DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Ảnh vệ tinh sử dụng trong luận án 8
Bảng 2. Các bản đồ chuyên đề được sử dụng 9
Bảng 1.1. Điểm mạnh, yếu của các kỹ thuật thành lập bản đồ thực vật khác
nhau
24
Bảng 2.1. Các mức thông tin khai thác – chú giải bản đồ 49
Bảng 2.2. Ðộ phân tách mẫu 55
Bảng 2.3. Diện tích lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc theo cấp độ cao 64
Bảng 2.4. Diện tích lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc theo cấp độ dốc 64
Bảng 2.5. Hệ số chuẩn hóa ảnh 72
Bảng 2.6. Thống kê diện tích hiện trạng lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà
Khúc
73
Bảng 2.7. Chỉ số biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc 83
Bảng 3.1.So sánh mô hình raster và vector trong mô hình hóa xói mòn trên GIS 98
Bảng 3.2. Bảng tra C theo Hội khoa học đất quốc tế 112
Bảng 3.4. Bảng tra hệ số P theo hội khoa học đất quốc tế 114
Bảng 3.5. Phân cấp xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc 115
Bảng 3.6. Phân cấp xói mòn lưu vực sông Trà Khúc 117
Bảng 4.1. Biến động xói mòn 1989-1997 132
Bảng 4.2. Biến động xói mòn 1997-2001 132
Bảng 4.3. Biến động lớp phủ thực vật và biến động xói mòn năm 1989-1997 136
Bảng 4.4. Biến động lớp phủ thực vật và biến động xói mòn năm 1997-2001 137
Bảng 4.5. Phân cấp xói mòn và xói mòn tiềm năng 148
Bảng 4.6. Tính toán mức độ ưu tiên cho các vị trí qui hoạch 151
Bảng 4.7. Diện tích các biện pháp qui hoạch lưu vực sông Trà Khúc 154

DANH MỤC HÌNH VẼ


Hình 2.14. Phân bố lớp phủ thực vật theo cấp độ dốc 66
Hình 2.15. Histogram ảnh tỷ số NDVI 69
Hình 2.16. Tính toán biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc từ ảnh
vệ tinh
70
Hình 2.17. Bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
năm 1989
74
Hình 2.18. Bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
năm 1997
75
Hình 2.19. Diện tích lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc
năm 1989, 1997, 2001
76
Hình 2.20. Biến động rừng lưu vực sông Trà Khúc theo độ cao 79
Hình 2.21. Biến động rừng lưu vực sông Trà Khúc theo độ dốc 81
Hình 2.22. Chuyển đổi lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc giữa các thời
điểm 1989-1997 và 1997-2001
82
Hình 3.1. Sử dụng mô hình USLE trong tính toán xói mòn bằng GIS 96
Hình 3.2. Các bước tính toán bản đồ hệ số R 100
Hình 3.3. Bản đồ hệ số R lưu vực sông Trà Khúc 102
Hình 3.4. Các bước thành lập bản đồ hệ số K 103
Hình 3.5. Bản đồ hệ số K lưu vực sông Trà Khúc 104
Hình 3.6. Các bước tính toán bản đồ hệ số LS 109
Hình 3.7. Bản đồ hệ số LS lưu vực sông Trà Khúc 108
Hình 3.8. Bản đồ hệ số C lưu vực sông Trà Khúc năm 2001 113
Hình 3.9. Bản đồ xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc 116
Hình 3.10. Bản đồ xói mòn lưu vực sông Trà Khúc năm 2001 118
Hình 3.11. Bản đồ phân cấp xói mòn lưu vực sông Trà Khúc 119

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp bách của vấn đề 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu 4
5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu 4
6. Các giả thiết nghiên cứu (luận điểm bảo vệ) 7
7. Những điểm mới của luận án 7
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 8
9. Cơ sở tài liệu thực hiện luận án 8
10. Khối lượng và cấu trúc luận án 9

Chương 1
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÓI MÒN VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ
THỰC VẬT Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
………………………………… 10
1.1. Tổng quan về nghiên cứu xói mòn 10
1.1.1.Vấn đề xói mòn 10
1.1.2. Mô hình và mô hình hóa xói mòn 13
1.1.3. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn 14
1.1.4. Vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên đất và các biện pháp hạn chế
xói mòn
16
1.2. Ðánh giá biến động lớp phủ thực vật bằng ảnh vệ tinh 21
1.2.1. Ảnh vệ tinh và các thông tin phản ánh về hiện trạng lớp phủ 21
1.2.2. Nghiên cứu lập bản đồ hiện trạng lớp phủ từ ảnh vệ tinh 24
1.2.3. Nghiên cứu theo dõi biến động lớp phủ thực vật từ ảnh vệ tinh 26
1.3. Điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc 35

2.6.3. Cấu trúc (pattern) biến động 81
2.7. Hạn chế của việc sử dụng ảnh viễn thám trong đánh giá biến động lớp phủ
thực vật lưu vực lưu vực sông Trà Khúc và cách khắc phục
84

Chương 3
MÔ HÌNH HÓA XÓI MÒN LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC BẰNG HỆ THỐNG
THÔNG TIN ĐỊA LÝ
87
3.1. Phương pháp mô hình trong đánh giá xói mòn đất 87
3.2. Các mô hình đánh giá lượng đất mất do xói mòn 88
3.2.1.Mô hình kinh nghiệm 88
3.2.2. Mô hình nhận thức 93
3.3. Áp dụng GIS trong mô hình hóa đánh giá xói mòn đất lưu vực sông
Trà Khúc
95
3.3.1. Lựa chọn mô hình 95
3.3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu 97
3.4. Thành lập bản đồ xói mòn và xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc 99
3.4.1. Bản đồ hệ số R 99
3.4.2. Bản đồ hệ số K 101
3.4.3. Bản đồ hệ số LS 103
3.4.4. Bản đồ hệ số C 109
3.4.5. Bản đồ hệ số P 114
3.4.6. Bản đồ xói mòn tiềm năng lưu vực sông Trà Khúc 114
3.4.7. Bản đồ xói mòn lưu vực sông Trà Khúc 117
3.5. Một số ưu điểm của phương pháp mô hình hoá xói mòn bằng hệ thống
thông tin địa lý so với phương pháp truyền thống.
120


Phụ lục 4. Bảng ma trận biến động lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc 188
Phụ lục 5. Giới thiệu một số phần mềm tính toán xói mòn 191
Phụ lục 6. Thông tin thực địa và kiểm tra độ chính xác bản đồ hiện trạng lớp phủ
thực vật ……………………………………………………………………… ….195

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp bách của vấn đề
Xói mòn đã từ lâu được coi là nguyên nhân gây thoái hóa tài nguyên đất
nghiêm trọng. Vấn đề bảo vệ đất và xói mòn đã được đề cập đến trong các công
trình của các tác giả Hy Lạp và La Mã cổ đại. Trong nhiều trường hợp, các nền văn
minh đã mất đi do đất đai bị khai thác cạn kiệt [31]. Vì vậy, cùng với thoái hoá đất,
xói mòn tồn tại như một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của toàn nhân loại.
Có thể nói rằng xói mòn đất được coi là nguyên nhân hàng đầu gây thoái hóa tài
nguyên đất ở vùng miền núi. Nguyên nhân của xói mòn đất có nhiều, nhưng có thể
tựu trung lại thành hai nguyên nhân cơ bản là tự nhiên và hoạt động của 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 đư
a 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 [41]. Xói mòn
có nguồn gốc tự nhiên là quá trình diễn ra liên tục trong tự nhiên và chỉ là thứ yếu
nếu so với xói mòn do nguyên nhân con người. Trong các nguyên nhân do con
người, việc phá hoại thảm (lớp phủ) thực vật, tấm áo che chắn cho đất khỏi bị xói
mòn là nguyên nhân trực tiếp khiến cho xói mòn gia tăng t
ại vùng miền núi.
Ðể có thể giảm thiểu xói mòn ở khu vực miền núi, hai vấn đề cần được song
song nghiên cứu: bản thân quá trình xói mòn, nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng
đến nó và vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên bởi hai vấn đề này có mối liên quan
hữu cơ. Các nghiên cứu về quá trình xói mòn đã được nhiều tác giả tổng kết và đều

GIS là những phương pháp hiện đại, là những công cụ mạnh có khả năng giúp giải
quyết những vấn đề ở tầm vĩ mô (về không gian) trong thời gian ngắn. Ðể theo dõi
lớp phủ thực vật, nghĩa là đánh giá không chỉ các biến động về mặt diện tích mà cả
v
ề không gian diễn ra các biến động này, việc tận dụng công nghệ viễn thám và GIS
là điều đã được nhiều tác giả đề cập [3,5,25]. Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào
những hoàn cảnh cụ thể cũng rất cần được nghiên cứu để tìm ra những cách tiếp cận
hợp lý cũng như đánh giá khả năng của chúng một cách đúng đắn.
Với các lý do nêu trên, việc áp dụng phương pháp viễn thám và GIS trong
nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật và ảnh hưởng của nó tới quá trình xói mòn,
góp phần sử dụng hợp lý, bảo vệ tài nguyên đất lưu vực sông Trà Khúc là rất cấp
thiết. 2
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này nhằm các mục tiêu sau đây:
• Nghiên cứu phương pháp xử lý ảnh số với tiếp cận đa qui mô (nhằm chiết xuất
thông tin thu nhận được từ ảnh viễn thám ở nhiều mức độ; đa dạng hóa thông tin
giúp cho việc khai thác ảnh viễn thám triệt để hơn, chính xác hơn) trong thành
lập bản đồ lớp phủ thực vật lưu vực sông Trà Khúc và đ
ánh giá biến động lớp
phủ thực vật bằng tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao.
• Nghiên cứu phương pháp mô hình hóa quá trình xói mòn và tính toán các thông
tin định lượng trên lưu vực sông Trà Khúc bằng công cụ phân tích không gian
của GIS.
• Đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp phủ thực vật tới quá trình xói mòn lưu
vực sông Trà Khúc bằng công cụ phân tích không gian trên GIS theo hướng tiếp
cận quan hệ giữa biến động lớ
p phủ thực vật và quá trình xói mòn ở tỷ lệ lưu vực

đi vào giải thích nguyên nhân các biến động đó) bằng ảnh vệ tinh, cụ thể là ả
nh
vệ tinh Landsat TM và ETM. Nghiên cứu về xói mòn trong phạm vi lưu vực sông
Trà Khúc được đề cập nhằm làm rõ ảnh hưởng của biến động lớp phủ thực vật tới
xói mòn trên cơ sở áp dụng phương pháp mô hình hóa vào nghiên cứu điều kiện
xói mòn trong lưu vực.
• Về phương pháp nghiên cứu: Luận án sử dụng các phương pháp viễn thám và
phân tích không gian của hệ thống thông tin địa lý (GIS). Các kết quả thu nhận
đượ
c trong luận án qua quá trình phân tích ảnh số và phân tích không gian trên
máy tính cần có được những kiểm chứng thực địa đáng tin cậy trước khi sử dụng
vào một mục đích cụ thể nào đó.
5. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
Quan điểm nghiên cứu
Ðể giải quyết các mục tiêu cụ thể trên, nghiên cứu này được tiến hành dựa trên quan
điểm nghiên cứu chủ đạo là quan điểm hệ thố
ng (xem hình 1) trong đó coi hiện
trạng sử dụng đất, lớp phủ thực vật và tài nguyên đất là những hợp phần tương tác
với nhau. Hoạt động sử dụng đất của con người tác động tới sự bền vững của tài
nguyên đất (có thể bảo vệ và cũng có thể gây thoái hóa) thông qua lớp phủ thực vật.

1
Do địa hình lưu vực sông Trà Khúc ở địa phận tỉnh Quảng Nam không có dữ liệu chi tiết và phần này có
diện tích nhỏ (chỉ chiếm 4% tổng diện tích lưu vực) nên lưu vực sông Trà Khúc trong luận án không bao gồm
phần này

4
Qui hoạch sử dụng đất hợp lí chính là công cụ để bảo vệ tài nguyên đất và có thể có
nhiều cách tiếp cận vấn đề qui hoạch sử dụng đất. Tiếp cận vấn đề qui hoạch thông
qua mô hình xói mòn, một trong những quá trình gây ra thoái hóa tài nguyên đất

Các phương pháp viễn thám được sử dụng trong theo dõi đánh giá biến động
lớp phủ thực vật khu vực nghiên cứu. GIS được sử dụng để mô hình hóa quá trình
xói mòn và phân tích biến động lớp phủ thực vật cũng như ảnh hưởng của nó tới
quá trình xói mòn (hình 2).

5Hình 2. Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu viễn thám mang thông tin phong phú về hiện trạng lớp phủ thực vật
và có nhiều cách tiếp cận khác nhau để chiết xuất các thông tin về hiện trạng lớp
phủ thực vật từ ảnh viễn thám. Quá trình chiết xuất thông tin từ ảnh viễn thám thực
chất là một quá trình chuyển đổi các thông tin ảnh thành các thông tin có nghĩa với
người sử dụng. Nhằm tận dụng triệt để thông tin mà ả
nh viễn thám có thể cung cấp
được, việc chiết xuất thông tin được tiếp cận theo cả hai hướng mà thông tin viễn
thám có thể cung cấp : không gian và thời gian. Tiếp cận theo không gian cho phép
chiết xuất thông tin từ ảnh ở nhiều qui mô (cấp độ) : pixel (bằng phương pháp phân
loại, phương pháp tính toán chỉ số thực vật) và dưới pixel (bằng phương pháp phân
loại dưới pixel). Tiếp cận theo thời gian để đánh giá biến động lớp phủ thực vật từ
các ảnh viễn thám.
GIS, với khả năng phân tích không gian, được sử dụng để mô hình hóa quá
trình xói mòn lưu vực sông Trà Khúc dựa trên phương trình USLE (Universal Soil
Loss Equation). Các bản đồ thành phần của phương trình USLE được tính toán hoặc
xây dựng trên toàn bộ lưu vực và sau đó, bản đồ xói mòn tiềm năng và bản đồ xói
Viễn thám GIS

thực vật tới quá trình xói mòn lưu vực sông Trà Khúc cũng như bản đồ qui hoạch
giảm thiểu xói mòn cũng
được phân tích, tính toán trên GIS nhờ vào chức năng mô
hình hóa.
6. Các giả thiết nghiên cứu (luận điểm bảo vệ)
• Áp dụng tiếp cận đa quy mô để chiết xuất thông tin trong xử lý ảnh số ảnh viễn
thám cho phép theo dõi biến động lớp phủ thực vật tại lưu vực sông Trà Khúc.
• Việc phân tích quan hệ giữa biến động lớp phủ thực vật và xói mòn lưu vực sông
Trà Khúc bằ
ng các phương pháp mô phỏng và phân tích trên hệ thống thông tin
địa lý, cho phép đưa ra thông tin định lượng phục vụ qui hoạch theo hướng giảm
thiểu xói mòn.
7. Những điểm mới của luận án
• Áp dụng một hướng tiếp cận mới vào điều kiện cụ thể của lưu vực sông Trà
Khúc trong việc chiết xuất thông tin từ ảnh viễn thám - tiếp cận đa qui mô.
Hướng tiếp cậ
n mới này cho phép thu nhận thông tin từ ảnh chi tiết hơn với các
mức độ tin cậy khác nhau.
• Áp dụng các giải pháp kỹ thuật trong phân loại ảnh số dưới pixel cũng như một
số biện pháp xử lý ảnh số khác như nắn chỉnh địa hình, định chuẩn tương đối
• Đề xuất nguyên tắc thành lập bảng phân loại lớp phủ thực vật áp dụng cho phân
loại
ảnh viễn thám của lưu vực sông Trà Khúc.
• Đưa ra đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ thực vật tới xói mòn trên khía cạnh biến
động theo không gian và thời gian và sử dụng thông tin này trong qui hoạch bảo
vệ tài nguyên đất theo hướng giảm thiểu xói mòn tại lưu vực sông Trà Khúc.



Bản đồ nền (địa hình)
Bản đồ nền địa hình, ngoài cung cấp các thông tin địa hình và một số thông
tin cơ bản khác như mạng lưới thủy văn, giao thông, địa giới hành chính còn được
sử dụng để xây dựng mô hình số độ cao cho khu vực nghiên cứu. Bản đồ địa hình tỷ
lệ 1:50.000 được số hóa và chuyển đổi về hệ tọa độ VN 2000.

8
Bản đồ chuyên đề
Bản đồ chuyên đề cung cấp các thông tin chuyên đề, thuộc nhiều lĩnh vực
khác nhau. Các thông tin này cần thiết cho việc mô hình hóa xói mòn bằng GIS.
Các loại bản đồ chuyên đề đã được sử dụng được liệt kê trong bảng 2.
Bảng 2. Các bản đồ chuyên đề được sử dụng
Loại bản đồ Tỷ lệ
Bản đồ hiện trạng rừng 1: 50 000
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 1: 50 000
Bản đồ thổ nhưỡng 1: 200.000
Bản đồ đẳng trị lượng mưa 1: 250.000

Thông tin thực địa
Thông tin thực địa được sử dụng trong phân tích ảnh viễn thám. Một đợt
thực địa khu vực nghiên cứu đã được nghiên cứu sinh tiến hành vào năm 2000
nhằm thu thập các thông tin mẫu cho việc xử lý ảnh viễn thám cũng như sử dụng
làm các thông tin kiểm chứng sau phân loại.
10. Khối lượng và cấu trúc luận án
Không kể phần danh mục, phụ lục và tài liệu tham khảo, lu
ận án được trình
bày trong 159 trang khổ A4 với 59 hình vẽ, 23 bảng biểu và được trình bày như
sau:
• Mở đầu.

ệ đất. Quá trình xói mòn hiện đại được gắn liền với các hoạt động nông
nghiệp. Một vài tác giả đã cho rằng đất đai bị khai thác cạn kiệt có thể là nguyên
nhân khiến các nền văn minh quá khứ mất đi [31]. Vì vậy, cùng với thoái hoá đất,
xói mòn tồn tại như một vấn đề trong suốt quá trình phát triển của toàn nhân loại.
Từ năm 1877 đến 1895 Các chuyên gia về đất người Đức đã tiế
n hành các thí
nghiệm sớm nhất về xói mòn đất. Sau đó, vào năm 1917, các giáo sư Mỹ đã xây
dựng những bồn chứa đầu tiên để nghiên cứu ảnh hưởng của dòng chảy tới xói mòn
đất, sườn và cây trồng. Theo các phân tích lý hoá cũng như sự khác biệt của dữ liệu
thu thập từ các ô thí nghiệm, Middleton H.E. và các đồng nghiệp (1930, 1932)
nghiên cứu tính kháng xói của đất dựa trên tính bền vững cấu trúc và tính thấm.
Zingg đã thiết lậ
p mối quan hệ giữa tổng lượng đất xói mòn và độ dốc, chiều dài
sườn từ việc nghiên cứu tương quan giữa tổng lượng đất mất và các yếu tố địa hình

10
từ năm 1940. Từ kết quả đó, Browing (1947) đã tạo nên hệ thống quan hệ với việc
giới thiệu hoàn chỉnh hệ số kháng xói của đất [64].
Về nguyên nhân xói mòn, hầu hết các nhà nghiên cứu đều thống nhất rằng có
hai nguyên nhân cơ bản dẫn tới hiện tượng thoái hoá đất đang diễn ra mạnh mẽ trên
qui mô toàn cầu hiện nay: tự nhiên và con người. Nguyên nhân con người, theo
nhiều nhà nghiên cứu thể hiệ
n 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 [41]. Xói mòn tự nhiên là quá trình diễn ra
liên tục trong tự nhiên và chỉ là thứ yếu nếu so với xói mòn do nguyên nhân con
người. Tuy vậy, việc phân định nguyên nhân xói mòn không phả
i lúc nào cũng dễ
dàng và cũng không cần thiết, nên trong việc lập bản đồ xói mòn, nhiều khi người ta

xói mòn tăng từ 1,8 đến 3,9 lần.
• Sườn lồi tăng 2 đến 3 lần so với sườn thẳng. Sườn lõm xói mòn yếu, sườn
bậc thang xói mòn không đáng kể [12].
Một số nghiên cứu xói mòn phục vụ
cho công tác tính toán bồi lắng cũng
đáng được đề cập. Vi Văn Vị và Trần Bích Nga [26] đã thử dự đoán lượng cát bùn
bồi lấp lòng hồ Hoà Bình với con lượng xói mòn được đề cập cho toàn lưu vực là từ
20000 đến 40000 tấn/km
2
năm. Nghiên cứu sự liên quan giữa xói mòn và trầm tích
trên lưu vực sông đã dẫn tới những kết luận đáng chú ý. Dựa trên số liệu quan sát
của xói mòn và lượng trầm tích thu được trên một lưu vực sông, Zhou Jinxing và
đồng nghiệp đã kết luận được rằng với thời gian dài, lượng xói mòn và trầm tích đạt
tới cân bằng. Với thời gian ngắn, chúng không thể hiện sự cân bằng này mà thông
qua một loạt yếu t
ố về địa hình và dòng chảy, xói mòn ảnh hưởng tới lượng trầm
tích trên toàn lưu vực [95].
Không nhằm nghiên cứu xói mòn tại từng điểm, Lại Vĩnh Cẩm [54] sử dụng
phương trình mất đất tổng quát (USLE) để đánh giá tiềm năng và mức độ xói mòn
hiện tại của từng lưu vực (4 lưu vực lớn ở miền Bắc Việt Nam). Kết quả nghiên cứu
v
ề xói mòn tại các lưu vực được tích hợp với phân tích lưu vực nhằm chỉ ra các khu
vực xói mòn nguy hiểm và làm cơ sở cho đề xuất các biện pháp phòng tránh hữu
hiệu nhằm mục tiêu phát triển bền vững [54].
Trong thời gian gần đây, khoảng từ những năm 90, với sự phát triển mạnh mẽ
của hệ thông tin địa lý, một số nhà nghiên cứu Việt Nam cũng đã thử giải quyế
t bài

12
toán xói mòn bằng cách mô hình hoá, sử dụng sức mạnh tính toán của công nghệ tin

Hiện nay, nhiều phiên bản của mô hình này đang được sử dụng tại nhiều nơi trên

13
Thế giới với các thông số được thay đổi cho phù hợp với điều kiện địa phương. Các
“mô hình nhận thức” [10] thường được sử dụng có thể kể ra là mô hình GAMES,
mô hình WEPP [10,47].
Hiện nay, các mô hình xói mòn được phát triển ngày càng phong phú để phù
hợp với tình hình từng địa phương cụ thể. Ðiều này cho thấy tích chất phức tạp
cũng như đa dạng của quá trình xói mòn. Chỉ trong một trang web về các mô hình
xói mòn, người đọc có th
ể tìm thấy 20 mô hình chính riêng với quá trình xói mòn
do nước (http://soilerosion.net/doc/models_menu.html) . Lưu ý rằng đây mới chỉ là
liệt kê các mô hình đã được tin học hóa.
Với sự ra đời và phát triển của công nghệ thông tin, các nghiên cứu xói mòn
đã mang diện mạo mới – đó là việc áp dụng sức mạnh phân tích của công nghệ
thông tin vào mô phỏng và mô hình hóa xói mòn. Ngoài việc sử dụng GIS để giải
quyết bài toán xói mòn [4, 23, 24], nhiều chương trình tính xói mòn đã được thiết
lập riêng biệt, thậm chí nhiều chươ
ng trình còn được “đóng gói” (ví dụ như
SEAGIS, RUSLE2, ) hay đưa lên mạng internet để có thể tính toán xói mòn trực
tuyến [47,48,49].
Phụ lục 6 có điểm qua một số phần mềm tính toán xói mòn cũng như các mô
hình mà những phần mềm này sử dụng. Hầu hết chúng có thể được download từ
internet.
1.1.3. Các xu hướng mới trong nghiên cứu xói mòn
Hiện nay, xói mòn được nghiên cứu mở rộng hơn với nhiều loại hình và tính
chất khác nhau. Ban đầu, khi nói đến xói mòn do nước, h
ầu hết các công trình chỉ
đề cập đến xói mòn do rửa trôi bề mặt (runoff) [16]. Các khái niệm như xói mòn bề
mặt (sheet erosion); xói mòn tạo xẻ rãnh nhỏ (rill erosion); xói mòn liên rãnh

phương pháp bảo tồn
tài nguyên đất và
nước
Ðánh giá, dự
báo, theo dõi xói
mòn
Kiểm soát
sa mạc hóa
Hình 1.1 Các xu hướng nghiên cứu xói mòn hiện đại

Một điều đáng chú ý là nhiều nhà khoa học [82] đã đồng ý rằng hầu hết các
nghiên cứu về xói mòn hiện được tiến hành nhằm các mục tiêu sao cho không cần
phải xem xét đến sự khác biệt tỷ lệ (qui mô) không gian và thời gian. Nhưng điều
này sẽ dẫn đến những sai biệt đáng kể. Theo Valentin và các đồng nghiệp, để có thể
dự báo được ảnh hưởng của sự thay đổi toàn cầu, chúng ta bu
ộc phải tìm hiểu quá
trình xói mòn diễn ra ở các qui mô thời gian và không gian khác nhau, và điều này
cũng hoàn toàn phù hợp với kết luận của Drissa và nnk [82, 97].
• Quá trình xói mòn tương tác như thế nào với các quá trình khác ở các qui mô
thời gian và không gian khác nhau?
• Các quá trình diễn ra ở tỷ lệ lớn thúc đẩy thế nào (với tư cách là nguyên
nhân) tới quá trình xói mòn ở cấp độ thấp hơn?
• Và, đến lượt mình, các quá trình động ở tỷ lệ nhỏ h
ơn dẫn tới các điều kiện
ngưỡng mà quá trình xói mòn xảy ra ở cấp độ cao hơn và ngược lại?

15
Một cách tiếp cận thích hợp là cần thiết để có thể hiểu và dự báo ảnh hưởng
của thay đổi toàn cầu tới xói mòn đất [82, 35].
Ở Việt Nam, các nghiên cứu xói mòn vẫn là sự tiếp tục phát triển các hướng

đất

16
đai, động thực vật v.v và cả các điều kiện tự nhiên như: khí hậu, ánh sáng, không
khí, nguồn nướcv.v Danh mục các loại tài nguyên thiên nhiên cũng thường xuyên
được mở rộng , tùy thuộc vào những tiến bộ của xã hội, vào tình độ khoa học-kỹ
thuật của con người. Hiện nay, người ta phân các tài nguyên thiên nhiên ra 3
loại[11]:
• Tài nguyên có thể phục hồi được là các loại tài nguyên thiên nhiên sau khi
khai thác, sử dụng hết, có thể tái tạo lại được sau m
ột thời gian nhất định. Ví
dụ: độ phì của đất đai, số lượng các loài động vật, thực vật v.v Tuy nhiên
sự phục hồi đó cũng có giới hạn nhất định. Nếu việc khai thác, sử dụng vượt
quá mức thì không thể phục hồi lại được. Chính vì vậy mà trên toàn thế giới
hiện nay đã có nhiều loài động, thực vật hoàn toàn bị tuyệt chủng, nhiều
vùng
đất đai trở thành hoang mạc v.v
• Tài nguyên không phục hồi lại được: các loại tài nguyên thiên nhiên mà quá
trình hình thành của chúng quá dài, hoặc điều kiện hình thành của chúng khó
lặp lại. Ví dụ khoáng sản là những tài nguyên đã được hình thành trong
những khoảng thời gian dài hàng triệu năm, hoặc trong những điều kiện địa
hình, khí hậu v.v hết sức đặc biệt.
• Tài nguyên vô tận: các loại tài nguyên thiên nhiên tồn tại trên bề mặt trái đất
v
ới một lượng rất lớn, không bao giờ cạn như không khí, nước, ánh sáng mặt
trời v.v Tuy nói là vô tận, nhưng các loại tài nguyên này cũng có giới hạn
nhất định. Nếu như chất lượng của nó vì một lý do nào đó thay đổi (ví dụ
nước sông, nước biển bị ô nhiễm) thì giá trị sử dụng sẽ không còn nữa. Lúc
đó tính chất vô tận cũng không còn ý nghĩa.
Với tài nguyên đất, cho đến nay đã có nhiều định nghĩa trên nhiều quan điểm

theo không gian và thời gian. Và như vậy, nhu cầu có được sự đánh giá (hay cụ thể
hóa, định lượng hóa) sự bền vững ở một địa phương cụ thể trong một thời gian cụ
thể là rất lớn. Tuy nhiên, việc “đo lường” sự bền vững là rất khó khăn, vì thế, nhiều
nhà khoa học cho rằng có thể sử dụng sự “không bền vững”,vốn dễ xác định h
ơn (ví
dụ như lượng đất mất hay sự giảm sút năng suất cây trồng), thay thế trong một số
trường hợp [22].
Qui hoạch – công cụ quản lý sử dụng hợp lý tài nguyên đất
Ðể có thể giảm thiểu xói mòn, biện pháp mà con người có thể tác động chính
là loại từ nguyên nhân gây ra xói mòn, hay nói đúng hơn, loại trừ khả năng hạt mưa
làm vỡ hạt đất [13, 59, 72]. Ðể làm được điề
u này, cần phải tăng cường độ che phủ -

18
và qui hoạch sử dụng đất là công cụ thích hợp nhất để đạt được điều đó. Theo quan
điểm của các nhà khoa học đất Việt Nam, quản lý sử dụng đất dốc không thể chỉ là
vấn đề kỹ thuật đơn thuần. Sự thành công chỉ có được do kết quả của việc kết hợp
chặt chẽ giữa “kỹ thuật, công nghệ, kinh tế, chủ trương chính sách, xã hội nhân văn
và môi trường”. Nghĩa là giải pháp chính có thể tóm tắt lại là quy hoạch sử dụng đất
kết hợp chặt chẽ với phát triển kinh tế xã hội (sau khi giao đất giao rừng - chủ
trương quản lý đất).
Ðã có nhiều nghiên cứu chứng thực và nhấn mạnh về vai trò quyết định của
lớp phủ thựcvật trong giảm xói mòn. Sự thay đổi lớp phủ thực vật, b
ị phá huỷ hay
hồi phục đều có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự thay đổi của quá trình xói mòn và môi
trường sinh thái. Lớp phủ thực vật phát triển trên sườn dốc sẽ trực tiếp ngăn cản và
làm giảm xói mòn trọng lực (gravity erosion), nghĩa là làm giảm đáng kể hiện tượng
trượt đất. Nghiên cứu các thay đổi của lớp phủ thực vật trong 130 năm, các tác giả
cho rằng sự ph
ục hồi của thảm thực vật là nguyên nhân thay đổi từ xói mòn do các