đất 13

B ảng 9 Sự giảm năng suất lúa nương theo thời gian do xói mòn đất 14

B ảng 10 Phân bố nhóm đất trong khu vực 19

B ảng 11 Hiện trạng sử dụng đất các tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La 24

B ảng 12 Mối quan hệ giữa hệ số K và thành phần cơ giới 32

B ảng 13 Tổng hợp diện tích theo độ cao được tính từ mô hình DEM 33

B ảng 14 Kịch bản lượng mưa vùng Tây Bắc 37

B ảng 15 Kịch bản phát thải trung bình B2 về lượng mưa tại Việt Nam 37

B ảng 16 Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo 40

B ảng 17 Kịch bản BĐKH phát thải trung bình B2 về lượng mưa năm so với năm 1980-1999 t ại khu vực nghiên cứu (Đơn vị: %) 54

B ảng 18 Kịch bản BĐKH phát thải trung bình B2 về lượng mưa theo mùa tại khu vực nghiên cứu 56

B ảng 19 Tổng hợp diện tích theo độ dốc vùng nghiên cứu 61

B ảng 20 Tổng hợp diện tích theo yếu tố địa hình LS vùng nghiên cứu 62

B ảng 21 Lượng xói mòn đất hiện tại tại khu vực nghiên cứu 64

B ảng 22 Lượng xói mòn đất hiện tại tại khu vực nghiên cứu 67

DANH M ỤC CÁC HÌNH

H ı̀nh 1 Xói mòn đất tại Việt Nam [22] 12

H ı̀nh 2 Biểu đồ sự phụ thuộc lượng đất mất vào độ dốc [22] 13

H ı̀nh 3 Vị trí vùng nghiên cứu 15

H ı̀nh 4 Diễn biến lượng mưa năm giai đoạn 1980-2015 tại 3 tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La 42

H ı̀nh 5 Diễn biến lượng mưa năm giai đoạn 1980-2015 tại 3 tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La 43

H ı̀nh 6 Diễn biến mưa tháng I tại các trạm khu vực Sơn La 44

H ı̀nh 7 Diễn biến mưa tháng II tại các trạm khu vực Điện Biên 44

H ı̀nh 8 Diễn biến mưa tháng III tại các trạm khu vực Sơn La 45

H ı̀nh 9 Diễn biến mưa tháng IV tại các trạm khu vực Lai Châu 45

H ı̀nh 10 Diễn biến mưa tháng V tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La 45

H ı̀nh 11 Diễn biến mua tháng VI tại các trạm khu vực Lai Châu 46

H ı̀nh 12 Diễn biến mưa tháng VII tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La 46

H ı̀nh 13 Diễn biến mưa tháng VIII tại các trạm khu vực Điện Biên 47

H ı̀nh 14 Diễn biến mưa tháng IX tại các trạm khu vực Lai Châu 47

H ı̀nh 15 Diễn biến mưa tháng X tại các trạm khu vực Sơn La 48

H ı̀nh 16 Diễn biến mưa tháng XII tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La 48

H ı̀nh 17 Diễn biến mưa theo mùa Đông tại khu vực 49

H ı̀nh 18 Diễn biến mưa theo mùa Xuân tại khu vực 50

H ı̀nh 19 Diễn biến mưa theo Mùa Hè tại khu vực Lai Châu – Điện Biên – Sơn La 51

H ı̀nh 20 Diễn biến mưa theo Mùa Thu tại khu vực 52

H ı̀nh 21 Diễn biến Mưa theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình tại 55

H ı̀nh 22 Bản đồ Hệ số R hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu 58

H ı̀nh 23 Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình 58

H ı̀nh 24 Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình 59

H ı̀nh 25 Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình 59

H ı̀nh 26 Bản đồ Hệ số K hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu 60

H ı̀nh 27 Bản đồ Hệ số LS hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu 62

H ı̀nh 28 Bản đồ xói mòn đất hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu 64

H ı̀nh 29 Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2030 66

H ı̀nh 30 Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2050 66

H ı̀nh 31 Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2100 67

H ı̀nh 32 Xu thế xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình 68

DANH M ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ARS Trung tâm dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp Mỹ

BĐKH Biến đổi khí hậu

DEM Mô hı̀nh số độ cao (Digital Elevation Model)

FAO Tổ chức lương thực Thế giới

KTTV Khí tượng thuỷ văn

MONRE Bộ Tài nguyên và Môi trường

UNEP Chương trình Môi trường Liên Hiệp Quốc (United Nations Environment

Programme)

UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United

Nations Educational Scientific and Cultural Organization)

UNFCCC Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (United Nations

Framework Convention on Climate Change)

USLE Phương trình mất đất phổ dụng

XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới

M Ở ĐẦU

Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và là yếu tố mang tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật trên trái đất Đất đai là một tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người Tuy nhiên, hiện nay

quỹ đất ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng, một trong những nguyên nhân chính là xói mòn đất Quá trình xói mòn đất mặt của đất canh tác có tốc độ lớn hơn sự đổi mới thành lập tầng đất mặt, phần lớn tầng đất mặt bị rửa trôi được đưa vào sông hồ, đại dương; người ta ước tính trên thế giới có khoảng 7% lớp đất mặt của đất canh tác bị

rửa trôi trong một chu kỳ là 10 năm (FAO, 2007)

Trước tình trạng này, để đủ lương thực nuôi sống nhân loại ngày càng tăng, con người đã phải sử dụng lượng phân bón tăng gấp 9 lần, thủy lợi tăng gấp 3 lần trong các

thập niên từ 1950 - 1987, điều này tạm thời đã che dấu được sự suy thoái đất Tuy nhiên, trên thực tế phân bón không đủ chất để làm phục hồi lại độ phì nhiêu của đất như đất tự nhiên được vì có những chất không thể tổng hợp được bằng phương pháp hóa học, điều nầy chứng tỏ nguồn tài nguyên này càng cạn kiệt hơn (FAO, 2007)

Tỉ lệ xói mòn đất thay đổi tùy theo địa hình, sự kết cấu của đất, tác động của mưa, sức gió, dòng chảy và đối tượng canh tác Quá trình xói mòn đất do hoạt động

của con người xảy ra rất nhanh ở các quốc gia như Ấn Ðộ, Trung Quốc, Liên Xô và Hoa Kỳ, tính chung các quốc gia này sản xuất hơn 50% số lương thực trên thế giới và dân số 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 mỗi ha, trong cả nước có 34% diện tích đất bị bào mòn khốc liệt và làm cho các con sông chứa đầy phù sa Ở Ấn Ðộ, sự xói mòn đất làm sông bị lấp đầy bùn là một vấn đề nghiêm trọng xảy ra ở đây, trong cả nước có khoảng 25% diện tích đất bị bào mòn mạnh Ở Liên Xô, theo ước tính của The Worldwatch Institute là có diện tích đất canh tác lớn nhất và có tầng đất mặt bị xói mòn nhiều nhất thế giới (Miller, 1988)

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm và có lượng mưa tương đối lớn (từ 1.800

mm - 2.000 mm) nhưng lại phân bố không đều và tập trung chủ yếu trong các tháng

của mùa mưa từ tháng 4, 5 đến tháng 10; riêng vùng duyên hải miền Trung thì lượng

mưa bắt đầu và kết thúc muộn hơn từ 2 đến 3 tháng Lượng mưa lớn và lại tập trung

tạo ra dòng chảy có cường độ rất lớn, đây là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng

xói mòn đất đai ở Việt Nam Hàng năm, nước của các con sông mang phù sa đổ vào

biển Ðông khoảng 200 triệu tấn, người ta ước tính trung bình 1m3 nước chứa từ 50g -

400g phù sa, riêng đồng bằng sông Hồng 1.000g/m3 và có khi đạt đến 2.000g/m3

(FAO,2007)

Các quan trắc có hệ thống về xói mòn đất từ 1960 đến nay cho thấy trên thực tế

có khoảng 10 - 20% lãnh thổ Việt Nam bị ảnh hưởng xói mòn từ trung bình đến mạnh

Vùng Tây Bắc đất dốc chiếm 98% nên nguy cơ thoái hóa và xói mòn là rất lớn Hàng

năm, chỉ trong 6 tháng mùa mưa, lượng đất mất đã chiếm tới 75 -100% tổng lượng xói

mòn cả năm, còn lại dưới 25% lượng đất bị xói mòn xảy ra trong các trận mưa giông ở

thời kỳ chuyển tiếp từ mùa khô sang mùa mưa (tháng 3 - 4) hoặc từ mùa mưa sang

mùa khô (tháng 11) Diện tích lưu vực sông Đà khoảng 26.919 km2, bao gồm 100%

diện tích tỉnh Lai Châu, 61,4% diện tích tỉnh Điện Biên, 63,6% diện tích tỉnh Sơn La,

35,1% diện tích tỉnh Hòa Bình và khoảng 46,2% diện tích của 4 huyện thuộc ba tỉnh:

Mà Căng Chải (Yên Bái), Thanh Thủy, Thanh Sơn (Phú Thọ) và Ba Vì (Hà Tây) Phần

diện tích lưu vực sông Đà được tính ứng với một tỷ lệ diện tích nhất định thuộc 32

huyện, trong đó 28 huyện thuộc Tây Bắc nên coi lưu vực sông Đà gần như nằm trọn

vẹn trong vùng Tây Bắc (Tổng cục Quản lý đất đai, 2016)

Do đó, việc nghiên cứu xói mòn đất trong bối cảnh Biến đổi khí hậu (BĐKH)

khu vực Tây Bắc sẽ có ý nghĩa cao giúp chúng ta có đánh giá toàn cảnh về tác động

BĐKH ở khu vực rộng: diễn biến theo lưu vực, mức độ ảnh hưởng cũng như có những

biện pháp ứng phó phù hợp

Mục tiêu của đề tài nhằm đánh giá xu thế ảnh hưởng của BĐKH đối với xói mòn

đất nông nghiệp tại các tỉnh vùng núi lưu vực Sông Đà thông qua các yếu tố thời tiết

(cụ thể là lượng mưa) và từ đó đề xuất giải pháp ứng phó với hiện tượng xói mòn đất

do BĐKH gây ra ở các tỉnh vùng núi Lai Châu – Điện Biên – Sơn La

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 T ổng quan về tài nguyên đất và hiện tượng xói món đất trên Thế giới và Việt Nam

Quả đất có bán kính trung bình 6.371 km, chu vi theo đường xích đạo 40.075 km

và diện tích bề mặt của quả đất ước tính khoảng 510 triệu km2 (tương đương với 51 tỉ ha) trong đó biển và đại dương chiếm khoảng 36 tỉ ha, còn lại là đất liền và các hải đảo chiếm 15 tỉ ha [21]

B ảng 1 Diện tích của các lục địa

Ngu ồn: [43]

Theo P.Buringh, toàn bộ đất có khả năng canh tác nông nghiệp của Thế giới là 3,3 tỉ ha (chiếm 22% tổng số đất liền), còn 11,7 tỉ ha (chiếm 78% là tổng số đất liền) không dùng được cho sản xuất nông nghiệp Diện tích các loại đất không sử dụng được cho nông nghiệp theo Bảng 2

B ảng 2 Các loại đất không sử dụng được cho nông nghiệp

Ngu ồn: [43] a

Đất trồng trọt trên Thế giới chỉ có 1,5 tỉ ha (chiếm 10,8% tổng số đất đai, bằng 46% đất có khả năng canh tác nông nghiệp) còn 1,8 tỉ ha (54%) đất có khả năng nông nghiệp chưa được khai thác

Về mặt chất lượng đất nông nghiệp thì: đất có năng suất cao chỉ chiếm 14%, đất

có năng suất trung bình chiếm 28% và đất có năng suất thấp chiếm tới 58% Điều này cho thấy đất có khả năng canh tác nông nghiệp trên toàn thế giới có hạn, diện tích đất

có năng suất cao lại quá ít Mặt khác, mỗi năm trên thế giới bị mất 12 triệu ha đất

trồng trọt cho năng suất cao bị chuyển thành đất phi nông nghiệp và 100 triệu ha đất

trồng trọt bị nhiễm độc do việc sử dụng phân bón và các loại thuốc sát trùng [43] Đất nông nghiệp phân bố không đều trên thế giới, tỉ lệ giữa đất nông nghiệp so

với đất tự nhiên trên các lục địa theo Bảng 03

B ảng 3 Tỉ lệ % đất tự nhiên và đất nông nghiệp trên thế giới

Các châu l ục Đất tự nhiên Đất nông nghiệp

Ngu ồn: [43]

Trên toàn Thế giới, diện tích đất sử dụng cho nông nghiệp càng ngày càng giảm

dần trong khi đó dân số ngày càng tăng Áp lực lên nguồn tài nguyên đất sẽ gia tăng

một cách đáng kể trong vài thập niên tới Đến cuối 2015 dân số thế giới đã tăng lên 7,35 tỉ người Hiện tại, mức tăng hàng năm khoảng 80 triệu người Do đó, lượng đất

hữu dụng cho cung cấp lương thực và nhu cầu khác của con người sẽ bị giảm Trong các nước đang phát triển (ngoại trừ Trung Quốc) dân số gia tăng cũng rất đáng kể trong khi đó thì nguồn tài nguyên đất đai có tiềm năng cho canh tác nhờ nước khoảng 2,6 tỉ ha, nhưng hiện nay trong số đó chỉ có 760 triệu ha đất sử dụng cho nông nghiệp Hơn 90% tiềm năng đất còn lại chủ yếu tập trung ở một số nơi như: vùng bán sa mạc Sahara ở Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh Gần một nửa diện tích đất này đang được bao

phủ bởi rừng và các thực vật che phủ khác Thêm vào đó, trong một số diện tích đất

nhất định, sử dụng cho nông nghiệp cũng bị hạn chế do sự giới hạn về một số tính chất hay thành phần đất riêng biệt [21]

Gia tăng nhu cầu lương thực trên thế giới do dân số tăng, nên sự thâm canh cây lương thực đã được tiến hành trong thời gian qua ở một số nước Điển hình nhất là

cuộc cách mạng Xanh đã bảo đảm lương thực cho loài người, đặc biệt là cải thiện cuộc

sống của khoảng 800 triệu người đói kém trước đó Cuộc cách mạng này ngày nay cũng đã bắt đầu gây ra nhiều tranh cãi: tuy đáp ứng được nhu cầu lương thực nhưng lại làm suy thoái môi trường, đặc biệt suy thoái đất đai về sự trữ chất dinh dưỡng và các

tính chất vật lý và hóa học khác [21]

Diện tích đất canh tác nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp do kết quả của quá trình: công nghiệp hóa, đô thị hóa và phát triển cơ sở hạ tầng Do đó, cần xem xét giữa phát triển kinh tế và sử dựng đất đai cho khu dân cư và cơ sở hạ tầng với sử dụng đất cho nông nghiệp

Trong số 5,2 tỉ ha đất, có đến 3,6 tỉ ha (chiếm 70%) đất thoái hóa, Bảng 4

B ảng 4 Ước tính diện tích đất thoái hóa phần đất liền (triệu km 2 )

Châu l ục T ổng diện tích thoái hóa Di ện tích % thoái hóa

10,458 13,417 3,759 0,943 4,286 3,058 35,922

(Ngu ồn: Dregne và Chou, 1994)

Sự suy thoái đất đai gây ra bởi con người đã được tính đến trong vài thập kỷ qua Trong 1,5 tỉ ha đất sử dụng cho nông nghiệp trên thế giới thì có khoảng 1/3 diện tích đất này đã bị suy thoái do sử dụng quá mức bởi con người Tình trạng này cũng xảy ra cho khoảng 20% của 3,2 tỉ ha đất đồng cỏ chăn nuôi và 4 tỉ ha đất trồng rừng và cây

bụi Sự thoái hóa đất có nghĩa là đất bị mất đi độ phì tự nhiên cho sản xuất ra sản phẩm

và tái lập vật liệu thô Hiện tượng rõ nhất trong đất là sự mất dần chất hữu cơ và dinh dưỡng là những chất cần thiết để tạo sinh khối do quá trình quản lý đất không đúng kèm theo là những tác động ảnh hưởng của sự xói mòn bởi gió và nước [27]

Nguyên nhân chính hiện nay gây nên sự suy thoái chất lượng đất chính trên bề

mặt của trái đất là do xói mòn, mặn hóa, phèn hóa, và gia tăng nồng độ kim loại nặng

và các chất khác trong đất Đồng thời ở những nơi có mật độ động vật cao thì cũng sẽ

xảy ra hiện tượng đào xói đất hay di chuyển đất đi ở diện rộng

B ảng 5 Ước tính diện tích đất thoái hóa do các nguyên nhân

5,27 2,54 1,03 0,27 9,11

2,24 0,26 0,43 0,12 3,05

10,94 5,49 2,39 0,83 19,65

(Ngu ồn: Oldeman, 1994)

Trong tất cả những nghiên cứu khoa học về mối quan hệ giữa nguồn tài nguyên đất đai và sự thay đổi môi trường toàn cầu, các chuyên gia cảnh báo rằng gia tăng sự khan hiếm nguồn tài nguyên đất đai và những ảnh hưởng đến sự suy thoái đất sẽ gây ra tình trạng đáng báo động cho loài người càng nhanh hơn trong ảnh hưởng của BĐKH

B ảng 6 Các kiểu thoái hóa đất và nguyên nhân (triệu ha) Vùng Xói mòn do nước Xói mòn do gió

Thoái hóa hóa h ọc Thoái hóa lý h ọc (tri T ổng số ệu ha)

Vùng Xói mòn do nước Xói mòn do gió

Thoái hóa hóa h ọc Thoái hóa lý h ọc (tri T ổng số ệu ha)

(Ngu ồn: L J Clarke và T Friedrich, 2000)

Qua số liệu trên có thể thấy rằng sự thoái hóa đất có ảnh hưởng vô cùng lớn, dù

mức độ và nguyên nhân khác nhau

Tại Mỹ nghiên cứu về xói mòn đất và những ảnh hưởng của xói mòn tới năng

xuất nông nghiệp đã được bắt đầu từ những năm 1930 Trong thời kỳ 1940 và 1956, các nhà nghiên cứu khoa học đã bắt đầu phát triển các qui trình lượng hoá để ước tính

khối lượng đất mất tại Corn Belt, Mỹ Một số hệ số đã được đã được đưa vào phương trình mất đất ban đầu mà trong đó độ dốc và các biện pháp chống mất đất đóng vai trò chính Người ta nhận ra rằng phương trình mất đất có thể có giá trị rất lớn đối với kế

hoạch trồng trọt và phương trình Corn Belt có thể phù hợp với các vùng khác Năm

1946, một nhóm chuyên gia về xói mòn đã tổ chức một cuộc hội thảo tai Ohio nhằm đánh giá lại các hệ số đã được sử dụng trước đây và thêm vào hệ số mưa Trung tâm

dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp (ARS) của Mỹ đã thiết lập trung tâm mất đất và dòng

chảy mặt quốc gia tại trường đại học Purdue năm 1954 nhằm đặt, thu thập và củng cố các số liệu sẵn có trên toàn nước Mỹ Hơn 10.000 ngày liên tục về số liệu dòng chảy

mặt và mất đất sau đó đã được thu thập từ dự án hợp tác nghiên cứu Liên Bang Hoa

Kỳ trong 49 Bang [26]

Các nghiên cứu xói mòn đất còn được các nhà khoa học Liên Xô cũ như Sobolev (1961), Zakharov (1971), Eguazarov (1963), Biotrev (1974) và Mirskhulava (từ 1960 đến 1976) tiến hành Các nghiên cứu của các nhà khoa học Liên Xô cũ đã đóng góp lý thuyết về cơ chế tác động của các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn Ngoài ra các nghiên cứu về xói mòn còn được nghiên cứu ở châu Phi do Haillet nghiên cứu ở Đại

học Tổng hợp Pretoria, Staplz nghiên cứu ở Tangannica Hiện nay ở Châu Phi đã hình thành mạng lưới các trạm nghiên cứu xói mòn cung cấp các thông tin về xói mòn cho các ủy ban khoa học và chính phủ các nước trong khu vực

Ở Châu Á có khá nhiều công trình nghiên cứu xói mòn đã được tiến hành như Ấn

Độ, Nhật Bản, Thái Lan, Phillipin , điển hình là Chương trình Bảo tồn Sinh quyển Cibodas đặt tại tỉnh phía tây Java, Indonesia và nằm trong vị trí địa lý của huyện (Kabupaten) Bogor, Cianjur và Sukabumi Chương trình Bảo tồn Sinh quyển có một vùng trung tâm là Công viên Quốc gia Gudung Gede-Pangrango (khoảng 150 km2),

một vùng đệm (có một phần bao quanh vùng trung tâm khoảng 48 km2) và một vùng chuyển bị ảnh hưởng mạnh bởi các hoạt động của con người Độ cao so với mặt biển

từ 300m cho tới hơn 3.000 m Công viên Quốc gia Gudung Gede-Pangrango có lượng mưa trung bình hàng năm trong khoảng 3.000 và 4.200 mm Mùa có lượng mưa nhiều

nhất từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau có sự góp mặt của gió mùa Tây Bắc; những

tháng khô nhất (tháng 6 đến tháng 9) thì lượng mưa trung bình chỉ khoảng 100 mm Nhiệt độ trung bình năm từ 100C – 180C

T ại Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xói mòn đã được thực hiện từ những năm 1960, năm 1964 một số Ban khoa học các tỉnh miền núi đã hướng dẫn nhân dân định canh định cư, áp dụng một số kết quả nghiên cứu xói mòn để chỉ đạo sản xuất bảo vệ đất

khỏi bị xói mòn, đặc biệt là chuyên đề "Vấn đề chống xói mòn" của Ban Khoa Học

tỉnh Lào Cai Năm 1964 – 1975, Viện Lâm Nghiệp - Bộ Thủy Lợi cũ đã xây dựng một

số trạm nghiên cứu xói mòn phục vụ cho lâm nghiệp ở Cầu Hai (Vĩnh Phúc), Sông

Cầu (Bắc Giang), Hữu Lũng Lạng Sơn và An Châu (Cao Bằng) Từ các trạm nghiên

cứu đã cung cấp những số liệu đáng tin cậy, qua đó đưa ra nhiều phương án chống xói mòn thích hợp với điều kiện canh tác của nước ta Song việc phát triển những trạm nghiên cứu đó chưa được phổ biến rộng rãi và cũng chưa làm được nhiều

Năm 1978 – 1981, Tác giả Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yêm, Hoàng Xuân

Cơ (Đại học Tổng Hợp Hà Nội) với công trình "Nghiên cứu xói mòn và thử nghiệm

m ột số biện pháp chống xói mòn đất nông nghiệp Tây Nguyên" là một nghiên cứu bài

bản và tương đối đầy đủ về xói mòn đất tại Tây Nguyên Công trình thiết lập các trạm nghiên cứu xói mòn đất nông nghiệp tại Tây Nguyên thử nghiệm trên đất Bazan đã thu

thập được rất nhiều tài liệu thực tế, qua đó nhóm tác giả đã đưa ra được một số phương pháp chống xói mòn trên cây công nghiệp và cây lương thực bảo vệ đất khỏi bị xói mòn Các nghiên cứu về xói mòn đất còn được nhiều nhà khoa học đề cập đến như Bùi Quang Toản và cộng sự đã xác định các đánh giá về định tính và định lượng cùng các

giải pháp chống xói mòn trên những khu vực đất dốc cụ thể [20]

Việc nghiên cứu xói mòn đất ở nước ta cho đến nay có hai hướng cơ bản:

− Quan trắc thực nghiệm trên các bãi xói mòn cụ thể để xác định cụ thể các nhân

tố ảnh hưởng đến xói mòn;

− Dựa vào phương pháp thủy văn, thông qua việc xác định lượng bùn cát được

vận chuyển qua 1 đơn vị mặt cắt thủy văn để nghiên cứu xói mòn lưu vực

Cả hai hướng nghiên cứu này bổ sung cho nhau: Hướng thứ nhất cho những kết

quả cụ thể, đặc biệt là xác định các biện pháp để hạn chế xói mòn trong việc sử dụng các diện tích đất cụ thể; Hướng thứ hai cho kết quả đánh giá tổng thể xói mòn lưu vực làm cơ sở để xác định các biện pháp tổng hợp phòng chống xói mòn

1.1.2.2 Xói mòn đất tại Việt Nam

Xói mòn đất: Là quá trình phổ biến nhất ở Việt Nam Với lượng mưa lớn 2.500mm và thậm chí 3.000 mm); Độ dốc lớn (28% với độ dốc >250); Chặt phá rừng

(1.500-để chuyển đổi mục đích sử dụng (từ 1945 đến 1993 giảm diện tích từ 14.325 triệu ha

xuống 9.641 triệu ha) làm cho quá trình xói mòn đất ở Việt Nam xảy ra mạnh mẽ

Bản đồ xói mòn đất ở Việt Nam (Hình 1) cho thấy mức độ xói mòn: Vùng có xói mòn đất mạnh là vùng núi phía Bắc và Trung Bộ với địa hình phức tạp, độ dốc lớn Phá rừng làm nương dãy hàng năm cộng thêm lượng mưa lớn vào mùa hè và mùa thu

dẫn đến lượng đất mất lớn đến 500 tấn/ha [22]

Mức độ xói mòn đất còn thể hiện ở chỗ: Hàng năm, Sông Hồng ở miền Bắc Việt Nam tiếp nhận 130 triệu tấn đất màu mỡ (phù sa) do quá trình xói mòn [37] Ngoài ra, quá trình Xói mòn đất cũng phụ thuộc vào sử dụng đất trong Nông nghiêp (Bảng 7)

B ảng 7 Ảnh hưởng của biện pháp sử dụng đất đến lượng đất mất

ở đất dốc (15 – 25 o ) Biện pháp canh tác Lượng đất mất (tấn/ha)

Ngu ồn: [22] a

Hı̀nh 1 Xói mòn đất tại Việt Nam [22]

Canh tác lúa nương thiếu biện pháp bảo vệ đất dẫn đến xói mòn do nước, mức độ xói mòn đất đến 175-260 tấn/ha lớp đất màu mỡ trong 1 năm Lượng đất mất tích đọng

trong sông hồ và đưa ra biển (Hình 2)

Phá rừng làm nông nghiệp không có biện pháp bảo vệ đất làm mất tầng đất mặt

và thoái hóa đất Phá rừng làm giảm độ chua thủy phân, khả năng hấp phụ trao đổi

cation và mất chất dinh dưỡng Điều này dẫn đến giảm vùng mặt và phải bù lượng

phân bón khoáng vào đất để duy trì năng suất cây trồng, sẽ dẫn đến thoái hóa đất về

mặt hóa học

Hı̀nh 2 Biểu đồ sự phụ thuộc lượng đất mất vào độ dốc [22]

B ảng 8 Phân loại mức độ ảnh hưởng từ biện pháp sử dụng đất

Biện pháp

sử dụng đất Độ chua trao đổi

Độ chua thủy phân (mgdl/100g đất)

CEC (mgdl/100g đất)

C (%)

N (%)

P2O5 (%)

K2O (%)

Đất sau

Ngu ồn: [22]

B ảng 9 Sự giảm năng suất lúa nương theo thời gian do xói mòn đất

Ngu ồn: [22] a

1.2 Đặc điểm tự nhiên và điều kiện kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu

Do Đề tài tập trung vào 3 tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La nên để đánh giá

tổng quan về khu vực nghiên cứu khách quan và chính xác nhất, cần đi tìm hiểu thêm

về đặc điểm theo lưu vực, cụ thể là vùng Tây Bắc - lưu vực Sông Đà

1.2.1.1 V ị trí địa lý

Vùng lưu vực sông Đà thuộc ba tỉnh Lai Châu, Sơn La, Điện Biên nằm phía Tây

của nước ta, có tọa độ địa lý từ 20°33' đến 22°50' độ vĩ Bắc, 102°11' đến 105°2' độ kinh Đông Địa giới hành chính của vùng như sau:

− Phía Bắc giáp Trung Quốc;

− Phía Nam giáp Lào và Tỉnh Hòa Bình;

− Phía Đông giáp huyện Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ và Hòa Bình;

− Phía Tây giáp Lào

Lưu vực Sông Đà đoạn qua 3 tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La bao gồm toàn bộ

tỉnh Lai Châu, phần lớn Tỉnh Điện Biên (trừ huyện Điện Biên, Điện Biên Đông, TP Điện Biên và Mường Ảng), phần lớn tỉnh Sơn La (trừ huyện Sông Mã và Sốp Cộp)

Với mục tiêu đưa ra giải pháp sử dụng hợp lý đất nông nghiệp, đặc biệt ổn định dân cư

hạn chế du canh du cư, ổn định đời sống khu tái định cư thủy điện Sơn La, Lai Châu, nên trong nghiên cứu này lựa chọn vùng đánh giá gồm toàn bộ ba tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La [28]

H ı̀nh 3 Vị trí vùng nghiên cứu

Tổng diện tích tự nhiên của 3 tỉnh là 3.273.353,46 ha, tổng dân số năm 2015 là 2.120 người, mật độ dân số năm 2015 là 62 người/km2, tập trung đông nhất là ở tỉnh Sơn La với 82 người/km2 Tỷ lệ tăng dân số bình quân năm là 1,86% Số người trong

độ tuổi lao động đang làm việc là 1.331,2 người, chiếm 62% tổng dân số Lịch sử hình thành các cộng đồng dân tộc vùng Tây Bắc cũng như vùng nghiên cứu ngày nay gắn

liển với các cuộc di dân, chiếm đất, nắm quyền cai trị diễn ra trong lịch sử Theo tài

liệu ghi chép lại, dân cư Tây Bắc được hình thành chủ yếu từ 3 luồng di cư:

− Luồng phía Bắc, từ Trung Quốc xuống;

− Luồng phía Tây, từ Lào, Thái Lan sang;

− Luồng phía Nam, từ Đồng bằng Bắc Bộ lên, gồm nhiều đợt di dân khác nhau, nhưng nhiều nhất là vào thập niên 60 do có chủ trương xây dựng vùng kinh tế mới của

Đảng, Nhà nước đối với vùng này Chính vì vậy, đây là nơi cư trú của 23 dân tộc anh

em, có bản sắc văn hoá và phong tục tập quán khác nhau, các dân tộc ở đây cư trú hoà

Điện Biên: là một tỉnh biên giới miền núi thuộc vùng Tây Bắc của Tổ quốc, có

tọa độ địa lý 20054’ – 22033’ vĩ độ Bắc và 102010’ – 103036’ kinh độ Đông Nằm cách

Thủ đô Hà Nội 504 km về phía Tây, phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Sơn La, phía

Bắc giáp tỉnh Lai Châu, phía Tây Bắc giáp tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), phía Tây và Tây Nam giáp CHDCND Lào Là tỉnh duy nhất có chung đường biên giới với 2 quốc gia: Trung Quốc (dài 38,5km) và Lào (dài 360 km)

Sơn La: Sơn La là tỉnh miền núi cao nằm ở phía Tây Bắc Việt Nam trong khoảng

20039’ – 22002’ vĩ độ Bắc và 103011’ – 105002’ kinh độ Đông, phía Bắc giáp hai tỉnh: Yên Bái, Lai Châu, phía Đông giáp hai tỉnh: Hòa Bình, Phú Thọ, phía Tây giáp tỉnh: Điện Biên, phía Nam giáp tỉnh Thanh Hóa và nước CHDCND Lào Sơn La có 250 km đường biên giới với nước CHDCND Lào và cách thủ đô Hà Nội 320 km về phía Tây

Bắc

1.2.1.2 Địa hình

Lai Châu: Là vùng lãnh thổ nhiều dãy núi và cao nguyên Phía Đông khu vực này là dãy núi Hoàng Liên Sơn, phía Tây là dãy núi Sông Mã (đô ̣ cao 1.800m) Giữa hai dãy núi đồ sô ̣ trên là phần đất thuô ̣c vùng núi thấp tương đối rô ̣ng lớn và lưu vực sông Đà với nhiều cao nguyên đá vôi (dài 400km, rộng từ 1 – 25km, cao 600 – 1.000m) Trên 60% diê ̣n tích có đô ̣ cao trên 1.000m, trên 90% diê ̣n tích có đô ̣ dốc trên

250, bi ̣ chia cắt ma ̣nh bởi các dãy núi cha ̣y dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, xen

kẽ là các thung lũng có đi ̣a hình tương đối bằng phẳng như: Mường So, Tam Đường,

Bình Lư, Than Uyên… Có đı̉nh núi Phan Xi Păng cao 3.143 m, Pu Sam Cáp cao 1.700

m Núi đồi cao và dốc, xen kẽ nhiều thung lũng sâu và he ̣p, có nhiều sông suối, nhiều thác ghềnh, dòng chảy lưu lượng lớn nên có nhiều tiềm năng về thuỷ điê ̣n

Điện Biên: Do ảnh hưởng của các hoạt động kiến tạo nên địa hình của Điện Biên

rất phức tạp, chủ yếu là đồi núi dốc, hiểm trở và chia cắt mạnh Được cấu tạo bởi

những dãy núi chạy dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với độ cao biến đổi từ 200 m đến hơn 1.800 m Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và nghiêng dần từ Tây sang Đông Ở phía Bắc có các điểm cao 1.085 m, 1.162 m và 1.856 m (thuộc huyện Mường Nhé), cao nhất là đỉnh Pu Đen Đinh cao 1.886 m Ở phía Tây có các điểm cao 1.127

m, 1.649 m, 1.860 m và dãy điểm cao Mường Phăng kéo xuống Tuần Giáo Xen lẫn các dãy núi cao là các thung lũng, sông suối nhỏ hẹp và dốc Trong đó, đáng kể có thung lũng Mường Thanh rộng hơn 150 km2 - là cánh đồng lớn và nổi tiếng nhất của

tỉnh và toàn vùng Tây Bắc Núi bị bào mòn mạnh tạo nên những cao nguyên khá rộng như cao nguyên A Pa Chải (huyện Mường Nhé), cao nguyên Tả Phình (huyện Tủa Chùa) Ngoài ra còn có các dạng địa hình thung lũng, sông suối, thềm bãi bồi, nón phóng vật, sườn tích, hang động castơ, phân bố rộng khắp trên địa bàn, nhưng diện tích nhỏ

Sơn La: Địa hình của tỉnh Sơn La chia thành những vùng đất có đặc trưng sinh

thái khác nhau Sơn La có hai cao nguyên: Mộc Châu và Nà Sản Cao nguyên Mộc Châu có độ cao trung bình 1.050 m so với mực nước biển, mang đặc trưng của khí hậu

cận ôn đới, đất đai màu mỡ phì nhiêu, thuận lợi cho phát triển cây chè, cây ăn quả và chăn nuôi bò sữa Cao nguyên Nà Sản có độ cao trung bình 800 m, chạy dài theo trục

quốc lộ 6, đất đai phì nhiêu thuận lợi cho phát triển cây mía, cà phê, dâu tằm, xoài, nhãn, dứa [28]

1.2.1.3 Đặc điểm địa chất

Thành phần kiến tạo địa chất ở đây bao gồm nhiều phức hệ vật chất - kiến trúc từ

cổ đến trẻ, phát triển theo trật tự từ các đá phun trào Bazơ dưới biển, các xâm nhập Mafic và kết thúc với đá trầm tích, phun trào a-xít, các xâm nhập Granít dạng Batolit

Toàn bộ lưu vực phân bổ trên nền đá vôi, tạo nên cấu trúc Karst phức tạp, có nhiều đứt

gẫy ngang

Các đới đứt gẫy chủ yếu

Theo kết quả nghiên cứu địa chất nhiều năm qua cho thấy, tại vùng Tây Bắc các đới đứt gẫy tân kiến tạo hiện đang hoạt động với quy mô ảnh hường khá rộng Hoạt động hiện đại của các đới đứt gẫy là nguyên nhân tiểm ẩn và đóng vai trò quan trọng thúc đẩy các tai biến nứt sụt đất, trượt lở đất, lũ quét - lũ bùn đá và động đất xuất hiện ngày càng nhiều ở vùng Tây Bắc

Trên lãnh thổ Tây Bắc hoạt động đứt gãy được tập hợp lại thành các hệ thống đứt

gẫy khá đa dạng và phong phú, trong đó quan trọng và chiếm đa số là hệ thống đứt gẫy Tây Bắc - Đông Nam, chiếm gần 85% các đứt gẫy lớn ở khu vực, tiếp đến là hệ thống

Bắc Nam (hệ á kinh tuyến) chiếm khoảng 10%, còn các hệ thống khác chiếm khoảng 5% (Đông Bắc - Tây Nam, á vĩ tuyến và vòng cung)

Các đới đứt gẫy theo phương Tây Bắc - Đông Nam có khả năng sinh chấn mạnh hơn cả và đang trong thời kỳ hoạt động mạnh Năm đới đứt gẫy có khả năng phát sinh động đất lớn là: Sông Hồng, Sông Đà, Sơn La, Sông Mã và Điện Biên - Lai Châu, trong đó 3 đới đứt gẫy được xếp loại 1, hai trong đó thuộc lưu vực sông Đà, đó là: Lai Châu - Điện Biên và Sơn La

mặt từ đó ảnh hưởng sâu sắc đến các hoạt động sản xuất nông nghiệp và sự phát triển

của các dạng tài nguyên và môi trường trong lưu vực

Vùng Tây Bắc chủ yếu là đá mẹ phiến sa thạch và các loại đá biến chất dễ bị phong hóa Ngoài ra có một số đá trầm tích như cát kết, đá vôi và một số đá macma

bazơ, trung tính, axit phân bố rải rác (Bảng 10)

B ảng 10 Phân bố nhóm đất trong khu vực

Đất xám

(Acrisols)

2,8 triệu ha (chiếm 82%),

Địa hình dốc, khoáng hóa

mạnh trên các đá mẹ khác nhau

Đất thường chua, nghèo chất dinh dưỡng, xói mòn xảy ra

mạnh

Đất đỏ

(Ferrasols)

487.830 ha (chiếm 11,3%)

Hình thành trên đá vôi,

đá mắc ma bazơ, trung tính

Phân bố trên độ cao 2.000 m, thuộc loại phong hoá đa yếu

Các lưu vực sông như

Đà, Bôi, Nậm Rốm Nhóm đất này có ý nghĩa với sản xuất nồng nghiệp Đất giây

(Gleysols)

4.414 ha (chiếm 0,13%)

Khu vực dốc, thảm thực

vật che phủ kém, xói mòn mạnh

lớp xen các lớp vôi sét Địa hình dạng đồi thoải kiểu cao nguyên với lớp phủ đất bột,

bột sét khá dày Các lớp này là sản phẩm phong hoá của đá vôi, vôi sét, đôi nơi là của các bột kết Các hoạt động sản xuất nông nghiệp khiến tính chất lí hóa học biến đổi theo xu hướng này là sản phẩm phong hoá của đá

Dựa trên đặc điểm và đặc tính của thổ nhưỡng, tài nguyên đất được phân loại tương tự như sau:

− Nhóm đất xám: có diện tích 2.792.032 ha, chiếm 81,7% diện tích đất tự nhiên

vùng Tây Bắc, phân bố đều khắp diện tích đồi núi của cả 4 tỉnh, chủ yếu là đất đồi dốc Đất được hình thành ở địa hình dốc, khoáng hóa mạnh trên các đá mẹ khác nhau đã làm cho nhóm đất này phân hóa khác nhau về tính chất lý, hóa học Đất thường chua, nghèo chất dinh dưỡng, xói mòn xảy ra mạnh Đất xám có ý nghĩa đối với sản xuất nông nghiệp, nhất là trồng cây dài ngày ở vùng lưu vực Trong sử dụng đất xám cần lưu ý quá trình rửa trôi, xói mòn; chú trọng bón vôi, bón phân hữu cơ để cải tạo độ chua của đất, tăng cấu trúc đất làm đất tơi xốp

− Nhóm đất đỏ: Có diện tích 487.830 ha (5,53%), phân bố ở độ cao trên 100 m

thuộc cả 4 tỉnh Tây Bắc Đất phát triển trên đá macma bazơ, đá vôi; có màu nâu đỏ, nâu vàng điển hình, có độ phì khá, tơi xốp, phản ứng trung tính, ít chua, chất dinh dưỡng khá Đất có đặc điểm là chua, độ no bazơ thấp, khả năng hấp phụ thấp

− Nhóm đất mùn: Có diện tích 78.671 ha (chiếm 1,8% diện tích tự nhiên), phân

bố trên độ cao 2000 m, tập trung chủ yếu ở miền Tây Bắc dãy Hoàng Liên Sơn, núi Pan Xi Phang Đất có hàm lượng chất hữu cơ cao, có thành phần cơ giới nhẹ, tơi xốp,

có màu đen điển hình Vì ở độ cao lớn nên ít có ý nghĩa đối với sản xuất nông nghiệp,

chỉ thích hợp với cây lâm nghiệp và một số cây dược liệu ôn đới

− Nhóm đất phù sa: Có diện tích khoảng 36.016,23 ha (1,12 %), phân bố dọc

theo các sông suối lớn trong vùng như sông Đà, sông Bôi, sông Nậm Rốm Đây là nhóm đất để sản xuất lương thực, thực phẩm (lúa, các cây ngắn ngày) Đất phù sa lưu

vực sông Đà được hình thành do các quá trình bồi đắp, lắng đọng phù sa các sông trong vùng; tuỳ theo địa hình, mức độ bồi đắp mà hình thành diện tích khác nhau của đất; điển hình là cánh đồng Điện Biên (Điện Biên), Phù Yên (Sơn La) và Mai Châu (Hoà Bình)

− Nhóm đất gây: có diện tích 4.414 ha (0,13 %), phân bố rải rác theo lưu vực

sông Đà, ở nơi có địa hình thấp và giữa các thung lũng dốc tụ úng nước hay nơi có

mực nước ngầm nông, đất thường có màu đen, xám đen, xám xanh, dẻo, dính có đặc tính giữ nước tốt, có tính trương co lớn Đất được sử dụng trồng lúa vụ chiêm, còn vụ

hè mưa nhiều hay bị ngập úng, nhiều khi cả ngập và hạn xen kẽ Đất có thành phần cơ

giới nhẹ, tích luỹ nhiều sắt, nhôm (hình thành tầng sét loang lổ đỏ vàng) Thuỷ lợi tiêu nước là biện pháp hàng đẩu để sử dụng có hiệu quả nhóm đất này

− Nhóm đất than bùn: Có diện tích 260 ha (0,008%), phân bố ở một số khu vực

nhỏ của Hoà Bình, chủ yếu ở huyện Lương Sơn Loại đất này hình thành ở địa hình

thấp trũng do thực vật phát triển mạnh, sau khi chết xác thực vật bị phân huỷ hình thành tầng đất chứa nhiều chất hữu cơ màu đen Trong môì trường yếm khí, đất hình thành từ các vật liệu không gắn kết với đặc trưng quan trọng nhất là bị gây mạnh toàn

phẫu diện

− Nhóm đất đen: Có diện tích 4.162 ha (0,12 %), phân bố rải rác ở 2 tỉnh Sơn La

và Lai Châu Đất có tầng canh tác mỏng, chứa nhiều chất hữu cơ, đất có màu đen Đất

có phản ứng trung tính, hàm lượng chất dinh dưỡng từ trung bình đến khá, thích hợp

với nhiều cây trồng (đậu, đỗ, ngô, lúa mùa) Trong khi sử dụng đất này cần lưu ý che

phủ giữ ẩm cho đất vào mùa khô

− Nhóm đất tích vôi: Có diện tích là 1.942 ha (0,058%), chứa nhiều chất hữu cơ,

đất có màu đen Đất có phản ứng trung tính, hàm lượng chất dinh dưỡng từ trung bình đến khá, thích hợp với cây trồng (đậu, đỗ, ngô, lúa mùa) Do địa hình thấp nên dễ bị

ngập úng vào mùa mưa

− Nhóm đất có tầng sét loang lổ: có diện tích 10.330 ha, chiếm 0,23% diện tích

đất tự nhiên, phân bố rải rác ở cả hai tỉnh Sơn La và Hoà Bình Nhóm đất này có hàm lượng chất dinh dưỡng thấp, tích luỹ yếu tố hạn chế năng suất (Al, Fe linh động), có nơi hình thành đá ong non (quá trình đá ong hóa) Bảo vệ loại đất này khỏi thoái hóa

cần phải cung cấp đủ nước, ngăn chặn sự nâng cao mực nước ngầm vào mùa khô, kết

hợp bón nhiều phân hữu cơ Nhóm đất này thích hợp trồng cây ngắn ngày, cây trồng

− Vùng Tây B ắc Lai Châu: Ranh giới từ sườn tây cao nguyên Tà Phình đến vùng

núi Pudendin, Phía Bắc giáp dải núi cao biên giới (dãy Pusilung), phía Nam giáp với

Muồng Muôn Vùng này nằm sâu trong đất liền, lại bị dãy Hoàng Liên Sơn che khuất nên không chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Đất vùng này phổ biến là đất mùn vàng nhạt trên đá cát

− Vùng Sìn H ồ - Quỳnh Nhai: Diện tích khoảng 558.000 ha, độ cao trung bình

của vùng 1.500 - 2.000 m với các đặc điểm khí hậu: nhiệt độ trung bình năm 18°C, lượng mưa trung bình năm từ 1.891 mm (Tủa Chùa) đến 2.783 mm (Sìn Hồ), lượng

bốc hơi tiềm năng trong năm 1.074 – 1.281 mm Đất có phản ứng chua, nghèo các chất

dễ tiêu, thích hợp với sinh trưởng và phát triển của các cây như chè, cà phê, dâu tằm, ngô, đỗ tương, lạc Diện tích cây trồng chính ở đây là lúa, ngô, sắn, đỗ tương, lạc, bông, mía, chè, đào, mận, cây dược liệu, rừng tre nứa và rừng thứ sinh

− Vùng sông Mã – Điện Biên: Diện tích khoảng 940.000 ha, bao gồm phần lớn

diện tích huyện Điện Biên (Điện Biên) và sông Mã (Sơn La) Vùng này có độ cao

trung bình 600 - 900 m, đồi núi thường có đỉnh tròn, sườn khá dốc Khí hậu của vùng

về mùa hè thường là nóng, khô, chịu ảnh hưởng khá mạnh của gió Tây; mùa đông ấm

và ngắn hơn các vùng khác; số ngày nắng trong năm dao động từ 180 - 200 ngày, nhiệt

độ trung bình năm là 23°C, lượng mưa trung bình năm lên tới 1.800 mm (Pha Đin)

− Vùng Sơn La – Mộc Châu - Sông Đà: Diện tích vùng khoảng 794.000 ha, nằm

ở phía Tây Nam dãy Hoàng Liên Sơn, gồm hai khối cao nguyên Sơn La - Mộc Châu

và dải đồi núi thấp dọc thung lũng sông Đà Do có dãy núi Hoàng Liên Sơn ở phía Đông nên ít bị ảnh hưởng bởi gió mùa Đông Bắc, tuy vậy mùa đông ở đây khá lạnh và khô, thường xuyên có sương mù Nhiệt độ trung bình năm của vùng dao động từ 18 - 20°C, lượng mưa trung bình năm là 1.500 mm Đất có tầng dầy và trung bình, thành

phần cơ giới nặng, độ phì từ trung bình đến khá Cây trồng trong vùng khá phong phú,

nhất là các cây lâu năm như chè, trẩu, dâu, đào, mận, bông, cây dược liệu Cây hàng năm phổ biến là lúa, ngô, đậu tương, khoai lang, lạc, sắn Các cao nguyên có khí hậu mát, đồng cỏ rộng nên thuận lợi để chăn nuôi bò sữa (cao nguyên Mộc Châu)

1.2.2.2 Hi ện trạng sử dụng đất

Số liệu hiện trạng sử dụng đất tại vùng nghiên cứu cho thấy hiện nay đất nông nghiệp chiếm 68,46% diện tích đất tự nhiên, trong đó: đất sản xuất nông nghiệp chiếm 25,47%, đất lâm nghiệp 42,78%, đất phi nông nghiệp chiếm tỷ lệ nhỏ 3,71% (Bảng 11)

Đất chưa sử dụng còn nhiều, chiếm đến 27,83% Như vậy, đất sản xuất nông nghiệp của vùng chiếm tỷ lệ lớn đến 25,47% chưa kể đất rừng sản xuất cùng với điều

kiện địa hình đồi núi độ dốc lớn, chia cắt nếu không có biện pháp canh tác phù hợp thì tài nguyên đất sẽ bị thoái hóa do xói mòn mất tầng đất mặt và rửa trôi dinh dưỡng đất

B ảng 11 Hiện trạng sử dụng đất các tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La

(ha) (%) Tổng DT đất của đơn vị hành chính

(1+2+3) 3,273,353.46 100.00 1,412,349 954,125.06 906879.21

1 Nhóm đất nông nghiệp NNP 2,240,828.49 68.46 1,022,255 724,074.11 494499.49 1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 833,799.98 25.47 355,898 371,004.24 106897.97 1.1.1 Đất trồng cây hàng năm CHN 740,156.19 22.61 305,685 351,523.86 82947.59

1.1.1.2 Đất trồng cây hàng năm khác HNK 581,150.41 17.75 265,540 262,542.99 53066.93 1.1.2 Đất trồng cây lâu năm CLN 93,643.78 2.86 50,213 19,480.38 23950.38 1.2 Đất lâm nghiệp LNP 1,400,460.24 42.78 662,955 350,854.79 386650.31 1.2.1 Đất rừng sản xuất RSX 476,249.31 14.55 221,461 108,572.48 146215.55 1.2.2 Đất rừng phòng hộ RPH 788,692.82 24.09 386,219 194,060.31 208413.88 1.2.3 Đất rừng đặc dụng RDD 135,518.18 4.14 55,275 48,222.00 32020.88

STT LOẠI ĐẤT Ký hiệu Tổng cộng Sơn La Điện Biên Lai Châu

2.5 Đất nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ,

1.2.3 Xói mòn và các y ếu tố ảnh hưởng đến xói mòn

1.2.3.1 Y ếu tố mưa

Những trận mưa nhỏ có lượng xói mòn ít hơn những trận mưa lớn; cùng một lượng mưa, trận mưa nào có cường độ mưa lớn hơn (thời gian mưa ngắn hơn) thì lượng đất xói mòn sẽ nhiều hơn Những trận mưa có cường độ mưa lớn sẽ làm cho lượng nước mưa không kịp ngấm xuống đất, lượng nước mưa này gần như chuyển toàn bộ thành dòng chảy mặt làm cho vận tốc dòng chảy mặt tăng đáng kể Dòng chảy

mặt càng lớn thì sẽ tạo nên xung lực lớn tách và cuốn những hạt đất mặt dẫn đến lượng đất xói mòn lớn

Vùng nghiên cứu có khí hậu điển hình của vùng nhiệt đới gió mùa núi cao Tây

Bắc, ngày nóng đêm lạnh ít chịu ảnh hưởng của bão, gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Khí hậu trong năm chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng

10 có nhiệt độ và độ ẩm cao; Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, khí hậu lạnh,

độ ẩm và lượng mưa thấp (Tháng 4 và tháng 10 là thời gian chuyển giao giữa 2 mùa)

Với xu thế biến đổi ngày càng bất lợi của khí hậu toàn cầu, nông nghiệp của vùng phải đối mặt ngày càng nhiều với hạn hán, lũ lụt, băng giá Thực tế cho thấy những năm

gần đây mùa đông ở Lai Châu, Điện Biên có nhiệt độ xuống thấp bất thường và kéo dài, mùa khô cũng kéo dài và ít mưa hơn Các đợt rét đậm, rét hại kéo dài ở các năm 2007-2008, năm 2010-2011 và năm 2013-2014 đã có nhiều diện tích cây trồng bị ảnh hưởng nặng nề, và có hàng nghìn trâu bò bị chết rét Ở các vùng thung lũng khuất gió

có lượng mưa thấp (700-1.000 mm) kết hợp với gió Tây khô nóng gây bốc hơi mạnh

và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng và phát triển cây trồng

Qua đó có thể thấy rằng mưa đóng vai trò là yếu tố tự nhiên tích cực đóng góp

phần thúc đẩy nhanh quá trình xói mòn đất

dốc, nếu chiều dài sườn dốc càng lớn thì nguy cơ gây xói mòn đất càng cao Chiều dài sườn dốc dài bao nhiêu thì lượng đất bị bào mòn cũng tăng lên tuỳ thuộc vào mô hình

sử dụng đất

Trên thực tế, điều kiện địa hình vùng nghiên cứu núi cao hiểm trở, bị chia cắt

mạnh Địa hình sắp xếp theo hướng Tây Bắc - Đông Nam gồm những dãy núi chạy dài xen kẽ những thung lũng sông hẹp và những cao nguyên khá rộng Các kiểu địa hình

chủ yếu như: Núi cao, núi trung bình xâm thực mạnh, núi thấp xâm thực bóc mòn có

độ cao từ 400 - 800 m, cao nguyên và núi đá vôi xen kẽ trầm tích, thung lũng và trũng

giữa núi (như lòng chảo Mường Thanh - Điện Biên, Than Uyên, Bình Lư – Tam Đường, Noong Hẻo – Sìn Hồ, Mường So – Phong Thổ, Quang Huy - Phù Yên, ) Địa hình đặc trưng của lưu vực sông Đà là dạng núi và cao nguyên, chia cắt mạnh theo chiều thẳng đứng, mạnh hơn nhiều so với khu vực núi vùng Đông Bắc Chủ yếu là núi đất, xen kẽ các dãy núi đá vôi có dạng địa chất castơ (tạo nên các hang động và sông

suối ngầm) Đặc biệt, điều kiện địa hình có độ dốc lớn (độ dốc trên 150 chiếm trên 60% diện tích tự nhiên), lượng mưa lớn phân bố không đồng đều, tập trung vào mùa

hè, chiếm gần 80%, mưa lớn nhất vào các tháng 6, 7, 8 kết hợp với tập quán du canh

du cư, phá rừng làm nương rẫy chăn thả gia súc và khai thác quá mức cho phép làm

hạn chế quá trình che phủ thực vật trên lớp mặt Những nguyên nhân này dẫn đến nguồn hữu cơ, khoáng chất bị mất, khả năng giữ nước/ẩm, độ xốp và các thành phần sinh học khác trong đất giảm Nói cách khác đây là những “dấu hiệu bên trong” của sự thoái hoá đất được thể hiện ra bên ngoài bằng sự kém phát triển của cây trồng mà nguyên nhân là do bộ rễ kém phát triển

1.2.3.3 Y ếu tố tính chất đất

Hạn chế về độ dày tầng đất và sự tích lũy các độc tố trong đất, ở các vùng Phong

Thổ, Than Uyên, lưu vực sông Đà, vùng núi Mường Tè, Đa si Lung phần nhiều có

tầng đất mỏng dưới 50 cm Vùng cao nguyên đá vôi (của Tây Bắc), đất núi Điện Biên,

Pu Đen Đinh đất phát triển trên đá mắc ma trung tính và bazơ, đá vôi, đá biến chất có

tầng dày phổ biến trên 50 cm Các đất đỏ vàng trên đá mắc ma axit, đất vàng nhạt trên

đá cát đều có tầng rất mỏng Đất trong vùng chủ yếu là các loại đát ferralit có địa hình,

độ dốc cao nên có đặc điểm chung là tích lũy Fe, Al khiến quá trình rửa trôi mạnh và không thuận lợi cho sự đông tụ keo đất làm cho khả năng chống xói mòn của đất không cao

vừa ngăn cản không cho các giọt mưa đập trực tiếp vào mặt đất vừa hạn chế quá trình

tạo dòng chảy trên mặt

Ngoài ra, thảm phủ thực vật có giá trị như một dạng tài nguyên tạo ra lớp phủ che

chắn bảo vệ lớp đất đá bên dưới khỏi sự xói mòn, rửa trôi và ngăn chặn bớt dòng chảy, kéo dài thời gian tập trung lũ, điều hoà mực nước ngầm và cải tạo tính chất cơ lý thổ nhưỡng Tuy nhiên hiện nay lớp phủ thực vật này đã và đang bị tác động mạnh mẽ bởi các hoạt động khai thác của con người và thực tế đã bị suy giảm cả về số lượng và chất lượng

1.2.3.5 Y ếu tố con người

Các nguyên nhân do con người, trình độ dân trí một số vùng còn thấp, chưa tiếp

cận được các kỹ thuật canh tác hiện đại, nạn chặt pháp rừng tự nhiên quá mức do con người vì lợi ích kinh tế làm mất cân bằng vốn có của rừng nhiệt đới ẩm, dẫn đến giảm

độ che phủ đất, làm mất khả năng giữ nước, gia tăng sạt lở, trượt lở đất Bên cạnh đó, các đồng bào dân tộc, đặc biệt đồng bào phân bố ở đai cao từ 500 m trở lên canh tác

chủ yếu dựa vào độ phì tự nhiên, du canh du cư, đốt nương làm rẫy, càng làm cho đất đai ngày càng bị thoái hóa mất khả năng canh tác

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Lưu vực sông Đà đoạn qua ba tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La bao gồm toàn bộ

tỉnh Lai Châu, phần lớn tỉnh Điện Biên, phần lớn tỉnh Sơn La (trừ huyện Sốp Cộp)

Với mục tiêu đánh giá xu thế ảnh hưởng của BĐKH đối với xói mòn đất nông nghiệp, qua đó đưa ra giải pháp sử dụng hợp lý đất nông nghiệp trong bối cảnh BĐKH hiện tại

và tương lai

Đối tượng nghiên cứu là đất nông nghiệp, các yếu tố ảnh hưởng xói mòn đất (địa hình, độ dốc) và yếu tố mưa tại 3 tỉnh Lai Châu, Điện Biên và Sơn La

2.2 Ph ạm vi thực hiện

Luận văn không nghiên cứu xây dựng Kịch bản BĐKH Luận văn chỉ thu thập,

và sử dung Kịch bản BĐKH đã ban hành về yếu tố lượng mưa; sử dụng công thức tương quan giữa Mưa và xói mòn đất để đánh giá xu thế Xói mòn đất tại khu vực nghiên cứu cho giai đoạn năm 2030, 2050, 2100

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa, phân tích và tổng hợp nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu thông tin có liên quan một cách có chọn lọc, từ đó đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu

Thống kê là phương pháp xử lý số liệu một cách định lượng Ở giai đoạn, tiến hành thống kê, thu thập các số liệu, các kết quả nghiên cứu của các chương trình đã

thực hiện có liên quan Đồng thời, thống kê, thu thập các số liệu quan trắc từ các trạm khí tượng trong vùng nghiên cứu

Các tài li ệu cần thu thập

− Số liệu lượng mưa tại 14 trạm khí tượng thuỷ văn trên địa phận 3 tỉnh: Lai Châu – Sơn La – Điện Biên

− Bản đồ địa hình và các báo cáo số liệu liên quan đến phân cấp độ dốc và phân

cấp địa hình của 3 tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La

− Kịch bản BĐKH phát thải trung bình B2 đối với lượng mưa được Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2009, 2012

− Tài liệu niên giám thống kê năm 2015, tài liệu quy hoạch phát triển kinh tế xã

hội vùng Tây Bắc

Phương pháp bản đồ và GIS: Phương pháp bản đồ và GIS được sử dụng phục vụ

việc đánh giá phạm vi, đối tượng bị ảnh hưởng bởi các tác động của BĐKH

Nguyên tắc tính toán lượng xói mòn đất được tính theo phương trình mất đất phổ

dụng (USLE) do Wischmeier và Smith xây dựng năm 1978:

A = R x K x (L x S) x (C x P)

Trong đó:

A: Lượng đất mất hàng năm (tấn/ha)

R: Hệ số xói mòn do mưa

K: Hệ số mẫn cảm của đất đối với xói mòn

L: Hệ số xói mòn của chiều dài sườn dốc

S: Hệ số xói mòn của độ dốc

C: Hệ số bảo vệ đất của thảm thực vật, cây trồng và hệ thống canh tác

P: Hệ số bảo vệ đất của các công trình chống xói mòn

Vì vậy, để thành lập bản đồ xói mòn đất cho khu vực nghiên cứu theo mô hình USLE và GIS thì ta cần xây dựng bản đồ hệ số R, bản đồ hệ số K, bản đồ hệ số LS

2.3.2.1 Tính toán h ệ số xói mòn do mưa (R)

R là hệ số xói mòn của mưa và dòng chảy (rainfall and runoff erosivity) Nó đặc

trưng cho sự tác động của mưa đến quá trình xói mòn đất, đây là thước đo sức mạnh xói mòn của mưa và sức chảy tràn trên bề mặt R không chỉ là lượng mưa mà yếu tố này thể hiện qua tổng lượng mưa và cường độ mưa

Đối với các bài toán mô hình hóa xói mòn, việc tính toán hệ số xói mòn do mưa thường dựa vào lượng mưa và số ngày mưa trung bình trong nhiều năm liên tiếp Tính toán hệ số xói mòn do mưa dựa vào cường độ mưa thường chỉ áp dụng với các nghiên

cứu chi tiết bởi việc thu thập số liệu khí tượng thủy văn rất phức tạp Các số liệu khí tượng thủy văn liên quan đến nghiên cứu xói mòn do nước được cung cấp bởi mạng lưới đài trạm chỉ bao gồm lượng mưa theo ngày Do đó, người ta tiến hành tổng hợp được lượng mưa trung bình tháng, năm và số ngày mưa trong năm dựa trên số liệu của nhiều năm

Ngoài ra, việc xác lập công thức để tính toán cho hệ số R còn phụ thuộc vào từng khu vực nhất định do mỗi vùng đều có sự khác nhau về lượng mưa, sự phân bố, tính

chất mưa… Cường độ mưa càng lớn và thời gian mưa càng lâu, tiềm năng xói mòn càng cao Khi tính toán hệ số R cho các khu vực khác nhau thì ta có thể áp dụng các công thức tính R của các khu vực đã nghiên cứu, nhưng ta phải chọn công thức tính hệ

số R phù hợp với khu vực đó nhất Ở vùng nghiên cứu, tác giả sử dụng công thức:

R = a + b x P

Trong đó:

R : Hệ số xói mòn do mưa

a, b: Hệ số

P: Lượng mưa trung bình năm

Hệ số a, b được xác định theo tính toán thực nghiệm của A G Toxopeus Với a

= 38,5 và b = 0,35

2.3.2.2 Tính toán h ệ số K

K là hệ số thể hiện khả năng xói mòn của đất (soil erodibility) Nói cách khác