Thực trạng xói mòn và định hướng các biện pháp chống xói mòn đất ở tỉnh Bình Phước

22:35,28-09-2021 | Tác giả: Trần Quốc Hoàn, Phùng Văn Khoa
Xem với cỡ chữ | Từ viết tắt

Để đánh giá một cách nhanh chóng trên diện rộng thực trạng của xói mòn đất và đề xuất những biện pháp giảm thiểu xói mòn, nhóm tác giả đã nghiên cứu đề tài “Ứng dụng GIS đánh giá xói mòn đất tại tỉnh Bình Phước”.


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Bình Phước là một tỉnh nông nghiệp miền núi có diện tích đất rộng và màu mỡ. Nhưng trong những năm qua việc khai thác sử dụng đất chưa hợp lý, chưa bền vững, tình trạng chặt phá rừng để lấy gỗ và đất canh tác  vẫn diễn ra ở nhiều nơi, thậm chí ở cả những vùng đồi núi có độ dốc cao, diện tích rừng trên địa bàn tỉnh bị thu hẹp một cách nhanh chóng. Thay đổi sử dụng đất cùng với ảnh hưởng thiên tai đã làm cho quá trình xói mòn đất tăng nhanh, lớp đất mặt màu mỡ mỏng dần, hàm lượng dinh dưỡng trong đất bị rửa trôi xuống các lớp sâu, quá trình kết von và đá ong hoá đang ngày càng nghiêm trọng. Xói mòn là nguyên nhân chủ yếu làm suy thoái đất, giảm khả năng giữ nước cung cấp cho sản xuất nông nghiệp và ảnh hưởng đến đời sống kinh tế - xã hội của địa phương. Để  đánh giá một cách nhanh chóng trên diện rộng thực trạng của xói mòn đất và đề xuất những biện pháp giảm thiểu xói mòn đã nghiên cứu đề tài “Ứng dụng GIS đánh giá xói mòn đất tại tỉnh Bình Phước”.
 
2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nội dung
(1) Xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System) về các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn ở tỉnh Bình Phước, trong đó có hệ số ảnh hưởng của đất (K), hệ số ảnh hưởng  của mưa (R),  hệ số ảnh hưởng của lớp phủ thực vật và biện pháp bảo vệ đất C*P, hệ số ảnh hưởng của độ dốc (S), hệ số ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc (L). (2) Thiết lập mô hình tính xói mòn tiềm năng, mô hình tính xói mòn đất thực tế theo phương trình mất đất phổ dụng (USLE – Universal Soil Loss Equation) trong môi trường GIS. (3) Xây dựng bản đồ xói mòn tiềm năng và bản đồ xói mòn đất thực tế tỉnh Bình Phước. (4) Đề xuất biện pháp và mô hình phòng chống xói mòn đất.
2.2 Phương pháp
Sử dụng các phương pháp kế thừa tư liệu và điều tra thực địa  427 ô tiêu chuẩn và điểm nghiên cứu, ô vuông có cạnh 22,13 m (tương đương 1 acre), phân bố trên 100 tuyến điều tra điển hình cho các trạng thái thực vật, các dạng địa hình và loại đất phổ biến trên 686.246 ha diện tích tự nhiên của tỉnh, tổng diện tích ô tiêu chuẩn và điểm nghiên cứu là 20,91 ha. Trên mỗi ô tiêu chuẩn hoặc điểm nghiên cứu đề tài đã đào và mô tả một phẫu diện đất, lấy 4 mẫu ở các độ sâu 0 – 20 cm, 20 – 40 cm, 40 – 70 cm, 70 – 125 cm. Các mẫu đất được phân tích 11 chỉ tiêu về tính chất vật lý và hoá học tại Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Nam (bao gồm: Thành phần cơ giới, độ chua (pHH20, pHKCl), OM, (N, P2O5, K2O tổng số), (N, P dễ tiêu), Ca2+, Mg2+. Trên mỗi tuyến khảo sát, mô tả đặc điểm các mô hình sử dụng đất, thảo luận với chủ quản lý sử dụng đất về thực trạng xói mòn và những biện pháp có thể được áp dụng để chống xói mòn, đồng thời đề tài cũng xác định các biến số của phương trình mất đất phổ dụng (K, R, C, P, S, L) bằng cách vận dụng các công thức, các phương pháp tính toán của những công trình nghiên cứu xói mòn đất khác, sau đó lấy giá trị bình quân để áp dụng chung cho khu vực nghiên cứu. Phương pháp xác định những biến số của phương trình mất đất phổ dụng như sau:
            (1) Hệ số ảnh hưởng  của đất (K) được xác định theo sơ đồ chuyên khảo cho phương trình USLE của Wischmeir và Smith (1971): K = (2,1*10-6)(12 – OM) M1,14 + 0,032(S-2) + 0,025 (P-3); theo phương trình của Toshionori OKUDA 2004: K = (2,1*10-4)(12 – a) M1,14 + 3,25(b-2) + 2,5(c-3); theo phương trình của Hà Quang Hải (2001): M = (% thịt + % cát)(100 - % sét) và theo phương pháp tra bảng theo hàm lượng hữu cơ của Phillip Blonn (2001). Trong đó OM là hàm lượng chất hữu cơ, a là hàm lượng mùn %, S là mã hóa của cấu trúc của đất, P là mã hóa tính thấm của đất, b và c như S và P).
            (2) Hệ số ảnh hưởng của  mưa (R) được xác định theo công thức của Morgan (1974): R = (KE*75)/1000,  KE = 9,28*P - 8838; theo Swaify (1984): R = 0,5*P*1,73; theo Roose (1975) và Estcourt (1984): R = 38,5 + 0,35*P; R = 0,63*P – 153,72; theo Malan Airport (1984): R = 0,23*P – 47,61. Trong những công thức trên: KE là năng lượng động học J/m2, P là lượng mưa bình quân hành năm (mm).
            (3) Hệ số ảnh hưởng của độ dốc (S) và chiều dài sườn dốc (L) được xác định theo công thức của Wishmeier & Smith (1978) và Gregory Dennis Breetzke (2004): LS = (X/22,13)n (0,065 + 0,045*s + 0,0065*s2), trong đó: S là giá trị nhân tố độ dốc, s là độ dốc tính theo %, L là giá trị nhân tố chiều dài sườn dốc, X là độ dài sườn dốc tính bằng m, n = 0,5 khi s > 5%, n = 0,4 khi 3,5% < s < 4,5%,  n = 0,3 khi 1% < s < 3,5%, n = 0,2 khi S < 1%.
            (4) Hệ số ảnh hưởng của lớp phủ thực vật và biện pháp bảo vệ đất (C*P) được xác định bằng cách lấy giá trị bình quân của đại lượng này trong các công trình nghiên cứu của Lê Huy Bá và cộng tác viên (2004), Elena Amore và cộng tác viên (2004), Mohammad và cộng tác viên (2004), Zulkifli Yusop và Toshionori Okuda (2004), Todd Breiby (2006), Kyle F. Flynn, Darrin Kron  và Jay Smith (2004), Phillip Bonn (2001).
Sử dụng kỹ thuật GIS để thiết lập các lớp bản đồ đơn tính (các lớp lưới, kích thước ô lưới 100 x 100 m) cho từng nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất, chồng xếp các lớp bản đồ để tích hợp thông tin xây dựng bản đồ xói mòn đất tiềm năng và bản đồ xói mòn đất thực tế. Mô hình phối hợp USLE và GIS như sau:
             - Chồng xếp các lớp lưới nhân tố đất (K), nhân tố mưa (R), nhân tố địa hình (LS) và tính lượng xói mòn tiềm năng theo công thức:  A’ (tấn/ha/năm) = K*R*LS
             - Chồng xếp các lớp lưới của tất cả các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn; lượng xói mòn thực tế được xác định theo công thức: A (tấn/(ha.năm)) = R*K*LS*C*P
 
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 Hệ số ảnh hưởng của đất và lưới nhân tố đất (K)
 (1) Hệ số ảnh hưởng của  đất (K): Đã xác định được giá trị hệ số K của các đơn vị đất như sau: Đất nâu đỏ trên đá bazan (Fk): 0,1201; đất nâu vàng trên đá bazan (Fu): 0,1063; đất đỏ vàng trên đá phiến (Fs): 0,1348; đất nâu vàng trên phù sa cổ (Fp): 0,1358; đất vàng đỏ trên granit (Fa): 0,1347; đất xám trên phù sa cổ (X): 0,1471; đất xám gley (Xg): 0,1474; đất phù sa không được bồi (P): 0,1413; đất dốc tụ (D): 0,1320; đất nâu thẫm trên đá bọt và đá bazan (Ru): 0,1435; đất xói mòn trơ sỏi đá (E): 0,1235.       
(2) Lưới nhân tố (K): Lưới nhân tố K được xây dựng trong môi trường ARC VIEW 3.3 có giá trị của nhân tố đất (K) biến động từ 0 - 0,1474 và được phân thành 4 cấp, trong đó: Cấp I: K< 0,098 có 15.784,271 ha (2,30 % diện tích tự nhiên - DTTN); cấp II: K từ 0,098 - 0,115 có 98.130,052 ha (14,30 % DTTN); cấp III: K từ 0,115 - 0,131 có 303.634,34 ha; cấp IV: K từ 0,131 - 0,1474 có 268.697,278 ha. Như vậy, 83,40% DTTN có giá trị nhân tố K từ 0,115 - 0,1474.  
3.2 Hệ số ảnh hưởng của mưa và lưới nhân tố mưa (R)
Lượng mưa bình quân hàng năm tại các trạm quan trắc khí tượng biến động từ 2389,1 - 2798,9 mm. Mùa mưa có lượng mưa chiếm 85 - 90% lượng  mưa cả năm. Từ lượng mưa bình quân năm tại các điểm đề tài đã xác định được hệ số ảnh hưởng đến xói mòn  của mưa (R) cho mọi điểm trên địa bàn tỉnh và xác định được lưới nhân tố mưa. Giá trị của R biến động từ 600 – 703 (Mj/ha/mm/năm) được phân thành 5 cấp, trong đó: cấp I: R từ 600 - 622 có 98.795,02 ha; cấp II: R từ 623 - 645 có 224.708,682; cấp III: R từ 646 – 668 có 187.369,937 ha, cấp IV: R từ 669 - 703 có 175.372,302 ha.
3.3 Hệ số ảnh hưởng và lưới nhân tố lớp phủ thực vật (C* P)
            (1) Hiện trạng sử dụng đất: Từ bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở tỷ lệ 1/100.000 nhóm nghiên cứu  đã phân lập được 20 loại hình sử dụng đất (LUT); trong đó: 633.094,8 ha đất (92,3 % DTTN) đất nông lâm nghiệp; 53.151,2  ha (7,7 % DTTN) đất phi nông nghiệp. Như vậy, có thể thấy rằng ở Bình Phước xói mòn đất với cường độ cao chủ yếu  sẽ xảy ra ở đất nông nghiệp và cục bộ ở một số loại hình phi nông lâm nghiệp.
            (2) Lưới các nhân tố C*P: Được xây dựng trong môi trường ARC VIEW 3.3, giá trị nhân tố C*P được phân thành 5 cấp; cấp I: từ 0 - 0,048 có 185.930,2 ha (27,1 % DTTN); cấp II: từ 0,048 - 0,096 có 392.644,4 ha (57,2% DTTN); cấp III: từ 0,096 - 0,144 có 32.888,22 ha (4,8 % DTTN); cấp IV: từ 0,144 - 0,192 (không có diện tích phân bố trong khoảng giá trị này); cấp V: từ 0,192 - 0.24 có 74.783,09 ha (10,9 % DTTN).
3.4 Điều kiện địa hình và hệ số ảnh hưởng của địa hình (S, LS)
(1) Phân bố độ dốc: Từ lưới phân bố độ dốc, có thể thấy rằng đất ở Bình Phước phân bố chủ yếu ở độ dốc từ 0 - 15o, diện tích có độ dốc lớn hơn hoặc bằng 16 độ chiếm khoảng 15% diện tích tự nhiên. Diện tích có độ dốc lớn hơn 55o chiếm một tỷ lệ rất nhỏ (Bà Rá, Bù Gia Mập).
(2) Lưới hệ số ảnh hưởng của địa hình LS: Trên cơ sở lưới nhân tố độ dốc S và lưới nhân tố chiều dài sườn L dốc đã xây dựng được lưới nhân tố địa hình LS có giá trị biến động từ 0 - 87 và được phân thành 6 cấp. Giá trị nhân tố LS tuy có biến động lớn nhưng phân bố không đều: LS từ 0 - 14 có 668.645,8 ha (97,44 % DTTN); LS từ 15 - 29 (1,81 % DTTN); LS từ 30 - 87 chỉ chiếm 0,76 % DTTN ở một vài điểm có diện tích nhỏ.
3.5  Ứng dụng kỹ thuật GIS và phương trình mất đất phổ dụng (USLE)
            (1) Bản đồ phân bố xói mòn tiềm năng: Bản đồ xói mòn tiềm năng được xây dựng từ phương trình mất đất USLE và các lớp bản đồ đơn tính phản ánh các nhân tố ảnh hưởng. Từ bản đồ xói mòn tiềm năng đã thống kê được diện tích theo 5 cấp xói mòn tiềm năng như sau: Cấp I: từ 0 - 1.372 tấn /ha/năm có 670.837,8 ha (97,75% DTTN); cấp II: từ 1.373 - 2.744 tấn/ha/năm có 10.613,7 ha (1,55% DTTN); cấp III: từ 2.745 - 4.116 tấn/ha/năm có 2.792,6 ha (0,41% DTTN); cấp IV: từ 4.117 - 5.488 tấn/ha/năm có 2.001,8 ha (0,29% DTTN). Như vậy xói mòn tiềm năng từ cấp II đến cấp IV chỉ chiếm 2,25% DTTN cho thấy xói mòn tiềm năng tại Bình Phước nhìn chung tương đối cao và ở mức dưới 1.372 tấn/ha/năm.
 (2) Bản đồ xói mòn đất thực tế tỉnh Bình Phước: Bản đồ xói mòn đất thực tế được xây dựng bằng kỹ thuật  chồng xếp các bản đồ đơn tính  theo  mô hình  mất đất  phổ dụng USLE  với sự hỗ  trợ của  phần mềm ARCVIEW. Phân tích bản đồ xói mòn đất thực tế, đã thống kê được số liệu về xói mòn đất tại các huyện như ở Bảng 01.

Bảng 01. Cấp xói mòn đất theo các huyện tại tỉnh Bình Phước

Huyện
 
Diện tích (ha) Phân bố xói mòn đất theo cấp
I II III IV V VI VII
Binh Long 76.880 75.947,27 0 0 0 0 0 932,73
Bù Đăng 149.459,90 130.723,20 6.262,42 5.118,88 3.243,93 3.243,90 867,54 0
Bù Đốp 37.856,60 37.795,92 2,36 3,38 0 0 0 54,94
Chơn Thành 41.334,10 41.047,16 0 0 0 0 0 286,94
Đồng Phú 93.382,10 90.086,44 1.089,71 873,99 634,90 247,21 88,33 361,52
Đồng Xoài 16.772,80 16.651,59 121,21 0 0 0 0 0
Lộc Ninh 84.999 84.095,26 706,20 82,09 0 0 0 115,45
Phước Long 185.561,40 175.216,30 5.036,72 3.055,54 1.240,89 567,63 144,72 299,62
Tổng (ha) 686.245,90 651.563,20 13.218,62 9.133,88 5.119,72 4.058,74 1.100,59 2051,2
% 100 94,95 1,93 1,33 0,75 0,59 0,16 0,30
664.781,77 14.253,6 7.210,53
96.87 2,08 1,05
 (Đơn vị tính: tấn/ha/năm; cấp I: 0 – 5, cấp II: 6 – 15, cấp III: 16 – 35, cấp IV: 36 – 70, cấp V: 71 – 150, cấp VI: 151 – 250, cấp VII 250- 300).

3.6 Các biện pháp chống xói mòn đất
            (1) Áp dụng tổng hợp các biện pháp để quản lý, bảo vệ, phòng chống xói mòn và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất màu mỡ của tỉnh. Tập trung các giải pháp kỹ thuật làm giảm giá  trị nhân tố K tại những vùng có gía trị nhân tố K lớn hơn 0,131.

Hình 01: Lưới xói mòn tiềm năng
 
(2) Trên diện rộng, áp dụng các giải pháp làm tăng độ che phủ bằng lớp thảm thực vật, kỹ thuật canh tác nông nghiệp để bảo vệ đất. Ở những nơi có nguy cơ xói mòn lớn, trên phạm vi hẹp thì áp dụng những biện pháp có tính cơ giới hóa cao.
            (3) Chú trọng các biện pháp làm tăng khả năng che phủ của các loại hình sử dụng đất và tăng cường các biện pháp canh tác để làm giảm giá trị của nhân tố C*P tại những vùng có giá trị từ 0,192 - 0,240. Chú trọng các phương thức canh tác làm giảm dòng chảy bề mặt. Tăng cường biện pháp kiểm soát xói mòn đất đối với hơn 10% diện tích đất nông nghiệp trồng cây ngắn ngày.
            (4) Phủ xanh 100% diện tích có mức xói mòn đất lớn hơn 60 tấn/ha/năm; đặc biệt bảo vệ nghiêm nghặt 2.051,2 ha (0,3%) có cấp xói mòn 250 tấn/ha/năm. Bảo vệ và phát triển diện tích rừng hiện có, đặc biệt nơi có độ dốc lớn.
            (5) Sản xuất bằng mô hình nông lâm kết hợp trên đất có cấp xói mòn từ 15 - 70 tấn/ha/năm có 14.253,6 ha (2,08%).
 
4. KẾT LUẬN
            (1) Giá trị hệ số K của 11 loại đất tại Bình Phước biến động từ 0 - 0,1474; trong đó: từ 0 - 0,098 có 15.784,271 ha (2,3% DTTN); từ 0,098 - 0,115 có 98.130,052 ha (14,30% DTTN); từ 0,115 - 0,131 có 303.634,34 ha (44,25% DTTN), từ 0,131 - 0,1474 có 268.697,052 ha (39,15% DTTN).
            (2) Mưa là tác nhân quan trọng gây ra xói mòn đất tại Bình Phước. Lượng mưa bình quân năm từ 2.389,1 - 2.798,9 mm. Giá trị nhân tố R biến động từ 600 - 703, trong đó: từ 600 - 622 chỉ chiếm 14% DTTN, từ 623 - 703 chiếm 87% DTTN.
            (3) Hiện tại Bình Phước có 20 loại hình sử dụng đất được nghiên cứu về xói mòn  đất. Nhân tố C biến động từ 0 - 0,5,  Nhân tố P biến động từ 0 - 0,8; Nhân tố C*P biến động từ 0 - 0,24.
            (4) Địa hình tỉnh Bình Phước tương đối thoải; độ dốc từ 0 - 15o chiếm hơn 97% diện tích, trong đó độ dốc dưới 5o chiếm 89,5% DTTN. Độ dốc có sự biến động lớn, độ dốc lớn nhất tới 86o (0,001% DTTN). Nhân tố S biến động từ 0 - 37. Nhân tố L có sự biến động trong khoảng 2,126 - 2,363. Nhân tố LS biến động từ 0 - 87, nhưng 97,4% DTTN của tỉnh có giá trị nhân tố LS chỉ từ 0 - 14. 
            (5) Xói mòn tiềm năng có sự biến động lớn (0 - 5.488 tấn/ha/năm) được phân thành 6 cấp; nhưng 97,75% diện tích của tỉnh có giá trị xói mòn tiềm năng ở cấp I (0-1.372 tấn/ha/năm). Giá trị xói mòn tiềm năng lớn chỉ mang tính cục bộ tại một vài điểm (núi Bà Rá, Vườn Quốc gia Bù Gia Mập).
            (6) Lượng đất bị xói mòn thực tế biến động từ 0 - 300 (tấn/ha/năm), được phân thành 7 cấp, trong đó: từ 0 - 15 tấn/ha/năm có 664.781,77 ha (96,87% DTTN), trong này thì xói mòn từ 0 - 5 tấn/ha/năm là 651.563,20 ha; từ 16 - 70 tấn/ha/năm có 14.253,6 ha (2,08%), từ 36 – 70 tấn/ha/năm chiếm 0,75% DTTN. từ 70 tấn/ha/năm trở lên có 7.210,53 ha (1,05%), ở mức lớn hơn 250 tấn/ha/năm có 2.051,2 ha (0,3% DTTN).  
            (7) Xói mòn trên địa bàn tỉnh Bình Phước ở mức độ nhẹ, tại một vài điểm nhỏ có xói mòn có mức độ lớn. Tổng lượng đất mất đi hàng năm trên địa bàn tỉnh là 1.357.007,2 tấn/năm, lượng đất mất đi bình quân hàng năm trên mỗi ha là 1,98 tấn.
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.  Lê Thái Bạt, 2007. Sử dụng đất tiết kiệm, hiệu quả và bền vững. Hội Khoa học Đất Việt Nam.
2. Hà Quang Hải và ctv, 2001. Nghiên cứu xói mòn, đề xuất các giải pháp phục hồi sinh thái vùng đất trống, đồi trọc tỉnh Bình Phước. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Phước.
3. Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999. Đất đồi núi Việt Nam - Thoái hoá và phục hồi. Nhà Xuất bản Nông nghiệp Hà Nội.
4. Trình Công Tư, 2003. Khảo sát năng lượng mưa gây xói mòn đất trên cao nguyên Đak Lak. Tạp chí Khoa học Đất, số 17/2003.
5. Gregory Dennis Breetzke, 2004. Soil erosion modelling at a catchment scale using GIS. Universiteit Amsterdam The Netherlands

Tin liên quan

Trưởng Ban biên tập: Tiến sỹ Trần Quốc Hoàn - Phó Giám đốc Sở KH&CN

Ghi rõ nguồn Sở KH&CN Bình Phước khi phát hành lại thông tin từ Website này

Địa chỉ: 678 Quốc lộ 14, phường Tân Phú, thành phố Ðồng Xoài, Bình Phước

Điện thoại: 02713.879.112- Fax: 02713.879.113

Email: tsokhcn@binhphuoc.gov.vn