bộ giáo dục và đào tạo
trờng đạI học nông nghiệp I
lu đức hùng
Nghiên cứu một số nguyên nhân
và mức độ suy thoái đất
huyện Hoàng Su Phì tỉnh Hà Giang
luận văn thạc sĩ nông nghiệp
Chuyên ngành: khoa học đất
Mã số: 60.62.15
Ngời hớng dẫn khoa học: pgs.ts. trần đức viên
Hà Nội - 2006
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai
công bố trong bất kì công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều
đã đợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn
Lu Đức Hùng
ii
Mục lục
Tên đề mục
trang
Lời cam đoan
i
Lời cảm ơn
ii
Mục lục
iii
Danh mục các chữ viết tắt
vi
Danh mục bảng
vii
Danh mục sơ đồ, biểu đồ, hình ảnh.
viii
1. Mở đầu
2.4. Tình hình nghiên cứu suy thoái đất tại Hà Giang và huyện Hoàng Su Phì 33
3. Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu
36
3.1. Đối tợng nghiên cứu
36
3.2. Nội dung nghiên cứu
36
3.3. Phơng pháp nghiên cứu
37
4. Kết quả nghiên cứu
40
4.1. Đặc điểm môi trờng đất vùng nghiên cứu
40
4.1.1 Vị trí địa lý
40
4.2.1. Các tác nhân tự nhiên
67
4.2.2. Các tác nhân xã hội
73
4.3. Hiện trạng và mức độ suy thoái đất
79
4.3.1. Xói mòn đất
79
4.3.2. Suy suy thoái học
86
4.3.3 Các biện pháp bảo vệ chống suy thoái đất
91
5. Kết luận kiến nghị
95
Tài liệu tham khảo
Food and Agriculture Organisation - Tổ chức Nông lơng
thế giới
GIS
Geographiscal Infomation System- Hệ thống thông tin địa
lý
GLADSOD
Global Assessment of the Status of Human - Induced Soil
Degradation - Chơng trình đánh giá thoái hoá đất do con
ngời.
ISRIC
Trung tâm Thông tin và Tham chiếu đất quốc tế.
ISSS
Hội Khoa học đất quốc tế
KHCN&MT
Khoa học công nghệ về môi trờng
KHKT
Khoa học kỹ thuật
giáo dục khoa học và văn hoá.
vi
vii
Danh mục các bảng
Tên bảng
trang
Bảng 4.1. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm 2005
42
Bảng 4.2. Lợng ma trung bình các tháng trong năm 2005
43
Bảng 4.3. Độ ẩm trung bình các tháng trong năm 2005
44
Bảng 4.4. Hiện trạng sử dụng đất huyện Hoàng Su Phì năm 2005
51
Bảng 4.5: Biến động đất đai năm 2005 so với năm 1995 và 2000
Bảng 4.13. Khối lợng đất mất trong các ô thí nghiệm.
84
Bảng 4.14. Kết quả phân tích đất một số loại hình sử dụng đất chính
87
Bảng 4.15: Kết quả phân tích đất tại các ô thí nghiệm
90
Bảng 4.16: Lợng dinh dỡng trong nớc bị trôi do xói mòn.
90
Bảng 4.17. Tính lợng phân bón và giá trị mất đi hàng năm do xói mòn
91
viii
Danh mục các sơ đồ, biểu đồ
Tên biểu đồ
trang
Tên ảnh
trang
ảnh 1: Lu vực đầu nguồn sông Chảy thuộc địa phận huyện Hoàng Su Phì 2
ảnh 02: Đào đất gây sạt lở tại thị trấn Vinh Quang
72
ảnh 03: Lũ quét tại xã Thông Nguyên
73
ảnh 04: Đốt nơng làm rẫy
74
ảnh 05: Phá rừng làm nơng rẫy
75
ảnh 06 : Khai hoang ruộng bậc thang
76
ảnh 7: Đất xám mùn trên núi
117
ảnh 8: Phẫu diện đất xám feralit
121
Đề tài Nghiên cứu một số nguyên nhân và mức độ suy thoái đất
huyện Hoàng Su Phì tỉnh Hà Giang tiến hành nhằm góp phần làm rõ một
1
số quá trình suy thoái đất của vùng, từ đó đề xuất các giải pháp làm ngăn cản
các quá trình suy thoái, bảo vệ môi trờng và phát triển sản xuất một cách bền
vững, đồng thời đóng góp tích cực vào việc bảo vệ môi trờng của huyện.
1.2. Mục đích, yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Tìm ra các nguyên nhân chính làm suy thoái đất của huyện.
1.2.2. Yêu cầu
Đánh giá mức độ suy thoái do các nguyên nhân trên từ đó đề xuất các
giải pháp giảm thiểu các quá trình suy thoái đất.
1.3. ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Giúp các nhà hoạch định chính sách về tài nguyên môi trờng của địa
phơng có cơ sở khoa học khi hoạch định các chính sách về bảo vệ tài nguyên
đất của huyện cũng nh toàn tỉnh.
ảnh 1: Lu vực đầu nguồn sông Chảy thuộc địa phận huyện Hoàng Su Phì
2
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
về suy thoái đất
Sự suy thoái đất đã và đang xảy ra liên tục trong quá khứ cũng nh ở
hiện tại trên phạm vi toàn cầu do sức ép của dân số lên đất đai. Việc phát
triển ồ ạt quá trình đô thị hoá là một trong những nguyên nhân cơ bản làm
nh ô nhiễm dầu.
Ô nhiễm đất do hoạt động sản xuất nông nghiệp (các chất hoá học dùng
trong nông nghiệp).
Ngoài ra còn có thể kể đến hiện tợng sa mạc hoá, đầm lầy hoá và gần
đây là hiện tợng xói lở bờ sông, bờ biển, đất trợt [46].
Do đó để xây dựng một phơng pháp luận về nghiên cứu suy thoái đất
các nhà nghiên cứu đã tập trung vào làm rõ các khái niệm cơ bản về đặc điểm
và tính chất của đất, bản chất và đặc điểm của các quá trình suy thoái đất, xác
định nguyên nhân và hậu quả gây ra do suy thoái đất để từ đó đa ra các biện
pháp phòng chống và cải tạo thích hợp.
2.1. Môi trờng đất, chất lợng đất và suy thoái đất
Đất là lớp phủ bề mặt của địa cầu, hình thành do tác động lẫn nhau của
khí quyển, thuỷ quyển, thạch quyển và sinh quyển qua một thời gian lâu dài.
Đất bao gồm các khoáng chất, chất hữu cơ, nớc và không khí trong đất, động
vật và vi sinh vật đất, các quá trình lý hoá học và sinh học xảy ra trong lòng
đất. Đất có đăc tính phân tầng gây ra bởi quá trình hình thành đất, hình thái
phẫu diện đất và phản ánh phần lớn đặc điểm của các quá trình hình thành
phát triển đất.
Khái niệm môi trờng đất là một khái niệm rộng lớn hơn nhiều, bao
gồm cả các yếu tố địa hình, khí hậu, thuỷ văn, động thực vật trên mặt đất
nh trong định nghĩa của FAO (1995) [49] Môi trờng đất là bề mặt lục địa
của trái đất, bao gồm tất cả các thuộc tính của sinh quyển ngay trên mặt và
phía dới bề mặt đó, kể cả các thuộc tính của khí hậu gần mặt đất, các dạng
địa hình và thổ nhỡng, thuỷ văn nớc mặt (các hồ nông, sông ngòi, đầm và
bãi lầy), các tầng trầm tích gần mặt đất và dự trữ nớc ngầm kèm theo, quần
c động thực vật, các cơ cấu định c của con ngời và các thành quả vật chất
4
5
FAO trong các tài liệu về đất và đánh giá đất đã chỉ ra hơn 120 yếu tố
đặc tính đất (land characteristies) và gần 30 yếu tố chất lợng đất (land
qualities). Tuy nhiên các yếu tố chất lợng đất của FAO thờng giới hạn
trong khả năng sản xuất của đất. Với quan điểm mới hơn về đất và môi
trờng đợc hình thành sau Hội nghị Rio de Janeiro 1992 và Chơng trình
Nghị sự 21 [46], chất lợng đất cũng đợc mở rộng hơn, phản ánh các chức
năng chính của mình, đó là:
- Khả năng sản xuất ra các sản phẩm sơ cấp trên một cơ sở bền vững.
- Khả năng tạo ra không gian sống an toàn và bền vững cho loài
ngời, sinh cảnh.
- Khả năng điều hoà và phân phối lại nguồn nớc, không khí, các dòng
vật chất và năng lợng.
- Khả năng tạo ra độ hoãn xung và làm giảm cờng độ cho các thay
đổi môi trờng.
- Nh vậy, suy thoái đất có thể coi là sự suy giảm của một hoặc nhiều
các khả năng của đất trong việc thực hiện 4 chức năng chính của mình, hay
suy giảm 4 yếu tố chất lợng đất chính.
Để theo dõi đánh giá sự suy giảm các yếu tố chất lợng đất này các nhà
nghiên cứu về đất và môi trờng đã tập trung vào các lĩnh vực nh sau:
- Nghiên cứu nguyên nhân, bản chất và đặc điểm của các quá trình gây
suy thoái đất.
- Nghiên cứu hiện trạng và biến động của các đặc tính và chất lợng đất.
- Thống kê và đánh giá các hậu quả mà suy thoái đất gây ra.
Quá trình nghiên cứu này cũng phù hợp với nguyên tắc đánh giá tác
động môi trờng và phát triển bền vững mà UNCED 1992 (Hội nghị Liên hợp
quốc về Môi trờng và Phát triển) đa ra. Các chỉ thị về tác động môi trờng
và tính bền vững bao gồm 3 nhóm:
hoành hành và xa mạc xâm lấn. Kinh Cựu ớc sớm lời đe doạ về sự chết đói
và lời tiên tri về sông ngòi khô cạn và đa các lời răn dạy về quản lý đất tốt.
Các nhà văn Hy Lạp nói tới sự cải tạo đất: Hummer khuyên nên dùng biện
pháp bỏ hoá để đất đợc nghỉ; Platon thì đã nêu ra mối liên quan giữa lũ lụt
và xói mòn đất tới việc tàn phá rừng; Ngời La Mã đã đề xuất các vấn đề sản
7
xuất nông nghiệp; Virgili và Plini đã khuyên nên thực hiện các biện pháp
chống xói mòn [40].
Lịch sử phát triển của nông nghiệp thế giới cũng là lịch sử phát triển
mạnh mẽ các quá trình suy thoái đất. Do đó, khoa học đất từ khi bắt đầu phát
triển thì ngoài những tìm tòi nghiên cứu về bản chất và các yếu tố tạo nên độ
phì nhiêu của đất cũng đồng thời tiến hành nghiên cứu về bản chất và các yếu
tố gây suy thoái đất.
Hầu hết các nhà nghiên cứu đều thống nhất với nhau suy thoái đất có
đồng thời cả hai bản chất: tự nhiên và bản chất xã hội (con ngời). Sự già hoá
của đất theo thời gian, quá trình xói mòn đất, các biến động lớn của địa chất
(tạo sơn và núi lửa phun, biển tiến, động đất,) và khí hậu toàn cầu (sự hình
thành và biến động của đới băng giá, các khí hậu khô cạn, các hoạt động của
băng hà) đã và đang làm suy thoái đất kể cả khi không có sự can thiệp của
con ngời. Tuy nhiên, tác động của con ngời đã làm cho các quá trình suy
thoái xảy ra mạnh mẽ và rộng khắp: xói mòn gia tốc do canh tác và chăn thả
quá mức, bạc màu và sa mạc hoá do chặt phá rừng, ô nhiễm đất đai do chất
thải công nghiệp và phân bón Suy thoái đất xảy ra mạnh mẽ nhất khi các
yếu tố xã hội (sử dụng đất không hợp lý) kết hợp với các yếu tố tự nhiên
không thuận lợi.
Các nghiên cứu cũng cho thấy đặc điểm suy thoái đất có tính phân hoá
theo các điều kiện tự nhiên và đặc điểm địa lý: xói mòn do gió và sa mạc hoá
hình thành đất. Tiếp theo xói mòn tạo nên các nét khác nhau của địa hình
cũng nh hiện tợng bồi tụ. Xói mòn địa chất này có thể giảm thiểu bằng sự
che phủ của thực vật tự nhiên. Đất dới rừng tự nhiên chịu ảnh hởng của
loại xói mòn này và tốc độ mất đất rất thấp, chỉ dao động trong khoảng từ
0,02 - 1,0 tấn/ha/năm tuỳ loại rừng và mức độ khác nhau trên thế giới. Tác
nhân của xói mòn địa chất chủ yếu là do nớc, gió và trọng lực. Các yếu tố
địa hình cũng đợc hình thành trên cơ sở này nh sự hình thành các dạng
rãnh xói, đờng hợp thuỷ, dạng bờ biển do hoạt động của sông, các cồn cát,
đá lăn, trợt đất, suối bùn
- Xói mòn gia tốc về bản chất cũng là sự mất đất, gây ra chủ yếu do nớc
và gió song sảy ra nhanh gấp nhiều lần xói mòn tự nhiên và hầu hết xảy ra khi
9
có hoạt động phá vỡ cân bằng tự nhiên của con ngời nh phá rừng. Các
phơng thức canh tác nh đốt rừng làm nơng rẫy, chọc lỗ bỏ hạt, trồng cây
ngắn ngày lâu dài là những tác nhân tăng tốc độ của xói mòn gia tốc. Có thể
hình dung đó là bớc đột phá của con ngời vào tiến trình phát triển đất đai,
thúc đẩy nó vào con đờng suy thoái.
Xói mòn đất là quá trình gây suy thoái đất mạnh mẽ nhất và phổ biến
nhất trên toàn thế giới. Khác với xói mòn do gió, xói mòn do nớc xảy ra ở
cả các vùng có lợng ma thấp ở nhiệt đới, vùng ôn đới lạnh và nhất là ở
vùng nhiệt đới ẩm. Mỗi năm trên toàn thế giới có 11 triệu ha rừng nhiệt đới
bị chặt hạ, 5 - 7 triệu ha đất canh tác bị mất khả năng sản xuất do xói mòn
(FAO - UNEP, 1983). Bản đồ phân bố xói mòn do nớc nằm ở trong ranh
giới của vĩ độ 400 của Bắc và Nam bán cầu (đó là các vùng xích đới, nhiệt
đới, cận nhiệt đới) [44].
Xói mòn đất cũng đợc nghiên cứu sớm và cặn kẽ nhất. Các công trình
nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất đợc Volni tiến hành trong thời kỳ từ
nh Xrilanka, ấn Độ, Puetorico, Oxtraylia,[48]. Chủ yếu các công trình này
tập trung nghiên cứu ứng dụng các thành tựu và công nghệ khoa học trong
lĩnh vực nghiên cứu xói mòn đất từ Mỹ và châu Âu, trên các điều kiện cụ thể,
chú trọng định lợng các nhân tố để dự báo xói mòn.
Nhìn chung các nghiên cứu về xói mòn ở các nớc hầu hết là tập trung
ở một số điểm nghiên cứu để tìm ra cơ chế của xói mòn và để ớc tính
lợng đất xói mòn chứ không khải các điều tra đánh giá xói mòn và suy
thoái đất trên diện rộng.
Từ những năm 1930 ở Mỹ đã có những cuộc điều tra đất định kỳ cấp quốc
gia để đánh giá xói mòn đất và hậu quả của nó. Sổ tay nông nghiệp Mỹ năm
1938 dựa trên các số liệu tối thiểu nhất định đã nhận định: trong tổng số 770
triệu ha đất toàn quốc thì 282 triệu ha đã bị suy thoái nặng nề và 314 triệu ha bị
ảnh hởng một cách trung bình các tác động của xói mòn [39].
Các cuộc kiểm kê tài nguyên vào các năm 1977, 1982, 1987 là các đánh
giá rộng lớn và định lợng nhất về tài nguyên đất ở Mỹ. Tuy nhiên, các kiểm
tra và đánh giá này vẫn bị hạn chế vì trọng tâm của nó dành cho các định
11
lợng xói mòn. Các quá trình suy thoái đất khác nh suy thoái tính chất vật
lý, mặn hoá, kiềm hoá, chua hoá và hoạt tính sinh học đất cha đợc nghiên
cứu một cách có hệ thống. Vì vậy năm 1994, Uỷ ban bảo vệ đất, nớc thuộc
Hội đồng nghiên cứu quốc gia Mỹ đã khởi đầu một chơng trình nghiên cứu
nhằm thành lập một bộ chỉ tiêu tối thiểu về các chỉ thị chất lợng đất,
phơng pháp chuẩn để quan trắc và đánh giá chất lợng môi trờng đất, đồng
thời đề nghị chơng trình kiểm kê quốc gia về tài nguyên đất, nên đa các đo
đạc định lợng về nén chặt, mặn hoá, kiềm hoá, chua và suy thoái hoạt tính
sinh học vào các điều tra của mình. Hiệp ớc về bảo vệ tài nguyên cần tổng
hợp tất cả các thông tin hiện có để đánh giá hiện trạng và chiều hớng thay
đánh giá hiện trạng suy thoái đất và đánh giá mức độ suy thoái theo thời gian.
Ba dạng quan trắc có thể thực hiện trong đánh giá suy thoái đất là: theo
dõi trực tiếp mức độ suy thoái, các nguyên nhân gây ra suy thoái và các hậu
quả xấu do suy thoái gây ra.
Các phơng pháp quan trắc trực tiếp đợc đề xuất đối với 7 dạng suy
thoái đất cơ bản đợc đặt ra là:
Xói mòn do nớc
- Phân tích lu vực thông qua suất bồi lắng của sông suối, hồ hoặc cửa ra
của hệ thống tiêu nớc.
- Phân tích sự thay đổi sử dụng đất thông qua ảnh vệ tinh hoặc ảnh hàng không.
- Đo trực tiếp xói mòn và lợng đất dịch chuyển.
- Đánh giá khu vực bị ảnh hởng xói mòn thông qua độ phản xạ lớn ở
ảnh máy bay và ảnh vệ tinh.
Xói mòn do gió
- Đo trực tiếp xói mòn thông qua hớng, độ dày và tốc độ dịch chuyển
các đụn cát, phân tích trong phòng thí nghiệm hàm lợng vật liệu mịn bị thổi
bay khỏi mặt đất.
- Xác định tần suất của các trận bão cát và tầm nhìn của không khí.
Nhiễm mặn
Dùng điện cực cắm trong lòng đất để đo độ dẫn điện hoặc phân tích tổng
lợng muối tan trong mẫu đất.
Theo dõi chiều sâu và độ mặn của nớc ngầm, so sánh với độ mặn của
13
nớc mặt dùng tới tiêu để thành lập cân bằng mặn.
Kiềm hoá
Xác định Natri trao đổi (ESP - Exchangeable Sodium percentage) của các
mẫu đất bằng phơng pháp hoá học để dự đoán hiểm hoạ kiềm hoá, hệ số hấp
hoạch định mối nguy hiểm gây ra do sử dụng đất không hợp lý để làm cơ sở
cho các hoạt động u tiên. Bản đồ thế giới về tình trạng suy thoái đất đợc
Trung tâm Thông tin tra cứu đất (ISRIC) thành lập cùng với sự cộng tác chặt
chẽ với một nhóm nghiên cứu gồm 200 nhà khoa học đất và môi trờng trên
toàn thế giới, các chuyên gia đợc giới thiệu từ FAO và ISSS (Hội Khoa học
đất quốc tế). Vai trò cơ sở của các cơ quan điều tra đất quốc gia này tập trung
vào việc cung cấp một thông tin để để tiếp cận, cập nhận và chính xác về tài
nguyên đất và địa hình.
Do đó, mục tiêu của SOTER là thành lập một hệ thống thông tin đợc
sắp xếp có hệ thống thông qua cơ sở dữ liệu máy tính chứa toàn bộ các số
liệu về đất và địa hình, liên kết với hệ thống GIS để gắn các quá trình và
hiện tợng, các đặc tính về chiều sâu với phân bố địa lý của chúng. Dựa
trên hệ thống thông tin này có thể cung cấp cho việc quy hoạch đất trong
khu vực và trên toàn cầu.
Các khái niệm của SOTER đợc ISSS chính thức đa ra năm 1986,
phơng pháp luận đợc thành lập và thử nghiệm ở 3 trạm thực nghiệm ở 5
nớc, một sổ tay hớng dẫn quá trình thực hiện SOTER do ISRIC, ISSS, FAO,
UNEP hợp tác đợc ấn hành. Đầu năm 1993 đã có một hiệp định đợc ký kết
để thành lập SOTER cho Kenya và sau đó các cơ quan quốc gia về tài nguyên
đất của một loạt các nớc Đông Nam á, Phi Châu, Mỹ La Tinh, Trung Âu đã
có ý định thành lập các hệ thống thông tin về đất dựa trên SOTER [52].
Cơ sở dữ liệu của SOTER/GIS cung cấp những thuộc tính cơ bản nhất để
đánh giá sự mẫn cảm của đất với suy thoái đất.
Danh mục các vấn đề đợc GLADSOD và SOTER quy định trong việc
đánh giá suy thoái đất bao gồm:
- Khái niệm về đánh giá suy thoái đất.
+ Các dạng suy thoái đất.
+ Các dạng đất không bị suy thoái bởi tác động con ngời.
15
16
Copyright: Tài liệu đại học ©