Ứng dụng công nghệ gis đánh giá thoái hóa đất tỉnh đắk lắc phục vụ phát triển cây công nghiệp dài ngày

Để quản lý và sử dụng tài nguyên đất hiệu quả trên quan điểm phát triền bền vững, việc nghiên cứu đánh giá thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk trên quan điểm địa lý tổng hợp với sự hỗ trợ của côn

NGUYỄN DANH ĐỨC

øNG DôNG C¤NG NGHÖ GIS §¸NH GI¸ THO¸I HãA §ÊT TØNH §¾K L¾K

PHôC Vô PH¸T TRIÓN C¢Y C¤NG NGHIÖP DµI NGµY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội 10- 2013

NGUYỄN DANH ĐỨC

øNG DôNG C¤NG NGHÖ GIS §¸NH GI¸ THO¸I HãA §ÊT TØNH §¾K L¾K PHôC Vô PH¸T TRIÓN C¢Y C¤NG NGHIÖP DµI NGµY

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý

Mã số: 60440214

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học

TS Vũ Bích Vân

TS LưuThế Anh

Hà Nội 10- 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Danh Đức

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH 7

MỞ ĐẦU 9

LỜI CẢM ƠN 12

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU 13

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ LÝ LUẬN CHUNG 13

1.1.1 Một số khái niệm liên quan đến đất 13

1.1.2 Các nhân tố phát sinh và thoái hóa đất 16

1.1.3 Tổng quan ứng dụng công nghệ GIS trong đánh giá thoái hóa đất 19

1.2 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ THOÁI HÓA ĐẤT 24

1.2.1 Các quan điểm về đánh giá thoái hóa đất 24

1.2.2 Các bước trong quy trình đánh giá thoái hóa đất và thành lập bản đồ 26

1.3 Ứng dụng GIS thành lập bản đồ thoái hóa đất 29

1.3.1 Khả năng ứng dụng GIS thành lập bản đồ thoái hóa đất 29

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ THOÁI HÓA ĐẤT TỈNH ĐẮK LẮK 34

2.1 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 34

2.1.1 Vị trí địa lý 34

2.1.2 Đặc điểm địa chất 34

2.1.3 Đặc điểm vỏ phong hóa 36

2.1.4 Đặc điểm địa hình và địa mạo 38

2.1.5 Đặc điểm khí hậu và thủy văn 42

2.1.6 Hiện trạng lớp phủ thực vật 48

2.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 50

2.2.1 Dân cư và tập quán canh tác 50

2.2.2 Các hoạt động kinh tế - xã hội 51

2.3 PHÂN LOẠI ĐẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM CÁC NHÓM ĐẤT TỈNH ĐẮK LẮK 53

2.3.1 Phân loại đất theo hệ thống phân loại của FAO-UNESCO/WRB 54

2.3.2 Đặc điểm các nhóm đất chính 57

2.4 CÁC QUÁ TRÌNH THOÁI HÓA ĐẤT TỈNH ĐẮK LẮK 60

2.4.1 Quá trình xói mòn và rửa trôi bề mặt 60

2.4.2 Quá trình feralit - laterit hoá hình thành kết von 62

2.4.3 Quá trình rửa trôi theo phẫu diện 63

2.4.4 Quá trình glây và lầy hoá 64

2.4.5 Quá trình bạc màu hóa học 64

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THOÁI HÓA ĐẤT HIỆN TẠI TỈNH ĐẮK LẮK PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY CÔNG NGHIỆP DÀI NGÀY 65

3.1 CÁC DẠNG THOÁI HÓA ĐẤT CHÍNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU 65

3.2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA THOÁI HÓA ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 65 3.3 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ THOÁI HÓA ĐẤT HIỆN TẠI TỈNH ĐẮK LẮK 70

3.3.1 Phân cấp thoái hóa đất hiện tại 70

3.3.2 Phân cấp các chỉ tiêu xây dựng bản đồ thoái hóa đất hiện tại 70

3.3.3 Kết quả xây dựng bản đồ thoái hóa đất hiện tại tỉnh Đắk Lắk 78

3.4 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THÍCH HỢP ĐẤT ĐAI ĐỂ PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN CÂY CÔNG NGHIỆP DÀI NGÀY 84

3.4.1 Mức độ thích nghi của cây công nghiệp dài ngày 84

3.4.2 Hiện trạng một số cây công nghiệp dài ngày tỉnh Đắk Lắk 85

3.4.3 Định hướng phát triển cây công nghiệp dài ngày 90

3.5 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG VÀ CẢI TẠO ĐẤT ĐỂ PHÁP TRIỂN CÂY CÔNG NGHIỆP DÀI NGÀY 92

3.5.1 Giải pháp quản lý 92

3.5.2 Các giải pháp sinh thái - công trình và công nghệ 92

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC 99

GLASOD:

HCBVTV:

Dự án đánh giá thoái hóa đất toàn cầu Hóa chất bảo vệ thực vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Phân cấp đánh giá đất bị xói mòn 27

Bảng 1.2: Hệ thống tiêu chí và chỉ tiêu cho thành lập bản đồ thoái hóa đất hiện tại cấp tỉnh tỷ lệ 1/100.000 28

Bảng 2.1: Lượng mưa trung bình tháng và năm các trạm khu vực nghiên cứu 45

Bảng 2.2: Đặc trưng mùa lũ và mùa kiệt ở Đắk Lắk 48

Bảng 2.3: Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu 50

Bảng 2.4: Diện tích một số cây công nghiệp dài ngày qua các năm (ha) 52

Bảng 2.5: Cơ cấu GDP theo giá thực tế (%) 52

Bảng 2.6: Diễn biến một số loại hình sử dụng đất chính ở khu vực nghiên cứu thời kỳ 2005 - 2010 (1.000ha) 53

Bảng 2.7: Phân loại đất tỉnh Đắk Lắk 54

Bảng 2.8: Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Đắk Lắk năm 2010 59

Bảng 2.9: Phân cấp mức độ xói mòn hiện tại tỉnh Đắk Lắk 61

Bảng 2.10: Quan hệ giữa cây che phủ và xói mòn 62

Bảng3.1: Hệ thống chỉ tiêu và tiêu chí thành lập bản đồ thoái hóa đất cấp tỉnh tỷ lệ 1/100.000 70

Bảng 3.2: Phân cấp chỉ tiêu hàm lượng mùn cho đánh giá thoái hóa 72

Bảng 3.3: Phân cấp chỉ tiêu độ dày tầng đất cho đánh giá thoái hóa 72

Bảng 3.4: Phân cấp chỉ tiêu thành phần cơ giới cho đánh giá thoái hóa 73

Bảng 3.5: Phân loại đá mẹ/mẫu chất cho đánh giá thoái hóa đất 74

Bảng 3.6: Phân loại kiểu vỏ phong hóa cho đánh giá thoái hóa 74

Bảng 3.7: Phân cấp chỉ tiêu thực vật chỉ thị cho đánh giá thoái hóa 75

Bảng 3.8: Phân cấp chỉ tiêu khô hạn cho đánh giá thoái hóa 76

Bảng 3.9: Chỉ tiêu mật độ sông suối cho đánh giá thoái hóa đất 77

Bảng 3.10: Phân cấp chỉ tiêu mức độ xói mòn cho đánh giá thoái hóa 78

Bảng 3.11: Tổng hợp diện tích các cấp thoái hóa đất trong vùng nghiên cứu theo đơn vị hành chính 83

Bảng 3.12: Diện tích trồng điều tại các huyện và TP Buôn Ma Thuột (2010) 87Bảng 3.13: Diện tích trồng Cà Phê tại các huyện và TP Buôn Ma Thuột (2010) 87Bảng 3.14: Diện tích các cấp thoái hóa và diện tích cây công nghiệp trên các cấp thoái hóa đất vùng nghiên cứu 88Bảng 3.15: Diện tích các cấp thoái hóa và diện tích cây công nghiệp ở các huyện và thành phố Buôn Ma Thuột 89

DANH MỤC CÁC HÌNH

10 Hình 2.8 Bản đồ lượng mưa trung bình năm khu vực

12 Hình 2.10 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 khu

15 Hình 3.2 Phá rừng để trồng cà phê trên đất dốc khu vực

các huyện trong vùng nghiên cứu (ha)

18 Hình 3.5 Diện tích thoái hóa đất hiện tại trung bình của

19 Hình 3.6 Diện tích thoái hóa đất hiện tại mạnh của

20 Hình 3.7 Diện tích thoái hóa đất hiện tại rất mạnh của các

23 Hình 3.10 Bản đồ diện tích cây công nghiệp dài ngày tỉnh

MỞ ĐẦU

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 - lâm nghiệp đất vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệu sản xuất không thể thay thế được Do vậy, lĩnh vực đánh giá tài nguyên đất rất được quan tâm nhằm đề ra những giải pháp sử dụng đất hợp lý trên mỗi vùng lãnh thổ nhất định

Cuộc sống của con người phụ thuộc rất nhiều vào tài nguyên đất để sản xuất ra lương thực, thực phẩm và các nguyên liệu sản xuất công nghiệp phục vụ cho cuộc sống của mình Tuy nhiên tầng đất có khả năng canh tác này lại luôn chịu những tác động mạnh mẽ của tự nhiên và các hoạt động của con người Những tác động này

có thể làm đất bị thoái hóa và dần mất đi khả năng sản xuất

Hiện nay, thoái hóa đất (Land degradation) là vấn đề môi trường cấp bách mà nhiều quốc gia đang phải đối mặt để giải quyết nhằm phát triển bền vững nông nghiệp, đảm bảo an ninh lương thực Thuật ngữ “thoái hóa đất” được sử dụng để nói đến sự suy giảm độ phì đất, biểu hiện ở những đặc tính xấu như cấu trúc bị phá

vỡ, suy giảm các chất dinh dưỡng dẫn đến mất một phần hoặc mất hoàn toàn khả năng sản xuất của đất

Đắk Lắk là tỉnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới cao nguyên với tổng diện tích tự nhiên 1.312.537 ha Kết quả phân loại đất theo FAO-UNESCO của Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp năm 2000, toàn tỉnh có 8 nhóm đất với 22 loại đất, trong đó nhóm đất đỏ phát triển trên bazan có 311.340 ha (chiếm 23,7% DTTN) thích hợp cho canh tác các cây công nhiệp dài ngày ( cà phê, cao su, hồ tiêu,…) mang lại hiệu quả kinh tế cao

Tuy nhiên, thực tế nơi đây đã và đang diễn ra các quá trình thoái hóa đất do tự nhiên và hoạt động của con người, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài nguyên và môi trường đất, năng suất cây trồng, đặc biệt đe dọa đến khai thác bền vững tài nguyên thiên nhiên Mặt khác, những diễn biến bất thường về thời tiết đã gây ra tình trạng

hạn hán kéo dài, làm gia tăng các quá trình thoái hóa Hậu quả ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc phát triển vùng chuyên canh cây công nghiệp dài ngày là thế mạnh của tỉnh

Để quản lý và sử dụng tài nguyên đất hiệu quả trên quan điểm phát triền bền vững, việc nghiên cứu đánh giá thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk trên quan điểm địa lý tổng hợp với sự hỗ trợ của công nghệ GIS là yêu cần thiết về khóa học và có ý nghĩa thực tiễn cao Vì vậy đề tài luận văn “Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk phục vụ phát triển cây công nghiệp dài ngày” đã được lựa chọn thực hiện

- Mục tiêu: Nghiên cứu, tìm hiểu đặc trưng địa lý phát sinh đất đặc điểm thoái hóa đất trên tỉnh Đắk Lắk Đánh giá mức độ thích hợp đất đai cho cây công nghiệp dài ngày làm cơ sở khoa học đề xuất, định hướng phát triển diện tích cây công nghiệp dài ngày trên toàn tỉnh

Để thực hiện mục tiêu trên, nhiệm vụ cần nghiên cứu:

- Phân tích đánh giá được điều kiện phát sinh và thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk

- Xây dựng bản đồ thoái hóa đất tỉnh Đắk Lắk tỷ lệ 1/100.00;

- Bước đầu đề xuất một số giải pháp phát triển bền vững vùng chuyên canh cây công nghiệp dài ngày trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk

lý và ranh giới hành chính tỉnh Đắk Lắk

đất Phát triển cây công nghiệp dài ngày

- Phương pháp phân tích không gian bằng GIS

công nghiệp dài ngày

- Ý nghĩa khoa học: Góp phần củng cố phương pháp luận trong nghiên cứu địa lý phát sinh và thoái hóa đất, đồng thời ứng dụng đánh giá thích hợp đất đai trong định hướng phát triển bền vững đất trồng chè

- Ý nghĩa thực tiễn: Cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn trợ giúp cho các nhà quản lý địa phương trong việc hoạch định không gian phát triển cây chè theo hướng bền vững và bảo vệ môi trường

Cấu trúc đề tài nghoài phần mở đầu và kết luận gồm 3 chương chính:

phát triển cây công nghiệp dài ngày

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Tiến sỹ Vũ Bích Vân và Tiến sỹ Lưu Thế Anh!

Xin chân thành cảm ơn những tình cảm và sự giúp đỡ qui báu của các thầy

cô giáo trong và ngoài trường đã dành cho học viên trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và những người thân trong gia đình

đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Theo A.V.Petecbuagsky (1957) cho rằng, đất khác với đá mẹ căn bản là độ phì nhiêu Độ phì nhiêu của đất hiểu một cách đơn giản là khả năng của đất cung cấp một số lượng nước và chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sinh trưởng của

trũng; sắt, nhôm ở đất phèn; Clo ở đất mặn

b) Khái niệm môi trường đất (Soil environment):

Môi trường đất là cả một thế giới - một hệ sinh thái phức tạp được hình thành qua nhiều quá trình sinh học, vật lý và hóa học Môi trường đất bao gồm các vật chất vô cơ, hữu cơ cũng như các quá trình phát sinh, phát triển của đất ở một vùng nào đó [6]

Môi trường đất là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh sắp xếp thành cấu trúc nhất định Các thực vật, động vật và vi sinh vật sống trong lòng trái đất Các thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau Môi trường đất được xem như là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó gồm nước, không khí, khí hậu

c) Khái niệm về thoái hóa đất (Land degradation ):

Đất bị thoái hóa là do những nguyên nhân tác động nhất định theo thời gian

đã và đang mất đi những đặc tính và tính chất không có lợi cho sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng nông lâm nghiệp Một loại đất bị thoái hóa nghĩa là bị suy giảm hoặc mất đi độ phì đất, khả năng sản xuất, cảnh quan sinh thái và ảnh

hưởng đến môi trường sống của con người,… Thoái hóa đất là hậu quả của các tác động khác nhau từ bên ngoài và bên trong của quá trình sử dụng đất

Theo định nghĩa của FAO: “Suy thoái đất là quá trình làm suy giảm khả năng sản xuất ra hàng hóa và các nhu cầu sử dụng đất của con người”[28]

Thoái hóa đất là dấu hiệu chung của sự suy giảm nhất thời hoặc thường xuyên khả năng sản xuất của đất đai (UNEP- 1992) [35] Hoặc có thể định nghĩa thoái hóa đất là những quá trình thay đổi các tính chất lý- hóa - sinh học của đất dẫn đến đất giảm (hoặc mất) khả năng thực hiên các chức năng của mình

Trong báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam (2005) cho rằng: “Đất thoái hóa là đất có độ phì nhiêu kém đi và mất đi cân bằng dinh dưỡng do bị rửa trôi, xói mòn, suy thoái hóa học (mặn hóa, phèn hóa), mất đi chất dinh dưỡng mùn và các chất hữu cơ, đất bị chua, xuất hiện nhiều độc tố gây hai cây trồng, úng ngập, thoái hóa hữu cơ, đất bị trượt lở, hoang mạc hóa” [14]

Từ những khái niệm và định nghĩa trên cho thấy, thuật ngữ thoái hóa đất dùng để nói đến sự suy giảm năng suất sinh học của đất, sự giảm chất lượng của đất

và giảm tiềm năng phát triển nguồn tài nguyên đất Trên thực tế, có những nguyên nhân gây ra thoái hóa đất rất đa dạng, phức tạp và gắn liền với điều kiện phát sinh đất Thoái hóa đất là kết quả biểu hiện ra bên ngoài của thoái hóa tiềm năng

Từ thực tế nghiên cứu tổng hợp đất bazan thoái hoá vùng Tây Nguyên (1984

- 1987) và nghiên cứu thoái hoá đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan Tây Nguyên phục vụ đề xuất giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý và bảo vệ đất (2004 - 2005), một số tác giả đã đưa ra khái niệm thoái hóa đất tiềm năng và thoái hóa đất hiện tại [9], [8]

Thoái hóa tiềm năng: Là khả năng suy giảm độ phì tự nhiên khi tác động của con người và mức độ nguy hiểm đối với môi trường khi thoái hóa xảy ra Thoái hóa tiềm năng được tổng hợp từ các yếu tố tác động vào quá trình thoái hóa đất thoái hóa đất: độ dốc, chiều dài sườn, mẫu chất, cấu trúc vỏ phong hóa (có tầng laterit hay tầng phèn tiềm tàng), đặc trưng khí hậu thổ nhưỡng, Độ nguy hiểm của

thoái hóa tiềm năng được tính đến vị trí địa lý phát sinh đất như đỉnh, sườn, thung lũng, vùng thượng lưu hay vùng trũng tích tụ Thoái hóa tiềm năng có thể coi là thế năng hay mức độ bền vững của phẫu diện đất phát sinh điển hình khi rơi vào tình trạng thoái hóa Thoái hóa tiềm năng được xác định bằng cường độ của các quá trình từ rất mạnh, mạnh, trung bình và yếu

Thoái hóa hiện tại: Do quá trình khai thác đất phục vụ lợi ích của con người, nông nghiệp, công nghiệp, do hủy hoại của chiến tranh, do các công trình thủy điện, thủy lợi, do quá trình đô thị hóa và sự suy thoái do sử dụng nhiều phân hóa học, thuốc trừ sâu ở đồng bằng Thoái hóa hiện tại thể hiện ở một tập hợp hay một dấu hiệu như: Phẫu diện bị xáo trộn, xói mòn mất tầng đất mặt, độ đá lẫn, đá lộ đầu tăng, cấu trúc đất bị phá vỡ, xuất hiện mặt chắn địa hóa, hàm lượng mùn suy giảm, các chất dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg, ) cũng giảm xuống qua giới hạn nghèo kiệt Thoái hóa hiện tại được đo bằng tính chất của thoái hóa như thoái hóa vật lý, hóa học, cấu trúc, hay sinh học

d) Khái niệm ô nhiễm đất:

Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì “Ô nhiễm môi trường

là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường” Đất được xem là ô nhiễm khi nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn, vượt lên khả năng tự làm sạch của môi trường đất

“Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất ô nhiễm” [24]

Người ta có thể phân loại đất bị ô nhiễm theo cá nguồn gốc phát sinh hoặc theo các tác nhân gây ô nhiễm Theo nguồn gốc phát sinh có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo: (1) ô nhiễm do chất thải sinh hoạt; (2) ô nhiễm do chất thải công nghiệp; (3) ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp Nếu phân loại theo tác nhân gây ô nhiễm: (1) ô nhiễm do tác nhân hóa học; (2) ô nhiễm do tác nhân sinh học; (3) ô nhiễm do tác nhân vật lý

1.1.2 Các nhân tố phát sinh và thoái hóa đất

a) Quá trình hình thành đất:

Sự hình thành đất là một quá trình lâu dài và phức tạp, có thể chia các quá trình hình thành đất thành ba nhóm: Quá trình phong hoá, quá trình tích luỹ và biến đổi chất hữu cơ trong đất, quá trình di chuyển khoáng chất và vật liệu hữu cơ trong đất Tham gia vào sự hình thành đất có các yếu tố: Đá gốc, sinh vật, chế độ khí hậu, địa hình, thời gian Các yếu tố trên tương tác phức tạp với nhau tạo nên sự đa dạng của các loại đất trên bề mặt thạch quyển Bên cạnh quá trình hình thành đất, địa hình bề mặt trái đất còn chịu sự tác động phức tạp của nhiều hiện tượng tự nhiên khác như động đất, núi lửa, nâng cao và sụt lún bề mặt, tác động của nước mưa, dòng chảy, sóng biển, gió, băng hà và hoạt động của con người

Nếu biểu thị định nghĩa này dưới tác dụng của một công thức toán học thì ta

có thể coi đất là một hàm số theo thời gian của nhiều biến số, mà mỗi biến số là một yếu tố hình thành đất:

Đ = f(Đh, Đa, Sv, Kh, Nc, Ng)t Trong đó: Đ: Đất Đa: đá mẹ

Sv: Sinh vật Kh: khí hậu

Đh: Địa hình Nc: nước trong đất và nước ngầm

t: Thời gian Ng: hoạt động của con người

Sự hình thành đất từ đá xảy ra dưới tác dụng của hai quá trình diễn ra trên bề mặt trái đất: sự phong hóa đá và sự tạo thành đất Các quá trình tạo thành đất là tổng hợp những thay đổi hóa học, lý học, sinh học, làm cho các nguyên tố dinh dưỡng trong khoáng, đá chuyển thành dạng hòa tan, dễ tiêu đối với sinh vật

b) Các nhân tố phát sinh và thoái hóa đất:

• Đá mẹ: Sự hình thành đất là một quá trình phức tạp, biến đổi bởi nhiều yếu tố Đá là nền móng của đất Do đá bị phá hủy vỡ vụn nên thành phần khoáng của đất chiếm tới 95% trọng lượng khô Nếu đá chứa nhiều cát thì đất sẽ nhiều cát,

đá nhiều Kali thì đất giàu Kali…

• Địa hình: Ðịa hình ảnh hưởng rất lớn đến phân bố nguồn năng lượng mặt trời, làm phân hóa nền nhiệt ẩm, dẫn đến phân bố của các quần xã sinh vật khác nhau Ðịa hình ảnh hưởng đến tuổi tương đối của đất và các yếu tố địa hoá trong vỏ phong hoá Tại đỉnh diễn ra quá trình tàn tích, tích tụ các ôxit sắt và nhôm trong phẫu diện đất Trên sườn dốc, quá trình bóc mòn xảy ra mạnh nên tầng đất mỏng, ít kết von và không thấy đá ong Tại chân núi diễn ra quá trình tích tụ, tạo điều kiện hình thành kết von và tầng đất dày Tại vùng trũng, ngập nước hình thành đất lầy thụt, đất glây Trên các dạng địa hình và độ cao khác nhau có đặc trưng sinh khí hậu khác nhau, hình thành nên các loại đất khác nhau Các nhà thổ nhưỡng đã phát hiện

ra quy luật phát sinh đất theo độ cao (Cao Liêm, 1968)

• Khí hậu thủy văn: Khí hậu, địa hình, đặc biệt là trị số nhiệt ẩm, ảnh hưởng lớn đến sự hình thành đất, tác động tới sinh vật và sự phá hủy của đá Còn địa hình đóng vai trò tái phân phối lại những năng lượng mà thiên nhiên cung cấp cho mặt đất Cùng ở một nhiệt độ nghĩa là được một lượng nhiệt mặt trời cho như nhau nhưng ở địa hình cao thì lạnh và ở địa hình gần với mặt đất thì nóng

• Sinh vật: Chưa có sinh vật thì đá chưa tạo thành đất, trong đó có vai trò đặc biệt quan trọng của vi sinh vật, phân hủy xác bã động thực vật tạo thành chất mùn hữu cơ, tạo nên độ phì cho đất Trong mỗi gam đất có từ hàng trăm triệu đến hàng tỉ vi sinh vật các loại Chúng tích lũy một lượng lớn các nguyên tố dinh dưỡng

không khí ở dạng chất hữu cơ chứa Nitơ của bản thân chúng Bên cạnh đó, trong

mỗi gam đất cũng có hàng trăm ngàn động vật nguyên sinh và động vật không xương sống khác tồn tại, chúng sử dụng các chất hữu cơ tàn tích và thải ra chất mùn cho đất Vai trò của vi sinh vật thể hiện ở 3 khía cạnh: phân giải chất hữu cơ, tổng hợp chất hữu cơ và cố định đạm Một số loài động vật có tập tính đào và xới đất, góp phần làm đất tăng kết cấu, tăng độ thoáng khí và giữ ẩm cho đất

động, mọi quá trình diễn ra trong đất đều đòi hỏi một thời gian nhất định Quá trình hình thành đất trải qua một thời gian rất dài, từ khi bắt đầu hình thành đất đến nay được gọi là tuổi tương đối của đất

• Con người: Vai trò của con người khác hẳn các yếu tố kể trên Qua hoạt động sống, nhờ các thành tựu khoa học kỹ thuật mà con người tác động vào thiên nhiên và đất đai một cách mạnh mẽ Tác động này có thể là tích cực, phù hợp với quy luật tự nhiên, đem lại lợi ích cho con người như tưới nước, thủy lợi, tiêu nước hay bón phân cải tạo đất xấu và trồng rừng cho vùng đồi trọc Hoặc tiêu cực như làm ô nhiễm đất bởi các chất độc hóa học, phá rừng gây xói mòn đất… Con người

đã làm thay đổi thành phần và tính chất đất, dần dần hình thành các loại đất mới mà trong tự nhiên không có

c) Các loại hình thoái hóa đất:

khác nhau hoặc do sự thay đổi về khí hậu hoặc do hoạt động của cong người làm cho đất ngày càng chua hơn, dung tích hấp thụ giảm, hàm lượng mùn, các chất dinh dưỡng tổng số và dễ tiêu ngày càng suy giảm hoặc tăng sự tích lũy các chất độc trong đất

hủy các tầng đất bên dưới do tác động của nước mưa

điều kiện khô hạn, bán khô hạn hay vùng thiếu ẩm do các nguyên nhân khác nhau hoặc do sự thay đổi về khí hậu hoặc do con người

- Đất bị kết von, đá ông hóa là quá trình hình thành kết von, đá ong xảy ra trong đất dưới tác động của các điều kiện tự nhiên và hoạt động sử dụng đất không hợp lý của cong người Trong đó quá trình hình thành kết von, đá ong hóa trông đất

là quá trình tích lũy tuyệt đối Fe và Al Ở mức độ nhẹ tạo thành những đốm loang lổ

đỏ vàng hoặc các ổ kết von đỏ vàng mềm; tập trung ở mức độ cao hình thành các tầng đá ong hóa hoặc kết von lẫn trong đất mặn và các lớp đất bên dưới

yếu chuyển sang mặn hơn dưới tác động của nước biển hoặc nước ngầm chứa muối bốc mặn lên tầng mặt do tự nhiên hoặc do hoạt động sản xuất của con người

hoạt động trong đất do quá trình sử dụng đất của con người

Năm 1977, Liên Hợp Quốc đã tổ chức Hội nghị quốc tế đầu tiên về hoang mạc hóa- sa mạc hóa (UNCOD) Hội nghị đã thông qua kế hoạc hành động chống

sa mạc hóa (PACD) Năm 1982 tổ chức FAO- UNEP của Liên Hợp Quốc đã xây dựng dự án thành lập bản đồ hoang mạc hóa thế giới 1/25.000.000 để thấy được tình trạng sa mạc hóa - hoang mạc hóa toàn cầu

Năm 1987, Chương trình môi trường của Liên Hợp Quốc (UNEP) và ISRIC thực hiện dự án “Đánh giá thoái hóa đất toàn cầu GLASOD” đến năm 1990 Dự án gồm có: Xây dựng bản đồ thực trạng thoái hóa đât trên thế giới ở tỷ lệ 1/10.000.000; Và đánh giá chi tiết thực trạng thoái hóa đất và các hậu quả, rủi ro cho khu vực nghiên cứu ở Mỹ La Tinh , xây dựng bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/1.000.000 [30]

Thoái hóa đất và hoang mạc hóa đã tác động nghiêm trọng đến KT - XH Châu Âu Từ 1991 - 1999, EU đã thực hiện dự án sử dụng đất và hoang mạc hóa vùng Địa Trung Hải (MEDALUS) Dự án đã sử dụng phương pháp thành lập bản

đồ phân vùng nhạy cảm môi trường (ESA) để đánh giá nguy cơ hoang mạc hóa

Từ 1994 - 1997, FAO và ISRIC đã thực hiện dự án đánh giá thực trạng thoái hóa đất do nhân tác vùng Nam và Đông Nam Á (ASSOD) Phương pháp của dự án GLASOD được sử dụng trong dự án này

Từ 1997 - 2000, ISRIC và FAO thực hiện dự án đánh giá thoái hóa đất vùng Trung và Đông Âu (SOVEUR) Phương pháp của dự án GLASOD được cải tiến và tập trung vào lan truyền ô nhiễm Dự án đã xây dựng bản đồ thoái hóa đất vùng Trung và Đông Âu tỷ lệ 1:2.500.000

Năm 1998, Eswaran H và Reich P.E đã đánh giá tính nhạy cảm đối với hoang mạc hóa, xói mòn do gió và nước mưa cho các vùng khô hạn, bán khô hạn, bán ẩm ướt trên thế giới theo 4 mức độ: nhẹ, trung bình, cao và rất cao [27]

Từ 2000 - 2005, Ủy ban Châu Âu đã thực hiện dự án xây dựng hệ thống đánh giá và giám sát hoang mạc hóa (DeSurvey) Dự án đã đánh giá được thực trạng hoang mạc hóa và xây dựng hệ thống cảnh báo sớm thoái hóa đất, đánh giá tính dễ bị tổn thương của các hệ thống sử dụng đất

Từ 2002 - 2008, FAO và GEF đã triển khai dự án đánh giá thoái hóa đất các vùng khô hạn (LADA) ở 6 nước [28]: Argentina, Trung Quốc, Cuba, Senegal, Nam Phi và Tunisia Mục tiêu của dự án là xây dựng cơ sở thông tin tư vấn chính sách về thoái hóa đất cấp địa phương, quốc gia và toàn cầu Dự án đã xây dựng các hướng dẫn kỹ thuật và phần mềm gồm: Hướng dẫn đánh giá thoái hóa đất cấp quốc gia;

phần mềm thu thập dữ liệu cho đánh giá thoái hóa đất; hướng dẫn xác định và mô tả các chỉ tiêu đặc trưng thoái hóa đất quốc gia; phương pháp lập bản đồ hệ thống sử dụng đất khu vực và toàn cầu phục vụ đánh giá thoái hóa đất; phương pháp đánh giá thoái hóa đất cấp địa phương

Một số quốc gia đã nghiên cứu về thoái hóa đất như: Togo (1991- 1994) các nhà khoa học đã tiến hành dự án và xây dựng được bản đồ thoái hóa đất tỷ lệ 1/1.500.000 và dự báo diễn biến thoái hóa đất ở Togo đến năm 2035 [25] Ở Ấn Độ (1996) đã xây dựng bản đồ thực trạng thoái hóa đất Ấn Độ tỷ lệ 1/440.000 làm rõ thực trạng thoái hóa đất và những tác động của nó đến năng suất cây trồng [33]

Đại hội đồng Liên Hợp Quốc đã lấy năm 2006 là năm Quốc tế về sa mạc hóa

và hoang mạc hóa Hiện năm có 172 nước đã tham gia “ Công ước chống sa mạc hóa” trong đó có Việt Nam Bản công ước chống sa mạc hóa đã thực sự trở thành một chiến lược toàn cầu nhằm kiểm soát quản lý, ngăn ngừa hoang mạc hóa, phục hồi cải tạo đất

b) Ở Việt Nam:

Ở Việt Nam, do tác động của thiên nhiên như hạn hán, lũ lụt, ảnh hưởng của khí hậu và cộng thêm tác động của con người lên tài nguyên đất như chặt phá rừng bừa bãi, đốt rừng làm nương dãy, sử dụng đất không bền vững, độc canh, du canh,

du cư qua nhiều thế hệ nên nhiều nơi đất bị mất chât dinh dưỡng, mất khả năng sản xuất và để lại những hậu quả khó khắc phục Thoái hóa ngày càng nghiêm trọng cả

về quy mô lẫn mức độ Vấn đề thoái hóa đất và các giải pháp quản lý, cải tạo và sử dụng tài nguyên đất một cách hợp lý đang được nhiều tác giả quan tâm

- Giai đoạn trước năm 1975: Đây là thời kỳ khó khăn ở nước ta vì phải kháng chiên chống giặc ngoại xâm Thời kỳ này tài nguyên đất được sử dụng chủ yếu vào mục đích nông nghiệp, từ những kinh nghiệm thực tiễn ông cha đã đúc kết một số kinh nghiệm Nhà nước đề ra một số nhiệm vụ cơ bản về cải tạo đất và sử dụng đất hiệu quả hơn Năm 1963, nghiên cứu xói mòn vùng Tây Bắc được các nhà nông học tiến hành và đã rút ra một số kinh nghiệm giúp các cơ sở sản xuất tiến hành chống xói mòn Năm 1964, công tác đánh giá chất lượng đất và xây dựng bản

đồ đất miền Bắc tỷ lệ 1/500.000 được hoàn thành với 9 nhóm và 37 loại đất Tuy vậy, các công trình mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu định tính, mô tả là chính Năm

1972, Fridland V.M đã công bố kết quả nghiên cứu đất và vỏ phong hoá nhiệt đới miền Bắc Việt Nam

- Giai đoạn từ năm 1975 đến nay: Giai đoạn này các công trình nghiên cứu

về đánh giá đất đai, xói mòn thoái hóa đất, đất bạc màu, đất mặn đã được một số nhà thổ nhưỡng thực hiện

Nghiên cứu các nhân tố gây xói mòn đất ở Việt Nam thời kỳ này đã thu được những kết quả quan trọng, đáng chú ý có công trình của Bùi Quang Toản (1976), Chu Đình Hoàng (1977), Phạm Ngọc Huấn (1980), Ngô Trọng Thuận (1983), Các tác giả đã nghiên cứu xói mòn đất sản xuất nông - lâm nghiệp, bước đầu đánh giá định lượng đất bị rửa trôi và đề xuất các biện pháp chống xói mòn thích hợp cho từng loại cây trồng và từng độ dốc

Kết quả nghiên cứu xói mòn đất Tây Nguyên của Nguyễn Quang Mỹ (1981, 1983); nghiên cứu xói mòn đất miền núi phía Bắc của Phạm Ngọc Dũng (1978, 1983) đã được công bố Qua nghiên cứu, các tác giả đều khẳng định rừng tự nhiên, rừng trồng và cây công nghiệp lâu năm có khả năng bảo vệ đất khỏi xói mòn tốt nhất và có khả năng trả lại đất lượng dinh dưỡng nhanh nhất, làm tăng độ phì đất và tăng năng suất cây trồng

Từ 1976 - 1981, Trường ĐH Tổng hợp Hà Nội (nay là Đại học KHTN) đã xây dựng Trạm nghiên cứu xói mòn đất Hàm Rồng (Gia Lai) và Trạm nghiên cứu xói mòn đất Trung du (1981 - 1987) tại xã Khải Xuân (Phú Thọ); Trạm nghiên cứu xói mòn Thái Nguyên của Trường ĐH Nông nghiệp III; Trạm nghiên cứu xói mòn Hữu Lũng của Viện Lâm nghiệp; Trạm nghiên cứu xói mòn của Viện Nghiên cứu

Cà phê Ea Kmat (Đắk Lắk) Việc thu thập số liệu từ các trạm quan trắc này đã mở

ra thời kỳ nghiên cứu định lượng thoái hóa đất do xói mòn ở Việt Nam, tìm ra mối liên hệ giữa lượng đất xói mòn với địa hình, đất, thực vật, phương thức canh tác

Xuất phát từ thực tiễn về sự thoái hóa đất ngày càng lan rộng trên nhiều vùng địa lý đòi hỏi phải nghiên cứu tổng hợp thoái hóa đất ở nước ta Tiếp cận nghiên

cứu thoái hóa đất trên quan điểm địa lý tổng hợp, trong chương trình Tây Nguyên II giai đoạn 1984 -1988, Nguyễn Đình Kỳ và cộng sự đã tiến hành thực hiện đề tài

“Nghiên cứu tổng hợp đất Bazan thoái hóa Tây Nguyên” Công trình hoàn thành

1987, kiểm kê phân hạng đánh giá thực trạng đất bazan bị thoái hóa.Kết quả đã xây dựng được bản đồ thoái hóa tiềm năng và thoái hóa hiện tại đất Bazan Tây Nguyên

tỷ lệ 1/250.000 và đề xuất một số giải phát sử dụng hợp lý và cải tạo đất Năm 1990, tác giả Nguyễn Đình Kỳ đã hoàn thành luận án "Đặc trưng địa lý phát sinh và thoái hoá đất trên các cao nguyên bazan nhiệt đới - lấy ví dụ Tây Nguyên Việt Nam” tại Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô Đến năm 1998, nghiên cứu phát sinh

và thoái hóa đất trên quan điểm tổng hợp được Nguyễn Đình Kỳ tiếp tục phát triển trong các công trình “Quan hệ địa lý phát sinh và thoái hóa đất vùng Đông Bắc Việt Nam”, “Địa lý phát sinh lớp vỏ thổ nhưỡng Việt Nam và một số đặc điểm thoái hóa đất ở Việt Nam”

Năm 1996, Nguyễn Trọng Hà “ Xác định các yếu tố gây xói mòn và khả năng dự báo xói mòn trên đất dốc” Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, (1999) “ Đất đồi núi Việt Nam- thoái hóa và phục hồi” Nguyễn Quang Mỹ (2005) “ Xói mòn đất hiên tại và các biện pháp chống xói mòn” [15]

Từ năm 2002 - 2007, Nguyễn Đình Kỳ và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu thoái hóa đất ở nhiều tỉnh Trong đó, đáng chú ý có công trình "Nghiên cứu các yếu

tố hình thành - thoái hóa đất Phú Thọ, Vĩnh Phúc và đặc trưng hình thái hóa lý học môi trường đất từ đất rừng đến đất trống đồi trọc"; nghiên cứu, đánh giá thoái hóa đất ở các tỉnh miền Trung gồm Quảng Bình, Quảng Trị; đánh giá và dự báo thoái hóa đất vùng Bắc Trung bộ phục vụ quy hoạch bền vững

Từ năm 2010 - 2011, Ngô Đình Quế và cộng sự đã tiến hành điều tra, đánh giá thực trạng và nguyên nhân gây ra hoang mạc hóa và đề xuất các giải pháp phòng chống hoang mạc hóa vùng duyên hải miền Trung và Tây Nguyên Các tác giả đã

sử dụng hệ thống phân loại gồm 4 cấp phân vị: loại hình (hay kiểu) hoang mạc, loại phụ, dạng hoang mạc và trạng thái hoang mạc Về loại hình hoang mạc, ở Tây Nguyên đã xác định được 5 loại hình gồm: hoang mạc đá, hoang mạc đất khô cằn,

hoang mạc đất canh tác nông nghiệp do ảnh hưởng thiên tai, hoang mạc đất do khai thác bôxit, hoang mạc đất bán ngập cây Mai dương Diện tích đất hoang mạc ở Tây Nguyên có 302.763,45ha (chiếm 5,6% diện tích tự nhiên) [16] [17]

Năm 2011 Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thống kê: miền Trung có 12 nhóm đất với 49 loại đất, trong đó nhiều loại đất có vấn đề như mặn, phèn, bạc màu,

độ phì thấp Quá trình thoái hóa đất dẫn tới hoang mạc hóa ở miền Trung là do xói mòn, rửa trôi mạnh vào mùa mưa, cát bay, cát chảy Nhiều nơi đá ong lộ trên mặt, đất trên tầng đá ong đã bị bạc màu, nghèo dinh dưỡng Tình trạng này kéo dài là nguy cơ gây ra 4 dạng hoang mạc hóa điển hình: bán hoang mạc cát, bán hoang mạc

đá sạn sỏi, bán hoang mạc muối và bán hoang mạc đất cằn [22]

1.2 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ THOÁI HÓA ĐẤT

1.2.1 Các quan điểm về đánh giá thoái hóa đất

a) Quan điểm nguồn gốc phát sinh đất:

Các yếu tố hình thành đất gồm đá mẹ, địa hình, khí hậu, thủy văn, sinh vật, con người và thời gian, chúng có quan hệ chặt chẽ, tác động qua lại với nhau và tạo nên thể thống nhất độc lập trong quá trình phát sinh và thoái hóa đất Phát sinh và thoái hóa là hai mặt của lớp phủ thổ nhưỡng có liên quan chặt chẽ với nhau.Theo nhà thổ nhưỡng Dokuchaev đã khẳng định độ phì của đất là thành quả của mối tác động tương hỗ giữa khí hậu - sinh vật - đá mẹ - địa hình - thời gian và hoạt động kinh tế của con người Thoái hóa đất chính là sự suy giảm độ phì tự nhiên của đất (độ phì tự nhiên của đất luôn gắn liền với quá trình phát sinh đất) dưới các tác động của tự nhiên và hoạt động sản xuất của con người Các yếu tố tự nhiên có tác động mạnh mẽ đến phát sinh và thoái hóa đất, tác động đó cần được nghiên cứu nhằm đưa ra kết luận về tính chất, độ phì, nguyên nhân thoái hóa đất phục vụ xây dựng các mô hình sử dụng đất bền vững, bảo vệ tài nguyên đất

vì lợi ích con người Quan điểm này được vận dụng để nghiên cứu, phân tích sự tương tác đặc thù giữa các yếu tố phát sinh trong điều kiện nhiệt đới ở Đắk Lắk, từ

đó làm rõ tính đặc trưng của các quá trình phát sinh và thoái hóa đất Quá trình thoái hoá đất sâu sắc sẽ dẫn đến một đơn vị đất phát sinh khác

có quan hệ mật thiết với môi trường xung quanh)

c) Quan điểm sinh thái học:

Trên quan điểm sinh thái học, xem đất như một vật thể sống Do đó, đất tuân theo các quy luật tự nhiên “phát sinh - phát triển - già cỗi - thoái hoá” (Winkler M., 1996) Hệ sinh thái đất có khả năng tự điều chỉnh, nhưng trong giới hạn nhất định, nếu sự thay đổi vượt quá giới hạn, nó sẽ mất khả năng này và hậu quả là đất bị thoái

thể xảy ra ngay trong giai đoạn phát sinh hay chuyển hóa đất, các nguyên nhân thoái hóa đất rất đa dạng, phức tạp và gắn liền với các điều kiện phát sinh đất

d) Quan điểm phát triển bền vững:

Sự phát triển của nhân loại không chỉ chú trọng tới phát triển kinh tế mà còn tôn trọng những nhu cầu tất yếu của xã hội và sự tác động đến môi trường sinh thái (IUCN, 1980) Khái niệm PTBV được phổ biến rộng rãi vào những năm 1987 và nay đã trở thành quan điểm chủ đạo trong các hoạt động phát triển kinh tế, đặc biệt

là trong khai thác và sử dụng TNTN, BVMT nhằm đảm bảo ba bình diện: kinh tế -

xã hội - môi trường Do đó, khi nghiên cứu phát sinh và thoái hóa đất cần xem xét đến tính bền vững của các hệ thống sử dụng đất trên cơ sở phân tích một cách tổng hợp, toàn diện các điều kiện tự nhiên, KT - XH, tài nguyên và môi trường đất

1.2.2 Các phương pháp trong quy trình đánh giá thoái hóa đất và thành lập bản đồ

a) Điều tra, thu thập số liệu:

Phương pháp điều tra thu thập các số liệu thứ cấp: thu thập thông tin, tài liệu,

số liệu, bản đồ tại các phòng ban chuyên môn của tỉnh và huyện Phương pháp điều tra thu thập thông tin sơ cấp: điều tra thực địa thu thập các thông tin sơ cấp về hiện trạng thảm thực vật, phương thức sử dụng đất, khô hạn, hoang hóa; kết von, đá ong hóa; chai cứng, chặt bí; sạt lở, ô nhiễm; xói mòn; mặn hóa, phèn hóa; ngập úng; gley hóa

b) Khảo sát thực địa:

Đây là phương pháp truyền thống, hết sức quan trọng đối với các lĩnh vực nghiên cứu tự nhiên như địa lý, địa chất, thổ nhưỡng, sinh vật, cảnh quan, Trong nghiên cứu thành lập bản đồ thoái hóa đất, phương pháp khảo sát thực địa được chia thành các giai đoạn: giai đoạn chuẩn bị trước khi đi thực địa; giai đoạn khảo sát thực địa khái quát; giai đoạn khảo sát chi tiết; giai đoạn tổng kết

c) Tham khảo ý kiến chuyên gia:

Phương pháp này tham khảo ý kiến các chuyên gia trong ngành và các cán

bộ quản lý đất đai cơ sở có kinh nghiệm Để từ đó lựa chọn, phân cấp các chỉ tiêu xây dựng các bản đồ chuyên đề và bản đồ đánh giá thoái hóa Và được thực hiện dựa trên kiến thức và kinh nghiệm của các nhà khoa học, các chuyên gia liên quan đến các lĩnh vực nghiên cứu trên cơ sở trao đổi trực tiếp, góp ý tại hội thảo và cung cấp tài liệu

d) Nội suy và phân tích không gian:

Phương pháp này để xác định các giá trị liên tục về sự phân bố lượng mưa, nắng, nhiệt độ, độ ẩm cho toàn khu vự nghiên cứu Phục vụ xây dựng bản đồ xói mòn do mưa và bản đồ đất bị khô hạn, hoang mạc hóa, sa mạc hóa

e) Phân tích và đánh giá xói mòn đất:

Sử dụng phương trình mất đất phổ dụng (Wischmeier và Smith, 1958, 1978)[36], [37]

A = R*K*L*S*C*P Trong đó:

A: là lượng đất mất trung bình do xói mòn (tấn/ha/năm) R: là chỉ số về độ xói mòn của mưa

L: là chỉ số chiều dài sườn dốc S: là chỉ số độ dốc

K: là chỉ số kháng xói của đất C: là chỉ số lớp phủ thực vật P: là chỉ số bảo vệ đất của các biện pháp chống xói mòn

Bản đồ xói mòn đất hiện tại khu vực nghiên cứu tỷ lệ 1/100.000 được thành lập theo mô hình này Bản đồ xói mòn tiềm năng ở cùng tỷ lệ được xây dựng trên

cơ sở phương pháp này khi bỏ qua chỉ số C và P

Bảng 1.1: Phân cấp đánh giá đất bị xói mòn

f) Thành lập bản đồ thoái hóa đất hiện tại:

Mức độ thoái hóa đất hiện tại được đánh giá theo 4 cấp: nhẹ, trung bình, mạnh, rất mạnh Sự phân chia này cũng phù hợp với hướng dẫn đánh giá thoái hóa đất của FAO Trên cơ sở phân tích và đánh giá các yếu tố tiền đề dẫn đến các quá trình thoái hoá đất hiện tại lãnh thổ nghiên cứu, các tiêu chí và chỉ tiêu được lựa chọn theo hệ thống phân vị như sau:

Bảng 1.2: Hệ thống tiêu chí và chỉ tiêu cho thành lập bản đồ thoái hóa đất hiện tại cấp tỉnh tỷ lệ 1/100.000

Từ hệ thống 9 chỉ tiêu được lựa chọn và phân ngưỡng theo 4 cấp thoái hóa đất hiện tại (nhẹ, trung bình, mạnh, rất mạnh) tiến hành xây dựng bản đồ chuyên đề cho từng chỉ tiêu Từ 6 bản đồ chuyên đề này, tiến hành tích hợp trong phần mềm ArcGIS để thành lập bản đồ thoái hóa đất hiện tại tỉnh Đắk Lắk tỷ lệ 1/100.000

h) Phương pháp bản đồ, viễn thám và GIS:

Đây là phương pháp hiện đại của khoa học địa lý định lượng, kỹ thuật GIS

hỗ trợ xây dựng và quản lý dữ liệu, thành lập bản đồ chuyên đề, là môi trường áp dụng các mô hình toán

Trên cơ sở các chỉ tiêu và tiêu chí lựa chọn, các đặc điểm lý, hóa học đất, tiến hành chồng xếp bản đồ chuyên đề để xây dựng bản đồ tổng hợp và bản đồ thoái hóa đất Sử dụng các phần mềm GIS (ArcGIS, MapInfo) cho phép tích hợp các bản

đồ chuyên đề để thành lập bản đồ thoái hóa đất tiềm năng, bản đồ thoái hóa đất hiện tại và bản đồ thoái hóa đất tổng hợp tỉnh Đắk Lắk tỷ lệ 1/100.000 Các phần mềm thống kê diện tích các mức độ thoái hóa chính xác và nhanh chóng

1.3 Ứng dụng GIS thành lập bản đồ thoái hóa đất

1.3.1 Khả năng ứng dụng GIS thành lập bản đồ thoái hóa đất

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) là một nhánh của

hệ thống thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian và các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ

Hệ thống thông tin địa lý GIS là một công cụ để lập bản đồ và phân tích các

sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường như cấu trúc hỏi đáp và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược như:

- Xác định vùng ưu tiên cần sửa chữa ống thoát nước sau trận động đất

- Tạo bản đồ các tuyến đường dành cho xe buýt, xe đạp

- Quản lý hành chính

- Tạo bản đồ sử dụng đất để phục vụ công tác định giá và kế hoạch sử dụng đất

- Dự đoán cháy rừng dựa trên những nghiên cứu về địa thế và thời tiết

- Nghiên cứu ảnh hưởng của công trình xây dựng đến các yếu tố môi trường

- Đánh giá biến động đất, mưc độ ô nhiễm, thoái hóa

Hiện nay, những thách thức chính mà chúng ta phải đối mặt – bùng nổ dân

số, ô nhiễm, phá rừng, thiên tai – chiếm một không gian địa lý quan trọng Khi xác định một công việc kinh doanh mới như tìm một khu đất tốt để trồng trọt, hoặc đánh giá ô nhiễm suy thoái, thoái hóa đất để xác định các biện pháp phục hồi đất GIS cho phép tạo lập bản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh giải quyết các vấn đề phức tạp, và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không thực hiện được Lập bản đồ và phân tích địa lư không phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công

Đề đánh giá thoái hóa đất chúng ta cần xét đến những ảnh hưởng của các nhân tố địa hình, địa mạo, địa chất, thảm thực vật, lượng mưa, mật độ sông suối, chất đất Chính vì vậy để thực hiện được việc đánh giá này quy trình thực hiện gồm các bước như sau:

- Lựa chọn các tiêu chí, nhân tố ảnh hưởng tới mục tiêu của đề tài

- Chuẩn hóa dữ liệu

- Thực hiện đánh giá các nhân tố

- Kết hợp các nhân tố để đánh giá mức độ thoái hóa đất

- Thành lập bản đồ thoái hóa

1.3.2 Các nguyên tắc ứng dụng GIS thành lập bản đồ thoái hóa đất

Bản đồ thoái hóa đất là một loại bản đồ chuyên đề trong hệ thống bản đồ địa

lý Vì vậy, việc thành lập bản đồ thoái hóa đất cần tuân theo những nguyên tắc, phương pháp và tiêu chí cơ bản của bản đồ học Trong đó, nguyên tắc và phương pháp nghiên cứu thành lập bản đồ chuyên đề có tầm quan trọng đặc biệt, quyết định

cả về chất lượng nội dung khoa học, tính thẩm mỹ và khả năng khai thác thông tin

từ bản đồ Việc nghiên cứu thành lập bản đồ thoái hóa đất trong luận văn được thực hiện dựa trên các nguyên tắc sau đây:

- Nguyên tắc địa lý: Bản đồ thể hiện thu nhỏ toàn bộ hay một phần của bề mặt Trái đất lên mặt phẳng theo những nguyên tắc và cơ sở toán học xác định (tỷ lệ xích, phép chiếu, sai số đo đạc, ) Các đối tượng và hiện tượng địa lý thể hiện trên bản đồ cần được phân tích, chọn lọc kỹ lưỡng trên nguyên tắc khái quát hóa và tổng hợp, Nội dung bản đồ được thể hiện và trình bày bằng ngôn ngữ đặc thù của Khoa học Địa lý - “Ngôn ngữ bản đồ” gồm: hệ thống ký hiệu và những nguyên tắc chặt chẽ của môn Ký hiệu học (Semiotics), cùng những nguyên tắc về ngữ nghĩa, ngữ dụng và ngữ pháp của ngôn ngữ bản đồ Nội dung của bản đồ thoái hóa đất thể hiện

sự phân bố, quy luật phân bố và tương tác giữa các điều kiện phát sinh và thoái hóa đất Vì thế, nguyên tác cơ bản đối với việc nghiên cứu thành lập bản đồ thoái hóa đất là nguyên tắc địa lý Bản đồ phải thể hiện được một cách đầy đủ về sự phân bố các quá trình thoái hóa và mức độ thoái hóa đất theo không gian và phần nào thể hiện xu thế diễn biến theo thời gian (mang tính dự báo và cảnh báo)

- Nguyên tắc phát sinh - hình thái phẫu diện đất: Nguyên tắc này đòi hỏi phải nghiên cứu, đánh giá được các quy luật phát sinh đất và các quá trình thoái hóa đất Từ đó, có cơ sở để xác định được các dạng thoái hóa chính và đánh giá được mức độ thoái hóa của từng đơn vị đất phát sinh Nguyên tắc này yêu cầu phải sử dụng phương pháp so sánh đặc điểm hình thái phẫu diện đất Các dấu hiệu và mức

độ thoái hóa đất thể hiện ngay ở hình thái phẫu diện đất

- Nguyên tắc đồng nhất tương đối: Mỗi nhóm đất gồm nhiều đơn vị đất phát sinh không hoàn toàn đồng nhất về điều kiện phát sinh và nền dinh dưỡng Mỗi đơn vị đất thoái hóa có một số tiêu chí và chỉ tiêu biểu hiện mức độ thoái hóa khác nhau Tính đồng nhất khi phân cấp các chỉ tiêu đánh giá đối với các đơn vị đất phát sinh khác nhau trong cùng một nhóm đất chỉ mang tính tương đối Khi so sánh với đơn vị đất phát sinh chuẩn để xác nhận mức độ thoái hoá chỉ đạt được trong một phạm vi địa lý hẹp Theo nguyên tắc này, những đơn vị đất khác nhau của cùng nhóm đất có điều kiện phát sinh, quá trình phát triển và hình thái phẫu diện tương đối đồng nhất đều có thể sử dụng chung các chỉ tiêu đánh giá

Khi tiến hành tích hợp các bản đồ chuyên đề phân tích về các chỉ tiêu để thành lập bản đồ thoái hóa đất tiềm năng và thoái hóa đất hiện tại, có thể phát hiện ranh giới của các đơn vị đất thoái hóa giữa các bản đồ chuyên đề đôi khi không hoàn toàn trùng khít với nhau Khi đó, nguyên tắc đồng nhất tương đối được vận dụng để biên tập và hiệu chỉnh các đơn vị bản đồ, khái quát hóa các đối tượng có diện tích quá nhỏ, nâng cao tính quy luật phân bố của các đối tượng quan trọng

- Nguyên tắc thẩm mỹ: Nguyên tắc thẩm mỹ luôn luôn được các nhà bản đồ học quan tâm và nó luôn được coi là một trong nhưng tiêu chí để đánh giá chất lượng của bản đồ nói chung và bản đồ chuyên đề nói riêng Các loại bản đồ chuyên

đề nói chung và bản đồ thoái hóa đất nói riêng vừa là công trình khoa học, vừa là một tác phẩm mỹ thuật (tính cân đối, hài hòa, tính hợp lý trong bố trí các đối tượng

và sử dụng màu sắc, ký hiệu, )

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình ứng dụng GIS trong thành lập bản đồ thoái hóa đất

Thiết kế bản đồ, xác định các chỉ tiêu và tiêu chí đánh giá

Thu thập tài liệu, số liệu, bản

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ thoái hóa

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN PHÁT SINH VÀ THOÁI HÓA ĐẤT

TỈNH ĐẮK LẮK

2.1 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

2.1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Đắk Lắk nằm ở trung tâm vùng Tây Nguyêncó độ cao trung bình từ

- Phía Bắc giáp với tỉnh Gia Lai;

- Phía Nam giáp tỉnh Lâm Đồng và tỉnh Đắk Nông;

- Phía Đông giáp tỉnh Phú Yên và Khánh Hoà;

- Phía Tây giáp Vương quốc Campuchia với đường biên giới dài 70km

Tỉnh Đắk Lắk có 15 đơn vị hành chính cấp huyện, gồm 1 thành phố (Buôn

Ma Thuật), 1 thị xã (Buôn Đôn) và 13 huyện Toàn tỉnh có 184 đơn vị hành chính cấp xã Đắk Lắk có diện tích tự nhiên 13.312.537 ha [19]; chiếm 3,9% diện tích tự nhiên cả nước và dân số năm 2011 có 1.754.390 người, mật độ dân số khoảng 132

[7]

Đắk Lắk có vị trí địa lý quan trọng về mặt an ninh quốc phòng đối với vùng Tây Nguyên và lợi thế phát triển kinh tế hàng hoá với việc hình thành các vùng sản xuất tập trung cây công nghiệp dài ngày Bên cạnh đó do, đất đai sử dụng thiếu hợp

lý, tài nguyên rừng ngày càng bị suy giảm về diện tích và chất lượng; cân bằng sinh thái bị phá vỡ, môi trường bị suy thoái

2.1.2 Đặc điểm địa chất

Nằm trong địa khối Kom Tum tuổi Proterozoi, Đắk Lắk có nền địa chất khá

đa dạng với nhiều loại đá khác nhau như: nhóm đá macma acid và biến chất, trầm

) tập trung ở rìa cao nguyên Buôn

Ma Thuột phần tiếp giáp với cao nguyên Đắk Nông, cao nguyên M’Đrắk và bazan

Trải qua lịch sử phát triển địa chất lâu dài, đã để lại cho khu vực nghiên cứu nền cấu trúc địa chất phức tạp, cấu tạo bởi các thành phần thạch học chủ yếu[2]:

- Nhóm đá macma acid và đá biến chất: gồm các macma xâm nhập granit, granodiorit, gabrodiorit và đá biến chất cổ, đá phiến kết tinh bị migmatit hóa xen plagio - amfibol, đá phiến thạch anh - xêricit, quarzit, Các đá này có tuổi từ Proterzoi sớm đến Mezozoi muộn, phân bố chủ yếu ở M’Đrắk, Ea Kar, Krông Bông

và phía Bắc Krông Năng, Ea H’leo

- Nhóm đá trầm tích lục nguyên: gồm các loại cát bột kết xen cát kết, phiến

lục và vàng nâu thành phần cơ giới nhẹ, nghèo dinh dưỡng

- Nhóm đá macma phun trào (chủ yếu đá bazan): chiếm diện tích lớn, phân bố tập trung ở cao nguyên Buôn Ma Thuột - Ea H’leo, một phần nhỏ ở cao nguyên M’Đrắk Bazan phun trào chia thành 2 pha chính: pha 1: có tuổi Pliocen -

do sông, suối bồi đắp tạo nên các bậc thềm và các bãi phù sa; (2) sản phẩm dốc tụ hình thành do quá trình xâm thực bóc mòn, tích tụ ven các chân đồi, thường có tầng dày không ổn định, lẫn nhiều đá sỏi

Nhìn chung, thành phần đá mẹ ở khu vực nghiên cứu khá đa dạng, từ đá trầm tích hiện đại, trầm tích Đệ tứ trẻ, đến trầm tích cổ; các loại đá xâm nhập, phun trào

và biến chất Trải qua các quá trình vận động kiến tạo đã phân hóa địa hình Đắk Lắk thành các vùng tự nhiên khác nhau: vùng phân bố đá xâm nhập và biến chất có địa hình núi thấp đến trung bình, quá trình xâm thực, xói mòn phát triển mạnh, tầng đất mỏng; vùng phân bố đá bazan có địa hình tương đối bằng, dạng đồi lượn sóng, đất phì nhiêu màu mỡ; vùng trầm tích lục nguyên có địa hình thấp bằng phẳng, đất xám tầng mỏng, giữ nước kém

2.1.3 Đặc điểm vỏ phong hóa

Trong điều kiện nhiệt đới gió mùa cao nguyên ở tỉnh Đắk Lắk, quá trình phong hóa hóa học chiếm ưu thế, tác nhân chính gồm nước, ôxy, axit carbonic, axit hữu cơ và các loại axit khác tan trong nước Kết hợp các đặc điểm thạch học, địa hóa, khoáng vật và nguồn gốc hình thành đã tạo ra vỏ phong hóa khá đa dạng [11]

a) Kiểu vỏ phong hóa saprolit (Sa): Phân bố rải rác trên bề mặt các đỉnh núi, sườn dốc ở huyện Lắk, Krông Bông, M’Đrắk, Ea Kar, Krông Năng và Ea H’leo Các sản phẩm chủ yếu gồm mảnh vụn thô của quá trình phong hoá vật lý; các sản phẩm phong hoá hóa học và sinh học hầu như bị rửa trôi hoàn toàn Do vậy, bề mặt lẫn nhiều mảnh vụn thô của đá gốc, đôi nơi còn trơ lộ đá gốc

b) Kiểu vỏ phong hóa silicit (Si): Phân bố chủ yếu ở Buôn Đôn và huyện Ea Súp, gồm các bề mặt đồi thoải, núi thấp phát triển trên đá lục nguyên hạt thô hoặc phiến sét silic với lớp phủ thực vật nghèo nàn Mặt cắt vỏ phong hóa từ trên xuống gồm 2 đới: đới silicit (cát thạch anh) và đới sapolit Sản phẩm chủ yếu của quá trình phong hoá vật lý, thành phần khoáng vật tương tự như đá gốc

Vỏ phong hóa dày trung bình từ 10 - 15m Theo mặt cắt từ trên xuống gồm các đới: thổ nhưỡng - sét hóa - đới biến đổi yếu Đới thổ nhưỡng dày trung bình 0,3

- 1m; đới sét hóa dày 2 - 18m; đới biến đổi yếu dày 2 - 4m

c) Kiểu vỏ phong hoá sialit (SiAl): Phân bố rải rác trên các khối núi xâm nhập macma axit (granit, pegmatit, riolit) ở huyện Lắk, Krông Bông, M’Đrắk, Ea Kar, và Ea H’leo Vỏ phong hóa này được xác định với 3 phụ kiểu: 2 phụ kiểu có giai đoạn thành tạo Neogen với tổ hợp khoáng vật sét chính kaolinit - hydromica; 1 phụ kiểu có giai đoạn thành tạo Neogen với tổ hợp khoáng vật sét chính hydromica

- kaolinit Mặt cắt vỏ phong hóa từ trên xuống gồm 2 đới chính: sét sáng màu (sialit) và saprolit Chiều dày đới sét dao động mạnh, từ 2 - 3m đến 30 - 40m

d) Kiểu vỏ phong hoá sialferit (SiAlFe): Phân bố ở vùng núi trên các đá macma axit, đá phiến lục, đá lục nguyên xen phun trào và đá biến chất ở huyện Lắk, Krông Bông, Buôn Đôn, M’Đrắk, Krông Năng, Ea Súpvà Ea H’leo Với 2 phụ kiểu

có cùng tuổi thành tạo vào Neogen nhưng khác nhau về tổ hợp khoáng vật: kaolinit

- hydromica - gơtit và hydromica - kaolinit - gơtit Thành phần hoá học trung bình

trên xuống gồm: đới thổ nhưỡng - đới sét - đá gốc Trong đó, đới sét hoàn chỉnh gồm 3 tầng chính: sét loang lổ, sét sáng màu và saprolit

Phụ kiểu vỏ phong hóa sialferit trên đá phun trào xen trầm tích tuổi Triat phân bố ở khu vực giữa Ea Súp và Buôn Đôn, có bề dày trung bình từ 2 - 5m

e) Vỏ phong hoá ferosialit (Fesial): Phân bố chủ yếu trên các vùng gò đồi đến núi thấp ở Ea Sô, M’Đrắk, Krông Ana với 3 phụ kiểu: 2 phụ kiểu có tuổi thành tạo vào Neogen và Pleistocen với tổ hợp khoáng vật đặc trưng là kaolinit - gơtit - hydromica; 1 phụ kiểu có tuổi thành tạo vào Neogen với tổ hợp khoáng vật đặc trưng là kaolinit - gơtit - montmorilonit Thành phần hoá học trung bình các oxit

hóa fesial điển hình phát triển trên đá biến chất dày trung bình từ 10 - 20m Mặt cắt

từ trên xuống gặp các đới: đới thổ nhưỡng – đới sét hóa – đới biến đổi yếu Đới thổ nhưỡng dày 0,2 – 1,5m tùy từng khu vực; đới sét hóa dày từ 10 – 15m; đới biến đổi yếu dày từ 3 – 10m

f) Vỏ phong hoá feralit (FeAl): Phân bố với diện tích không đáng kể ở Buôn Triết (huyện Krông Ana) với 3 phụ kiểu có tổ hợp khoáng vật chính là kaolinit và gơtit, ngoài ra tuỳ thuộc điều kiện địa hình mà chiếm tỷ lệ đáng kể có thể là khoáng vật gibsit hoặc hydromica

Mặt cắt phát triển không đầy đủ so với các khu vực điển hình khác, từ trên xuống thường gặp các đới: thổ nhưỡng - kết von (dày 0,3 - 0,8m) - đá ong phát triển chưa hoàn thiện (2 - 5m) - sét loang lổ sẫm màu (2 - 3m) - saprolit - đá gốc

g) Kiểu vỏ phong hoá alferit (AlFe): Chủ yếu phát triển trên đá bazan, tập trung ở cao nguyên Buôn Ma Thuột Khi tiến hành nghiên cứu chi tiết, 2 phụ kiểu

vỏ phong hóa tương ứng với các giai đoạn phun trào bazan cổ và trẻ được xác định gồm: (1) Phụ kiểu vỏ phong hóa trên đá phun trào bazan Pliocen - Pleistocen sớm

Về nguồn gốc phát sinh, vai trò của đá mẹ và vỏ phong hoá ảnh hưởng lớn tới quá trình phát sinh và thoái thoái đất Mỗi loại đá khác nhau, với điều kiện khí hậu sẽ hình thành các loại vỏ phong hoá khác nhau; chúng phát triển và phân hoá thành nhiều đơn vị cấu trúc thổ nhưỡng khác nhau Những tác động gây thoái hoá trên mỗi đơn vị cấu trúc thổ nhưỡng khác nhau sẽ dẫn đến những dạng thoái hoá khác nhau Như vậy, mỗi dạng thoái hoá khác nhau sẽ đòi hỏi một hoặc vài mô hình

sử dụng và cải tạo thích hợp Để đánh giá được chính xác nguyên nhân và mức độ thoái hoá đất, cần phải hiểu được đặc điểm hình thành lớp vỏ phong hoá cũng như quy luật phân bố địa lý của chúng

2.1.4 Đặc điểm địa hình và địa mạo

Lãnh thổ của tỉnh Đắk Lắk nằm ở phía Tây của dãy Trường Sơn, có hướng thấp dần từ Đông Nam sang Tây Bắc Địa hình đa dạng gồm đồi núi xen kẽ bình nguyên và thung lũng, khái quát có thể chia thành các dạng địa hình chính sau [1]

- Địa hình núi cao trung bình Chư Yang Sin: Nằm ở phía Đông Nam của tỉnh, ngăn cách giữa cao nguyên Buôn Ma Thuột và cao nguyên Lâm Viên, Di Linh (Lâm Đồng ) Độ cao trung bình 1.700 – 1.800m, đỉnh Chư Yang sin cao nhất (2.442m), cấu tạo chủ yếu là các loại đá granit, dacit, riolit và đá biến chất Độ dốc

ở phía Đông là dãy Chư Dju và cao nguyên M’Đrắk, phía Nam là vùng trũng Lắk, phía Tây là bình nguyên Ea Súp Địa hình lượn sóng, ít chia cắt với các đồi sót cấu tạo bằng đá cát kết hoặc đá phiến ở Tây Nam, hoặc gneis ở Chư Cúc trên đường đi