Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

ÔNG Á HUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT ĐẤT

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT DỐC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN PHÚ LƯƠNG,

TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

ÔNG Á HUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT ĐẤT

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT DỐC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN PHÚ LƯƠNG,

TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường

Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đàm Xuân Vận

THÁI NGUYÊN - 2017

i

LỜI CAM ĐOAN

dẫn của PGS.TS Đàm Xuân Vận, các số liệu và kết quả, số liệu khảo sát thực tế

trong luận văn là trung thực Ngoài ra tôi cũng có sử dụng một số nhận xét nhận định của các tác giả và được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Ông Á Huân

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bản Luận văn, tác giả đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ rất tận tình, chu đáo của PGS.TS Đàm Xuân Vận, người đã trực tiếp hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện Luận văn, sự giúp đỡ, động viên của các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi trường, Khoa Sau Đại học Nhân dịp này, cho phép tác giả được bày tỏ lòng biết

ơn chân thành và sâu sắc tới những sự giúp đỡ đó

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của tập thể thầy giáo bộ môn Công nghệ Môi trường - Khoa học Môi trường và Trái đất – trường Đại học khoa học - Đại học Thái Nguyên, đã chỉ bảo tận tình trong quá trình phân tích mẫu tại phòng phân tích để hoàn thành Luận văn

Tuy nhiên đề tài có khối lượng tính toán lớn nên còn một số tồn tại, thiếu sót Tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng như những ý kiến đóng góp của bạn bè và của đồng nghiệp

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Ông Á Huân

iii

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

2.1 Mục tiêu tổng quát 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Ý nghĩa của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học 4

1.1.1 Cơ sở lý luận 4

1.2 Nghiên cứu về tính chất đất và độ dốc trên thế giới và Việt Nam 7

1.2.1 Những nghiên cứu trên thế giới 7

1.2.2 Những nghiên cứu tại Việt Nam 14

1.2.3 Đánh giá chung 21

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 22

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 22

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 22

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

2.3 Nôi dung nghiên cứu 22

iv

2.4 Phương pháp nghiên cứu 23

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 23

2.4.2 Phương pháp chọn điểm nghiên cứu 23

2.4.3 Phương pháp phân tích các yếu tố tác động 23

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu đất phân tích 24

2.4.5 Phương pháp so sánh và xử lý số liệu 26

2.4.6 Phương pháp ước lượng và giả thuyết nghiên cứu 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Đặc điểm đất dốc theo các cấp độ dốc và tầng dày tại huyện Phú Lương 29

3.1.1 Phân loại theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương 29

3.1.2 Phân loại theo tầng dày của đất dốc tại huyện Phú Lương 32

3.2 Nghiên cứu các yếu tố tác động đến tính chất môi trường đất dốc dựa vào phân tích tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu trên địa bàn huyện phú Lương 33

3.2.1 Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1 trên địa bàn huyện Phú Lương 33

3.2.2 Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2 trên địa bàn huyện Phú Lương 36

3.2.3 Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3 trên địa bàn huyện Phú Lương 38

3.2.4 Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn trong hoạt động của con người đối với tài nguyên sinh khí hậu 40

3.2.5 Hiện trạng sử dụng đất theo chỉ số thực vật (NDVI) và độ dốc trên địa bàn huyện Phú Lương 41

3.3 Nghiên cứu đặc điểm tính chất môi trường đất dốc dựa trên phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương 42

3.3.1 Phân tích một số tính chất đất theo độ dốc với thực vật (chỉ số NDVI) 42

3.3.2 Phân tích một số hàm lượng kim loại nặng theo độ dốc với mục đích sử dụng đất nông nghiệp tại huyện Phú Lương 54

3.3.3 Phân tích hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp 64

v 3.4 Khó khăn, tồn tại và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên

địa bàn huyện Phú Lương 65

3.4.1 Khó khăn, tồn tại 65

3.4.2 Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương 66

3.4.3 Định hướng sử dụng bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

1 Kết luận 75

2 Kiến nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤC LỤC

vi

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

(Agglomerative Hierarchical Clustering)

(Principle Component Analysis)

hoặc đường cao tốc Thái Nguyên - Bắc Kạn)

TCCS/PTHH : Tiêu chuẩn cơ sở / Phân tích hóa hoc

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1: Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi trường

đất trên thế giới 11

Bảng 1.2: Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất tại Việt Nam 17

Bảng 2.1: Phân loại NDVI theo chất lượng thực vật trong lớp phủ bền mặt đất 24

Bảng 2.2: Tọa độ và vị trí lấy mẫu đất khu vực nghiên cứu 25

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất 26

Bảng 3.1: Phân loại theo cấp độ dốc ở các tiểu vùng tại huyện Phú Lương 29

Bảng 3.2: Phân loại, loại đất theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương 31

Bảng 3.3: Phân loại đất theo tầng dày tại huyện Phú Lương 32

Bảng 3.4: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 1 33

Bảng 3.5: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 1 34

Bảng 3.6: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 2 36

Bảng 3.7: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 2 36

Bảng 3.8: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 3 38

Bảng 3.9: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 3 38

Bảng 3.10: Hiện trạng sử dụng đất phân loại theo chỉ số thực vật NDVI và độ dốc trên địa bàn huyện Phú Lương 41

Bảng 3.11: Kết quả phân tích một số tính chất đất tại các độ dốc với thực vật (chỉ số NDVI) 42

Bảng 3.12: Tổng phương sai giải thích cho một số tính chất đất 49

Bảng 3.13: Ma trận thành phần quay của một số tính chất đất 50

Bảng 3.14: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu và tính chất đất 52

Bảng 3.15: Phân tích thống kê mô tả một số kim loại nặng trong đất 55

Bảng 3.16: Tổng phương sai giải thích của một số kim loại nặng trong đất 59

Bảng 3.17: Ma trận thành phần quay của một số kim loại nặng trong đất 59

Bảng 3.18: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu, hoạt động của con người và kim loại nặng trong đất 63

Bảng 3.19: Kết quả hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp 64

Bảng 3.20: Tổng hợp định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu và bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương 72

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Độ dốc của mặt đất 4

Hình 2.1: Sơ đồ giả thuyết nghiên cứu 28

Hình 3.1: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1 huyện Phú Lương 35

Hình 3.2: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2 huyện Phú Lương 37

Hình 3.3: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3 huyện Phú Lương 39

Hình 3.4: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng pH trong đất 43

Hình 3.5: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Đạm tổng số trong đất 44

Hình 3.6: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Mùn tổng số trong đất 45

Hình 3.7: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng K2O dễ tiêu trong đất 46

Hình 3.8: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng P2O5 dễ tiêu trong đất 46

Hình 3.9: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Ca2+ trao đổi trong đất 47

Hình 3.10: Phân bố không gian hàm lượng Mg2+ trao đổi trong đất 48

Hình 3.11: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai 49

Hình 3.12: Sự phân bố của các tính chất đất và các thuộc tính cảm quan trên cùng mặt phẳng tương quan giữa thành phần chính thứ F1 và thứ F2 50

Hình 3.13: Hàm lượng pHKCl và kim loại nặng trong 3 loại đất 56

Hình 3.14: Phân bố không gian nội suy của các kim loại nặng khác nhau 58

Hình 3.15: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai của các 59

Hình 3.16: Sự phân bố của một số kim loại nặng và các thuộc tính cảm quan 60

Hình 3.17: Dendrogram (AHC) theo vị trí lấy mẫu với một số kim loại nặng và pHkcl trong đất 61

Hình 3.18: Bản đồ định hướng sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên sinh khí hậu và bảo vệ môi trường đất dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 71

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hoạt động của con người dẫn đến những thay đổi trong môi trường toàn cầu, ngày càng nghiêm trọng, những hậu quả cho cuộc sống tương lai của chúng

ta Sự thay đổi thành phần không khí - một phần do phát thải CO2 và 'khí nhà kính'

- dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ về không gian và biến đổi thời gian, những thay đổi

do sự nóng lên toàn cầu, như thay đổi lượng mưa trong khí quyển, sự gia tăng độ

ẩm ở một số địa điểm Những thay đổi được phản ánh một cách nhạy cảm bởi các

hệ sinh thái (thảm thực vật tự nhiên và sử dụng đất trong canh tác nông nghiệp) cùng với những thay đổi đáng kể trong quá trình hình thành và suy thoái đất, các tính chất môi trường đất và các chức năng của đất (Várallyay, 2010) [52] Đặc biệt, kiến thức về tính chất đất trên các thảm thực vật khác nhau rất quan trọng để hiểu được các quy trình về mặt đất và sinh thái, dự báo sản xuất nông nghiệp và các chính sách quản lý môi trường đất hợp lý, các hệ thống canh tác có nhiều loại đất, môi trường sống, các tính trạng vi khí hậu, và các loại cây trồng, dẫn đến sự khác nhau về độ màu mỡ của đất, giữ nước và năng suất cây trồng (Sciarretta et

al, 2014) [49] Địa hình (độ dốc) là yếu tố chính kiểm soát quy trình thủy văn và đất đai ở quy mô cảnh quan Điều đáng nói về mặt chất lượng đất tại các địa hình khác nhau, cùng với tính chất đất, khí hậu, sinh vật và thời gian, là một trong những yếu tố hình thành nền đất cơ bản Ảnh hưởng của độ dốc cũng rõ ràng trong khái niệm tính chất đất Các mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM) và các chỉ số địa hình được tính toán từ các DEM này cho phép đo lường về mối liên hệ giữa địa hình và các đặc điểm tính chất đất Những mối tương quan này đã khẳng định tầm quan trọng của địa hình đối với tính chất đất, mặc dù có sự phân tán đáng kể, có thể do sự không đồng nhất trong tập dữ liệu lớn (Jan Seibert et al, 2007) [39] Mặt khác sự lan truyền chất ô nhiễm và thuốc bảo vệ thực vật trong đất nông nghiệp dốc có thể dẫn đến ô nhiễm nước mặt thông qua các quy trình vận chuyển nhanh như bị ảnh hưởng bởi địa hình phức tạp và tính đa dạng không gian cao của tính chất đất và sử dụng đất ở vùng đồi núi (Xiangyu Tang et al, 2012) [53] Việt Nam với 3/4 diện tích đất tự nhiên là đất dốc Nhìn chung đây là những loại đất khó

2

khai thác sử dụng và kém hiệu quả, đặc biệt khi đất đã mất thảm thực vật che phủ Xói mòn và rửa trôi là những mối đe dọa thường xuyên đối với đất dốc và vùng nhiệt đới ẩm, gây nên sự mất dinh dưỡng và độ phì của lớp đất mặt, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng, gây tác hại xấu đối với môi trường (Lê Quốc Doanh và

cs, 2006) [9] Phú Lương là huyện miền núi nằm ở phía Bắc tỉnh Thái Nguyên, diện tích đất dốc chiếm trên 70% diện tích toàn huyện, địa hình cao, chia cắt phức tạp do quá trình Castơ phát triển mạnh (Viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp, 2005) [32] Các vấn đề về canh tác, khai thác khoáng sản và các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu luôn đe dọa thường xuyên đối với đất dốc trên địa bàn huyện Cùng với các hoạt động canh tác nông nghiệp, sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật của người dân và các hoạt động lân cận đến khu vực đất dốc như giao thông, khai thác khoáng sản, trong các thập kỷ qua tại khu vực Có quan hệ gì với tính chất môi trường đất hay không được đặt ra ? Để giải quyết những vấn đề này thì việc nghiên cứu tính chất môi trường đất dốc có vai trò hết sức quan trọng Với lý do

đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề

xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên’’

2 Mục tiêu của đề tài

2.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu chỉ ra các đặc điểm tính chất môi trường đất dốc và các yếu tố tác động đến tính chất đất, nhằm đưa ra giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc cho người dân huyện Phú Lương

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Nghiên cứu thực trạng cấp độ dốc, tầng dầy trên địa bàn huyện Phú Lương;

- Nghiên cứu các yếu tố tác động đến tính chất môi trường đất dốc dựa vào phân tích tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu trên địa bàn huyện phú Lương;

- Nghiên cứu đặc điểm tính chất môi trường đất dốc dựa trên phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương;

- Đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương

Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full