Luận văn Đánh giá xói mòn đất vùng lưu vực Sông Đà thuộc ba tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La

 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 
 ----------------------- 
 Phạm Ngọc Hằng 
ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT VÙNG LƯU VỰC SÔNG ĐÀ 
 THUỘC BA TỈNH LAI CHÂU – ĐIỆN BIÊN – SƠN LA 
 LUẬN VĂN THẠC SĨ 
 Hà Nội – Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 
 ----------------------- 
 Phạm Ngọc Hằng 
 ĐÁNH GIÁ XÓI MÒN ĐẤT VÙNG LƯU VỰC SÔNG ĐÀ 
 THUỘC BA TỈNH LAI CHÂU – ĐIỆN BIÊN – SƠN LA 
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường 
Mã số: 60440301 
 LUẬN VĂN THẠC SĨ 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 PGS. TSKH. Nguyễn Xuân Hải 
 Hà Nội – Năm 2016 
 LỜI CẢM ƠN 
 Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt tới những người đã giúp đỡ và ủng hộ tôi 
trong luận văn này. Nếu không có sự giúp đỡ của họ, luận văn này sẽ không được hoàn 
thành. 
 Đầu tiên, tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thày giáo PGS.TSKH 
Nguyễn Xuân Hải, người đã tận tình hướng dẫn, luôn lắng nghe cũng như định hướng 
và hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình tôi thực hiện luận văn. 
 Tôi cũng muốn cảm ơn chân thành đến thày cô trong Khoa Môi trường và Bộ 
môn Thổ Nhưỡng, Đại học Khoa học tự nhiên đã luôn tạo điều kiện cho tôi trong quá 
trình học tập và thực hiện luận văn. Đặc biệt, tôi rất cảm kích và cảm ơn Thạc sỹ Phạm 
Anh Hùng – Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và Mô hình hoá – ĐH Khoa học tự 
nhiên đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi rất nhiều về chuyên môn. 
 Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và cán bộ tại Sở Tài nguyên và Môi trường, 
Chi cục Bảo vệ môi trường, Uỷ ban nhân dân tỉnh Điện Biên, Sơn La, Lai Châu, đã 
cung cấp tài liệu và tạo điều kiện tốt trong quá trình tôi đi thực địa tại địa phương. Tôi 
cũng rất cảm ơn tới Viện Khí tượng thuỷ văn Trung ương, Phòng Biến đổi khí hậu - 
Cục Kỹ thuật an toàn và Môi trường – Bộ Công Thương đã hỗ trợ nhiệt tình giúp đỡ 
về công tác thu thập số liệu và văn bản Nhà nước liên quan đến Biến đổi khí hậu. 
 Tôi vô cùng cảm kích với những tư vấn quý báu và vô cùng nhiệt tình của một số 
Giảng viên ở Đại học Thuỷ Lợi đặc biệt là Thạc sỹ Phạm Đức Nghĩa, TS Phạm Xuân 
Hoà, đã giúp tôi có thêm động lực và kiến thức để hoàn thành luận văn. 
 Lời cảm ơn cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, đó chính là gửi đến 
các thành viên trong gia đình tôi, đặc biệt là cha mẹ tôi – họ đã luôn yêu thương, động 
viên, hỗ trợ và bên tôi mọi lúc tôi cần. Nếu không có họ, tôi sẽ không có ngày hôm 
nay, không có đủ hành trang về kiến thức, nhiệt huyết và vững tin đi tiếp con đường 
phía trước. 
 TÁC GIẢ 
 Phạm Ngọc Hằng 
 MỤC LỤC 
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................... 3 
1.1. Tổng quan về tài nguyên đất và hiện tượng xói món đất trên Thế giới và Việt 
Nam ................................................................................................................................. 3 
 1.1.1. Tài nguyên đất và hiện tượng thoái hóa đất trên Thế giới ............................... 3 
 1.1.2. Nghiên cứu xói mòn đất và hiện tượng xói mòn đất trên đất dốc tại Việt Nam 8 
1.2. Đặc điểm tự nhiên và điều kiện kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu ................... 14 
 1.2.1. Đặc điểm tự nhiên ........................................................................................... 14 
 1.2.2. Hiện trạng tài nguyên đất và sử dụng đất ....................................................... 18 
 1.2.3. Xói mòn và các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn .............................................. 26 
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 29 
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................... 29 
2.2. Phạm vi thực hiện ................................................................................................. 29 
2.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 29 
 2.3.1. Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu ........................................ 29 
 2.3.2. Phương pháp xây dựng các bản đồ chuyên đề ............................................... 30 
 2.3.3. Lựa chọn Kịch bản Biến đổi khí hậu ............................................................... 35 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 41 
3.1. Phân tích xu thế mưa hiện tại và diễn biến trong tương lai ............................. 41 
 3.1.1. Lượng mưa năm .............................................................................................. 41 
 3.1.2. Lượng mưa theo tháng, theo mùa ................................................................... 43 
 3.1.3. Kịch bản biến đổi khí hậu tại khu vực nghiên cứu .......................................... 54 
3.2. Xây dựng bản đồ nguy cơ xói mòn đất ............................................................... 57 
 3.2.1. Bản đồ hệ số xói mòn đất do mưa (R) ............................................................. 57 
 3.2.2. Bản đồ hệ số K ................................................................................................ 60 
 3.2.3. Bản đồ hệ số LS ............................................................................................... 61 
 3.2.4. Bản đồ hệ số xói mòn do biện pháp canh tác và quản lý (C*P) ..................... 63 
 3.2.5. Bản đồ nguy cơ xói mòn đất ............................................................................ 63 
 3.2.6. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu xói mòn đất ............................................... 69 
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 73 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 74 
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 79 
 DANH MỤC CÁC BẢNG 
Bảng 1. Diện tích của các lục địa ............................................................................................... 3 
Bảng 2. Các loại đất không sử dụng được cho nông nghiệp ...................................................... 4 
Bảng 3. Tỉ lệ % đất tự nhiên và đất nông nghiệp trên thế giới .................................................. 5 
Bảng 4. Ước tính diện tích đất thoái hóa phần đất liền (triệu km2) ........................................... 6 
Bảng 5. Ước tính diện tích đất thoái hóa do các nguyên nhân và mức độ khác nhau ............... 7 
Bảng 6. Các kiểu thoái hóa đất và nguyên nhân (triệu ha) ........................................................ 7 
Bảng 7. Ảnh hưởng của biện pháp sử dụng đất đến lượng đất mất ở đất dốc (15 – 25o) ........ 11 
Bảng 8. Phân loại mức độ ảnh hưởng từ biện pháp sử dụng đất ............................................. 13 
Bảng 9. Sự giảm năng suất lúa nương theo thời gian do xói mòn đất ..................................... 14 
Bảng 10. Phân bố nhóm đất trong khu vực .............................................................................. 19 
Bảng 11. Hiện trạng sử dụng đất các tỉnh Lai Châu – Điện Biên – Sơn La ............................ 24 
Bảng 12. Mối quan hệ giữa hệ số K và thành phần cơ giới ..................................................... 32 
Bảng 13. Tổng hợp diện tích theo độ cao được tính từ mô hình DEM..................................... 33 
Bảng 14. Kịch bản lượng mưa vùng Tây Bắc ........................................................................... 37 
Bảng 15. Kịch bản phát thải trung bình B2 về lượng mưa tại Việt Nam ................................. 37 
Bảng 16. Mức thay đổi lượng mưa năm (%) so với thời kỳ 1980-1999 theo ........................... 40 
Bảng 17. Kịch bản BĐKH phát thải trung bình B2 về lượng mưa năm so với năm 1980-1999 
tại khu vực nghiên cứu (Đơn vị: %) ......................................................................................... 54 
Bảng 18. Kịch bản BĐKH phát thải trung bình B2 về lượng mưa theo mùa tại khu vực nghiên 
cứu ............................................................................................................................................ 56 
Bảng 19. Tổng hợp diện tích theo độ dốc vùng nghiên cứu ..................................................... 61 
Bảng 20. Tổng hợp diện tích theo yếu tố địa hình LS vùng nghiên cứu ................................... 62 
Bảng 21. Lượng xói mòn đất hiện tại tại khu vực nghiên cứu .................................................. 64 
Bảng 22. Lượng xói mòn đất hiện tại tại khu vực nghiên cứu .................................................. 67 
 DANH MỤC CÁC HÌNH 
Hı̀nh 1. Xói mòn đất tại Việt Nam [22] .................................................................................... 12 
Hı̀nh 2. Biểu đồ sự phụ thuộc lượng đất mất vào độ dốc [22] ................................................. 13 
Hı̀nh 3. Vị trí vùng nghiên cứu ................................................................................................. 15 
Hı̀nh 4. Diễn biến lượng mưa năm giai đoạn 1980-2015 tại 3 tỉnh Lai Châu – Điện Biên – 
Sơn La ....................................................................................................................................... 42 
Hı̀nh 5. Diễn biến lượng mưa năm giai đoạn 1980-2015 tại 3 tỉnh Lai Châu – Điện Biên – 
Sơn La ....................................................................................................................................... 43 
Hı̀nh 6. Diễn biến mưa tháng I tại các trạm khu vực Sơn La ................................................... 44 
Hı̀nh 7. Diễn biến mưa tháng II tại các trạm khu vực Điện Biên ............................................. 44 
Hı̀nh 8. Diễn biến mưa tháng III tại các trạm khu vực Sơn La ................................................ 45 
Hı̀nh 9. Diễn biến mưa tháng IV tại các trạm khu vực Lai Châu ............................................. 45 
Hı̀nh 10. Diễn biến mưa tháng V tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La ............................. 45 
Hı̀nh 11. Diễn biến mua tháng VI tại các trạm khu vực Lai Châu ........................................... 46 
Hı̀nh 12. Diễn biến mưa tháng VII tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La .......................... 46 
Hı̀nh 13. Diễn biến mưa tháng VIII tại các trạm khu vực Điện Biên ....................................... 47 
Hı̀nh 14. Diễn biến mưa tháng IX tại các trạm khu vực Lai Châu ........................................... 47 
Hı̀nh 15. Diễn biến mưa tháng X tại các trạm khu vực Sơn La ................................................ 48 
Hı̀nh 16. Diễn biến mưa tháng XII tại các trạm khu vực Lai Châu – Sơn La .......................... 48 
Hı̀nh 17. Diễn biến mưa theo mùa Đông tại khu vực ............................................................... 49 
Hı̀nh 18. Diễn biến mưa theo mùa Xuân tại khu vực ............................................................... 50 
Hı̀nh 19. Diễn biến mưa theo Mùa Hè tại khu vực Lai Châu – Điện Biên – Sơn La ............... 51 
Hı̀nh 20. Diễn biến mưa theo Mùa Thu tại khu vực ................................................................. 52 
Hı̀nh 21. Diễn biến Mưa theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình tại ................................ 55 
Hı̀nh 22. Bản đồ Hệ số R hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu ................................................... 58 
Hı̀nh 23. Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình ...................................... 58 
Hı̀nh 24. Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình ...................................... 59 
Hı̀nh 25. Bản đồ Hệ số R theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình ...................................... 59 
Hı̀nh 26. Bản đồ Hệ số K hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu .................................................. 60 
Hı̀nh 27. Bản đồ Hệ số LS hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu ................................................. 62 
Hı̀nh 28. Bản đồ xói mòn đất hiện tại thuộc khu vực nghiên cứu ............................................ 64 
Hı̀nh 29. Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2030 ..... 66 
Hı̀nh 30. Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2050 ..... 66 
Hı̀nh 31. Bản đồ xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH B2 tại khu vực nghiên cứu năm 2100 ..... 67 
Hı̀nh 32. Xu thế xói mòn đất theo Kịch bản BĐKH phát thải trung bình ................................ 68 
 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 
ARS Trung tâm dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp Mỹ 
BĐKH Biến đổi khí hậu 
DEM Mô hı̀nh số độ cao (Digital Elevation Model) 
FAO Tổ chức lương thực Thế giới 
GDP Tổng sản phẩm nội địa 
GIS Hệ thống thô ng tin điạ lý (Geographic Information System) 
LHQ Liên hợp quốc 
 Ban Liê n Chı́nh phủ về biến đổi khı́ hậ u (Intergovernmental Panel on 
IPCC 
 Climate Change) 
KTTV Khí tượng thuỷ văn 
MONRE Bộ Tài nguyên và Môi trường 
 Chương trình Môi trường Liên Hiệp Quốc (United Nations Environment 
UNEP 
 Programme) 
 Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United 
UNESCO 
 Nations Educational Scientific and Cultural Organization) 
 Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu (United Nations 
UNFCCC 
 Framework Convention on Climate Change) 
USLE Phương trình mất đất phổ dụng 
XTNĐ Xoáy thuận nhiệt đới 
 MỞ ĐẦU 
 Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và là yếu tố mang 
tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và các sinh vật trên trái đất. Đất 
đai là một tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người. Tuy nhiên, hiện nay 
quỹ đất ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng, một trong những nguyên nhân chính là 
xói mòn đất. Quá trình xói mòn đất mặt của đất canh tác có tốc độ lớn hơn sự đổi mới 
thành lập tầng đất mặt, phần lớn tầng đất mặt bị rửa trôi được đưa vào sông hồ, đại 
dương; người ta ước tính trên thế giới có khoảng 7% lớp đất mặt của đất canh tác bị 
rửa trôi trong một chu kỳ là 10 năm (FAO, 2007) 
 Trước tình trạng này, để đủ lương thực nuôi sống nhân loại ngày càng tăng, con 
người đã phải sử dụng lượng phân bón tăng gấp 9 lần, thủy lợi tăng gấp 3 lần trong các 
thập niên từ 1950 - 1987, điều này tạm thời đã che dấu được sự suy thoái đất. Tuy 
nhiên, trên thực tế phân bón không đủ chất để làm phục hồi lại độ phì nhiêu của đất 
như đất tự nhiên được vì có những chất không thể tổng hợp được bằng phương pháp 
hóa học, điều nầy chứng tỏ nguồn tài nguyên này càng cạn kiệt hơn (FAO, 2007) 
 Tỉ lệ xói mòn đất thay đổi tùy theo địa hình, sự kết cấu của đất, tác động của 
mưa, sức gió, dòng chảy và đối tượng canh tác. Quá trình xói mòn đất do hoạt động 
của con người xảy ra rất nhanh ở các quốc gia như Ấn Ðộ, Trung Quốc, Liên Xô và 
Hoa Kỳ, tính chung các quốc gia này sản xuất hơn 50% số lương thực trên thế giới và 
dân số cũng chiếm 50% dân số thế giới. Ở Trung Quốc, theo báo cáo hàng năm mặt 
đất bị bào mòn trung bình 40 tấn cho mỗi ha, trong cả nước có 34% diện tích đất bị 
bào mòn khốc liệt và làm cho các con sông chứa đầy phù sa. Ở Ấn Ðộ, sự xói mòn đất 
làm sông bị lấp đầy bùn là một vấn đề nghiêm trọng xảy ra ở đây, trong cả nước có 
khoảng 25% diện tích đất bị bào mòn mạnh. Ở Liên Xô, theo ước tính của The 
Worldwatch Institute là có diện tích đất canh tác lớn nhất và có tầng đất mặt bị xói 
mòn nhiều nhất thế giới (Miller, 1988). 
 Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm và có lượng mưa tương đối lớn (từ 1.800 
mm - 2.000 mm) nhưng lại phân bố không đều và tập trung chủ yếu trong các tháng 
 1