Ứng dụng công nghệ GIS trong xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng khu vực núi luốt trường đại học lâm nghiệp

2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất 1.1.1.Xói mòn đất Xói mòn đấtsoil erosion là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng bao gồm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƯỜNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ

XÓI MÕN TIỀM NĂNG KHU VỰC NÖI LUỐT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

Được sự đồng ý của Ban giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Quản lí tài nguyên rừng và Môi trường,sự giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa đã giúp chúng em thực hiện và hoàn thành đợt thực tập khóa luận tốt nghiệp, nhằm hoàn thiện chương trình học của mình và

có những kỹ năng ngoài thực địa nhất định phục vụ cho công việc sau này Nhân đây em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Trần Quang Bảo, thầy đã định hướng nghiên cứu và chỉ bảo tận tình trong suốt thời

gian em thực hiện đề tài và hoàn thành khóa luận

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường, các bạn khóa 56-KHMT đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình thu thập điều tra số liệu Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo và các anh chị trong Viện Sinh Thái Rừng & Môi Trường - trường ĐH Lâm Nghiệp đã cung cấp và giúp đỡ em khai thác dữ liệu trên mạng DEM để hoàn thành đề tài

Mặc dù đã cố gắng nhưng trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo và ý kiến đóng góp của các anh, chị và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn!

Em xin chân thành cảm ơn!

HàNội, ngày 10 tháng 5 năm 2015

Sinh viên thực hiện Bùi Thị Ánh Ngọc

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

Danh mục bảng iii

Danh mục hình iii

Danh mục biểu iii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1.Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất 2

1.1.1 Xói mòn đất 2

1.1.2 Phân loại xói mòn đất 2

1.1.3 Các quá trình xói mòn đất 3

1.1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất 4

1.2 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới và Việt Nam 7

1.2.1 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới 7

1.2.2 Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam 8

1.3 Công nghệ GIS 10

1.3.1 Khái niệm GIS 10

1.3.2 Sự ra đời của GIS 10

1.3.3 Ứng dụng công nghệ GIS trong lâm nghiệp và nghiên cứu xói mòn 11

CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.3.1 Phương pháp điều tra thực địa 14

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu xói mòn 16

2.3.3 Phương pháp xây dựng bản đồ bằng công nghệ GIS 17

2.3.4 Phương pháp kế thừa số liệu 21

CHƯƠNG III: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NÚI LUỐT 22

3.1 Điều kiện tự nhiên 22

3.1.1 Ví trí địa lý 22

3.1.2 Địa hình 22

ii

3.1.3 Địa chất thổ nhưỡng 23

3.1.4 Về khí hậu thủy văn 24

3.1.5 Về độ ẩm không khí 25

3.1.6 Về tình hình động-thực vật 25

3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 26

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 27

4.1 Đặc điểm hiện trạng rừng núi Luốt 27

4.2 Nghiên cứu xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng 29

4.2.1 Độ cao địa hình 29

4.2.2 Xây dựng bản đồ độ dốc 31

4.2.3 Chỉ số xói mòn mưa K 33

4.2.4 Một số chỉ tiêu về cấu trúc của thảm thực vật tại khu vực núi Luốt 35

4.2.5 Xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng 43

4.3 Đề xuất kỹ thuật thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng bằng công nghệ GIS và giải pháp bảo vệ đất chống xói mòn ở núi Luốt 46

4.3.1 Kỹ thuật thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng bằng công nghệ GIS 46

4.3.2 Đề xuất giải pháp bảo vệ đất chống xói mòn ở núi Luốt 49

CHƯƠNG V : KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 51

4.1 Kết luận 51

4.2 Tồn tại và kiến nghị 52

iii

Danh mục bảng

Bảng 3.1 Chỉ tiêu khí hậu khu vực Xuân Mai 1996-2007 24

Bảng 4.1: Diện tích các trạng thái khu vực núi Luốt 29

Bảng 4.2 : Bảng tính chỉ số xói mòn của mưa (K) 34

Bảng 4.3: Các chỉ tiêu cấu trúc rừng liên quan đến xói mòn đất 36

Bảng 4.4: Bảng phân cấp xói mòn 43

Bảng 4.5 Tổng hợp diện tích đất bị xói mòn ở cấp độ 45

Danh mục hình Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất 4

Hình 2.1 Giải đoán ảnh có kiểm định trong ArcGIS 18

Hình 2.2 Chức năng truy vấn trong ArcGIS 19

Hình 2.3 Chuyển bản đồ dạng Vector sang Raster 19

Hình 2.4 Phương pháp xây dựng bản đồ độ dốc 20

Hình 4.1 Ảnh vệ tinh và ranh giới khu vực núi Luốt – ĐHLN 27

Hình 4.2: Bản đồ hiện trạng rừng núi Luốt 28

Hình 4.3: Bản đồ độ cao núi Luốt 30

Hình 4.4: Bản đồ độ dốc núi Luốt 32

Hình 4.5: Bản đồ độ tàn che tầng cây cao (TC) 37

Hình 4.6: Bản đồ che phủ thảm tươi cây bụi(CP) 39

Hình 4.7 : Bản đồ chiều cao tầng cây cao(H) 40

Hình 4.8: Bản đồ độ che phủ thảm khô 42

Hình 4.9 : Bản đồ xói mòn tiềm năng 44

Hình 4.10 : Bản đồ phân cấp xói mòn 46

Hình 4.11: Sơ đồ đề xuất kỹ thuật thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng bằng công nghệ GIS 47

Danh mục biểu Mẫu biểu 2.1: Mẫu biểu điều tra điểm mẫu ngoài thực địa 15

Mẫu biểu 2.2: Điều tra nhanh độ xốp đất 15

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng thực nghiệm núi Luốt–trường Đại học Lâm nghiệplà nơi lý tưởng cho thực hành,thực tập của nhiều thế hệ học sinh, sinh viên của nhà trường Trước khi trường chuyển về từ Đông Triều (Quảng Ninh), nơi đây còn hoang vu, chưa có rừng mà chủ yếu là cỏ tranh, sim ,mua…Từ năm

1984 đến nay,đã có nhiều thế hệ thầy cô giáo, các lớp sinh viên đã trồng và chăm sóc để hình thành nên khu rừng thực nghiệm như ngày nay.Ban đầu, rừng chủ yếu hai loài cây là thông và keo.Tuy nhiên,trong những năm gần đây, hai loài cây này đã dần đuọc thay thế bằng cây bản địa tạo nên khu rừng nhiều tầng tán, đa dạng và phong phú về loài Ngoài việc tạo nên mộtcảnh quan đẹp cho khuôn viên nhà trường, rừng thực nghiêm núi Luốt còn mang lại giá trị môi trường,điều hòa nguồn nước cho khu vực xung quanh

Tuy vậy, trong bối cảnh biến đổi khí hậu như hiện này,không chỉ quản

lý bảo vệ rừng,các vấn đề về bảo vệ đất chống xói mòn cho khu vực nàycũng cần được quan tâm Bởi lẽ, xói mòn đất dẫn đến suy thoái, giảm giátrị dinh dưỡng trong đất và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đên sinh trưởng và phát triển của cây trồng, và từ đó, làm giảm đi ý nghĩa của một khu rừng thực nghiệm Địa hình núi Luốt tuy không quá phức tạp nhưng một khi lớp thảm thực vật bị suy thoái với tính chất mưa thất thường như hiện nay thìdòng chảy mặt sẽ không được điều tiết và dẫn đến xói mòn Chính vì vậy,để quản lý tốt và có biện pháp phòng chống xói mòn kịp thời, cần xác địnhđược những khu vực có nguy cơ xói mòn cao, hay nói cách khác là cần cóbản đồ xói mòn tiềm năng của khu vực núi Luốt.Vì thế , em tiến hành

nghiên cứu đề tài “Ứng d ng c ng ngh trong ây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng khu vực núi Luốt- trường i h c Lâm Nghi p”

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất

1.1.1.Xói mòn đất

Xói mòn đất(soil erosion) là quá trình phá hủy lớp thổ nhưỡng (bao gồm phá hủy các thành phần cơ,lý,hóa,chất dinh dưỡng v.v… của đất) dưới tác động của các nhân tố tự nhiên và nhân sinh,làm giảm độ phì của đất, gây ra bạc màu,thoái hóa đất,laterit hóa, trơ sỏi đá v.v… ảnh hưởng trực tiếp đến

sự sống và phát triển của thảm thực vật, thảm cây trồng khác

Theo Ellison(1994):” xói mòn là hi n tượng di chuyển đất bởi nước mưa,bởi gió dưới tác động của tr ng lực lên bề mặt đất Xói mòn đất được

em như là một hàm số với biến số là lo i đất,độ dốc địa hình,mật độ che phủ của thảm thực vật,lượng mưa và cường độ mưa” [1]

Theo FAO(1994) “ xói mòn là hi n tượng các phần tử mảnh, c c và có khi cả lớp bề mặt đất bị bào mòn, cuốn trôi do sức gió và sức nước”

1.1.2 Phân loại xói mòn đất

1.1.2.1 Xói mòn do nước

Xói mòn do nước gây ra do tác dụng của nước chảy tràn trên bề mặt

Để xảy ra xói mòn nước cần có năng lượng của mưa làm tách các hạt đất ra khỏi thể đất sau đó nhờ dòng chảy vận chuyển chúng đi Khoảng cách di chuyển hạt đất phụ thuộc vào năng lượng của dòng chảy, địa hình của bề mặt đất…Bao gồm các dạng:

- Xói mòn theo lớp: Đất bị mất đi theo lớp không đồng đều nhau trên những vị trí khác nhau của bề mặt địa hình.Đôi khi dạng xói mòn này cũng kèm theo những rãnh xói nhỏ đặc biệt rõ ở những đồi trọc trồng cây hoặc bị bỏ hoang

- Xói mòn theo các khe, rãnh: Bề mặt đất tạo thành những dòng xói theo các khe, rãnh trên sườn dốc nơi mà dòng chảy được tập trung Sự hình

3

thành các khe lớn hay nhỏ tùy thuộc vào mức xói mòn và đường cắt của dòng chảy

- Xói mòn mương xói: Đất bị xói mòn cả ở dạng lớp và khe, rãnh ở mức

độ mạnh do khối lượng nước lớn, tập trung theo các khe thoát xuống chân dốc với tốc độ lớn, làm đất bị đào khoét sâu

1.1.2.2 Xói mòn do gió

Là hiện tượng xói mòn gây ra bởi sức gió Đây là hiện tượng xói mòn

có thể xảy ra tại bất kỳ nơi nào khi có những điều kiện thuận lợi như:

- Đất khô,tơi và bị tách nhỏ đến mức độ gió có thể cuốn đi

- Mặt đất phẳng có ít thực vật che phủ thuận lợi cho việc di chuyển của gió

- Diện tích đất đủ rộng và tốc độ gió đủ mạnh để mang các hạt đất đi Thông thường đất cát là loại rất dễ bị xói mòn do gió vì sức liên kết giữa các hạt cát là rất nhỏ,đất lại bị khô nhanh Dưới tác dụng của gió thì đất có thể di chuyển thành nhiều dạng phức tạp như: nhảy cóc,trườn trên bề mặt,lơ lửng

1.1.3 Các quá trình xói mòn đất

Các quá trình xói mòn gồm: xói lở sông suối và xói mòn,rửa trôi bề mặt

1.1.3.1 Xói lở sông suối

Quá trình xói lở sông suối được xác định theo công thức về động năng của dòng chảy

F=vm2/2 Trong đó: F: là động năng của khối nước chảy

m: là khối lượng nước chảy v: vận tốc dòng chảy

4

Như vậy động năng của dòng chảy tỷ lệ thuận với bình phương của tốc độ dòng chảy Trong quá trình xói lở, dòng chảy tạo ra vật liệu, phù sa Tùy theo kích thước phù sa và tốc độ dòng chảy mà phù sa có thể vận chuyển xuôi theo chiều dòng chảy.Khi động năng của dòng chảy không đủ sức mang đi từng bộ phận vật chất, phù sa sẽ lắng đọng xuống dòng sông gọi là quá trình bồi tụ

1.1.3.2 Xói mòn và rửa trôi bề mặt

Là quá trình xói mòn do dòng chảy tạm thời trên sườn lúc mưa hoặc tuyết tan và chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố tự nhiên, trong đó có yếu

tố địa hình là quan trọng nhất

1.1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất

Các nhân tố chính ảnh hưởng đến quá trình xói mòn đất gồm: khí hậu,địa hình,đất đai, thảm thực vật và con người, được mô tả trong hình 1.1:

Hình 1.1: Các nhân tố chính ảnh hưởng đến xói mòn đất

xói mòn

khí hậu

con người

thảm thực vật đại hình

đất đai

5

1.1.4.1 Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến ói mòn đất

Xói mòn chủ yếu do dòng chảy bề mặt gây ra, nhưng dòng chảy lại do các yếu tố khí hậu quyết định đó là: Tổng lượng mưa và tính chất của mưa,thời gian và cường độ mưa Thời gian mưa càng lớn, cường độ mưa càng cao thì quá trình xói mòn càng xảy ra mạnh.Sự xuất hiện của xói mòn phụ thuộc rất nhiều vào lớp nước trong một đợt mưa và lượng mưa trung bình tháng, năm Lớp nước mặt trên diện tích trồng cà phê 3 năm tuổi là 754mm gây rửa trôi 44,0 tấn/ha Khi lớp nước mặt 2501mm gây rửa trôi

213 tấn/ha Như vậy, trong điều kiện như nhau, khi dòng chảy mặt tăng 4 lần sẽ làm tăng rửa trôi đất từ 5 lần[4]

Cường độ mưa gây ảnh hưởng mạnh nhất đến dòng chảy mặt và xói mòn đất Theo Nguyễn Quang Mỹ[4]: trận mưa 10mm với cường độ trung bình trong khoảng thời gian dưới 1 giờ xói mòn đất xảy ra mạnh nhất khi lớp nước đạt từ 8-10mm và đặc biệt trên đất bỏ hoang Ảnh hưởng của cường độ mưa đến xói mòn càng mạnh nếu cường độ đạt cực đại xảy ra vào nửa giờ đầu của trận mưa

Ở Việt Nam nói chung và khu vực nghiên cứu nói riêng, mưa phân hóa theo mùa rõ rệt Lượng mưa cực đại vào các tháng mùa hè và cực tiểu vào các tháng mùa đông Vì vậy việc bảo vệ đất,chống xói mòn đặc biệt trong mùa mưa là vô cùng cần thiết Ngoài mưa ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn, các yếu tố khí hậu khác như gió, nhiệt độ,độ ẩm cũng có ảnh hưởng đến xói mòn đất, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng không rõ ràng

1.1.4.2 Ảnh hưởng của địa hình đến ói mòn đất

Địa hình cũng là nhân tố tự nhiên ảnh hưởng lớn đến xói mòn đất.Nếu xét trên diện rộng, địa hình có tác dụng làm thay đổi sự phân bố nhiệt và lượng mưa rơi xuống Sự thay đổi về độ cao kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ,mưa, ẩm Các yếu tố địa hình như độ dốc, chiều dài sườn dốc, hình dạng

Ở Việt Nam có trên ¾ lãnh thổ là đồi núi, mạng lưới sông suối dày đặc, sông ngắn, dốc, lượng mưa lớn,85-90% lượng mưa tập trung vào mùa mưa, do đó xói mòn có điều kiện xảy ra mạnh

1.1.4.3 Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến ói mòn đất

Lớp phủ thực vật có ảnh hưởng lớn đến quá trình xói mòn đất,nếu lớp phủ thực vật càng tăng thì quá trình xói mòn càng giảm Vai trò chống xói mòn của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào tuổi và độ che phủ của nó Thực vật có khả năng bảo vệ đất chống xói mòn qua việc làm giảm ảnh hưởng của hạt mưa xuống mặt đất bởi tán lá và làm cho nước có khả năng chảy xuống đến 50-60% theo chiều thẳng đứng của bộ rễ Không những thế,vật rơi rụng của thực vật như cành khô, lá rụng… còn tạo ra lượng mùn lớn trong đất, giữ đất tơi xốp, chống xói mòn

1.1.4.4 Ảnh hưởng của đất đến quá trình ói mòn đất

Đất là đối tượng bị dòng chảy mặt phá hủy, bởi vậy sự phát triển của xói mòn phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của đất.Những yếu tố chính của đất ảnh hưởng đến xói mòn đất là thành phần cơ giới, cấu trúc và độ thấm nước cũng như hàm lượng mùn trong đất.Những yếu tố đó ảnh hưởng đến khả năng hình thành dòng chảy khi mưa rào

7

1.1.4.5 Ảnh hưởng của con người đến ói mòn đất

Con người ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xói mòn đất thông qua hoạt động sống Việc phá rừng đã gián tiếp đẩy mạnh quá trình xói mòn đất.Những diện tích rừng mất đi làm lộ ra những khoảng trống không có thảm thực vật che phủ đất.Khi mưa xuống quá trình xói mòn bề mặt xảy ra mạnh

Canh tác trên đất dốc không khoa học, du canh du cư cũng là những tác nhân gây gia tăng xói mòn đất.Trên độ dốc <30

đã bắt đầu xảy ra xói mòn khi có mưa to Từ độ dốc 30

trở lên, tùy vào yếu tố đất đai, thực vật,lượng mưav.v… mà quá trình xói mòn xảy ra mạnh hay yếu

1.2 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu xói mòn đất trên thế giới

Có thể nói rằng con người đã quan tâm đến hiện tượng xói mòn từ rất sớm, từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại đã có những tác giả đề cập đến xói mòn cùng với việc bảo vệ đất Quá trình xói mòn hiện đại được gắn liền với các hoạt động nông nghiệp Nhiều người đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt có thể là nguyên nhân khiến nền văn minh quá khứ mất đi Vì vậy, cùng với thoái hóa đất, xói mòn tồn tại như một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của nhân loại

Về nguyên nhân xói mòn , hầu hết các nhà nghiên cứu trên thế giới đều thống nhất cho rằng có hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tượng thoái hóa đất đang diễn ra mạnh mẽ trên quy mô toàn cầu hiện nay là: nguyên nhân tự nhiên và con người Nguyên nhân con người, theo nhiều nhà nghiên cứu thể hiện ở sự quản lý đất kém và dường như đó là một cái giá phải trả cho sự phát triển kinh tế, xã hội Các giải pháp đưa ra, được phân tích là khả thi nhất, là các biện pháp can thiệp vào lớp phủ thực vật nhằm đạt được hiệu quả tốt hơn trong việc chống xói mòn Xói mòn tự nhiên là quá trình diễn ra liên tục trong tự nhiên và chỉ là thứ yếu nếu so

8

với xói mòn do nguyên nhân con người Tuy vậy, việc phân định nguyên nhân xói mòn không phải lúc nào cũng dễ dàng và cũng không cần thiết, nên trong việc lập bản đồ xói mòn, nhiều khi người ta không phân biệt hai nguyên nhân này

Có khoảng 2/3 diện tích đất nông nghiệp trên thế giới bị suy giảm nghiên trọng trong 50 năm qua do xói mòn rửa trôi, sa mạc hóa, chua hóa,

ô nhiễm môi trường….Khoảng 40% đất nông nghiệp bị suy thoái mạnh hoặc rất mạnh Tỷ trọng đóng góp gây thoái hóa đất trên thế giới như sau: mất rừng 30%, khai thác rừng quá mức( chặt cây cối làm củi ) 7%, chăn thả gia súc quá mức 35%, canh tác nông nghiệp không hợp lý 28% Vai trò của các nguyên nhân gây thoái hóa đất ở các châu lục không giống nhau: ở Châu Á, Âu, Nam Phi mất rừng là nguyên nhân hàng đầu, châu Đại Dương

và châu Phi chăn thả gia súc quá mức có vai trò chính yếu nhất, Bắc và Trung Mỹ chủ yếu do hoạt động nông nghiệp Mỗi năm rửa trôi xói mòn chiếm 15% nguyên nhân thoái hóa đất, trong đó nước đóng góp 55,7% vai trò, gió đóng góp 28% vai trò, mất dinh dưỡng đóng góp 12% vai trò Trung bình đất đai trên thế giới bị xói mòn 1,8-3,4 tấn/ha/năm Tổng lượng dinh dưỡng bị rửa trôi xói mòn hàng năm là 5,4-8,4 triệu tấn, tương đương với khả năng sản sinh 30-50 triệu tấn lương thực.[5]

1.2.2 Nghiên cứu xói mòn đất ở Việt Nam

Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm và có lượng mưa tương đối lớn ( từ 1800-2000mm) nhưng lại phân bố không đồng đều và tập trung chủ yếu trong 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 2-3 tháng.Lượng mưa lớn tập trung lại tạo ra dòng chảy có cường độ rất lớn, đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng xói mòn đất ở Việt Nam Hàng năm nước của các con sông mang phù sa đổ ra biển Đông khoảng 200 triệu

9

tấn, người ta ước tính trung bình 1m3 chứa 50-400g phù sa, riêng đồng bằng sông Hồng 1000g/m3 và có khi đạt 2000g/m3

Với tổng diện tích đất tự nhiên 33,121 triệu ha, với khoảng 25 triệu

ha đất dốc, chiếm hầu hết lãnh thổ miền núi và trung du Cùng với những biến động của môi trường thì Việt Nam đang đứng trước nguy cơ suy thoái đất do xói mòn rửa trôi là rất lớn Nguyên nhân chính dẫn đến sự xói mòn đất là do sự khai phá rừng để lấy gỗ và lấy đất canh tác Từ năm 1983-1994 trên cả nước ta có khoảng 1,3 triệu ha rừng đã bị khai thác để lấy gỗ và lấy đất trồng trọt, gây nên sự xói mòn và rửa trôi lớp đất mặt làm cho đất ở các nơi này ngày càng trở nên bạc màu Chỉ tính riêng cho các vùng phía bắc sông Hồng và dọc dãy Trường Sơn thì đã có 700000 ha đất bị bạc màu

Các số liệu thống kê hiện trạng sử dụng đất năm 2008 cho thấy, Việt Nam có khoảng 25 triệu ha đất dốc nên nguy cơ xói mòn và rửa trôi rất lớn.Theo các quan trắc có hệ thống từ năm 1960 đến nay thì có khoảng 10-20% lãnh thổ bị ảnh hưởng xói mòn từ trung bình đến mạnh Đặc biệt là khu vực miền núi và trung du Do thảm thực vật che phủ bị tàn phá đã dẫn đến hiện tượng sụt lở đất, làm giảm diện tích đất đồi, thu hẹp đất ruộng Quan trắc ở 14 khu vực thuộc Bắc Kạn, Phú Thọ, Thái Nguyên,Đắk Lắk cho thấy, tỷ lệ mất đất tới 1-2%/năm Kết quả nghiên cứu về xói mòn đất của Hội Khoa học đất Việt Nam ở huyện Quỳnh Nhai-Sơn La cũng cho phép ước tính lượng đất mất hàng năm lên tới hơn 800 nghìn tấn, thiệt hại mỗi năm khoảng trên 15 tỷ đồng

Tình trạng xói mòn và rửa trôi đất đang đe dọa trực tiếp tới sự phát triển kinh tế Ước tính mất mát do canh tác nương rẫy và quang cảnh ở Việt Nam( trong diện tích 2,6 triệu ha) không dưới 700 triệu USD so với diện tích như vậy không bị thoái hóa Và con số này dường như ngày một gia tăng Tốc độ hủy hoại bởi chính bàn tay con người ngày một tăng mặc cho những nỗ lực không ngừng của rất nhiều tổ chức trong và ngoài nước

đồ số của Mỹ,1988:” hệ thống thông tin địa lí GIS là tập hợp phần cứng, phần mềm và các thủ tục để lưu trữ, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hóa và hiển thị dữ liệu địa lí nhắm giải quyết các vấn đề quản lí và quy hoạch phức tạp”

GIS đem lại sự thuận tiện nhờ sự phát triển nhanh của các kỹ thuật và ứng dụng tin học, sức chứa dữ liệu cũng như khả năng phân tích dữ liệu.Dữ liệu ở đây là dữ liệu không gian liên quan tới thế giới thực.Trong đó thế giới thực bao gồm nhiều yếu tố địa lí được thể hiện như những lớp dữ liệu quan hệ

1.3.2 Sự ra đời của GIS

Thuật ngữ GIS đầu tiên xuất hiện vào năm 1964 thuộc dự án “ habilitation and Development agency program” của chính phủ Canada Cơ quan “ hệ thống thông tin địa lí Canada-CGIS” đã thiết kế để phân tích kiểm kê đất nhằm trợ giúp cho chính phủ trong việc sử dụng đất nông nghiệp Dự án CGIS hoàn thiện vào năm 1971 và phần mềm vẫn sử dụng tới ngày nay Dự án CGIS gồm nhiều ý tưởng sáng tạo mà đã được phát triển trong những phần mềm sau này Giữa những năm 60,70 GIS phát triển chủ yếu trong chính phủ và các phòng thí nghiệm

re-Năm 1964 ông Howard Fisher thành lập “ phòng thí nghiệm đồ họa máy tính Harvard” phòng dẫn đầu về công nghệ mới Phòng thí nghiệm Harvard đã tạo ra một loạt các ứng dụng chính GIS bao gồm : SYMAP(

11

synagraphic Mapping System) CALFORM, SYMVU, GRID, POLYVRT

và ODYSSEY ODYSSEY là mô hình đầu tiên đưa vector vào hệ thống GIS và nó trở thành chuẩn cho các phần mềm thương phẩm

Năm 1969, Jack Dangermond là một người trong nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Harvard trong bộ phận đồ họa máy tính , đồng sáng lập ESRI cùng với vợ là Laura ESRI trong ít năm vượt trội trong thị trường GIS và tạo ra các sản phẩm phần mềm ArcInfo và ArcView

Trong những năm 1980 và 1990 nhiều ứng dụng được phát triển là những gói phần mềm phát triển bởi công ty tư nhân: ArcInfo, ArcView,MapInfo,SPANS GIS,PAMAP GIS, INTERGRAPH ,SMALL WORLD Và rất nhiều ứng dụng đã chuyển từ hệ máy lớn vào sử dụng trong máy tính cá nhân

Ngày nay GIS với phần cứng và phần mềm đồ họa hiện đại có sức mạnh trong hiển thị thế giới thực, các kỹ thuật 3D thể hiện cảnh quan , hình ảnh động thể hiện sự thay đổi theo thời gian

1.3.3 Ứng dụng công nghệ GIS trong lâm nghiệp và nghiên cứu xói mòn

Một trong những ứng dụng quan trọng của GIS trong sản xuất nônglâm nghiệp là quy hoạch sử dụng đất.Trong suốt 20 năm qua, các nướccông nghiệp phát triển và các tổ chức quốc tế đã sử dụng kỹ thuật GIS chủyếu trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường Tại Hội nghị những người sử dụng ARC/INFO (một phần mềm chuyên dụng về GIS, hiện được tích hợp trong ArcGIS của hãng ESRI) năm 1992, các nhà khoa học đã nhất trí rằng để bảo vệ môi trường một cách bền vững và hạn chế những suy thoái đang diễn ra, cần thiết phải ưu tiên đưa GIS vào ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu và quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp, bằng cách này

có thể tìm kiếm những mô hình sử dụng đất bền vững nhằm xoá đi hoặc giảm bớt những hiểm hoạ đối với môi trường tự nhiên và với loài người (như tình trạng phá rừng để canh tác, tình trạng xói mòn và suy thoái đất

12

đai, tình trạng ô nhiễm môi trường…) Tất nhiên, mọi biện pháp và chỉ dẫn

về bảo vệ môi trường sẽ không thành công trừ phi những đòi hỏi về lương thực và đất nông nghiệp được xác định và đáp ứng một cách tối ưu nhất trên từng vùng, từng quốc gia cũng như trên toàn thế giới Do vậy tiềm năng ứng dụng GIS trong định hướng sản xuất nông lâm nghiệp đã được

mở rộng và ngày càng tỏ ra hiệu quả, trở thành một công cụ hỗ trợ ra quyết định đối với các chuyên gia quy hoạch và nhà quản lý

Đề tài “Ứng dụng GIS trong đánh giá mức độ xói mòn đất tại lưu vực sông Đa Tam, tỉnh Lâm Đồng” của tác giả Lê Hoàng Tú (2011) đã thu thập

dữ liệu xây dựng bản đồ hệ số mưa, bản đồ hệ số xói mòn đất, bản đồ hệ số

độ dốc và chiều dài sườn, bản đồ hệ số thực phủ, từ đó thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng và hiện trạng xói mòncủa lưu vực Trong đó, bản đồ lượng mưa được tác giả xây dựng bằng phương pháp nội suy không gian, bản đồ

hệ số xói mòn được thành lập bằng phương pháp truy vấn và điền thông tin, bản đồ độ dốc được tính từ mô hình số độ cao bằng công cụ Slope trong phần mềm ArcGIS Từ các dữ liệu cơ sở, tác giả sử dụng công cụ “Raster Calculator” trong ArcGIS để tính toán và thành lập bản đồ xói mòn tiềm năng cho lưu vực sông Đa Tam (Lâm Đồng)

Năm 2009, tác giả Đinh Văn Hùng với luận văn thạc sĩ khoa học

“Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá xói mòn đất khu vực Yên Châu, Sơn La” cũng dựa trên dữ liệu về lượng mưa, đặc điểm lớp phủ thực vật, đặc điểm địa hình để xây dựng cơ sở dữ liệu cho thành lập bản đồ xói mòn đất

ở huyện Yên Châu, Tỉnh Sơn La

Tạp chí Khoa học và Phát triển, 2011, của trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đã công bố kết quả nghiên cứu của tác giả Trần Quốc Vinh

và cộng sự về “ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá xói mòn đất đồi gò huyện tam nông tỉnh Phú Thọ” Trong nghiên cứu này, bản đồ xói mòn đất vùng đồi gò huyện Tam Nông được xây dựng bằng

13

phương pháp viễn thám và GIS dựa trên công thức của phương trình mất đất phổ dụng biến đổi RUSLE, gồm có 5 bản đồ hệ số: bản đồ hệ số che phủ đất (C); bản đồ hệ số xói mòn do mưa (R); bản đồ hệ số kháng xói của đất (K); bản đồ hệ số xói mòn của địa hình (LS) và bản đồ hệ số do biện pháp canh tác (P) Từ kết quả nghiên cứu sẽ xác định được mức độ và vị trí của các khu vực xói mòn đất, từ đó giúp chính quyền địa phương có kế hoạch áp dụng các biện pháp chống xói mòn đất một cách hiệu quả.Năm

2012, Trương Đình Trọng và cộng sự tại Đại học Khoa học - Đại học Huế

đã tiến hành đánh giá khả năng xói mòn đất ở huyện Dắk Krông, tỉnh Quảng Trị bằng mô hình RMMF (Revised Morgan-Morgan-Finney) Với

sự trợ giúp của công nghệ GIS, tác giả đã sử dụng mô hình RMMF để tính toán khả năng xói mòn đất.Dữ liệu đầu vào của mô hình gồm 15 thông số liên quan đến địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu và thảm phủ.Kết quả tính toán cho thấy lượng đất xói mòn biến thiên từ 0-957(tấn/ha.năm) chia thành 5 cấp xói mòn Xói mòn yếu chiếm phần lớn diện tích (47,28%), trung bình chiếm 5,43%, các cấp xói mòn mạnh chiếm diện tích nhỏ

Như vậy, qua nghiên cứu tổng quan về xói mòn và ứng d ng GIS trong xây dựng bản đồ xói mòn cho thấy rằng, vi c ứng d ng GIS sẽ giúp

c ng tác đánh giá ói mòn và ây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng trở nên

dễ dàng hơn

14

CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, CÁC PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu

2.1.1 M c tiêu chung

Góp phần bảo vệ đất, chống xói mòn và nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý bảo vệ rừng

2.1.2 M c tiêu c thể

- Đánh giá được đặc điểm hiện trạng rừng khu vực núi Luốt;

- Xây dựng được bản đồ xói mòn tiềm năng khu vực núi Luốt;

- Đề xuất được phương pháp xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và giải pháp bảo vệ đất, chống xói mòn ở khu vực núi Luốt

2.2 Nội dung:

- Nghiên cứu đặc điểm hiện trạng rừngkhu vực núi Luốt

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năngkhu vực núi Luốt

- Đề xuất phương pháp xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và giải pháp bảo vệ đất, chống xói mòn khu vực núi Luốt

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra thực địa

Đề tài đã điều tra 413 điểm theo hệ thống lưới, tọa độ các điểm được xác định bằng máy định vị cầm tay GPS Tại mỗi điểm tiến hành xác định nhanh đặc điểm trạng thái và các chỉ tiêu liên quan đến công thức tính cường độ xói mòn.Độ tàn che, che phủ thảm tươi, che phủ thảm khô được xác định bằng phương pháp mục trắc; chiều cao cây được xác định bằng giá trị trung bình của 5 cây gần nhất xung quanh điểm điều tra (Theo tài liệu kỹ thuật điều tra, kiểm kê rừng – Cục kiểm lâm) Kết quả điều tra được ghi vào mẫu biểu ở sau:

15

TT Kinh độ Vĩ độ Trạng

thái

Chiều cao TB

Tàn che TB

CP thảm tười TB

CP thảm khô

Mẫu biểu 2.1: Mẫu biểu điều tra điểm mẫu ngoài thực địa

Điều tra độ xốp đất: đối với mỗi trạng thái rừng sau khi đã được phân loại bằng ảnh vệ tinh kết hợp với số liệu điều tra nói trên, tiến hành xác định nhanh 5 độ xốp tại 5 vị trí khác nhau đối với mỗi trạng thái Giá trị trung bình của 5 vị trí sẽ được gán chung cho trạng thái đó Thiết bị xác định độ xốp là máy cầm tay đo nhanh độ xốp lớp đất mặt tại hiện trường Kết quả được ghi vào mẫu biểu sau:

16

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu xói mòn

Đặc điểm xói mòn dưới các trạng thái rừng được xác định thông qua các chỉ tiêu về cấu trúc với mô hình tính lượng xói mòn của GS.TS Nguyễn Hải Tuất và PGS.TS Vương Văn Quỳnh(năm 1997) như sau:

K là chỉ số xói mòn của mưa, hay đại lượng phản ảnh năng lực gây xói mòn đất của mưa, được xác định theo lượng mưa các tháng ở khu vực nghiên cứu theo công thức sau:

K = ∑

Ri là lượng mưa tháng thứ i trong năm, tính bằng mm

α là độ dốc mặt đất, tính bằng độ

TC là độ tàn che tầng cây cao,

H là chiều cao tầng cây cao, tính bằng m

CP là tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp thảm tươi cây bụi, có giá trị lớn nhất là 1.0

TM là tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp thảm khô, được điều tra theo

có giá trị lớn nhất là 1.0

X là độ xốp lớp đất mặt, trên các địa hình dốc độ xốp X dưới rừng thường không vượt quá 0.75

17

Từ công thức, xác định được các đại lượng cần thu thập đó là:

- Độ tàn che (TC)

- Tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp thảm tươi (CP)

- Tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp thảm khô(TM)

- Chiều cao tầng cây cao (H)

Các chỉ tiêu về khí hậu được lấy từ phần mềm sinh khí hậu của tác giả Vương Văn Quỳnh

Độ dốc được xác định từ mô hình số độ cao (DEM) có độ phân giải 30m

Độ xốp đất được kế thừa từ kết quả nghiên cứu của bộ môn Đất lâm nghiệp – Khoa lâm học – Trường Đại học Lâm nghiệp

2.3.3 Phương pháp xây dựng bản đồ bằng công nghệ GIS

2.3.3.1 Phương pháp ây dựng bản đồ hi n tr ng rừng từ ảnh v tinh

Trên cơ sở 413 điểm mẫu điều tra thực địa, đề tài tiến hành xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh bằng cách tạo buffer với bán kính 7,5 m (tương

ứng với 5 điểm ảnh x 1.5 m/điểm ảnh) và đặt tên là hethongmau.shp (Input

Signature file) Đây chính là hệ thống “traning sample” dùng để giải đoán ảnh

Tiến hành giải đoán ảnh có kiểm định (Supperviser Classification) trong ArcGIS với thuật toán Maximum Likelihood Classification trong bộ công cụ Image Classification

Kết quả giải đoán là một bản đồ dạng raster, bản đồ này được chuyển sang dạng vector để hiệu chỉnh kết quả giải đoán và thống kê diện tích các trạng thái rừng Đây là cơ sở để thành lập các bản đồ trung gian như chiều cao cây rừng, độ tàn che, độ che phủ thảm tươi, độ che phủ thảm khô

18

Hình 2.1 Giải đoán ảnh có kiểm định trong ArcGIS

2.3.3.2 Phương pháp ây dựng bản đồ chiều cao, tàn che, che phủ thảm tươi, che phủ thảm khô

Từ số liệu điều tra thu thập tại 413 điểm mẫu, đề tài tiến hành tính giá trị trung bình từng chỉ tiêu đối với từng trạng thái rừng Các giá trị này được gắn cho các trạng thái rừng tương ứng trên bản đồ hiện trạng rừng mà

đề tài đã xây dựng.Sử dụng chức năng truy vấn của phần mềm ArcGIS để tìm kiếm và điền các giá trị vào các cột tương ứng của từng trạng thái rừng

19

Hình 2.2 Chức năng truy vấn trong ArcGIS Sau khi gán xong các giá trị vào các cột tương ứng trong bảng thuộc tính của bản đồ hiện trạng rừng, tiến hành lần lượt chuyển bản đồ sang dạng raster đối với từng chỉ tiêu bằng công cụ Feature to Raster

Hình 2.3 Chuyển bản đồ dạng Vector sang Raster

20

2.3.3.3 Phương pháp ây dựng bản đồ độ xốp

Độ xốp lớp đất mặt cho các trạng thái rừng khác nhau ở khu vực núi Luốt được kế thừa từ kết quả nghiên cứu của bộ môn Đất lâm nghiệp – Khoa Lâm học – Trường Đại học Lâm Nghiệp.Cũng tương tự như bản đồ chiều cao, tàn che, che phủ… độ xốp đất cũng được gán cho các trạng thái rừng bằng chức năng truy vấn và điền thông tin Bản đồ dạng raster được chuyển đổi bằng công cụ Feature to Raster

2.3.3.4 Phương pháp ây dựng bản đồ độ dốc

Bản đồ độ dốc được xây dựng từ mô hình số độ cao (DEM) độ phân giải 30 m bằng công cụ Slope có trong phần mềm ArcGIS

Hình 2.4 Phương pháp xây dựng bản đồ độ dốc

2.3.3.5 Phương pháp ây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng

Mở tất cả các lớp bản đồ raster trung gian bằng phần mềm ArcGIS sau

đó sử dụng công cụ “Raster Calculator” để tiến hành tính toán cường độ xói mòn cho từng điểm ảnh (pixel) bằng công thức (1)

21

Trong công thức (1), giá trị K được xác định theo công thức (2) và được áp dụng cho toàn bộ khu vực nghiên cứu, do vậy đề tài không xây dựng bản đồ chỉ số K Các đại lượng khác được thay thế bằng bản đồ như sau:

+  được thay bằng dodoc.img

+ H được thay bằng docao.img

+ TC được thay bằng tanche.img

+ CP được thay bằng chephu.img

+ TM được thay bằng thammuc.img

+ X được thay bằng doxop.img

Và công thức trong Raster Calculator sẽ như sau:

Float(

(2.31*10^-6)*513.485*(“dodoc.img”)^2)/((“tanche.img”/”docao.img”+ chephu.img” + “thammuc.img”)^2 * “doxop.img”)

)

2.3.4 Phương pháp kế thừa số liệu

Ngoài số liệu điều tra mặt đất về cấu trúc rừng, loại rừng, đề tài cũng

kế thừa một số tư liệu như sau:

- Mô hình số độ cao được kế thừa từ http://usgs.gov từ viện địa lý Mỹ

do Viện Sinh thái rừng và Môi trường cung cấp

- Các chỉ tiêu về khí hậu được khai thác từ phần mềm sinh khí hậu của tác giả Vương Văn Quỳnh

- Số liệu về độ xốp lớp đất mặt ở các trạng thái rừng được kế thừa từ kết quả nghiên cứu của bộ môn Đất lâm nghiệp – Khoa lâm học

22

CHƯƠNG III: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

KHU VỰC NÚI LUỐT

3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Ví trí địa lý

Núi luốt, trường đại học Lâm Nghiệp thuộc thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội cách Hà Đông 22km về phía đông nam, cách Hòa Bình 40km về phía tây bắc Vị trí của khu vực nghiên cứu như sau:

- Tọa độ địa lý: 20050’30 ”vĩ độ bắc, 105 0 30’45’’ kinh độ đông

- Phía tây và tây bắc giáp xã Hòa Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình

- Phía nam giáp thị trấn Xuân Mai và quốc lộ 6

- Phía đông giáp quốc lộ 21A

- Phía bắc giáp đội 6 nông trường chè Cửu Long

3.1.2 Địa hình

Khu thực nghiệm núi Luốt nằm trên khu vực chuyển tiếp giữa một bên

là đồng bằng ở phía đông và một bên là đồi núi ở phía tây, nên có địa hình tương đối đơn giản và đồng nhất.Gồm 2 quả đồi nối tiếp nhau tạo thành 1 dải dài Đỉnh cao nhất có độ cao tuyệt đối ( so với mặt nước biển) là 133m

và đỉnh thứ 2 có độ cao tuyệt đối là 90m Độ dốc trung bình của khu vực nghiên cứu từ 15- 20 độ, chỗ dốc nhất là 37,85 độ Có 3 hướng phơi chủ yếu là: Đông Nam, Đông Bắc và Tây Bắc

23

3.1.3 Địa chất thổ nhưỡng

Theo kết quả nghiên cứu của bộ môn đất trường Đại học Lâm Nghiệp, đất thuộc khu vực núi Luốt có nguồn gốc đá mẹ gần như thuần nhất Đá Poocfiarit là

Đá mắc ma trung tính, thành phần chủ yếu gồm: Al2O3, FeO, MgO,CaO, NaCl, SiO2, Fe2O3 Do nằm trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mưa nhiều nên đá Poocfiarit rất dễ bị phong hóa Điều này thể hiện ở tầng C Tầng C dày và dễ bóp vụn.Đá lộ đầu xuất hiện chủ yếu ở đỉnh và sườn đỉnh của đỉnh 133m, rất ít gặp ở đỉnh 90m

Nhìn chung đất ở khu vực nghiên cứu tương đối thuần nhất bởi được phát triển trên cùng một loại đá mẹ, cùng điều kiện, hoàn cảnh Cũng theo kết quả nghiên cứu của bộ môn đất trường đại học Lâm Nghiệp, đất khu vực núi Luốt là đất Ferait nâu vàng phát triển trên đá mẹ Poocfiarit Đất có màu sắc từ vàng nâu tới nâu vàng, tầng đất từ trung bình đến dày, diện tích đất có tầng đất mỏng rất ít những nơi tầng đất dày tập trung chủ yếu ở chân

2 quả đồi, sườn đông nam quả đồi thấp(90m so vs mặt nước biển) và sườn tây nam quả đồi cao(133m so với mực nước biển) Tầng đất mỏng tập trung

ở đỉnh đồi, sườn phía đông bắc quả đồi thấp và sườn tây bắc quả đồi cao Đất trong khu vực khá chặt,đặc biệt là những lớp đất mặt ở khu vực chân đồi và những lớp đất sâu ở khu vực đỉnh yên ngựa Kết von thật và giả được tìm thấy ở khắp nơi trong khu vực, có những nơi kết von thật chiếm tới 60-70% trọng lượng đất Điều này chứng tỏ sự tích lũy sắt khá phổ biến

và trầm trọng trong đất.Ở 1 số nơi đá ong được phát hiện với mức độ nhiều hoặc ít Đá ong tập trung chủ yếu ở chân đồi phía tây nam,đông nam quả đồi cao Hàm lượng mùn trong đất nhìn chung thấp, điều đó chứng tỏ quá trình tích lũy mùn kém

Những đặc điểm trên phần nào nói lên mức độ Feralit khá mạnh trong khu vực núi Luốt

24

Trong nững năm trước đây, quá trình xói mòn và rửa trôi khá nghiêm trọng Điều đó được thể hiện qua kết cấu phẫu diện đất: tầng A thường mỏng có tỷ lệ sét cao nên khi mưa rất dính Tầng B nằm trong khoảng từ 10-110cm có tỷ lệ sét 25-26%.Tầng C thường dày và một số đá lẫn đã bị phong hóa tạo ra tầng BC xen kẽ.Đất có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, hàm lượng mùn từ 2-4%, độ ẩm của đất từ 6-9% Tỷ lệ đá lẫn trong đất ở mức độ trung bình

3.1.4 Về khí hậu thủy văn

Theo kết quả nghiên cứu của trạm thủy văn học Lâm Nghiệp từ năm

1996 đến 2007 cho thấy khu vực Xuân Mai thuộc tiểu vùng khí hậu 3 của miền bắc Việt Nam, hàng năm có 2 mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ giữa tháng 4 đến tháng 10.Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.Trong thời gian này lượng mưa nhỏ hơn lượng bốc hơi

Chế độ nhiệt: nhiệt độ trung bình năm là 23.9 độ C

Nhiệt độ trung bình tháng lớn nhất(tháng6) là 28,5

Nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất(tháng 1): 15,7 độ

Bảng 3.1 Chỉ tiêu khí hậu khu vực Xuân Mai 1996-2007

Tháng Nhiệt độ Lượng mưa Độ ẩm không khí%

25

Chế độ mưa: lượng mưa trung bình năm là 138,7mm Phân bố không đều qua các tháng trong năm Lượng mưa trung bình tháng cao nhất vào tháng 7 ( 304,3mm) Lượng mưa trung bình tháng thấp nhất rơi vào tháng

12 ( 22,2mm) Số ngày mưa trong năm 210 ngày

3.1.5 Về độ ẩm không khí

Khu vưc nghiên cứu có độ ẩm không khí tương đối cao nhưng phân

bố không đều giữa các tháng trong năm.Độ ẩm không khí trung bình là 81.6% Tháng độ ẩm bình quân cao nhất tháng 3: 85,5% Tháng có độ ẩm bình quân thấp nhất tháng 12: 78,4%

Chế độ gió: khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng của 2 luồng gió chính là: Gió đông bắc thổi từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau và gió đông-nam thổi từ tháng 4 đến tháng 6 Ngoài ra khu vực còn chịu ảnh hưởng của gió Lào

3.1.6 Về tình hình động-thực vật

Trước năm 1984 tại khu vực này thực vật chủ yếu là các loại cây bụi thảm tươi như: sim,mua,cỏ tranh,cỏ lào,xấu hổ Sau năm 1984 trường học Lâm Nghiệp đã tiến hành trồng rừng phủ xanh đất trống , đồi núi trọc với

các loài cây trồng chính thông mã vĩ( pinus massonianna Lamb), keo lá

tràm (Acacia auriculiformis) Đến năn 1993, trung tâm nghiên cứu thực nghiệm đã tiến hành trồng thử nghiệm 1 số loại cây ở khu vực này Theo ghi nhận rừng thực nghiệm núi Luốt có khoảng 342 loài thực vật bậc cao

có mạch, thuộc 257 chi và 90 họ Nhìn chung thảm thực vật đa dạng phong phú, có 7 nhóm giá trị, phát huy tốt tác dụng rừng phòng hộ và cải thiện môi trường sinh thái Tuy nhiên còn mâu thuẫn giữa các loài thực vật về nhu cầu dinh dưỡng và ánh sáng

Tài nguyên động vật: tại khu vực có 156 loài động vật có xương sống thuộc 10 bộ,60 họ và 104 giống trong đó 21 loài động vật quý hiếm

26

Tài nguyên côn trùng: đã phát hiện 409 loài thuộc 87 họ và 10 bộ côn trùng Bộ cánh vẩy xác định là có 208 loài,135 giống và 30 họ Có 8 loài côn trùng quý hiếm

3.2 Điều kiện kinh tế xã hội

Núi luốt nằm trong khu vực dân cư tương đối đông, nhiều thành phần: cán bộ công chức, sinh viên, dân buôn bán, nông dân Các hộ nông dân phụ thuộc vào nông nghiệp là chủ yếu, mức thu nhập còn thấp, đây cũng chính

là thành phần thường vào rừng kiếm củi và chăn thả gia súc trong rừng , làm ảnh hưởng không nhỏ tới sự sinh trưởng và phát triển của cây đặc biệt

là cây bản địa Việc chăn thả gia súc tự do vào khu vực núi Luốt rất thường xuyên,ý thức bảo vệ rừng của người dân còn thấp,tự ý bẻ cành,chặt cây ở khu vực phiá tây núi Luốt còn diễn ra ảnh hưởng xấu tới rừng Đây là yếu

tố bất lợi cho công tác bảo vệ rừng tại núi Luốt

Bên cạnh đó,rừng núi Luốt là khu rừng thực nghiệm, phục vụ cho quá trình học tập và nghiên cứu của sinh viên trong trường Hoạt động này cũng ảnh hưởng tới lâm phần

Do khu vực có vị trí sát với địa bàn cư trú của người dân, mà chủ yếu

là những hộ làm nông nghiệp kể trên, vì thế việc quản lý và bảo vệ rừng gặp nhiều khó khăn

Hình 4.1 Ảnh vệ tinh và ranh giới khu vực núi Luốt – ĐHLN

28

Kết quả phân loại được thể hiện trong hình 4.2 dưới đây:

Hình 4.2: Bản đồ hiện trạng rừng núi Luốt Qua kết quả trên nhận thấy,khu vực núi Luốt có các trạng thái rừng bản địa xen lẫn với các rừng hỗn giao Tuy nhiên, trạng thái rừng bản địa đang dần chiếm ưu thế Diện tích các trạng thái rừng trẩu chiếm tỷ lệ thấp nhất (0,33ha) , tiếp đó là các trạng thái rừng tếch+ thông(0,34ha) Rừng cây bản địa chiếm tỷ lệ cao(33,37ha) Một số trạng thái rừng keo, thông hiện

29

nay cũng đã được trồng thêm cây bản địa chiếm tỷ lệ tương đối cao.Rừng thông+ cây bản địa chiếm diện tích là 17,38ha trong khi rừng thông thuần loài diện tích chỉ còn 4,26ha Diện tích chi tiết các trạng thái của núi Luốt được thể hiện trong bảng:

Bảng 4.1: Diện tích các trạng thái khu vực núi Luốt

Đất khác (đường giao thông, các công trình xây

Tọa độ điểm GPS các trạng thái khác nhau của khu vực nghiên cứu được đính kèm phụ lục

4.2 Nghiên cứu xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng

Căn cứ vào công thức (1), đề tài tiến hành xây dựng dữ liệu trung gian gồm các loại bản đồ dạng raster như sau: độ cao địa hình, độ dốc địa hình, chiều cao cây rừng, độ tàn che, độ che phủ của lớp thảm tươi, độ che phủ của lớp thảm khô, độ xốp lớp đất mặt Chỉ tiêu về lượng mưa của khu vực núi Luốt là đồng nhất và được xác định tại bảng 3.1

4.2.1 Độ cao địa hình

Độ cao tương đối và tuyệt đối có ảnh hưởng khá phức tạp và tổng hợp tới xói mòn đất, hạn hán và lũ Trước hết nó ảnh hưởng tới điều kiện khí hậu, như gió, mưa, độ ẩm, nhiệt độ Do đó ảnh hưởng tới quá trình hình thành và đặc điểm thảm thực vật Những đai cao khác nhau sẽ hình