Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Phân cấp đầu nguồn và đề xuất một số giải pháp sử dụng đất hợp lý cho quy hoạch sử dụng đất cấp bản tại khu vực suối Mẻn, bản Na Sa Kang, huyện Sầm Nưa, tỉnh Hủa Phăn nước CHDCND Lào

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài thực hiện phân cấp đầu nguồn nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên đất, nước và rừng góp phần phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất ở cấp vi mô (bản, xã) của nước CHDCND Lào. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Phân cấp đầu nguồn và đề xuất một số giải pháp sử dụng đất hợp lý cho quy hoạch sử dụng đất cấp bản tại khu vực suối Mẻn, bản Na Sa Kang, huyện Sầm Nưa, tỉnh Hủa Phăn nước CHDCND Lào

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O Bé N¤NG NGHIÖP Vµ PTNT Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp ******o0o***** Vi Lay Ph«ng V¤NG KH¡M PAN Ph©n cÊp ®Çu nguån vµ ®Ò xuÊt mét sè gi¶i ph¸p sö dông ®Êt hîp lý cho quy ho¹ch sö dông ®Êt cÊp b¶n t¹i khu vùc suèi mÎn, b¶n Na Sa Kang, huyÖn xÇm N-a, tØnh Hña Ph¨n n-íc CHDCND Lµo Chuyªn ngµnh: L©m häc M· sè: 60.62.60 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Ng-êi h-íng dÉn khoa häc : PGS.TS Hoµng Kim Ngò Hµ T©y, 2007
Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O Bé N¤NG NGHIÖP Vµ PTNT Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp ******o0o***** Vi Lay Ph«ng V¤NG KH¡M PAN Ph©n cÊp ®Çu nguån vµ ®Ò xuÊt mét sè gi¶i ph¸p sö dông ®Êt hîp lý cho quy ho¹ch sö dông ®Êt cÊp b¶n t¹i khu vùc suèi mÎn, b¶n Na Sa Kang, huyÖn SÇm N-a, tØnh Hña Ph¨n n-íc CHDCND Lµo LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Hµ T©y, 2007
Lêi c¶m ¬n §Ó hoµn thµnh b¶n luËn v¨n th¹c sü nµy, t«i ®· nhËn ®-îc nhiÒu sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy c« gi¸o h-íng dÉn khoa häc, c¸c nhµ khoa häc, c¸c ®ång nghiÖp, Khoa L©m häc, Khoa Sau ®¹i häc – Tr-êng §¹i häc l©m nghiÖp, UBND, Phßng lâm nghiệp, phßng khÝ t-îng thuû v¨n huyÖn XÇm N-a, tØnh Hña Ph¨n n-íc CHDCND Lµo vµ c¸c ®Þa ph-¬ng n¬i t«i thùc hiÖn nghiªn cøu. Tr-íc tiªn, t«i xin ®Æc biÖt c¶m ¬n PGS.TS. Hoµng Kim Ngò lµ ng-êi h-íng dÉn khoa häc ®· tËn t×nh h-íng dÉn t«i trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n TS. Ph¹m V¨n §iÓn ®· ®ãng gãp c¸c ý kiÕn quý b¸u cho b¶n luËn v¨n, cung cÊp tµi liÖu vµ gióp ®ì t«i trong qu¸ tr×nh thu thËp sè liÖu t¹i hiÖn tr-êng. T«i còng xin c¶m ¬n Khoa Sau ®¹i häc ®· t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho t«i trong qu¸ tr×nh häc tËp vµ hoµn thµnh luËn v¨n th¹c sü. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n UBND, Phßng lâm nghiệp, phßng khÝ t-îng thuû v¨n huyÖn XÇm N-a, tØnh Hña Ph¨n n-íc CHDCND Lµo, UBND nh©n d©n c¸c b¶n trong khu vùc suèi MÎn ®· t¹o ®iÒu kiÖn, cung cÊp th«ng tin vµ sè liÖu gióp t«i hoµn thµnh b¶n luËn v¨n th¹c sü nµy. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n! T¸c gi¶
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Là một tỉnh thuộc vùng Đông Bắc CHDCND Lào, thượng nguồn của con sông Nặm Mà và suối Mẻn, Hủa Phăn có vị trí, vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ và phát triển bền vững cho vùng Đông Bắc của Tổ Quốc. Vùng đầu nguồn có vai trò quan trọng trong việc phòng tránh thiên tai như lũ lụt, hạn hán, xói mòn… của vùng thượng nguồn đặc biệt là trong công tác phòng hộ đầu nguồn. Nó được coi là một trong những nhân tố quan trọng góp phần bảo vệ cho sự bình yên và phồn thịnh của dân tộc. Vùng đầu nguồn suối Mẻn là một hệ thống kinh tế - sinh thái phức tạp do 3 hệ thống con tạo thành, gồm hệ thống sinh thái, hệ thống kinh tế, hệ thống xã hội. Do sự tồn tại của điều kiện sinh thái tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội có tính chất tiểu khu vực và sự khác biệt khá rõ nét về mặt kết cấu, chức năng, công dụng, về đặc điểm ranh giới của hệ thống. Điều đó đặt ra yêu cầu cần phân chia vùng đầu nguồn thành các đơn vị nhỏ hơn, đồng nhất hơn để tạo thuận lợi cho việc quản lý và việc quy hoạch sử dụng đất trong khu vực. Các thảm thực vật vùng đầu nguồn phân bố theo không gian, thời gian và là những vùng có độ dốc cao, nên đây cũng là những vùng có tiềm năng xói mòn mạnh và nguy cơ khô hạn cao, chúng làm cho đất đai bị thoái hoá và không còn sức sản xuất. Phân cấp đầu nguồn làm cơ sở đề xuất những giải pháp quy hoạch sử dụng đất hợp lý và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên trong vùng, đồng thời xây dựng cơ sở khoa học để hoàn thiện công nghệ phân cấp đầu nguồn vi mô. Đây là những yêu cầu cấp thiết cả về mặt lý luận và thực tiễn cho quản lý lưu vực, quản lý bền vững tài nguyên thiên nhiên vùng đầu nguồn. Vì vậy, nghiên cứu phân cấp đầu và xây dựng giải pháp sử dụng đất hợp lý đầu nguồn lưu vực suối Mẻn là rất cần thiết, mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Thực trạng hiện nay, vùng đầu nguồn suối Mẻn đang đứng trước những thách thức rất lớn về vấn đề môi trường sinh thái. Để giải quyết tình trạng đó, vấn đề đặt ra là phải có biện pháp quy hoạch lại toàn bộ khu vực, đồng thời đề ra những giải pháp và quyết sách cụ thể để bảo vệ, phát triển tài nguyên rừng và phân bổ đất đai cho sản xuất nông lâm nghiệp một cách hợp lý với mục tiêu tận dụng tối đa mọi
2 tiềm năng về điều kiện tự nhiên, tài nguyên, sức lao động nhằm phục vụ cho sự phát triển toàn vẹn, lâu dài và bền vững. Muốn quá trình quy hoạch sử dụng đất được diễn ra thuận lợi, trước tiên ta phải tiến hành phân cấp đầu nguồn, có nghĩa là phân cấp toàn bộ lưu vực suối Mẻn thành các cấp khác nhau như là một sự mô tả khả năng và các nguy cơ xói mòn đất theo đặc điểm tiềm năng địa hình, dựa vào các đặc trưng địa lý và môi trường của khu vực. Đặc biệt quan tâm đến quá trình suy thoái đất và nước cũng như các biện pháp ngăn chặn chúng thông qua việc sử dụng đất thích hợp. Từ đó lập bản đồ phân cấp đầu nguồn, đây là một bức tranh hai chiều về cấp đầu nguồn của toàn bộ lưu vực suối Mẻn. Nó thể hiện được sự phân bố địa lý của các cấp đầu nguồn khác nhau thông qua cách sử dụng màu. Xuất phát từ những lý do trên và mong muốn là góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học và xây dựng tiêu chí phân cấp đầu nguồn cho lưu vực suối Mẻn tôi ®· thùc hiện đề tài “Phân cấp đầu nguồn và đề xuất một số giải pháp sử dụng đất hợp lý cho quy hoạch sử dụng đất cấp bản tại khu vực suối Mẻn, bản Na Sa Kang, huyện Sầm Nưa, tỉnh Hủa Phăn nước CHDCND Lào”.
3 Phần I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Khái niệm phân cấp đầu nguồn. Phân cấp đầu nguồn là phân chia diện tích vùng đầu nguồn thành các cấp khác nhau như là một sự mô tả về các nguy cơ xói mòn đất theo đặc điểm địa hình dựa vào các đặc trưng địa lý và môi trường của chúng. Phân cấp đầu nguồn tập trung vào quá trình suy thoái đất và nước cũng như các biện pháp ngăn chặn chúng thông qua việc sử dụng đất thích hợp. Cấp đầu nguồn là tập hợp các khu vực cảnh quan có những đặc trưng nhất định về địa lý, địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu thuỷ văn, và kinh tế xã hội. Mỗi cấp đầu nguồn thích hợp cho một kiểu sử dụng đất đặc trưng. Phân cấp đầu nguồn là công việc chuyên môn, cụ thể là phân chia hệ thống đầu nguồn ra thành các cấp khác nhau, trong mỗi một cấp đầu nguồn có những đặc trưng tương đối ®ång nhất về điều kiện vị trí, đặc điểm đia hình và tài nguyên thiên nhiên cũng như hệ thống canh tác nhằm mục đích quản lý bền vững tài nguyên và phát triển kinh tế xã hội trên từng cấp đầu nguồn ấy và rộng hơn là toàn bộ hệ thống đầu nguồn. Như vậy, kết quả của phân cấp hệ thống đầu nguồn là phân chia hệ thống đầu nguồn ra những vùng tương đối đồng nhất để quản lý bền vững tài nguyên đất đai, tài nguyên nước, tài nguyên rừng và các tài nguyên khác. Trên cơ sở đó quy hoạch và quản lý sẽ được tiến hành trên những vùng đồng nhất hơn, đơn giản hơn. Như vậy, xây dựng cở sở hạ tầng, phát triển hệ thống canh tác và quản lý tài nguyên trên hệ thống đầu nguồn sẽ bảo đảm bền vững hơn. Trên cơ sở phân cấp đầu nguồn chúng ta xác định cấp đầu nguồn cho từng vị trí của vùng đầu nguồn, tô màu hoặc nối liền các vị trí có cùng cấp với nhau ta sÏ được bản đồ phân vùng đầu nguồn. Trong mỗi diện tích đó có sự đồng nhất nhất định về tiềm năng xói mòn, điều kiện tự nhiên và có những biện pháp ứng xử tương đối giống nhau phục vụ nhu cầu của phát triển bề vững. Về mặt thực tiễn, phân cấp đầu nguồn là cơ sở để đánh giá tiềm năng của đất đai cho sản xuất nông lâm nghiệp, là cơ sở khoa học cho quy hoạch sử dụng đất bền vững và là cơ sở cho các cơ quan nhà nước hướng dẫn, kiểm tra giám sát việc sử dụng đất đai, tài nguyên, theo nhu cầu của phát triển bền vững. Bản đồ phân cấp
4 đầu nguồn là một công cụ quan trọng, giúp quản lý bền vững hệ thống đầu nguồn, cụ thể hơn là quản lý tài nguyên thiên nhiên mà con người được đặt ở vị trí trung tâm. Như vậy, phân cấp đầu nguồn cho phép xác định vị trí của những vùng rủi ro có liên quan đến sử dụng đất. Trong phạm vi rộng lớn hơn, mục tiêu quan trọng nhất của phân cấp đầu nguồn là góp phần phục vụ cho việc sử dụng bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên nhằm mang lại lợi ích cho người dân sống trong vùng đầu nguồn và toàn xã hội. 1.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Về phân cấp đầu nguồn - Vào những năm 1960, GS.TS. Davide Wordrige đã xây dựng một phương trình phân cấp đầu nguồn có dạng: Yi=A0+A 1 X1+A 2X 2+…….A nXn Trong đó: Yi: Giá trị cấp đầu nguồn A0-An : Hằng số thay đổi theo vùng X1-Xn: Các nhân tố tự nhiên. Ai: Các hệ số biến đổi theo vùng. Cùng với đó, tác giả xây dựng thang giá trị đầu nguồn biến thiên từ 0.0 (cực tiểu) tới 5.5 (cực đại) trong sự phụ thuộc vào mức độ chia cắt của địa hình và dạng đất, và chia vùng đầu nguồn ra thành 10 cấp. Mỗi cấp ứng với một khoảng giá trị đầu nguồn nhất định. Tuy nhiên, khi áp dụng vào thời điểm mới, thì các đặc trưng vÒ dạng đất và địa hình được điều chỉnh cho phù hợp với quy mô phân cấp, đặc điểm địa hình và dạng đất nơi phân cấp.v.v. Từ năm 1980 đến năm 1990 phương pháp này được áp dụng vào phân cấp đầu nguồn cho Thái Lan. Sau đó đến năm 1996 phương pháp này lại được phát triển để phân cấp đầu nguồn vùng hạ lưu sông Mê Công. - Năm 1979 phương pháp Raster đã được áp dụng lần đầu tiên vào phân cấp đầu nguồn ở Thái Lan nhờ GS.TS. Davide Wordrige. Dự án phân cấp đầu ở Thái Lan được triển khai để chống lại sự suy giảm độ che phủ rừng gây ra do việc gia tăng các nhu cầu làm ảnh hưởng đến tài nguyên đất trong những thập kỳ qua. Theo phương pháp này người ta chia lãnh thổ Thái Lan thành những ô vuông có diện tích
5 bằng nhau (1 km2). Gía trị cấp đầu nguồn, các biến số được các nhà nghiên cứu xác định cho từng ô vuông trên toàn diện tích lãnh thổ Thái Lan. Bước tiếp theo là xây dựng phương trình cơ bản phân cấp đầu nguồn sau đó nội suy sẽ tính được giá trị của cấp đầu nguồn cho từng ô. Năm biến số được lựa chọn để xây dựng phương trình phân cấp đầu nguồn ở Thái Lan gồm có: độ dốc, dạng đất, độ cao, đất và địa chất. Phương trình phân cấp đầu nguồn có dạng như sau: WSC = a + b(X1)+ c (X2) + d (X3) + e (X4) + f (X5) Trong đó: a, b, c, d, e, f, là các biến số thay đổi theo vùng X1 là độ dốc, X2 là dạng đất, X3 là độ cao, X4 là địa chất, X5 là đất WSC (Yi) là giá trị cấp đầu nguồn. Kết quả là trong phân cấp đầu nguồn ở Thái Lan, các chuyên gia đã chia toàn bộ lãnh thổ Thái Lan ra thành 5 cấp với các giá trị của cấp đầu nguồn cụ thể(Yi), mỗi cấp có các đặc điểm đặc trưng cho 1 kiểu sử dụng đất. Đó là: + Cấp (1) Rừng phòng hộ: Đây là kiểu sử dụng đất với việc duy trì rừng tự nhiên với những cấu trúc tự nhiên của nó. Ở cấp này rừng gần như không có tác động của con người trừ việc bảo vệ khỏi lửa và những tác động xâm hại trái phép vào rừng. + Cấp (2) Rừng sản xuất: Đây là kỉeu ssử dụng đất với việc xây dựng, duy trì và phát triển rừng bằng các phục hồi tự nhiên hoặc là trồng rừng, việc khai thác gỗ thườngphải giới hạn trong những quy định của luật pháp để bảo vệ đất và bảo vệ nguồn nước. + Cấp (3) Đất vườn cây ăn quả và nông lâm kết hợp: Đây là kiểu sử dụng đất ở nơi đất cao, dốc vừa phải với việc xây dựng những vườn cây công nghiệp, vườn cây ăn quả và cũng có thể chăn thả súc vật hay canh tác them một vài loài cây nông nghiệp khi có biện pháp bảo vệ đất. + Cấp (4) Đất nông nghiệp vùng cao: Đây là kiểu sử dụng đất ở nơi có độ dốc nhỏ nhưng thiếu nước với các loài cây nông nghiệp theo hàng, cây ăn quả và chăn thả súc vật, ít cần các biện pháp bảo vệ đất.
6 + Cấp (5): Đất nông nghiệp vùng thấp: Đây là kiểu sử dụng đất ở nơi bằng phẳng với hệ thống ruộng nước hoặc hệ thống canh tác khác mà không cần có biện pháp bảo vệ đất. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp Raster thường mắc sai số về mặt địa lý, sự không đồng nhất về các điều kiện tự nhiên trong ô và phương pháp này là không linh hoạt. - Dự án phân cấp đầu nguồn hạ lưu sông Mê Công được thực hiện ở 3 nước Đông dương (Lào, Việt Nam và Căm Pu Chia), được triển khai vào năm 1990 do Ban thư ký Uỷ hội sông Mê Công (MRC) thực hiện, với sự tài trợ của cơ quan hợp tác và phát triển Thuỷ sỹ. Mục tiêu của dự án là xây dựng một bộ dữ liệu hoàn chỉnh để tạo ra một hệ thống phân cấp đầu nguồn và sản xuất ra các bản đồ WCS cho toàn vùng hạ lưu sông Mê Công. Dự án được thiết kế trên cơ sở phương pháp đã áp dụng ở Thái Lan. Những thay đổi chủ yếu là phương pháp xây dựng mô hình hoá địa hình (DTM) là sử dụng ô vuông 50 x 50 m. Phương trình WSC được áp dụng cho phân cấp đầu nguồn ở hạ lưu sông Mê Công có dạng như sau: WSC = a + b (độ dốc) + c (dạng đất) + d (độ cao) Trong đó các hệ số như: a = 1.107 ; b = -0.035; c = 0.163; d = -0.002 1.2.2.Về phòng hộ và chống xói mòn Phòng hộ và xói mòn là yếu tố cần nghiên cứu song song, thực chất việc nghiên cứu chống xói mòn là nội dung rất quan trọng trong năng lực phòng hộ của rừng, đặc biệt là khu vực mái chảy trực tiếp xuống long hồ. Theo FAO, thì hiện nay con người đang sử dụng khoảng 1,4 tỷ ha đất để sản xuất nông nhiệp, (chiếm tới 10% diện tích đất nổi trên hành tinh) trong đó có khoảng 27,3% thường xuyên chịu tác hại của xói mòn và hàng năm phải bỏ đi trên dưới 10 triệu ha đất do thoái hoá bạc màu. Trong khoảng 2.5-3 tỷ ha đất có khả năng sử dụng vào sản xuất nông nghiệp thì 80% là đất đồi núi, cao nguyên, hoang mạc và bán sa mạc. Mới một thế kỷ trở lại đây 3/7.2 tỷ ha ha rừng của hành tinh bị chặt phá, và do đó diện tích canh tác cũng bị thu hẹp lai 25%; Riêng nạn xói mòn đã phá huỷ 430 triệu ha đất trồng trọt ở các nước đang phát triển. Nhiều nước tiên tiến
7 hiện nay coi xói mòn là Quốc nạn vì nó đã và đang gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp . Đã có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng và tác động của mưa tới xói mòn đất. Các công trình nghiên cứu của Hudson H. (1971), Zakharop P.X.(1981), đã nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hạt mưa, cường độ mưa, phân bố mưa tới xói mòn đất.Tiếp theo là các yếu tố độ dốc, chiều dài sườn dốc, loại đất, lớp phủ thực bì cũng được nghiên cứu và công bố rộng rãi ở nhiều công trình khoa học của Smith D.D và Wischmeier W.H (1957) , Ching J.G của Giacomin(1992). Các nhiên cứu trên đã xây dựng được các phương trình giúp lượng hoá các yếu tố riêng rẽ ảnh hưởng tới xói mòn và định lượng được sự xói mòn đất thông qua của hệ thông tin địa lý (GIS). Hiện nay, phương trình dự báo xói mòn của Wischmeier W.H-Smith D.D đã được thừa nhận và ứng dụng rộng rãi ở khắp nơi. Với một lịch sử phát triển lâu dài, phương trình đã biểu thị được mối quan hệ giữa xói mòn và các yếu tố riêng rẽ như mưa, độ dốc, chiều dài sườn dốc, tíh chất đất và các dạng thực vật che phủ. Theo Wischmeier thì ý tưởng đầu tiên biểu thị xói mòn đất về định lượng là do V.A. Sing (1940 đưa ra khi tìm cách xác định ảnh hưởng của chiều dài sườn dốc và độ dốc tới xói mòn đất. Sau đó Smith (1941) đã xác định lượng đất xói mòn cho phép và lần đầu tiên đã đánh giá nhân tố cây trồng (C) tới xói mòn đất. Hornor WW (1942) cùng với các cộng tác viên ở Bang Iowa, Mỹ đã nhiên cứu tính xói mòn của các loại đất (k) và ảnh hưởng của các phương thức luân canh cùng với phương pháp trồng cây tới ảnh hưởng của xói mòn. Cũng trong thời gian này, một ban nghiên cứu xói mòn được thành lập để khái quát những số liệu đã tích luỹ được từ trước cũng như thông tin về tác động bắn toé của hạt mưa và lần đầu tiên yếu tố mưa được đề cập tới. Ở đây hang loạt các biến lượng được đánh giá lại theo phương pháp hoàn toàn mới và đưa ra phương trình định lượng xói mòn với tên gọi là “Phương trình độ dốc và thực tiễn canh tác” hoặc theo tên gọi của trưởng ban nghiên cứu xói mòn là “Phương trình Musragve” Phương trình có dạng: E=TxSxLxPxMxR Trong đó: T là loại đất, S là độ dốc, L là chiều dài sườn dốc, P là thực tiễn canh tác, M là chắn cát cơ giới và R là lượng mưa.
8 Phương trình này được cơ quan bảo vệ đất sử dụng trong khoảng 10 năm thì Wischmeier W.H-Smith D.D đã tổng hợp toàn bộ số liệu mà các trạm thí nghiệm tích luỹ được và các cộng tác viên trường Đại học Pardiu đưa ra, các tác giả đã công bố phương trình định lượng xói mòn mang tên “Phương trình xói mòn phổ dụng của Wischmeier W.H-Smith D.D” viết tắt là USLE. Việc xác định lượng đất xói mòn theo phương trình mất đất phổ dụng của Wischmeier WH-Smith D.D được tiến hành thiết kế với khu ruộng chuẩn dài 22,6 m là đặc trưng nhất, thuận lợi nhất cho các ô thí nghiệm c diện tích 45m2 ở các trạm chuyên đo lượng đất xói mòn. Như vậy, khu ruộng chuẩn được hình thành trong lịch sử mà không mang ý nghĩa chuyên dung nào cả. Do vậy, trong thực tế kích thước ô thí nghiệm có thể thiết kế một cách linh động tuỳ theo tình hình cụ thể. Phương trình Wischmeier W.H-Smith D.D đã tách biệt được các yếu tố tổng hợp gây xói mòn dưới dạng một tích số, trong đó tác giả đã đưa vào phương trình 2 đối tượng rất cơ bản của nông lâm nghiệp là đất (hệ số K) và cây trồng (hệ số C) luôn luôn gắn chặt với tác động của các biện pháp chống xói mòn đất (hệ số P). Mỗi đại lượng đó được biểu thị bằng các thông số cơ bản mà trong thực tế đều có thể xác định được. Như vậy, trong mô hình của Wischmeier W.H-Smith D.D chỉ có 2 giá trị C và P được xây dựng từ hệ thống thực nghiệm, còn L và S thay đổi theo điều kiện địa hình. Đây là phương trình đã và đang áp dụng rộng rãi trong nông nghiệp ở nhiều nước trên thế giới, cho kết quả khả quan. 1.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 1.3.1. Về phân cấp đầu nguồn Ở Việt Nam, vấn đề phân cấp đâu nguồn mới chỉ được chú trọng trong những năm gần đây và đa số các nhà nghiên cứu thực hiện công tác này thông qua nghiên cứu phân cấp xói mòn. Hiện nay nghiên cứu phân cấp đầu nguồn được đặt ra như môt nhu cầu cấp bách và đang được quan tâm của nhiều nhà khoa học trong ngành lâm nghiệp. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc sử dụng công nghệ thông tin, cụ thể là GIS vào phân cấp đầu nguồn đã đem lại nhiều kết quả khả quan. Sự kết hợp giữa GIS và nghiên cứu kinh tế sinh thái có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên và phát triển kinh tế xã hội. Phân cấp đầu nguồn là cơ sở
9 để quy hoạch, khai thác, bảo tồn và phát triển tài nguyên đất cũng như quản lý rừng một cách hợp lý. Từ đó đề xuất các giải pháp quản lý một cách bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên, điều tiết nguồn nước, hạn chế xói mòn đất và bảo vệ môi trường, chống ô nhiễm nguồn nước. Phương pháp phân cấp đầu nguồn đầu tiên đã được áp dụng ở Việt Nam theo phương pháp truyền thống. Năm 1991, bộ Lâm Nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam đã ban hành Quy phạm QPN-13-91 về phân cấp đầu nguồn. Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các loại bản đồ như: độ cao, độ dốc, đất, lượng mưa và bản đồ xâm thực đều đã được chia ra các cấp khác nhau nhằm mục đích phân cấp hệ thống đầu nguồn. Tất cả các lớp thông tin nêu trên đã được chồng lên nhau và dựa trên yêu cầu thực tế cũng như quy định của Nhà nước để phân chia vùng đầu nguồn ra làm các cấp khác nhau. Kết quả của sự phân cấp hệ thống đầu nguồn bằng phương pháp này là khu vực đầu nguồn được chia ra làm 3 cấp như: + Cấp 1 là vùng rất xung yếu. + Cấp 2 là vùng xung yếu. + Cấp 3 là vùng ít xung yếu. Tuy nhiên việc ứng dụng khoa học, công nghệ vào phân cấp đầu nguồn ở đây vẫn còn nhiều hạn chế như chưa ứng dụng được công nghệ thông tin v.v. Chính vì vậy nên bản đồ phân cấp phòng hộ còn thiếu khách quan, chưa phù hợp thực tế với điều kiện kinh tế xã hội hiện tại. Năm 1990, Viện điều tra quy hoạch rừng đề xuất phương pháp phân cấp đầu nguồn và được áp dụng trong chương trình 327. Bằng việc áp dụng phương pháp này đã rà soát lại việc phân cấp đầu nguồn các dự án trong chương trình 327. Bản chất của phương pháp phân cấp đầu nguồn này là dựa trên tương quan tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng quan trọng, quyết định đến xói mòn vùng xung yếu thông qua mô hình: PH1=DELTA H0,5 x DOC0,75 x MUA1,5 Trong đó: DELTA H là độ chênh cao địa hình trong mỗi lưu vực cấp 3, là hiệu số giữa độ cao của điểm đang xét với độ cao thấp nhất. DOC là độ dốc trung bình của bề mặt địa hình tại điểm đang xét.
10 MUA là lượng mưa trung bình năm (mm). Sau khi căn cứ vào các nhân tố bổ sung ngoài 3 yếu tố trên từ mỗi nhân tố để hiệu chỉnh việc phân cấp và phân tổ với cự ly thích hợp. Tuy nhiên, phương pháp phân cấp này chưa tính đến tính chất đặc thù của vùng trên địa hình đầu nguồn vì các tham số của phương trình không thay đổi, nhân tố đất khá quan trọng đối với xói mòn nhưng thang bậc phân chia các nhóm chưa cụ thể. Mặt khác, việc lấy đơn vị tiểu khu với diện tích 100 ha, quyết định gộp vào một cấp đầu nguồn cụ thể là sai lầm vì thực tế diện tích tối thiểu cần biểu hiện nhỏ hơn. Năm 1991, các nhà khoa học Việt Nam như: Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Xuân Quát, Vũ Đình Phương đã phát triển và ứng dụng phương pháp cho điểm của các nước Đông Âu vào quy hoạch thiết kế lưu vực phòng hộ, xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, rừng chống sóng gió ven biển. Các tác giả đã nghiên cứu xây dựng thang phân loại cho các tiêu chí trên các bản đồ. Phương pháp phân cấp này dựa trên việc cho điểm các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất và dòng chảy, thang điểm cho từng nhân tố có thể dao động từ 1 đến 10 hoặc hơn. Các nhân tố tự nhiên ảnh hưởng tới mức xung yếu đầu nguồn gồm: - Độ cao so với mặt biển. - Độ dốc. - Chiều dài sườn dốc. - Loại đất. - Lượng mưa bình quân năm. - Thảm thực vật,… Khi xuất hiện nhân tố chủ đạo (có ảnh hưởng lớn nhất) thang điểm của nhân tố này sẽ được nhân với hệ số lớn hơn 1 tuỳ mức độ có thể chọn 1,5; 2,0; 2,5;… Điểm đánh giá năng lực phòng hộ của các kiểu thảm thực vật là điểm âm (-), khi có rừng tự nhiên 3 tầng với độ tàn che >0,7 sẽ đạt trị số tối đa và bằng 100% điểm dương(+) của tổng số điểm xung yếu tự nhiên cao nhất. Thang điểm âm các kiểu thảm thực vật khác sẽ tính bằng 90%, 80%, 70%,… của rừng 3 tầng nói trên. Sau đó tiến hành chia khu vực nghiên cứu ra các ô cơ sở hình vuông để cho điểm cũng như tổng hợp điểm cho từng ô. Cuối cùng là dựa theo số điểm thu được
11 của hệ thống ô cơ sở ấy để phân hệ thống đầu nguồn thành các cấp phù hợp với mục đích phát triển. Ưu điểm của phương pháp này là dễ làm, nhược điểm của nó là số điểm được tính trung bình cho cả ô. Điều này dẫn đến những sai số đôi khi khó có thể chấp nhận được. Năm 1992 tác giả Nguyễn Ngọc Lung đã đưa ra phân cấp xung yếu cho lưu vực nguồn nước. Năm 1993 báo cáo sơ kết 2 năm thực hiện đề tài KN03.09 các tcá giả Nguyễn Ngọc Lung, Trần Tý, Võ Đại Hải đã nêu một số kết luận đáng chú ý: -Nếu độ dốc tăng từ 10-15º thì xói mòn sẽ tăng 21.44 %, chiều dài sườn dốc tăng lên gấp đôi thì xói mòn sẽ tăng lên 2 lần. -Độ tàn che và tầng thứ là những nhân tố cấu trúc rừng ảnh hưởng lớn tới xói mòn. Rừng nhiều tầng, độ tàn che cao là mô hình phòng hộ tốt nhất, trong đó tầng thảm tươi giữ một vai trò quan trọng đặc biệt. -Xói mòn và rửa trôi đã làm mất đi một lượng dinh dưỡng đáng kể của đất, trong đó mùn chiếm một phần không nhỏ. 1.3.2. Về phòng hộ và chống xói mòn Ở Việt Nam, những nhiên cứu về xói mòn và phòng hộ đầu nguồn đẫ có từ những năm 60 của thế kỳ XX, nổi bật là công trình nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Bình, Cao Văn Vinh về ảnh hưởng của độ dốc tới xói mòn, góp phần đề ra các chỉ tiêu và quy chế bảo vệ, sưửdụng và khai thác đất đốc.Cũng trong thời gian này phải kể đến các tác giả như: Chu Đình Hoàng, Nguyễn Xuân Quát-Bụi Ngạnh(1963), Tôn Gia Huyên(1967) đã tập trung nghiên cứu ở Tây Bắc, Bắc Thái, Sơn La, Phú Thọ, Lào Cai về biện pháp và công trình trồng cây phân xanh che phủ đất. Những kết quả nghiên cứu này đã góp phần xây dựng nên quy phạm tạm thời thiết kế trên đồi của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam. Tiếp theo là công trình nghiên cứu xói mòn của Chu Đình Hoàng, Đào Khương về những nét đặc trưng chủ yếu của xói mòn vùng khí hậu nghiệt đới Việt Nam, công trình của Bộ môn khí tượng thuỷ văn(viện nghiên cứ lâm nghiệp) về ảnh hưởng của rừng tới xói mòn, công trình của Hà Học Ngô (1971) về biện pháp công trình phân cắt dòng chảy.
12 Những công trình nghiên cứu này bước đầu đã được áp dụng nhằm ngăn chặn, kiểm soát xói mòn đất trong canh tác nông lâm nghiệp. Từ năm 1975 đến nay, nhiều công trình nghiên cứu về xói mòn đất được triển khai, nhiều phương pháp nghiên cứu hiện đại đã được áp dụng, trong thời gian này các công trình nghiên cứu xói mòn đã đi theo hướng định lượng một cách vững chắc như công trình nghiên cứu của Nguyễn Quang Mỹ (1979, 1983, 1984, 1990) về xói mòn đất nông nghiệp Tây Nguyên và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn, công trình nghiên cứu của Vi Văn Vị về bản đồ phân vùng tiềm năng xói mòn và bản đồ mô đun dòng chảy cát bùn trên sông miền Bắc Việt Nam, công trình của Phạm Ngọc Dũng (1991) về các biện pháp chống xói mòn trên đất đỏ Bazan, công trình nghiên cứu của Bụi Ngạnh (1985) về biện pháp giữ lại và xây dựng được các hệ thống rừng phòng hộ ở các vùng đầu nguồn trên đất dốc và công trình nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1992) về phân cấp xung yếu cho lưu vực nguồn nước. Song song với những nghiên cứu phòng hộ xói mòn là hang loạt các nghiên cứu về làm giàu rừng, khoanh nuôi tái sinh rừng với mục đích chống xói mòn giữ đất, giữ nước như: công trình nghiên cứu của Nguyễn Vĩ - Phạm Đình Tam (1976 - 1977), Nguyễn Sơn Tùng (1972 - 1977), nghiên cứu khoanh nuôi rừng của Trần Đình Đại - Đỗ Hữu Thư (1987 - 1988) tại Sơn La về một số quy định tạm thời áp dụng cho khoanh nuôi rừng như: tiêu chuẩn, đối tượng rừng khoanh nuôi và các biện pháp thúc đẩy diễn thế tự nhiên trong khoanh nuôi, công trình nghiên cứu của Vũ Văn Mễ, Nguyên Thanh Đạm (1986-1992) về áp dụng các biện pháp kỹ thuật xây dựng rừng giữ đất, giữ nước cải thiện điều kiện đất đai và điều kiện khí hậu trên một số vùng có điều kiện đặc biệt. 1.4. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc Việc nghiên cứu, phân cấp đầu nguồn và xây dựng rừng phòng hộ để chống xói mòn ở nước Lào vẫn còn non trẻ. Ngoài dự án vùng hạ lưu sông Mê Công, ở Lào còn có dự án phòng hộ đầu nguồn NAWACOP (Nam Ngum Integred Watershed Managerment and Corporation Project), với sự tài trợ của tổ chức GTZ, DSE của Đức, JICA của Nhật Bản, là một dự án lớn ở lưu vực đầu nguồn Sông Ngừm (Nặm Ngừm) mà vùng hạ lưu là Nhà máy thuỷ điện Nặm Ngừm và các tỉnh thành vùng hạ lưu bao gồm cả Thủ đô Viêng Chăn,dự án Phòng hộ đầu nguồn Nặm
13 Beng-Năm Mạo GAA (Germany Agro Action) ở tỉnh U Đôm Xay, với sự tài trợ của Đức, gần đây nhất là dự án NIWMAP (Nam Neun Integred Watershed Managerment Project), cũng là dự àn phòng hộ đầu nguồn Nặm Nơn(Sông Ca) thuộc tỉnh Xiêng Khoảng và tỉnh Hủa Phăn với sự tài trợ của cơ quan hợp tác và phát triển Thuỷ Điển (DANIDA) và hiện nay đang chuẩn bị xây dựng dự án phòng hộ đầu nguồn Nặm Xăm (Sông Chu), thuộc tỉnh Hủa Phăn, Hai dòng sông( sông Ca và Sông Chu) đều có nguồn gốc xuất phát từ Bắc Lào và đều chảy xuống biển Đông(Vịnh Bắc Bộ) tại thành phố Thanh Hoá, nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam. Suối Mẻn là một trong những chi nhánh quan trong của Nặm Xăm (sông Chu), đề tài nghiên cứu này là đề tài thứ 2 (sau dự án xây dựng đập thuỷ điện Suối Mẻn). Tuy nhiên, các phương pháp đã và đang phổ biến áp dụng cho công tác nghiên cứu , phân cấp đầu nguồn và xây dựng rừng phòng hộ ở nước Lào hầu hết được đưa từ các nước trên thế giới và các nước trong khu vực đặc biệt là Việt Nam và Thái Lan. 1.5. Các ứng dụng của phân cấp đầu nguồn Lĩnh vực ứng dụng đầu tiên của phân cấp đầu nguồn là cho mức độ vĩ mô, như cho một tỉnh, một vùng, một quốc gia, hay một khu vực và sau đó mới đến mức độ vi mô, như cho một bản, xã, một vùng rừng. Có thể chia thành hai lĩnh vực áp dụng của phân cấp đầu nguồn như sau: - Ứng dụng trực tiếp + Phân cấp đầu nguồn giúp cho việc xác định các vùng trọng yếu bảo vệ đất và nước, do đó góp phần vào quy hoạch quản lý bền vững nguồn tài nguyên ở mức độ quốc gia hay cấp vùng bằng cách tạo cơ sở cho việc xác định trình tự ưu tiên về mặt địa lý để triển khai các hoạt động trong các vùng trọng yếu. + Phân cấp đầu nguồn cho phép tạo ra những số liệu thống kê địa hình và xây dựng mô hình cơ bản, chẳng hạn DTM cho phép xây dựng các bản đồ như: bản đồ phân cấp độ dốc, bản đồ hướng phơi, bản đồ đai cao. + Phân cấp đầu nguồn cho phép tạo ra công cụ (DTM) để xác định phương án tối ưu cho phát triển cơ sở hạ tầng, chẳng hạn cho phép tính toán vị trí đặt các cột điện để sự biến đổi về độ cao giữa các cột là cực tiểu.
14 + Phân cấp đầu nguồn cho phép dự báo diện tích vùng ngập nước do xây dựng đập, mô phỏng lũ lụt, v.v. - Ứng dụng gián tiếp Kết quả của phân cấp đầu nguồn nếu được sử dụng phối hợp với các số liệu và nguồn thông tin khác như số liệu độ che phủ của rừng, địa chất và đất, khí hậu, dân số, sở hữu đất, sử dụng đất, suy thoái nguồn tài nguyên, ranh giới hành chính, các vùng ưu tiên, v.v... sẽ góp phần xây dựng những cảnh quan, mô hình chính xác và phức tạp hơn: + Mô tả diễn biến độ che phủ của rừng trong khoảng thời gian xác định + Xác định vùng sinh thái nông nghiệp + Đánh giá tác động của con người đến tài nguyên vµ m«i tr-êng + Lập kế hoạch xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông mới + Xây dựng mô hình lan truyền sự ô nhiễm không khí + Là cơ sở cho các lời khuyên về chính sách cho các lĩnh vực khác nhau.
15 Phần II ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU Nước cộng hoà Dân Chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào) nằm giữa bán đảo Đông Dương, có chiều dài từ Bắc-Nam khoảng 1000 Km, tổng diện tích của cả nước là 236.800 km2, đứng thứ 7 trong khu vực Đông Nam Á, dân số khoảng 6.200.000 người (2004), chia thành 17 tỉnh thành và 1 thủ đô Viêng Chăn, bao gồm như: Miền Bắc có 8 tỉnh (112.805 km2), miền Trung có 5 tỉnh và 1 Thủ Đô Viêng Chăn (79.904 km2) và miền Nam có 4 tỉnh (44.091 km2). Lào là một trong những nước ở khu vực Đông Nam Á được coi là có nhiều đồi núi, chiếm tới 4/5 (khoảng 80%) diện tích toàn quốc. Đồng bằng chỉ chiếm 1/5 (khoảng 20%). Phần lớn đồi núi tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền Bắc và Đông Bắc, phần lớn là núi đá vôi, còn đồng bằng chỉ có ở đồng bằng sông Cửu Long và những chi nhánh của nó. 2.1. Vị trí địa lý Nước CHDCND Lào có toạ độ địa lý như sau: - Phía Bắc ở tỉnh Phong Sa ly (Kinh độ Bắc) 22º.30´ - Phía Nam ở tỉnh Chăm Pa Sắc (Kinh độ Nam) 13º.54´ - Phía Tây ở tỉnh Bò Kẹo (Vĩ độ Bắc) 100º.05´ - Đông ở tỉnh Sê Kong (Vĩ độ Nam) 107 º .37´ Nơi rộng nhất 500 km và hẹp nhất 150 km. 2.2. Ranh giới quốc gia Nằm ở vùng Đông Nam Á, có ranh giới chung với 5 nước láng giềng như sau: - Phía Đông giáp với nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt nam, có chung biên giới 1.957 Km. -Phía Tây giáp với Vương quốc Thái lan, có biên giới chung là 1.730 Km, phía Tây Bắc giáp với Miến Điền có chung biên giới 230 Km. -Phía Nam giáp với Vương quốc Căm phu chia, có biên giới chung là 492 km. -Phía Bắc giáp với nước Cộng hoà nhân dân Trung Quốc, có cùng chung biên giới là 416 Km.
16 Khu vực nghiên cứu 2.3. Độ cao Nằm ở độ cao trung bình từ 500-700 m so với mặt nước biển, và được chia thành 2 vùng thổ nhưỡng như: một là vùng đồi núi miền Bắc, Đông Bắc; hai là vùng đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nam.
17 2.4. Địa hình, địa mạo Được chia làm 2 thành phần như: một là dãy núi và tập hợp đồi núi cao ở miền Bắc; hai là dãy núi trường sơn ở miền Đông Bắc. Riêng dãy núi và tập hợp đồi núi ở miền Bắc là rất đa dạng và hầu hết là núi đá vôi. 2.5. Gió mùa Nước Lào nằm trong vùng nhiệt đới và có ảnh hưởng rất nhiều của ánh sáng mặt trời, nên khí hậu rất nóng nhiệt độ trung bình từ 25-26 độ, đồng thời cũng bị ảnh hưởng của gió biển lạnh, khô bắt nguồn từ Đại lục qua đại dương theo hướng Tây Bắc-Tây Nam. Trong mùa hè gió biển nóng và ẩm bắt nguồn từ đại dương vào đất liền theo hướng Tây Nam-Tây Bắc. Bởi vậy khí hậu của Lào được chia thành 2 mùa mưa và khô rõ rệt như: mùa mưa từ đầu tháng 5 - cuối tháng 10 và mùa khô từ đầu tháng 11 – cuối tháng 4 năm sau. 2.6. Khí hậu Có 2 vùng khí hậu như Bắc và Nam; Miền Bắc, mùa mưa nhiệt độtrung bình từ 27-28 độ và cao nhất là vào tháng 5, còn mùa khô nhiệt độ trung bình từ 7-9 độ và có nơi xuống đến 0 độ, đôi khi thấp hơn nữa(tuỳ từng năm) chủ yếu là ở các vùng Đông Bắc như: Phôn sạ vẳn( tỉnh Xiêng khoảng), Xẩm nưa, Viêng xay( tỉnh Hủa phăn)….; Lượng mưa trung bình từ 1.300-2.000 mm/năm; Còn ở miền Nam thời tiết nóng quanh năm, nhiệt độ trung bình từ 29-31 độ và nhiệt độ cao nhất là vào tháng 4, lượng mưa trung bình từ 1.500- 3.000 mm/năm. 2.7. Sông suối, ao hồ - Sông Cửu long (Me Kong River) là một sông lớn nhất ở Lào, nó bắt nguồn từ Trung Quốc và chảy qua đất nước Lào từ Bắc- Nam có tổng chiều dài tới 1.865 Km, bao gồm có 14 nhánh sông to, nhỏ nằm rải rác từ tỉnh Luông Nặm Tha(Bắc Lào) đến tỉnh Chăm Pa Sắc(Nam Lào). Ngoài Sông Mê Công, còn có những dòng sông bắt nguồn từ trong nước nhưng cuối cùng thì chảy xuống biển Đông, vịnh Bắc Bộ (Gulf of Tonkin) Việt Nam; Nhưng những đoạn chảy qua Lào thường hẹp và ngắn như sông Chu (nặm Xăm) dài 200 Km, chảy qua Lào (Hủa Phăn) 100 Km, sông Ca