Giáo trình Quản lý tài nguyên đất

Nội dung text: Giáo trình Quản lý tài nguyên đất

1. Giáo trình Quản lý tài nguyên đất 1
2. Mục lục 1.1. Đất và sự hình thành đất 4 1.2. Các yếu tố hình thành và phát triển của đất 4 1.2.1. Yếu tố vô sinh: 4 CHƯƠNG VI : TÀI NGUYÊN ĐẤT THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 13 2.2.1. Địa hình và địa chất Việt Nam 27 2.2.2. Khí hậu và thảm thực vật 28 2.2.3. Thuỷ văn 29 CHƯƠNG VII: THOÁI HOÁ VÀ Ô NHIỄM ĐẤT 31 Hình: Phương pháp tách chiết đất bị ô nhiễm 68 1.1. Bảo vệ đất 72 1.2. Cải tạo đất 73 2.2.2. Các biện pháp cải tạo 74 2.3.1. Nguồn gốc, phân loại 74 2.3.2. Tính chất chung của đất mặn 77 2.2.3. Các biện pháp cải tạo đất mặn 78 1) Hệ thống mương tiêu 84 2) Hệ thống cống ngầm 84 3) Hệ thống giếng bơm thoát nước: khoảng cách giữa các giếng và độ sâu khác nhau tùy thuộc vào hoàn cảch địa lý và thiết bị. 84 2.4.1. Nguồn gốc 85 2.4.2. Phân loại và tính chất của đất phèn 87 a. Đất phèn tiềm tàng 87 b. Đất phèn hoạt động 88 2.4.3. Biện pháp cải tạo 89 a. Đối với trồng lúa 89 b. Đối với đất trồng dứa 92 c. Các biện pháp sử dụng khác 94 2.5.1. Nguồn gốc và phân bố 95 2.5.2. Một số tính chất hóa, lý của đất bạc màu 95 2.5.3. Cải tạo đất bạc màu 97 a. Biện pháp cày sâu 98 b. Biện pháp tăng cường thêm chất hữu cơ 98 c. Bón phân hóa học 100 d. Biện pháp bón vôi 101 e. Biện pháp bón phù sa sông và đất đỏ 101 f. Biện pháp cây trồng 102 g. Biện pháp thủy lợi 102 h. Các biện pháp khác 103 2
3. 2.6.1. Nguồn gốc hình thành và phân loại 103 2.6.2. Cải tạo đất cát ven biển 106 a. Biện pháp cơ học (làm tường chắn gió) 106 b. Di chuyển cát bằng những thành chắn di động 107 c. Biện pháp hóa lí 107 d. Trồng cỏ 107 e. Trồng rừng 108 2.7.1. Nguồn gốc 108 a. Những yếu tố nhân tạo 110 b. Những yếu tố tự nhiên 110 2.7.2. Quan hệ giữa tính chất đất và xói mòn 112 2.7.3. Cải tạo đất xói mòn trơ sỏi đá 114 a. Những biện pháp kinh tế tổ chức 115 b. Sử dụng, bảo vệ và cải tạo đất bị xói mòn bằng những biện pháp canh tác và biện pháp sinh học 115 c. Chống xói mòn bằng những biện pháp lâm nghiệp 120 d. Biện pháp kỹ thuật công trình 122 3
4. CHƯƠNG III. TÀI NGUYÊN ĐẤT Việc quản lý Tài nguyên đất trong những năm gần đây đã có những thay đổi quan trọng nhờ sự tiến bộ trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự ra đời của công cụ viễn thám (Remote Sensing – RS) và hệ thống thông tin địa lý (Geographic information system – GIS). Đất đai được xem là tài sản của một Quốc gia, là tư liệu sản xuất chủ yếu, đồng thời cũng là đối tượng và sản phẩm của lao động. 1. Khái quát về tài nguyên đất 1.1. Đất và sự hình thành đất Theo docutraev (1897), đất là một vật thể thiên nhiên có cấu tạo độc lập, lâu đời do kết quả hoạt động tổng hợp của 5 yếu tố hình thành là đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình theo thời gian. Đ = f (đá mẹ, SV, KH, ĐH, người)t Đất được hình thành từ “đá mẹ”, dưới các điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định, các thông số về khí hậu, thời tiết, sự tham gia của các yếu tố sinh vật và con người quá trình phong hóa vật lý, hoá học và sinh học. Đá mẹ thông qua sự phong hoá vật lý, hoá học và sinh học, cùng với sự thay đổi đột ngột của khí hậu Các lớp đá có cấu trúc từ những khoáng vật khác nhau, cùng với những tác nhân có trong nước mưa (H2SO4, NHO3 ) đã làm vỡ tan nhanh chóng, tạo thành các mảnh vụn. Quá trình đó diễn ra liên tục để cho ra sản phẩm là những “mẫu chất”. Từ các mẫu chất, đất được hình thành nhờ có sự tham gia của các thành phần hữu cơ do sinh vật để lại. Như vậy, đất được hình thành từ khi xuất hiện sự sống trên trái đất. 1.2. Các yếu tố hình thành và phát triển của đất Xét theo quan điểm vĩ mô thì có 2 yếu tố chính liên quan đến quá trình thành tạo đất là: yếu tố vô sinh (đá mẹ, chế độ nước, khí hậu, địa hình ) và yếu tố hữu sinh (thực vật, động vật, vi sinh vật ). Ngoài 2 yếu tố trên, con người và các hoạt động của con người cũng góp phần không nhỏ đến sự hình thành và phát triển của đất. 1.2.1. Yếu tố vô sinh: a, Đá mẹ: Đá mẹ có ảnh hưởng rõ rệt đến sự thành tạo đất do ảnh hưởng đến lý tính, hoá tính của đất. Ví dụ, đá acid (tỷ lệ SiO 2 = 65 – 75 %) khi phong hoá cho ra lớp đất mỏng, chua, nhiều cát, ít sét, nghèo chất kiềm và kiềm thổ; đá bazơ và siêu bazơ (tỷ lệ SiO2 = 40%) khi phong hoá cho ra tầng đất dày, pH trung tính hay kiềm, nhiều kiềm và kiềm thổ, sét cao, ít cát, cấu trúc đất thoáng, xốp Riêng đối với vùng đất phù sa thì vai trò của đá mẹ không được thể hiện một cách rõ rệt mà phụ thuộc vào sự hình thành các bồi tích phù sa. 4
5. b, Yếu tố khí hậu: Các thông số khí hậu như mưa, gió, nhiệt độ, biến thiên nhiệt độ (theo ngày, đêm, theo mùa) có tác dụng mạnh mẽ đến sự hình thành đất. Ở mỗi đới khí hậu hình thành nên một kiểu đất khác nhau. Ở Việt Nam, vùng núi Bắc bộ (bao gồm toàn bộ vùng đồi núi phía Bắc và Tây Bắc) là cửa ngõ đón gió mùa Đông bắc nên có nền nhiệt về mùa đông thấp nhất so với toàn quốc (nhiệt độ thấp hơn 20 0C kéo dài hơn 4 tháng); lượng mưa hàng năm không đều, nơi thì mưa nhiều (Bắc Quang, Sa Pa, Tiên Yên, Móng Cái); nơi thì mưa ít (Lạng Sơn, Sông Mã, Yên Châu) nên có quá trình phong hoá kém, sản phẩm phong hoá nghèo nàn. c, Yếu tố thuỷ văn và môi trường nước: đất và nguồn nước là 2 yếu tố chính yếu của môi trường có mối quan hệ chặt chẽ “không thể tách rời được”, trong đất có sự tồn tại của nước và trong nước cũng có đất. Nước và đất có quan hệ hữu cơ với nhau, tương tác với nhau để hình thành những kiểu đất khác nhau. Trong quá trình hình thành đất, nước đóng vai trò là “vật mang” và là nơi hoà tan các vật liệu cấu tạo nên đất. Chế độ nước có ảnh hưởng không nhỏ đến sự thành tạo đất và tính chất môi trường sinh thái vùng đó. Vùng khô hạn thì đất sẽ trơ sỏi đá, vùng ngập úng thì đất sẽ yếm khí, vùng nhiễm phèn thì đất sẽ bị phèn hoá, vùng bị ảnh hưởng mặn thì đất sẽ bị nhiễm mặn (nhiều muối NaCl), vùng nước ngập dầu thì môi trường đất sẽ bị nhiễm dầu, nước bị nhiễm vi sinh thì môi trường đất cũng bị nhiễm vi sinh Lưu lượng nước và tốc độ dòng chảy sẽ gây xói mòn nơi này và bồi tích nơi khác, tạo nên những dạng đất đai khác nhau. Nhìn chung ở vùng nhiệt đới mưa nhiều thì đất đai trở nên chua do bị rửa trôi các ion kiềm và kiềm thổ. Nước và nhiệt độ còn có quan hệ mật thiết với nhau, tác động lên quá trình phong hoá khoáng vật, ví dụ: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O -> 2FeSO4 + 2H2SO4 12FeSO4 + 7O2 + 6H2O -> 4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3 2Fe(SO4)3 + 9H2O -> 2Fe2O3.3H2O + 6H2SO4 Các phản ứng trên đều có sự tham gia của nước để tạo nên một loại đất chua, giàu H2SO4, thường xuất hiện trong quá trình tạo thành môi trường sinh thái đất phèn. Ngoài ra, quá trình rửa trôi và tích tụ ở những vùng khí hậu nhiệt đới cũng sẽ tạo ra đất feralite và đất laterite. Như vậy, quá trình thành tạo tài nguyên đất đai có sự đóng góp đáng kể của yếu tố nước. Trong đó, đáng chú ý nhất vẫn là nước ngầm, nước ngầm ảnh hưởng đến chiều hướng hoạt hoá của môi trường sinh thái đất và quyết định lên tính chất đất đai. d, Yếu tố địa hình, địa mạo: Yếu tố địa hình, địa mạo có vai trò quan trọng trong việc hình thành tài nguyên đất. Biểu hiện: 5
6. - Độ cao: theo quy luật phi nhiệt đới (quy luật độ cao) thì càng lên cao, khí hậu càng trở nên lạnh hơn, quá trình phòng hoá đá mẹ để tạo ra đất đai sẽ khác hẳn ở nơi thấp. Ví dụ: ở độ cao dưới 1800m, quá trình hình thành đất theo kiểu feralite; từ 1800m – 2300m, đất sẽ hình thành theo kiểu mùn alite. Ngoài ra xét theo phương kinh tuyến (theo quy luật địa đới) thì càng đi về phía hai cực, khí hậu càng trở nên lạnh hơn, do đó quá trình hình thành đất đai cũng như các dạng tài nguyên khác sẽ phân hoá tương tự như theo đai độ cao (nếu không xét đến vấn đề thuỷ chế). - Độ dốc: Thực tế cho thấy, nếu độ dốc càng tăng thì khả năng xói mòn càng lớn và các tài nguyên đất cũng được hình thành theo kiểu độ dốc tương ứng. Nếu ở nơi thấp trũng, khả năng bồi tích lớn, thì đất được hình thành rất phức tạp cả về hình thái phẫu diện lẫn tính chất đất. Càng lên cao, chế độ nhiệt mưa, gió khác nhau sẽ tạo ra các đới khí hậu khác nhau. Vì vậy, nó sẽ tạo ra các dạng đất đai khác nhau. Ví dụ: Trường Sơn Bắc được cấu tạo chủ yếu từ cát kết và đá vôi; trong khi đó, Trường Sơn Tây có độ dốc vừa phải, hình thành nhiều sông và chảy qua độ dài vài km lại hạ thấp mực nước xuống đến gần mực nước cơ sở, cho nên vách thung lũng càng dựng đứng, xâm thực càng mãnh liệt hơn. e, Yếu tố sự cố môi trường (the role of environmental risk): Các sự cố môi trường như: vận động địa chất, phun trào của núi lửa, trượt lở đất đai, quá trình biển tiến, biển thoái, lốc, bão, động đất, ngập lụt đều trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng không nhỏ lên quá trình thành tạo tài nguyên môi trường đất và quá trình thành tạo môi trường đất. Bởi vì, mỗi sự cố môi trường đất sẽ làm biến đổi một hay vài nhân tố (nước, không khí, khí hậu, sinh vật ) sẽ làm cho quá trình thành tạo đất đai bị biến dạng hay thậm chí ngược hẳn với quá trình vốn có của nó. Do đó, sự cố môi trường sẽ làm cho đất đai hình thành khác hẳn với xu thế đang diễn tiến hoặc khác hoàn toàn so với trạng thái ban đầu. Yếu tố hữu sinh: Các nhà khoa học đều thống nhất yếu tố sinh học là quan trọng nhất trong sự thành tạo tài nguyên đất. Hay nói cách khác, yếu tố sinh học là tác nhân chủ đạo trong diễn thế đất đai. Yếu tố sinh học có thể phân thành 3 nhóm chính: động vật, thực vật và vi sinh vật. a, Động vật: Trong môi trường sinh thái đất có rất nhiều loại động vật sinh sống như: các loài nguyên sinh động vật, côn trùng, động vật có xương sống và một số loài chim làm tổ trong đất. Vai trò của động vật đối với sự thành tạo đất đai được xác định: 6
7. -Ăn các tạp chất hữu cơ tàn tích trong đất và trên mặt đất: thông qua quá trình tiêu hoá, các chất hữu cơ đơn giản (gần với các hợp chất mùn) được thải ra ngoài môi trường đất để cùng làm giàu dinh dưỡng cho đất - Quá trình hoạt động sống của động vật: xây tổ, đào hang (ngoại trừ tổ mối làm cho đất kết vón) làm tăng kết cấu của đất, tăng độ thoáng khí và giữ ẩm cho đất. Trong các loài động vật sống trong đất thì giun đất được xem là động vật tiên phong, bởi vì hoạt động sống của chúng cùng với số lượng của chúng (1ha có tới 2 500 000 con giun – theo Recssell) đã làm cho “đất được vun xới mãi mãi”. Do đó, người ta thường ví “con giun là lưỡi cày muôn thuở cho nhà nông”. b, Thực vật: Trong khi nghiên cứu về vai trò của thực vật đối với sự thành tạo tài nguyên đất, chúng ta chia thực vật làm 2 loại đó là: thực vật có diệp lục và thực vật không có diệp lục. Mỗi loài đều có vai trò nhất định. - Thực vật có diệp lục (thực vật có màu xanh): nhờ vào khả năng quang hợp của nó mà tạo ra “năng suất chất xanh” rất lớn. Ví dụ: các nghiên cứu trước đây đều cho rằng trong rừng nhiệt đới, xác bã, tàn tích thực vật trên cạn, thực vật vùng ngập mặn khác với thực vật vùng sinh thái ngọt và khác với vùng nhiễm phèn Khi chết đi, mỗi loài thực vật sẽ để lại cho môi trường đất ở vùng đó những sản phẩm hữu cơ đặc thù. Ví dụ: ở đai cao, rừng để lại nhiều thảm mục và tạo ra “mùn thô trên núi”; còn ở hệ sinh thái rừng ngập mặn do quá trình sống thực vật đã sử dụng rất nhiều muối FeSO 4, nên khi chết đi sản phẩm để lại giàu lưu huỳnh. Nhìn chung thực vật đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc tạo ra hàm lượng và chất lượng mùn trên tầng đất mặt. Trong số thực vật có diệp lục tố thì trước tiên phải kể đến vai trò của tảo, số lượng của chúng có thể đạt đến hàng ngàn cá thể trong 1g đất. Trong những loại môi trường đất khác nhau thì số lượng tảo sẽ khác nhau, nhưng khả năng của chúng đạt 7 – 500kg tảo/ha. Trong môi trường rừng thì tảo xanh chiếm ưu thế, ở đồng cỏ là tảo xanh lá cây, còn ở đất bạc màu, đất nhiệt đới thì khuê tảo lại chiếm ưu thế. - Thực vật không diệp lục (thực vật không màu xanh): thực vật không màu xanh có vai trò không lớn bằng thực vật màu xanh nhưng nó cũng có đóng góp đáng kể cho việc hình thành nên tài nguyên môi trường đất. Thực vật này sống trong lòng đất hoặc tồn tại ở dạng đơn bào tử. Khối lượng từng cá thể không đáng kể, nhưng có rất nhiều cá thể cùng tồn tại nên nó có tác động đáng kể đến thành phần hữu cơ của môi trường đất. Địa y là thực vật tiên phong trong sự phong hoá đá mẹ tạo thành đất, địa y nhận nước và cacbon từ không khí và các nguyên tố khoáng trong sự phá huỷ đá để tiết ra các chất tiếp tục phá huỷ đá làm cho sự phong hoá luôn tiếp diễn. 7
8. c, Vi sinh vật: Trong môi trường sinh thái đất có sự tồn tại của những vi khuẩn (yếm khí, háo khí, nửa yếm khí, nửa hảo khí), xạ khuẩn, các hạt nấm. Tổng trọng lượng của vi sinh vật trong tầng đất mặt có thể lên tới vài tấn/ha. Trung bình trong 1g đất có tới hàng trăm triệu đến hàng tỷ con. Trong thành phần của vi sinh vật thì có các dạng chấm khuẩn, gậy không bào tử (trực khuẩn) dạng phẩy, dạng xoắn, vi khuẩn sắt dạng chỉ, vi khuẩn nốt sần Vai trò vi sinh vật trong đất được đặc trưng trên 3 phương diện: - Phân giải chất hữu cơ: Các xác bã động, thực vật đã được các loại vi sinh vật trong đất phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản hơn hoặc thành các khoáng, quá trình này được gọi là sự khoáng hoá (quá trình khoáng hoá). Chính nhờ quá trình khoáng hoá mà các tàn tích động, thực vật được tiêu biến đi về khối lượng, thể tích và đất cũng như cây xanh có thêm khoáng dưỡng chất. - Tổng hợp chất hữu cơ: Trong môi trường đất không chỉ có sự phân giải chất hữu cơ mà còn có một quá trình khác là tổng hợp chất hữu cơ trung gian thành hợp chất phức tạp hơn gọi là mùn, quá trình này gọi là mùn hoá. Mùn hoá giúp cho môi trường sinh thái đất tích luỹ được chất hữu cơ, làm giàu chất dinh dưỡng và tăng khả năng hấp thụ của cây trồng. Nhờ có quá trình này mà đất đai mới được hình thành theo hướng “sinh thái”. - Cố định đạm khí trời: Trong đất còn có một số loại vi sinh vật trong đó có “vi khuẩn cố định đạm khí trời”. Loại vi sinh vật này có khả năng cố định N từ khí trời thông qua “nốt sần” của rễ cây (chủ yếu là rễ cây họ đậu). Như ta đã biết, vai trò của N là vô cùng quan trọng đối với đất vì không có nó thì “chất sống” sẽ không tồn tại. Do vậy, có thể nói vai trò của vi khuẩn “nốt sần” là rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. d, Vai trò của con người (human dimension) : Con người đã gây nên hai tác động đối với sự hình thành đất đai, đó là tác động tích cực và tác động tiêu cực. - Tác động tích cực : Với kinh nghiệm, sự hiểu biết và các tiến bộ trong khoa học kỹ thuật, con người hoàn toàn có thể làm cho môi trường đất phát triển theo chiều hướng tốt hơn. Các kỹ thuật giữ ẩm, tưới cây, thuỷ nông, xả phèn, chống hạn, rửa mặn, tiêu úng, bón vôi, bón phân đúng quy cách, cày ải, xới đất, làm ruộng bậc thang, nuôi thêm giun đất Con người hoàn toàn làm cho đất thoáng khí, điều chỉnh các phản ứng của đất với môi trường, làm tăng tính đệm của môi trường sinh thái đất Những việc làm đó đã giúp cho hoạt tính bản chất của cơ thể sống đất được duy trì và phát triển. Xét về mặt môi trường học, loại 8
9. đất có độ phì cao khi môi trường đất đó hoạt động như một cơ thể sống, do đó sự điều tiết của con người đến tài nguyên đất là vô cùng quan trọng. - Tác động tiêu cực : Một khi con người khai thác đến kiệt quệ tài nguyên đất (phát quang rừng để canh tác, sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu một cách tuỳ tiện, ) dẫn đến mạch nước ngầm tụt sâu xuống, xói mòn và hoang hoá đất đai gia tăng, sa mạc hoá, đá ong hoá, phèn hoá xảy ra làm cho đất xấu đi, các hoạt động sống trong đất bị giảm sút đáng kể, thậm chí đất trở thành « đất chết » 1. Khái niệm về đất đai (land) - Đất đai là một diện tích khoanh vẽ của bề mặt trái đất, chứa đựng tất cả các đặc trưng của sinh khí quyển ngay bên trên và bên dưới lớp mặt này, bao gồm khí hậu gần mặt đất và dạng địa hình nước mặt (bao gồm những hồ cạn, sông, đầm trũng và đầm lầy), lớp trầm tích gần mặt và kết hợp với dự trữ nước ngầm, tập đoàn thực vật và động vật, mẫu hình định cư của con người và những hoạt động của con người (Lê Quang Trí, 2000) 2. Tài nguyên đất - Tất cả các đặc tính của đất (độ phì, giá thể, chức năng làm sạch, cân bằng môi trường, không gian sống, ) được con người sử dụng vào các mục đích an ninh lương thực, văn hoá, tinh thần, thể thao, - Vai trò của tài nguyên đất : Chức năng không gian sống : đất là giá thể cho sinh vật và con người Chức năng sản xuất và môi trường sống : đất cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật, vi sinh vật Chức năng điều hoà khí hậu Chức năng điều hoà nguồn nước Chức năng kiểm soát chất thải và ô nhiễm Chức năng tồn trữ : kho nguyên vật liệu cho xây dựng, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp Chức năng bảo tồn văn hoá và lịch sử : Giá trị về văn hoá và tinh thần Chức năng nối liền không gian : cầu nối vận chuyển vật chất năng lượng giữa các vùng sinh thái với nhau. - Đất đai có tính trường tồn : đất đai là tài sản mãi mãi với loài người, là điều kiện cần để sinh tồn, là điều kiện không thể thiếu được để sản xuất, là tư liệu sản xuất cơ bản trong nông lâm nghiệp. 9
10. - Theo Luật đất đai năm 1993 : « Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá xã hội, an ninh quốc phòng. Trải qua nhiều thế hệ, nhân dân ta đã tốn bao nhiêu công sức, xương máu mới tạo lập, bảo vệ được vốn đất đai như ngày nay ». Đặc điểm đất đai và ý nghĩa kinh tế đối với sử dụng tài nguyên đất : 1. Đặc tính không thể sản sinh (tăng diện tích) và có khả năng tái tạo của đất đai - Phải sử dụng tiết kiệm -Đúng mục đích - Ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sử dụng đất 2. Đất đai là một tư liệu sản xuất gắn liền với hoạt động của con người - Trong quá trình hoạt động sản xuất, đất đai trở thành tư liệu sản xuất không thể thiếu được của con người. Tác động của con người đối với đất đai mang tính đa dạng và phong phú - Con người không tạo ra được đất đai, nhưng bằng bàn tay và khối óc của mình, con người đã có thể làm cho đất tốt hơn và làm tăng năng suất cây trồng và vật nuôi - Mối quan hệ về đất đai là mối quan hệ kinh tế - xã hội. Trong xã hội có giai cấp, mâu thuẫn đã xảy ra giữa địa chủ và tầng lớp nông dân rất sâu sắc - Trong điều kiện kinh tế thị trường, đất đai trở thành đối tượng của sự trao đổi, mua bán, chuyển nhượng và hình thành một thị trường đất đai 3. Đặc điểm về sự chiếm hữu và sở hữu đất đai - Thời nguyên thuỷ, đất đai thuộc quyền sở hữu của cộng đồng - Cùng với sự phát triển của loài người, chế độ sở hữu và chiếm hữu đất đai phát triển và biến hoá ở nhiều kiểu khác nhau : phong kiến, tư bản, xã hội chủ nghĩa, cộng sản chủ nghĩa - Quyền sở hữu tài nguyên đất có thể đem lại địa vị kinh tế và xã hội cho một bộ phận/giai cấp ; những người không có đất trở thành người làm thuê và bị bóc lột - Xuất hiện tầng lớp cho vay nặng lãi, phát canh thu tô, - Sở hữu nhà nước, sở hữu tư nhân 4. Tính đa dạng và phong phú của đất đai 10
11. - Tính đa dạng của đất đai theo 5 yếu tố phát sinh mà hình thành các loại đất khác nhau - Một loại đất có thể sử dụng vào mục đích khác nhau. Đòi hỏi đất đai phải sử dụng theo quy hoạch tổng thể, phân vùng kinh tế sinh thái Những quy luật cơ bản về sự phân bố địa lý của đất : - Phân bố đất theo độ cao : chiều cao của địa hình (quan tâm nhiều đến địa hình núi) núi, sườn núi. - Phân bố theo đới ngang : xuất hiện trên bề mặt ngang rộng lớn, chung điều kiện địa hình bằng phẳng. Hai quy luật này chi phối sự hình thành các loại đất từ Bắc đến Nam bán cầu. Phân bố theo đới ngang : 1. Từ cực Bắc đến 70 – > 60 vĩ độ Bắc : gồm các hòn đảo của đại dương, băng hà, Bắc cực, bờ biển Á Âu, Bắc Mỹ. 2. Bắc Bán cầu : 70 – 600 – > 45 vĩ độ Bắc : lục địa Á – Âu và Bắc Mỹ 3. Nhiệt đới phía Bắc : 45 và 20 -> 15 0 là một đất, trải dài Á – Âu, Bắc Phi, Bắc Mỹ 4. Nhiệt đới : 25 – 150 vĩ độ Bắc và Nam : châu Á, Nam Á, Bắc Úc, Châu Phi và Nam Mỹ 11
12. 5. Ngoài nhiệt đới : 20 – 50 vĩ độ Nam gồm : châu Úc, Nam Phi và một phần Nam Mỹ 6. Cực Nam : từ 50 vĩ độ Nam -> cực Nam : - Đặc điểm của nhiệt đới: khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều - Ngoài nhiệt đới: khô và ấm áp - Cực Bắc bán cầu: quanh năm lạnh - Dải Bắc bán cầu: khí hậu tương đối ôn hoà + Vùng đồng bằng: sự phân bố các đất theo đới ngang Quy luật phân bố theo độ cao: - Xuất hiện ở những vùng sườn núi và những loại đất riêng biệt tạo thành các dải trên các sườn núi, thay thế cho nhau theo các độ cao. - Bản chất của quy luật: trên sườn núi thảm phủ đất được phân bố thành hàng loạt các dải và thay thế cho nhau từ chân núi đến đỉnh núi, theo một quy luật nhất định, phụ thuộc và điều kiện khí hậu và thảm phủ thực vật Ngoài ra còn có sự phân bố theo tính địa phương (tính tỉnh) của đất: Phụ thuộc: khí hậu, thảm phủ thực vật và điều kiện địa hình -> đặc điểm tạo sơn. 12
13. CHƯƠNG VI : TÀI NGUYÊN ĐẤT THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1. Đất thế giới 1.1. Tình hình sử dụng đất trên thế giới Tổng diện tích đất tự nhiên : 148 triệu km2 - Đất xấu (tuyết, băng hồ bao phủ, đất sa mạc, đất núi, đất đài nguyên) : 40,5% Đất đài nguyên : chủ yếu nằm ở các cực của Trái đất và Liên Xô, chiếm 4% diện tích toàn thế giới. Tầng đất rất mỏng, có bề dày không vượt quá 20 – 30cm nên thực vật chủ yếu là thực vật bậc thấp như rêu, địa y và một số cây hoà thảo khác. Chỉ khai thác được đất đài nguyên trong 3 tháng hè, trồng các loại cây như củ cải đường, khoai tây Đất sa mạc : hình thành ở vùng sa mạc và bán sa mạc, chiếm khoảng 17% diện tích đất lục địa, tầng mùn rất mỏng chỉ 10 – 15cm, thảm thực vật chủ yếu là những cây bụi và những cây chịu được hạn - Đất tốt (đất phù sa, đất đen, đất nâu rừng) : 12,6% - Các loại đất khác (đất podzol, đất đỏ vàng) : 46,9% 1.2. Hiện trạng sử dụng đất trên thế giới - Tài nguyên đất trên thế giới là rất lớn nhưng % sử dụng được lại nhỏ Vùng quá lạnh : 20% diện tích Quá khô, sa mạc : 20% Quá dốc, không làm nông nghiệp được : 20% Đồng cỏ : 20% Đất có tầng mỏng : 10% Đất đang canh tác : 10% (1,5tỷ ha), FAO dự tính tăng diện tích đất canh tác lên 3,2tỷ ha. - Đất lại không phân bố đều giữa các Châu lục TT Châu lục % diện tích đất canh tác 1 Châu Âu 31 2 Châu Phi 9 3 Nam Mỹ 4 4 Đông Nam Á 16 5 Châu ÚC 1,2 13
14. - Đất lại phân bố không đều giữa các Quốc gia : TT Quốc gia % diện tích đất canh tác 1 Java 70 2 Ấn Độ 30,1 3 Mỹ 14 4 Canada 2,4 5 Trung Quốc 8,2 6 Braxin 1,1 7 Việt Nam 28,6 - Đất trồng trọt là loại đất tốt, dễ khai thác nhưng đất năng suất cao chiếm diện tích ít, đất xấu thì quá nhiều : 1. Đất có năng suất cao : 14% 2. Đất có năng suất trung bình : 28% 3. Đất có năng suất thấp : 58% - Hàng năm, quỹ đất nông nghiệp quý hiếm lại bị mất đi, do : 1. Cho xây dựng : 8tr ha/năm 2. Xói mòn, nhiễm mặn, ô nhiễm : 4tr ha/năm 3. Dân số hàng năm tăng thêm 90tr người : 20tr ha/năm (Tổng : 32tr ha/năm đất nông nghiệp bị mất đi) Bảng : Diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp do dân số tăng nhanh 14
15. DiÖn tÝch ®Êt n«ng nghiÖp bÞ thu hÑp do d©n sè t¨ng nhanh Hectare 0.25 DiÖn tÝch ngò cèc theo ®Çu ng­êi trªn toµn thÕ giíi 1950-1999 0.2 0.15 0.1 0.05 Gi¶m m¹nh N¨m 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Nguån: USDA, Vital Signs 2000 Phân bố các hệ thống canh tác ở Nam Á 1. Lúa nước 2. Hệ thống nuôi trồng thuỷ sản ven biển 3. Lúa-Lúa mì 4. Hệ canh tác trên núi cao 5. Hệ thống canh tác dựa vào nước trời (hỗn tạp) 6. Hệ thống canh tác dựa vào nước trời (vùng khô hạn) 7. Đồng cỏ chăn nuôi 8. Hệ canh tác phân tán (Khô hạn) 9. Hệ canh tác phân tán (núi cao) 1.3. Tài nguyên đất trên thế giới và sự suy thoái đất nông nghiệp Theo Ghassemi và cộng sự, 1995, tổng diện tích đất cũng như đất nông nghiệp của thế giới : Bảng : Tài nguyên đất của thế giới (triệu ha) Khu vực Tổng diện tích Tiềm năng đất Diện tích đất Diện tích đất nông nghiệp canh tác được tưới Châu Phi 2964 734 185 11 Châu Á 2679 627 456 142 15
16. Châu Đại 843 153 49 2 Dương Châu Âu 473 174 140 17 Bắc Mỹ 2138 465 274 26 Nam Mỹ 1753 681 142 9 Liên Xô cũ 2227 356 233 20 Tổng số 13077 3190 1474 227 Như vậy, theo Ghassemi 1995, diện tích đất nông nghiệp hiện nay của toàn thế giới là khoảng 1,5tỷ ha, chiếm 11% diện tích lục địa. Loài người có thể khai hoang ở các vùng đất xấu khác để làm nông nghiệp và có thể đưa diện tích nông nghiệp lên tối đa 3,2tỷ ha. Tuy nhiên 1,7tỷ ha có thể được khai hoang này đều là những vùng đất khó khăn cho phát triển nông nghiệp như : quá dốc, tầng đất quá mỏng, quá lạnh, quá khô hạn Cho nên có thể nói rằng sản lượng lương thực, thực phẩm của thế giới chủ yếu vẫn dựa vào 1,5tỷ ha đất nông nghiệp hiện nay. Theo Ghassemi, nếu tính từ 1970 đến 1990, diện tích đất nông nghiệp thế giới đã tăng lên 4,8%. Sự tăng này chủ yếu là ở các nước đang phát triển (9%), còn ở các nước phát triển, diện tích đất nông nghiệp tăng lên không đáng kể (0,3%). Tuy nhiên do bùng nổ dân số, bình quân đất nông nghiệp đầu người đã giảm từ 0,38ha vào năm 1970 xuống 0,28ha vào năm 1990. Và theo tác giả, nếu diện tích đất nông nghiệp của thế giới vẫn được duy trì như hiện nay (khoảng 1,5tỷ ha), tức là đất nông nghiệp không bị mất đi do suy thoái và chuyển sang làm việc khác thì bình quân đất nông nghiệp đầu người của thế giới sẽ giảm xuống 0,15ha vào năm 2050 và 0,14ha vào năm 2100. Hiện nay chúng ta đang ở mức bình quân 0,24ha/người. Tuy nhiên trong thực tế, diện tích đất nông nghiệp hàng năm sẽ giảm đi đáng kể. Trước hết do công nghiệp hoá, đô thị hoá, giao thông vận tải và nhà ở tăng lên. Theo Martin W. Holdgate và cộng sự (1985), từ năm 1972 đến 1982, thế giới đã mất đi khoảng 6-7 triệu ha đất nông nghiệp cho xây dựng. Bên cạnh đó diện tích đất nông nghiệp bị suy thoái do xói mòn, chua hoá, mặn hoá và sa mạc hoá cũng không ngừng tăng lên. Theo tác giả, một số nước nông nghiệp thâm canh, nguy cơ nhiễm mặn và úng đã lên đến ½ diện tích đất được tưới. Riêng ở vùng đất khô hạn và bán khô hạn, trong vòng 1 thế kỷ từ 1972 đến 1982, mỗi năm phá huỷ và làm suy thoái khoảng 6triệu ha. Trong tổng số 1,5tỷ ha đất nông nghiệp thì diện tích được tưới chiếm 15,4%, tập trung nhiều ở Châu Á, vì đây là vùng sản xuất lúa nước là chủ yếu. Nếu so với số liệu thống kê của Liên Hợp Quốc năm 1980 thì diện tích được tưới của thế giới đã được tăng lên đáng kể, từ 126triệu ha năm 1980 lên 227triệu ha năm 1995. Đây là một sự cố gắng lớn trong phát triển nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất cây trồng, đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm ngày càng tăng lên của thế giới. Song cùng với diện tích được tăng lên thì nguy cơ nhiễm mặn đất cũng tăng lên đáng kể, do muối 16
17. trong nước tưới để lại trong đất ngày càng tăng lên. Bên cạnh đó là việc nâng cao mực nước ngầm và gây úng cũng thường xảy ra ngày càng nghiêm trọng ở các vùng đất được tưới thường xuyên. Sự bùng nổ dân số thế giới trong thế kỷ XX đã làm tăng sức ép lên các vùng đất nông nghiệp của thế giới, đặc biệt ở khu vực các nước kém phát triển vùng nhiệt đới của Châu Á, Châu Phi và Mỹ La Tinh, dẫn đến việc khai thác quá mức và không hợp lý các vùng đất này, làm cho đất bị suy thoái đáng kể. Sự gia tăng dân số thế giới, đặc biệt ở khu vực nhiệt đới này đã làm tăng mạnh sức ép lên mảnh đất nông nghiệp. Sự đầu tư năng lượng hoá thạch trong phát triển nông nghiệp ngày càng tăng lên, nhằm giải quyết vấn đề lương thực đã dẫn đến sự suy thoái nhanh chóng hệ thống sản xuất quan trọng này. Xói mòn, chua hoá, mặn hoá và sa mạc hoá đang là hiện tượng rất phổ biến ở nhiều nước nghèo vùng nhiệt đới. Theo thống kê của FAO, hiện nay thế giới có khoảng 10% diện tích đất nông nghiệp, tương đương 1,5tỷ ha, trong khi dân số thế giới là 6,5tỷ người. Nhưng theo dự báo của quỹ dân số thế giới thì đến năm 2050 dân số thế giới là 10tỷ. Trong khi đó đất nông nghiệp màu mỡ ngày một giảm đi nhanh chóng, do đô thị hoá, công nghiệp hoá, phát triển giao thông và nhà ở (theo FAO mỗi năm mất đi 8triệu ha) và do canh tác quá mức và không hợp lý dẫn tới chua hoá, mặn hoá và sa mạc hoá (mỗi năm mất đi 4triệu ha). Như vậy sức ép dân số lên hệ sinh thái nông nghiệp sẽ tăng lên rất mạnh trong những thập kỷ tới. Làm thế nào để hạn chế sự suy thoái đất nông nghiệp và đáp ứng đủ nhu cầu ăn của nhân loại đang là một vấn đề lớn đặt ra cho thế giới nói chung cũng như các nước đang và kém phát triển trong khu vực nhiệt đới nói riêng. Canh tác bất hợp lý đất nông nghiệp (552triệu ha) ; khai thác quá mức thảm thực vật để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt (133triệu ha) và các hoạt động công nghiệp dẫn tới ô nhiễm đất (23triệu ha). Mức độ suy thoái đất thế giới được Oldeman và cộng sự (1991) chỉ ra trong bảng sau. Bảng : Mức độ suy thoái đất thế giới do con người gây ra Dạng suy thoái Nhẹ Trung Nặng Rất nặng Tổng số (triệu bình (triệu (triệu (triệu ha) (triệu ha) ha) ha) ha) Xói mòn do nước 301,2 454,5 164,2 3,8 920,3 Xói mòn do gió 230,5 213,5 9,4 0,9 454,2 Mất dinh dưỡng 52,4 63,1 19,8 - 135,3 Mặn hoá 34,8 20,4 20,3 0,8 76,3 Ô nhiễm 4,1 17,1 0,5 - 21,8 Chua hoá 1,7 2,7 1,3 - 5,7 Kết cấu viên 34,6 22,1 11,3 - 68,2 Úng 6,0 3,7 0,8 - 10,5 17
18. Giảm chất hữu cơ 3,4 1,0 0,2 - 4,6 Tổng số Thâm canh cây trồng theo kiểu tăng cường đầu tư năng lượng hoá thạch như phân hoá học, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ, các chất kích thích sinh trưởng, thuỷ lợi hoá và cơ giới hoá là một xu hướng tất yếu trong phát triển nông nghiệp của các nước vùng nhiệt đới. Điều này đã làm thay đổi các tính chất của đất dẫn đến suy thoái đất nông nghiệp vùng nhiệt đới ngày càng trầm trọng hơn. Làm thay đối tính chất hoá học của đất : - Chua hoá đất : Rửa trôi mất dần các cation kiềm trong đất là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến chua hoá đất, đặc biệt ở những vùng nhiệt đới, mưa nhiều và tập trung. Quá trình rửa trôi mất các cation kiềm trong đất thường gắn liền với việc bón nhiều phân hoá học. Khi bón phân khoáng vào đất, các nguyên tố dinh + + 2+ dưỡng thường được hoà tan dưới dạng cation (như K , NH4 , Ca ) hoặc - - anion (như NO3 , PO4 ) và quá trình trao đổi ion giữa keo đất và dung dịch đất xảy ra. Vì keo đất là keo âm nên quá trình trao đổi cation là chủ yếu. Sự chua hoá đất xảy ra theo cơ chế mất dần các cation kiềm của keo đất do rửa trôi. Ví dụ khi bón sulfat kali vào đất, quá trình trao đổi cation giữa keo đất và dung dịch đất diễn ra như sau : Ca2+ 2K+ + + + Keo đất H + K -> Keo đất H + CaSO4↓ (bị rửa trôi) 2+ 2- 2+ Mg SO4 Mg Ca2+ 2K+ + + + Keo đất H + K -> Keo đất H + Ca(OH)2↓(bị rửa trôi) Mg2+ OH- Mg2+ 2- - Mặt khác, các gốc sulfat (SO4 ) hoặc Clo (Cl ) của các loại phân hoá học cũng có thể kết hợp với H + của keo đất hoặc từ rễ cây khi bị khử đẩy ra dung dịch đất do + + quá trình trao đổi cation với K hoặc NH4 để hình thành axit gây chua cho đất. Một số loại phân trong thành phần của chúng có chứa một lượng axit dư tự do (như supe lân, hoặc sulfat đạm có chứa axit sulfuaric dư), khi bón vào đất cũng gây chua cho đất. Ngoài ra khi tăng cường bón phân hoá học, rễ cây phải hô hấp mạnh để + hấp thu dinh dưỡng, như vậy sẽ giải phóng nhiều CO 2, từ đó hình thành H 2CO3. H ở + + 2+ bề mặt lông hút sẽ trao đổi với các cation của dung dịch đất như K , NH4 hoặc Ca , 18
19. 2- - từ đó nó kết hợp với các gốc sulfat (SO 4 ) hoặc Clo (Cl ) của phân để hình thành nên axit gây chua cho đất. Vì giữa keo đất và dung dịch đất có sự cân bằng ion. Nếu dung dịch đất bị rễ cây hút đi nhiều cation kim loại thì những cation kim loại trên bề mặt keo đất cũng bị đẩy ra và thay thế vào đó là các ion H+ và keo đất cũng hoá chua dần. Theo Lester R.Brown (1985), việc sử dụng phân hoá học trong nông nghiệp thế giới đã tăng lên rất mạnh. Tính riêng giai đoạn từ năm 1950 đến 1983, lượng phân hoá học được sử dụng đã tăng lên từ 15triệu tấn (năm 1950) lên 114triệu tấn (năm 1983), tăng lên gấp 8lần. Việc thâm canh cây trồng với đầu tư nhiều phân hoá học là một trong những nguyên nhân hoá chua của đất. Ngoài ra, mưa axit cũng được coi là một trong những nguyên nhân gây chua hoá đất hiện nay. - Mặn hoá nông nghiệp : Đây là một xu hướng suy thoái đất nông nghiệp khá phổ biến hiện nay trên phạm vi toàn thế giới, đặc biệt là ở những vùng đất cây trồng màu có tưới. Thâm canh cao trong nông nghiệp thường gắn liền với việc tăng cường nước tưới. Trong nước tưới bao giờ cũng chứa muối. Quá trình bay hơi nước qua mặt đất và thoát hơi nước qua mặt lá sẽ để lại muối của nước tưới trong đất làm đất hoá mặn dần. Theo Ghessmi, 1995, giả sử nước tưới chứa 500mg muối/lít thì cứ 1000m 3 nước tưới sẽ để lại cho đất 0,5tấn muối. Trong khi đó yêu cầu nước tưới của cây trồng trong một năm là khoảng 5000 đến 10000m3 cho 1ha. Đây là nguồn muối rất đáng kể gây mặn hoá đất nông nghiệp. Ngoài ra, quá trình hút nước và dinh dưỡng của rễ cây từ các lớp đất sâu mạnh lên cũng góp phần làm năng lượng muối trên lớp đất mặt. Mặn hoá cũng thường xảy ra nhanh trong trường hợp bón nhiều phân hoá học liên tiếp nhau trong nhiều năm. Bởi vì các loại phân hoá học, thực chất là các muối. Khi bón phân vào đất, cây chỉ hấp thu các nguyên tố dinh dưỡng dưới dạng cation + + 3- 2+ hoặc anion (như K , NH4 , PO4 , Ca ) còn để lại trong dung dịch đất các 2- - gốc muối SO 4 hoặc Cl , từ đó gây mặn hoá cho đất. Mặt khác khi bón phân hoá học cần phải tưới nhiều nước và muối trong nước tưới làm mặn hoá đất nhanh hơn. Oldeman và các cộng sự (1991) đã chỉ ra rằng hơn 76triệu ha đất nông nghiệp thế giới đã bị mặn hoá, trong đó ở Châu Á là 52,7triệu ha (69%), Châu Phi là 14,8triệu ha (19%) và Châu Âu là 3,8triệu ha (5%). Bảng : Mức độ mặn hoá đất thế giới do con người gây ra (triệu ha) Khu vực Nhẹ Trung Nặng Rất nặng Tổng số bình Châu Phi 4,7 7,7 2,4 - 14,8 Châu Á 26,8 8,5 17,0 0,4 52,7 Nam Mỹ 1,8 0,3 - - 2,1 19
20. Bắc và Trung Mỹ 0,3 1,5 0,5 - 2,3 Châu Âu 1,0 2,3 0,5 - 3,8 Châu Úc - 0,5 - 0,4 0,9 Tổng số 34,6 20,8 20,4 0,8 76,6 Quá trình chua hoá và mặn hoá đất có thể xảy ra đồng thời với tốc độ khác nhau tuỳ theo tính chất đất, chế độ luân canh cây trồng và điều kiện khí hậu. Tuy nhiên kết quả cuối cùng của hai quá trình này là làm cho đất bị suy thoái mạnh và mất dần khả năng trồng trọt. Làm thay đổi tính chất vật lý của đất : Bón phân hoá học liên tục trong nhiều năm sẽ dẫn đến hàm lượng mùn trong đất giảm xuống, phá vỡ kết cấu viên của đất. Bởi vì kết cấu viên của đất được hình thành do sự gắn kết các hạt đất lại với nhau bởi các axit mùn như humic, fulvic. Kết cấu viên của đất bị phá vỡ sẽ làm cho đất không còn tơi xốp, mất dần khả năng thấm nước, thấm khí và chai cứng lại. Đây cũng là một yếu tố dẫn đến sa mạc hoá đất nông nghiệp. Làm thay đổi tính chất sinh học của đất : Bón nhiều phân hoá học cùng với việc sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, trừ cỏ dẫn tới huỷ diệt hệ thống sinh học sống trong đất. Các sinh vật sống trong đất như giun đất, vi sinh vật đất có vai trò cực kỳ quan trọng đối với các tính chất hoá học và lý học của đất, cũng như quá trình phân giải chất hữu cơ và hấp thu dinh dưỡng của rễ cây. Xói mòn : Xói mòn là một trong những nguy cơ quan trọng nhất dẫn đến sự suy thoái các vùng đất nông nghiệp của thế giới, đặc biệt ở khu vực các nước nhiệt đới, mưa lớn và tập trung. Theo nhà địa chất học Sheldon Judson, 1968, người đầu tiên trên thế giới ước tính tổng lượng phù sa từ các con sông đổ ra biển hàng năm từ tăng lên từ 9tỷ tấn (trước khi có nông nghiệp, chăn thả và các hoạt động khác của con người) lên 24tỷ tấn do hoạt động nông nghiệp của con người. Tác giả đã chỉ ra rằng hoạt động nông nghiệp đã làm tăng lượng đất bị xói mòn lên nhiều lần so với đất có thảm thực vật tự nhiên che phủ. El-Swaifi và Dagler, 1982 đã ước tính lượng phù sa ở một số con sông lớn trên thế giới đổ ra biển hàng năm là rất lớn. Bảng : Lượng phù sa đổ ra biển hàng năm của một số con sông lớn trên thế giới Sông Nước Lượng phù sa hàng năm (triệu tấn) 20
21. Hoàng Hà Trung Quốc 1600 Ganges Ấn Độ 1455 Amazon một số nước 363 Missisipi Mỹ 300 Irrawaddy Miến Điện 299 Kosi Ấn Độ 172 Mekong một số nước 170 Nile một số nước 111 Hai con sông lớn của thế giới là sông Hoàng Hà của Trung Quốc và Ganges của Ấn Độ có lượng phù sa lớn nhất. Điều này gắn liền với những vùng đất nông nghiệp rộng lớn. Tuy nhiên theo các nhà thuỷ văn, chỉ ¼ lượng đất xói mòn ở các con sông được đổ ra biển ; còn ¾ được bồi lắng ở lòng sông, các hồ chứa hoặc các vùng đất thấp khác. Theo viện nghiên cứu thế giới, 1985, lượng đất mặt mất đi hàng năm do xói mòn trên các vùng trồng trọt của 4 nước sản xuất lương thực chính của thế giới (chiếm 52% đất nông nghiệp và trên một nửa sản lượng lương thực trên thế giới) được nêu rõ trong bảng trên. Ước tính mỗi năm xói mòn làm mất đi 0,7% lượng đất, nghĩa là mất đi 7% lượng đất mặt sau mỗi thập kỷ. Xói mòn làm mất đất mặt đã làm cho năng suất cây trồng giảm đi đáng kể. Vậy muốn đạt được năng suất thì cần phải đầu tư thêm nhiều phân bón như N, P,K. Xói mòn còn gây hiện tượng bồi lắng lòng hồ, làm thay đổi tuổi thọ của các hồ chứa và đập thuỷ điện. Bảng dưới đây cho ta thấy rõ hậu quả của xói mòn đối với tuổi thọ của một số hồ lớn trên thế giới. Ví dụ : Đất canh tác nương rẫy ở Hoà bình hàng năm bị mất đi khoảng 10-30 tấn/ha. Xói mòn kèm theo dinh dưỡng đất bị mất đi. Nguyễn Văn Dung và ctv. (2004) ước tính: 258-750 kg C/ha; 42-88 kg N/ha; 3-12 kg P/ha; 267-718 kg K/ha Bảng : Tốc độ bồi lắng ở một số hồ trên thế giới Nước Tên hồ Tốc độ bồi lắng Thời gian lấp đầy hồ (tấn/năm) (năm) Ai Cập Awan High Dam 139.000.000 100 Pakistan Mangla 3.700.000 75 Philipin Ambuklao 5.800 32 Tanzania Matumbulu 19.800 30 Tanzania Kisongo 3.400 15 21
22. Sa mạc hoá: Việc khai thác quá mức các vùng đất nông nghiệp, rừng và đồng cỏ chăn thả làm cho đất suy thoái dần, cạn kiệt dinh dưỡng dần dần dẫn đến sa mạc hoá. Theo hội đồng chất lượng môi trường và văn phòng tổng thống Mỹ, trong báo cáo toàn cầu năm 2000 mỗi năm thế giới mất đi 6triệu ha đất do sa mạc hoá, bao gồm 3,2triệu ha đất đồng cỏ chăn thả, 2,5 triệu ha ở vùng đất không tưới, trông vào nước trời và đất chăn thả. Sa mạc hoá không có nghĩa là biến thành vùng cát giống sa mạc, mà là một quá trình biến đổi dần dần các tính chất vật lý, hoá học và sinh học của đất, làm cho đất chai cứng lại, hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng khoáng trong đất giảm xuống, đất mất dần khả năng thấm nước, thấm khí và cuối cùng không còn khả năng trồng trọt được. Các vùng đất khô hạn và bán khô hạn là những vùng có nguy cơ sa mạc hoá rất nhanh, nếu con người tiếp tục tăng cường khai thác các vùng đất này trong nông nghiệp, lâm nghiệp và chăn thả gia súc. Theo ước tính của Liên Hợp Quốc (FAO), hiện nay mỗi năm thế giới mất đi khoảng 6triệu ha đất do sa mạc hoá. Việc phá huỷ rừng nhiệt đới, trồng trọt và chăn thả quá mức làm cho đất cạn kiệt dần dinh dưỡng và mất dần khả năng trồng trọt và chăn thả, cuối cùng là sa mạc hoá Bảng: Diện tích đất được tưới và đất khô hạn có nguy cơ bị sa mạc hoá (1000ha) Đất trong vào nước Đất được tưới Đất chăn thả trời Khu vực Sa mạc Sa mạc Sa mạc Tổng số Tổng số Tổng số hoá hoá hoá Châu Phi 7.756 1.366 48.048 39.633 1.182.212 1.026.758 Châu Á + 89.587 20.572 112.590 91.235 1.273.759 1.088.965 Liên Xô cũ Châu Úc 1.600 160 2.000 1.500 550.000 330.000 Tây Ban 2.400 890 5.000 4.200 16.000 15.500 Nha Bắc Mỹ 19.550 2.835 42.500 24.700 345.000 291.000 Nam Mỹ 5.389 1.229 14.290 11.859 384.100 319.380 Tổng số 126.2852 27.052 224.428 173.127 3.751.071 3.071.603 Châu Á và Châu Phi được coi là hai khu vực khô hạn lớn nhất, đây cũng là 2 khu vực có nguy cơ bị sa mạc hoá mạnh nhất của thế giới. Bảng: Diện tích đất khô hạn thế giới (triệu ha) 22
23. Mức độ Châu Châu Châu Châu Bắc Nam Thế khô hạn Phi Á Úc Âu Mỹ Mỹ giới Rất khô 672 277 0 0 3 26 978 hạn Khô hạn 504 626 303 11 82 45 1571 Bán khô 514 693 309 105 419 265 2305 hạn Khô ẩm 269 353 51 184 232 207 1296 Tổng số 1959 1949 663 300 736 543 6150 % thế giới 32 32 11 5 12 8 100 2. Đất Việt Nam 2.1. Tình hình chung về đất Việt Nam 1. Đất Việt Nam rất phong phú và đa dạng, cho phép trồng được nhiều loại cây từ cây nhiệt đới điển hình như cây cao su, điều, cà phê, đến các loại rau quả ôn đới như bắp cải, xúp lơ, xu hào, đào, mận. 2. Một số loại đất có hàm lượng chất dễ tiêu tương đối khá, tầng đất dày như đất đỏ Bazan, đất phù sa. 3. Đất có khả năng tăng 3 vụ/năm; trồng trọt quanh năm. 4. Đất ít người đông, cơ sở vật chất còn hạn chế, ruộng bị phân mảnh, manh mún sau thời kỳ hợp tác xã. 5. Công tác quản lý, sử dụng và cải tạo đất chưa tốt Hiện trạng tài nguyên đất Việt Nam là quá trình sử dụng và chọn lọc lâu dài của con người. Việt Nam có diện tích tự nhiên là 33triệu ha, xếp thứ 59 trên tổng số 200 nước trên thế giới, xếp thứ 159/200 về diện tích bình quân trên đầu người và bằng 1/6 tiêu chuẩn thế giới với ¾ đất đồi núi; đất canh tác <25%; đất trống đồi núi trọc: 28- 30%. Diện tích đất canh tác giảm dần theo thời gian (năm 1940: 0,2ha/khẩu; năm 2000: 0,1ha/khẩu), diện tích đất manh mún (vì có nhiều sông, hải đảo, núi xen lẫn đất liền). Việt Nam là quốc gia khan hiếm đất trên thế giới. Đất Việt Nam rất phong phú và đa dạng, cho phép trồng được nhiều loại cây từ cây nhiệt đới điển hình như cao su, điều, cà phê đến các loại rau quả ôn đới như bắp cải, xúp lơ, xu hào, đào, mận. Một số loại đất có hàm lượng chất dễ tiêu tương đối khá dày như đất bazan, đất phù sa. Đất có khả năng tăng 3vụ/năm, trồng trọt được quanh năm. Điểm hạn chế của đất Việt Nam là diện tích đất ít, dân số đông, cơ sở vật chất còn hạn chế, ruộng bị phân mảnh, manh mún sau thời kỳ hợp tác xã và công tác quản lý, sử dụng và cải tạo đất còn chưa tốt. 23
24. Theo kết quả nghiên cứu của hội Khoa học đất Việt Nam (2000) tài nguyên đất của Việt Nam rất đa dạng về loại hình thổ nhưỡng, bao gồm 19 nhóm đất và 54 đơn vị đất. Trong đó có 11 nhóm chính sau: 1. Đất cát: 533.434ha 2. Đất phù sa: 3.400.059ha 3. Đất mặn thời vụ (mùa khô): 825.255ha; Đất mặn thường xuyên: 446.991ha 4. Đất phèn: 587.771ha 5. Đất xám: 2.347.829ha 6. Đất thung lũng: 378.914ha 7. Đất đen than bùn: 250.773ha 8. Đất đỏ vàng: 14.808.319ha 9. Đất đỏ vàng: 14.808.319ha 10. Đất mùn đỏ vàng trên núi: 3.503.024ha 11. Đất xói mòn trơ sỏi đá: 405.717ha Theo niên giám thống kê (2000), diện tích đất tự nhiên của Việt Nam là 32.924.100ha. Đến nay, chúng ta đã đưa vào sử dụng với các mục đích khác nhau 69,9% tổng diện tích đất tự nhiên, tức 22,9triệu ha. Trong đó: - Đất nông nghiệp là 9.345.400ha, chiếm 28,4& đất tự nhiên - Đất lâm nghiệp (có rừng) là 11.575.400ha, chiếm 35,2% - Đất chuyên dùng là 1.532.800ha, chiếm 4,7% - Đất nhà ở là 443.200ha, chiếm 1,3% Diện tích đất chưa sử dụng cả nước là 10,008triệu ha, chiếm khoảng 30,4% diện tích đất tự nhiên. Trong đó : - Đất đồi núi trọc : 8,55triệu ha, chiếm 26% diện tích tự nhiên - Còn lại là núi đá, mặt nước và đất chưa sử dụng khác Như vậy đến nay bình quân đầu người đất nông nghiệp của ta là khoảng 0,12ha (78triệu người), gần như thấp nhất thế giới (sau Nhật Bản) Nếu so sánh với số liệu thống kê của tổng cục quản lý ruộng đất năm 1985 thì đất nông nghiệp đã tăng lên từ 6,9triệu ha năm 1985 đến 8,1triệu ha, năm 1997. Diện tích đất nông nghiệp tăng lên chủ yếu ở vùng Tây Nguyên (cao su, cà phê), Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên trong đất nông nghiệp có sự thay đổi lớn về 24
25. cơ cấu cây trồng. Nhìn chung tỷ lệ diện tích hàng năm cây trồng hàng năm giảm từ 76,7% năm 1980 xuống còn 61,1% năm 1997. Trong khi đất trồng cây lâu năm lại tăng lên từ 14,9% năm 1990 lên 19,2% năm 1997. Trong đất cây hàng năm thì diện tích đất lúa chiếm một phần lớn, khoảng 4,2triệu ha, tập trung ở Đồng bằng sông Hồng (576.400ha) và đồng bằng sông Cửu Long (2.062.700ha), còn lại là ở đồng bằng Bắc Trung Bộ, Nam Trung bộ và các vùng khác. Bảng : Diện tích đất lúa (ha) Khu vực 1993 1998 Đồng bằng sông Hồng 585.300 576.400 Đông Bắc Bắc Bộ 464.600 457.400 Tây Bắc Bắc Bộ 123.700 58.700 Bắc Trung Bộ 420.500 394.400 Nam Trung Bộ 208.500 205.800 Tây Nguyên 125.500 94.600 Đông Nam Bộ 381.900 363.400 Đồng bằng sông Cửu Long 1.942.200 2.062.700 Cả nước 4.252.100 4.213.400 Về thực trạng sử dụng đất hiện nay, nhìn chung đất chuyên dùng (đô thị, công nghiệp, giao thông vận tải) đang có xu hướng tăng lên rất mạnh do đất nước đang trong giai đoạn công nghiệp và đô thị hoá. Trong khi đó dân số tiếp tục tăng, nhu cầu về nhà ở cũng được tăng lên đáng kể. Diện tích đất nông nghiệp, nhất là ở đồng bằng đang bị giảm đi khá mạnh. Ví dụ, theo thống kê, từ năm 1993 đến 1998, diện tích đất lúa ở đồng bằng sông Hồng đã giảm đi gần 10.000ha (bảng trên). Trong những năm gần đây, công nghiệp, đô thị và giao thông phát triển mạnh, diện tích đất nông nghiệp ở đồng bằng tiếp tục giảm với tốc độ cao hơn. Nếu chúng ta không có quy hoạch và quản lý tốt thì diện tích đất nông nghiệp màu mỡ ở đồng bằng sẽ mất đi nhanh chóng. Về chất lượng đất, do nước ta nằm trong vùng nhiệt đới, mưa nhiều và tập trung nên xói mòn, rửa trôi diễn ra khá mạnh trong mùa mưa, dẫn tới đất dễ bị suy thoái, cạn kiệt dinh dưỡng. Theo kết qủa nghiên cứu ở bảng dưới đây cho thấy lượng đất mặt mất đi hàng năm do xói mòn là rất lớn, phụ thuộc vào độ dốc, loại đất và hệ thống canh tác. Bảng: Lượng đất mất đi do xói mòn (tấn/ha/năm) Địa Đá mẹ Độ Hệ thống cây trồng Lượng phương dốc đất mất (0) Hoà Bình Phiến 17 Ngô+đậu đen (không băng chắn, 1992- 22,6 sét 1987) Hoà Bình Phiến 17 Sắn (không băng chắn, 1993-1997) 23,7 25
26. sét Có băng chắn cốt khí 18,6 Ô trống 170 Phú Thọ Gờnai 15 Lạc (không băng chắn, 1996) 60,7 Có băng cỏ Vertiver 33,0 Đắc Lắc Bazan 5-8 Cà phê thuần (1992-1996) 6,7 Đất trống 7,1 Kết quả nghiên cứu xói mòn trên đất canh tác nương rẫy ở vùng Tây Bắc được chỉ ra trong bảng dưới đây: Bảng: Xói mòn trên đất nương rẫy ở Tây Bắc Vụ Độ dày lớp đất bị mất (cm) Lượng đất mất (tấn/ha) Vụ 1 (1962) 0,79 119,2 Vụ 2 (1963) 0,88 134,0 Vụ 3 (1964) 0,77 115,5 Cả 3 vụ 2,44 366,7 Xói mòn thường làm mất các chất dinh dưỡng trong đất. Theo Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1998, mức độ mất các nguyên tố dinh dưỡng đất do xói mòn được xếp theo thứ tự sau: C >N >K, Ca >Mg >P Bên cạnh đó, sự khai thác quá mức cũng như chế độ canh tác không hợp lý ở những vùng khô hạn có chỉ số khô hạn từ 0,05 đến 0,06 đã dẫn tới sa mạc hoá (Ninh Thuận, Bình Thuận, Cheo Reo ). Sa mạc hoá ở nước ta thường do các nguyên nhân chính sau: - Do chặt phá rừng - Do cát bay ven biển - Do đất mặn hoá - Do phèn hoá - Do canh tác nông nghiệp quá mức - Do khai thác mỏ bừa bãi Ở đồng bằng, do sức ép dân số, nông nghiệp phát triển theo hướng thâm canh cao, đầu tư nhiều phân hoá học, thuốc trừ sâu, nước tưới, trong khi ít chú ý đến việc trả lại chất hữu cơ cho đất đã làm cho đất xấu đi rõ rệt. Ví dụ theo tổng cục quản lý ruộng đất (1985), đất lúa của ta được phân ra các hạng sau: 26
27. Bảng: Phân hạng đất lúa Hạng Diện tích (ha) % đất lúa 1 270.000 6,5 2 423.000 10,2 3 548.000 13,2 4 815.000 19,6 5 1.084.000 26,1 6 1.004.000 24,4 2.2. Tổng quan về điều kiện tự nhiên của đất Việt Nam Việt Nam bao gồm phần lục địa, vùng biển và thềm lục địa, thuộc khu vực Đông Nam Châu Á. Diện tích trên đất liền 330.992km 2, chiều dài khoảng 2.000km, nhưng chiều rộng lại hẹp, chỗ rộng nhất khoảng 600km (ở Bắc bộ), chỗ hẹp nhất không quá 50km (ở Trung bộ). Phần diện tích trên biển Đông đạt khoảng 1triệu km 2, chiều dài đường biển tính từ Móng Cái đến Hà Tiên khoảng 3.650km. Việt Nam có nhiều quần đảo, tập trung ở Vịnh Bắc Bộ và vịnh Thái Lan, trong đó có một số đảo khá lớn như Cái Bầu, Cái Bàn, Cát Bà, Bạch Long Vĩ, Côn Sơn, Phú Quốc và hai quần đảo lớn là Hoàng Sa và Trường Sa. Việt Nam tiếp giáp với nhiều nước cả trên đất liền lẫn trên biển. Trên đất liền, biên giới giữa Việt Nam và Trung Quốc dài khoảng 1400km, giữa Việt Nam và Lào ước tính khoảng 2000km, giữa Việt Nam và Campuchia khoảng 1000km. Còn trên biển, Việt Nam cũng tiếp giáp với vùng biển của Trung Quốc, Philippin, Indonexia, Bruney, Malixia, Thái Lan và Campuchia. 2.2.1. Địa hình và địa chất Việt Nam Địa hình và địa chất được hình thành như ngày nay đã trải qua nhiều giai đoạn kiến tạo rất phức tạp. Tuy còn có nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, nhưng cho đến nay, chúng ta có thể chia ra 3 giai đoạn lớn. Đó là giai đoạn Tiền Camri, giai đoạn Cổ kiến tạo và giai đoạn Tân kiến tạo, tại khu vực rìa nền Hoa Nam, khu vực địa động Trung - Ấn và địa khối Indoxini. - Giai đoạn Tiền Camri: Từ những vết tích còn lại ngày nay, chúng ta biết được cách đây khoảng 570triệu năm về trước kiến tạo cổ nhất nước ta là các khối đá biến chất hoạt động - hạt nhân của lãnh thổ Việt Nam ngày nay. Đó là các địa khối vòm sông chảy, dải Hoàng Liên Sơn, cánh cung sông Mã, địa khối Puhoat, dải Pulaileng Rào Cỏ và địa khối Kontum. Do các vận động liên tục của các địa khối ở trong giai đoạn Tiền Camri ở khu vực Đông Nam Á, đã làm cho các đất đá bị xáo trộn, bị macma xâm nhập và bị biến chất nhiều lần, cho nên lãnh thổ 27
28. Việt Nam lúc bấy giờ bao gồm toàn đá biến chất, điển hình là đá gơnai ở dưới cũng có nguồn gốc từ trầm tích hay macma. Ở giữa là đá biến chất nguồn gốc trầm tích như đá hoa, đá phiến kết tinh. Trên cùng là đá biến chất yếu với sự xâm nhập của granit, có tính felsic. - Giai đoạn Cổ kiến tạo: Giai đoạn Cổ kiến tạo cách đây khoảng 65triệu năm với các chu kỳ khác nhau: calêđôny, hecxini, indoxini,kimeni. Việt Nam được coi là được hình thành xong từ chu kỳ hecxini cách đây khoảng 40triệu năm. Đặc trưng của giai đoạn này là có rất nhiều lần biển mở rộng và thu hẹp (biển tiến và biển lùi), nhiều thời kỳ lún sụt, uốn nếp, xâm nhập và dung nham phún xuất. Ví dụ: Ở Quảng Ninh trên một dãy núi có nhiều loại đá do sự nâng hạ địa chất, điều kiện tự nhiên, áp suất thay đổi, quá trình biển tiến, biển lùi đã tạo ra nhiều mỏ than, dầu khí ở nơi đây. - Giai đoạn Tân kiến tạo: Giai đoạn Tân kiến tạo là một giai đoạn quan trọng đối với thế giới, cũng như đối với Việt Nam, bởi lẽ hầu như tất cả những đặc điểm địa hình, địa chất ngày nay ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới đều được hình thành trong Tân đại sinh. Qua 6 chu kỳ Tân kiến tạo, Việt Nam cổ được hình thành ở giai đoạn Cổ kiến tạo - một bình nguyên thấp, lượn sóng, có những thung lũng bị đầm hoá, trở thành một nước có nhiều núi đồi, trong đó có những đỉnh cao trên 3000m và bị chi phối bởi quy luật đai cao. Các đứt gãy sâu, mạnh đã tạo nên các thung lũng sông lớn, tạo nên các hẻm vực, làm các sông bắt dòng dẫn đến các sự thay đổi lớn trong mảng thuỷ văn và khí hậu, trong lớp phủ thổ nhưỡng và hệ sinh vật. Do đặc điểm Tân kiến tạo, nước ta nâng cao về phía Tây Bắc hướng về cao nguyên Tây Tạng và dãy Hymalaya, đồng thời sụt võng về phía Đông Nam, hướng về hố sâu biển Đông, cho nên lãnh thổ Việt Nam dốc từ trong ra ngoài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và được phân thành ba vùng rõ rệt: vùng núi đồi, vùng đồng bằng và vùng ven biển 2.2.2. Khí hậu và thảm thực vật Cùng với các điều kiện tự nhiên khác, khí hậu đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành thảm thực vật, thuỷ chế sông biển và vỏ thổ nhưỡng, trong đó khí hậu và thảm thực vật có một mối quan hệ rất chặt chẽ. Trải dài từ 8030’ đến 23022’ vĩ Bắc nên Việt Nam có biên độ nhiệt giữa miền Nam và miền Bắc khác xa nhau và chế độ ngày dài, ngày ngắn cũng thay đổi; ở miền Bắc ngày ngắn và ngày dài ngắn hơn miền Nam. Việt Nam có hai chế độ mùa rõ rệt: gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam. Vì vậy trong mùa hè có sự gặp gỡ của các luồng gió xuất phát từ biển, đem lại lượng 28
29. nước mưa lớn, đôi khi kèm thêm bão tố, gây ra hiện tượng bào mòn và xói lở đất trầm trọng. Khí hậu Việt Nam là khí hậu nội chí tuyến gió mùa ẩm, rất thất thường và chế độ độ ẩm cũng rất đa dạng với các đới và đai khí hậu. Vì vậy thảm thực vật tự nhiên và cây trồng cũng có nhiều thay đổi theo khí hậu. Thảm thực vật rừng Việt Nam rất phong phú, người ta đã chia thảm thực vật rừng thành 14 nhóm. Đất nuôi rừng, rừng lại nuôi đất. Núi cao đã tạo ra những loại đất chứa nhiều mùn nhờ còn giữ được rừng. Lên đến độ cao 700 – 1000m không còn thấy tre, mít; lên cao hơn nữa (trên 2000m) xuất hiện rừng lá kim ôn đới. 2.2.3. Thuỷ văn Việt Nam có mạng lưới sông ngòi khá dày đặc, khoảng 2360 con sông, nhưng phần lớn là sông nhỏ, chiếm 92,5%. Phần lớn sông ngòi Việt Nam bắt nguồn từ các dốc núi cao, có những con sông bắt nguồn từ trong nước, nhưng cũng có sông bắt nguồn từ nước ngoài và được chia thành 9 hệ thống lớn tạo thành các đồng bằng lớn nhỏ với nhiều loại đất khác nhau, có vị trí lớn trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta. 2.3. Phân loại quỹ đất Việt Nam (land budget) Việc phân chia quỹ đất gắn liền với việc phân loại đất và mục đích cuối cùng nhằm sử dụng hiệu quả tài nguyên đất đai của đất nước. Quỹ đất là toàn bộ diện tích đất đai của một quốc gia, địa phương hay một vùng lãnh thổ. Quỹ đất có thể tính theo toàn bộ hoặc tính theo đầu người hoặc theo mục đích sử dụng. Quỹ đất của một địa phương thường là cố định nhưng quỹ đất trên đầu người có xu hướng giảm do dân số tăng. Sự thay đổi quỹ đất gắn với các hoạt động và mục đích sử dụng, sự phát triển kinh tế xã hội. Con người có khả năng điều hoà, thay đổi quỹ đất đai. Các loại quỹ đất: Quỹ đất nông nghiệp, quỹ đất đô thị, quỹ đất chuyên dùng, quỹ đất rừng; quỹ đất thổ cư; quỹ đất nuôi trồng thuỷ sản, • Việc phân chia quỹ đất gắn liền với việc phân loại đất và mục đích cuối cùng nhằm sử dụng hiệu quả tài nguyên đất đai của đất nước. • Quỹ đất là toàn bộ diện tích đất đai của một quốc gia, đia phương, hay một vùng lãnh thổ. Quỹ đất có thể tính theo toàn bộ hoặc tính theo đầu người, hoặc theo mục đích sử dụng. • Quỹ đất của một địa phương thông thường là cố định, nhưng quỹ đất trên đầu người có xu hướng giảm do dân số tăng. • Sự thay đổi quỹ đất đai gắn với các hoạt động và mục đích sử dụng, sự phát triển kinh tế xã hội. Mục đích của phận hạng đất: 29
30. • Để định mức thuế nông nghiệp, thuế đất • Phân hạng để có phương hướng bồi dưỡng cải tạo hạng đất thấp, bảo vệ hạng đất tốt • Góp phần định mức khoán cho người lao động hợp lý hơn. Ngành địa chính đã phân loại đất theo mục đích sử dụng như sau: • Đất nông nghiệp • Đất lâm nghiệp • Đất khu dân cư nông thôn • Đất đô thị • Đất chuyên dùng • Đất chưa sử dụng Phân loại định lượng định lượng FAO – UNESCO: Trước đây, phân loại đất ở Việt Nam dựa theo trường phái phát sinh (Docuchaev): Bất kỳ loại đất nào cũng đều được tạo thành bởi một quá trình lịch sử tự nhiên, liên quan đến 5 yếu tố hình thành đất: đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật và thời gian. Hiện nay, phân loại theo phương pháp định lượng FAO-UNESCO: Việt nam có 13 nhóm với 373 đơn vị, đất chủ yếu được hình thành ở các điệu kiện nhiệt đới và á nhiệt đới ẩm, có cường độ phong hoá mạnh. Đất Việt Nam phong phú và đa dạng: Đất xám (acrisols) chiếm 63,2%; đất phù sa (Fluvisols) 21,6%, nhóm đất đỏ (Ferrasols): 8,2%. Điệu kiện khí hậu ẩm, mưa nhiều dẫn đến đất đai luôn luôn biến động gắn với sự thay đổi của thảm thực vật. Việt Nam chia ra làm 2 miền, 7 vùng kinh tế sinh thái, 16 khu và 142 vùng địa lý thổ nhưỡng làm cơ sở cho quy hoạch và phát triển. 30
31. CHƯƠNG VII: THOÁI HOÁ VÀ Ô NHIỄM ĐẤT 1. Tổng quan về thoái hoá đất Thoái hoá đất đai là vấn đề toàn cầu quan trọng của thế kỷ 21 bởi vì tác động có hại của nó đến khả năng sản xuất nông nghiệp, môi trường và ảnh hưởng của nó đến an ninh lương thực và chất lượng cuộc sống. Thoái hoá đất đai tác động đến khả năng sản xuất do sự suy giảm của chất lượng đất diễn ra ở nơi sự thoái hoá xuất hiện (ví dụ: xói mòn) và mất đi ở nơi phù sa được bồi tụ. Khả năng sản xuất của một số đất đai đã bị giảm khoảng 50% do xói mòn đất và sa mạc hoá. Chỉ có khoảng 3% bề mặt đất đai toàn cầu có thể coi là loại đất tốt nhất hoặc đất loại I, loại đất này chỉ có ở vùng nhiệt đới. 8% khác của đất đai thuộc loại II và loại III. Hiện nay, 11% này phải nuôi sống khoảng 6 tỷ và dự kiến khoảng 7,6 tỷ người vào năm 2020. Sự sa mạc hoá đã diễn ra trên 33% bề mặt đất toàn cầu và có ảnh hưởng đến hơn một tỷ người, một nửa trong số họ sống ở châu Phi. Thoái hoá đất đai, giảm chất lượng đất do các hoạt động của con người gây ra đã trở thành một vấn đề nghiêm trọng có tính toàn cầu trong thế kỷ 20, sẽ tồn tại ở mức độ cao trong các chương trình nghị sự quốc tế của thế kỷ 21. Tầm quan trọng của thoái hoá đất đai trong các vấn đề toàn cầu tăng lên do ảnh hưởng của nó đến sự an toàn lương thực của thế giới và chất lượng môi trường. Mật độ dân số cao không nhất thiết liên quan đến sự thoái hoá đất mà là cái mà con người đã làm đối với đất quyết định mức độ thoái hoá. Con người có thể làm đảo ngược xu hướng thoái hoá đất. Vì vậy,con người cần phải được quan tâm cả về sự khoẻ, chính trị và kinh tế thì họ mới có thể quan tâm đến đất, sự nghèo đói và thất học có thể là các nguyên nhân quan trọng của thoái hoá đất đai và môi trường. Thoái hoá đất đai có thể được xem là sự mất khả năng sản xuất hiện tại hoặc tiềm tàng của đất do tác động của các tác nhân tự nhiên hoặc con người; đó là sự giảm chất lượng đất hoặc giảm khả năng sản xuất của nó. Các cơ chế của sự thoái hoá đất bao gồm các quá trình vật lý, hoá học và sinh học. Một trong những quá trình vật lý quan trọng là sự suy giảm cấu trúc của đất có ảnh hưởng đến lớp vỏ trái đất, độ chặt, xói mòn, sa mạc hoá, sinh vật kỵ khí, ô nhiễm môi trường và việc sử dụng không bền vững các nguồn tài nguyên. Các quá trình hoá học quan trọng bao gồm quá trình chua hoá, rửa trôi, mặn hoá, sự giảm khả năng giữ cation và sự suy giảm độ phì nhiêu. Các quá trình sinh học bao gồm sự suy giảm tổng số các bon hữu cơ và sự giảm tính đa dạng sinh học. Các quá trình sinh học cũng có mối liên quan chặt chẽ với sự phú dưỡng của nước mặt, sự ô nhiễm của nước ngầm và sự bay hơi của một số khí (CO 2, CH4, N2O, NOX) từ các hệ sinh thái sống trên cạn/sống dưới nước ra khí quyển. 1.1. Ảnh hưởng của thoái hoá đất đến khả năng sản xuất 31
32. Cho đến nay chưa thể tìm được thông tin về ảnh hưởng kinh tế của thoái hoá đất đai do các quá trình khác nhau trên phạm vi toàn cầu, nhưng có thể tìm được thông tin của một vùng hoặc quốc gia nhất định. Ví dụ ở Canada, trong năm 1984 ảnh hưởng của thoái hoá đất đai ở quy mô trang trại dao động từ 700 triệu đến 915 triệu USD/năm (Girt, 1986). Ảnh hưởng về mặt kinh tế của thoái hoá đất đai cực kỳ khốc liệt ở vùng Nam Á mật độ dân số cao và tiểu Sahara, Châu Phi. Trên phạm vi ô thửa hay cánh đồng, xói mòn đất có thể làm giảm năng suất từ 30 đến 90% ở các đất có tầng đất mỏng của Tây Phi. Sự giảm năng suất từ 20 đến 40% đối với các cây trồng theo hàng ở Ohio và nơi khác ở Midwest, Mỹ. Ở vùng Andean của Colombia, các nhà khoa học của đại học Hohenheim, Đức đã quan sát thấy sự tổn thất nghiêm trọng do xói mòn tăng nhanh trên một số đất. Khả năng sản xuất của một số đất đai ở châu Phi đã bị giảm xuống khoảng 50% do xói mòn đất và sa mạc hoá. Sự giảm sản lượng ở Châu Phi do xói mòn đất trước đây có thể dao động từ 2 đến 40% với tổn thất trung bình của lục địa này khoảng 8,2%. Nếu xói mòn tiếp tục không bị yếu đi thì sự giảm sản lượng vào khoảng năm 2020 có thể là 16,5%. Sự chặt hoá đất cũng là một vấn đề toàn cầu, đặc biệt ở những nơi nông nghiệp được cơ giới hoá. Nó đã làm giảm năng suất cây trồng từ 25 đến 50% ở một số vùng của châu Âu và ở Bắc Mỹ; từ 40 đến 90% các nước Tây Phi. Ở Ohio, sự giảm năng suất cây trồng khoảng 25% đối với ngô, 20% đối với đậu tương và 30% đối với yến mạch trong một năm chu kỳ 7 năm. Các tổn thất do chặt hoá đất ở Mỹ ước tính khoảng 1,2 tỷ USD/năm. Sự suy giảm dinh dưỡng cũng là một dạng thoái hóa đất đai có ảnh hưởng nghiêm trọng về kinh tế trên phạm vi toàn cầu, đặc biệt ở vùng tiểu Sahara, châu Phi. Tỷ lệ suy giảm độ phì đất hàng năm ước tính khoảng 22kg N, 3kg P và 15kg K trên một ha. 1.2. Các quan điểm về thoái hoá đất Thoái hoá đất được tranh luận rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới, ít nhất có 2 trường phái riêng biệt đã làm rõ về việc dự báo tính khốc liệt và tác động của thoái hoá đất. Một trường phái cho rằng đó là mối đe doạ nghiêm trọng toàn cầu đặt ra thách thức to lớn cho loài người dưới dạng tác động có hại của nó đến năng suất sinh học và chất lượng môi trường. Các nhà sinh thái học, các nhà khoa học đất và các nhà nông học ủng hộ luận cứ này trước tiên. Trường phái thứ hai, bao gồm trước hết là các nhà kinh tế cho rằng nếu thoái hoá đất là một vấn đề nghiêm trọng, vì vậy lý do gì mà các lực lượng thị trường lại không quan tâm đến nó. Những người ủng hộ lý luận này là những người quản lý đất đai (ví dụ những người nông dân) đã mong được lợi từ đất đai và sẽ không để cho nó thoái hoá đến điểm thiệt hại cho lợi nhuận của họ. 1.2.1. Định nghĩa 32
33. Có một số lượng lớn các thuật ngữ và định nghĩa liên quan đến thoái hoá đất đai, đây chính là nguồn gốc của sự lẫn lộn, hiểu lầm và giải thích sai. Một vài thuật ngữ thường được sử dụng là thoái hoá đất (soil degradation), thoái hoá đất đai (land degradation) và sa mạc hoá (desertification). Trong khi có sự phân biệt rõ ràng giữa “đất – soil” và “đất đai – land”. (Thuật ngữ đất đai nói đến một hệ sinh thái bao gồm đất đai, cảnh quan, địa hình, thảm thực vật, nước và khí hậu), không có sự phân biệt rõ ràng giữa các thuật ngữ “thoái hoá đất đai” và “sa mạc hoá”. Sa mạc hoá nói đến sự thoái hoá đất đai ở các vùng khô hạn, bán khô hạn và vùng bán ẩm ướt do các hoạt động của con người. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng định nghĩa về sa mạc hoá này quá hẹp bởi vì sự thoái hoá đất đai nghiêm trọng diễn ra do các hoạt động của con người cũng có thể xuất hiện ở các vùng ôn đới ẩm và các vùng nhiệt đới ẩm. Thuật ngữ “thoái hoá” hoặc “sa mạc hoá” nói đến sự suy giảm không thuận nghịch về “tiềm năng sinh vật học” của đất đai. “Tiềm năng sinh vật học” lại phụ thuộc vào các nhân tố tương tác với nhau và khó để định rõ. Sự lẫn lộn có thể được tăng thêm do định nghĩa về “đất khô hạn” (dryland) mà ở đó nhiều định nghĩa khác nhau được sử dụng. Việc chuẩn hoá thuật ngữ và sử dụng định nghĩa chính xác, khách quan, rõ ràng được công nhận bởi tất cả các khoa học là rất quan trọng. 1.2.2. Quy mô và tỷ lệ thoái hoá đất đai Vì các định nghĩa và thuật ngữ về thoái hoá đất có khác nhau nên sự tồn tại dao động rất lớn trong các số liệu thống kê về quy mô và tỷ lệ thoái hoá đất. Hai nguồn số liệu chính bao gồm ước tính toàn cầu về sa mạc hoá của Dregne và Chou (1994) và ước tính toàn cầu về thoái hoá đất của trung tâm thông tin và tư liệu đất quốc tế Bảng: Ước tính các đất bị thoái hoá (triệu km2) ở các vùng khô hạn Lục địa Tổng diện tích Diện tích bị thoái % bị thoái hoá hoá Châu Phi 14,326 10,458 73 Châu Á 18,814 13,417 71 Úc và châu đại 7,012 3,759 54 dương Châu Âu 1,456 0,943 65 Bắc Mỹ 5,782 4,286 74 Nam Mỹ 4,207 3,058 73 33
34. Tổng số 51,597 35,922 70 Bảng này chỉ ra rằng các đất bị thoái hoá ở các vùng khô hạn của thế giới lên đến 3,6tỷ ha hoặc 70% tổng diện tích của cả vùng này (5,2tỷ ha). Bảng: Ước tính quy mô (triệu km2) thoái hoá đất toàn cầu Loại thoái Nhẹ Trung bình Mạnh và cực Tổng số hoá mạnh Xói mòn do 3,43 5,27 2,24 10,94 nước Xói mòn do 2,69 2,54 0,26 5,49 gió Thoái hoá hoá 0,93 1,03 0,43 2,39 học Thoái hoá vật 0,44 0,27 0,12 0,83 lý Tổng số 7,49 9,11 3,05 19,65 Bảng này chỉ ra rằng quy mô toàn cầu của sự thoái hoá đất (bao gồm tất cả các quá trình và các vùng sinh thái) chỉ khoảng 1,9tỷ ha. Sự khác nhau giữa hai bảng chủ yếu do tình trạng của thảm thực vật. 1.2.3. Các vấn đề và thách thức Có rất nhiều nghiên cứu và tài liệu chứng minh một cách rõ ràng thoái hoá đất đai có ảnh hưởng đến tất cả các mặt của đời sống. Nhiều vấn đề khó khăn đối với những người đang làm việc trong lĩnh vực tài nguyên đất đai bao gồm các công nghệ làm giảm thoái hoá cũng như các kỹ thuật đánh giá và quan trắc thoái hoá đất đai. Có nhiều lý do vì sao những người sử dụng đất lại để cho đất đai của họ bị thoái hoá. Nhiều lý do liên quan đến nhận thức xã hội về đất đai và các giá trị người ta đầu tư vào đất. Sự thoái hoá cũng là quá trình diễn ra chậm không dễ nhận thấy và rất nhiều người không nhận thức được rằng đất đai của họ đang bị thoái hoá. Việc nhận thức và xây dựng ý thức quản lý đất đai là những bước quan trọng trong thách thức làm giảm bớt thoái hoá. Do vậy, công nghệ thích hợp là một phần của lời giải. Cách giải quyết chính nằm 34
35. trong cách hành động của người nông dân - đối tượng của các áp lực kinh tế và xã hội của một cộng đồng/quốc gia nơi mà người đó đang sinh sống. An toàn lương thực, cân bằng môi trường và thoái hoá đất liên kết với nhau rất chặt chẽ và mỗi vấn đề này phải được quan tâm thích đáng trong bối cảnh của các vấn đề khác để có thể lường được tác động của chúng. Đây chính là thách thức của thế kỷ 21 mà chúng ta cần phải có những chuẩn bị đối với chúng. Sa mạc hoá là một dạng của thoái hoá đất đai xuất hiện một cách đặc biệt nhưng không chỉ dàng riêng cho những vùng bán khô hạn. Đặc biệt các vùng bán khô hạn đến khô hạn yếu của châu Phi dễ bị tổn hại do có nhiều loại đất dễ bị phá huỷ, tập trung ở những vùng đông dân cư và đầu tư cho nông nghiệp thấp. Khoảng 32% bề mặt đất đai toàn cầu (42 triệu km 2) dễ bị sa mạc hoá. Mật độ dân cư cao ở một vùng có tổn thất cao do sa mạc hoá dẫn đến sự rủi ro rất lớn do sự thoái hoá đất đai hơn nữa. Ngược lại mật độ dân cư thấp ở một vùng có tổn thất do sa mạc cũng thấp, về nguyên tắc, cũng dẫn đến rủi ro thấp. 1.3. Các loại thoái hoá đất Thoái hoá đất có thể được chia thành các loại chủ yếu sau: - Xói mòn đất do nước: Sự di chuyển các hạt đất do tác động của nước. Xói mòn do nước bao gồm xói mòn đất (một lớp đất mỏng trên bề mặt bị mất đi), xói mòn rãnh (tạo thành các rãnh nhỏ trên mặt đất) hoặc xói mòn mương máng (tạo thành khe rộng như sông, suối). Một đặc trưng quan trọng của xói mòn do nước là sự di chuyển chọn lọc cấp hạt mịn hơn và phì nhiêu hơn của đất. - Xói mòn đất do gió: Sự di chuyển các hạt đất do tác động của gió. Thường thì kiểu xói mòn này là xói mòn mặt, một lớp mỏng trên mặt đất bị bào mòn, nhưng đôi khi tác động của gió có thể khoét thành hố sâu hoắm và những đặc trưng khác. Xói mòn do gió hầu hết xảy ra với các hạt cát trung bình và cát mịn - Sự suy giảm độ phì nhiêu của đất: sự thoái hoá các đặc tính vật lý, sinh học và hoá học của đất dẫn đến khả năng sản xuất của đất bị suy giảm như: + Sự suy giảm chất hữu cơ của đất cùng với sự suy giảm hoạt tính sinh học của đất + Sự thoái hoá các đặc tính vật lý do chất hữu cơ của đất bị giảm (cấu trúc đất, tính thoáng khí và khả năng giữ nước của đất có thể bị ảnh hưởng) + Sự thay đổi hàm lượng dinh dưỡng dẫn đến thiếu hoặc mức độ độc của các chất dinh dưỡng chủ yếu đối với sinh trưởng của cây + Tích luỹ các chất độc, ví dụ như sự tích luỹ các chất gây ô nhiễm, sử dụng phân bón không đúng 35
36. - Sự úng nước: Sự úng nước được gây ra do sự nâng cao của nước ngầm đến gần mặt đất hoặc do tiêu nước mặt chưa đủ, thường diễn ra do quản lý tưới kém. Do úng nước, nước bão hoà vùng rễ dẫn đến thiếu oxy - Sự tăng lên của muối: Loại này có thể hoặc là sự mặn hoá - sự tăng của muối trong dung dịch đất hoặc là sự kiềm hoá (sodication) - sự tăng cation Na + trên các hạt đất. Sự mặn hoá thường xuất hiện với sự quản lý tưới kém. Hầu hết sự kiềm hoá có xu hướng xuất hiện một cách tự nhiên. Các vùng có mực nước ngầm thay đổi thất thường có thể dễ xảy ra sự kiềm hoá - Sự tăng lắng đọng hoặc sự “chôn vùi đất”: Loại này có thể xảy ra khi ngập lụt, khi này đất phì nhiêu bị chôn vùi dưới một lớp cặn lắng kém phì nhiêu hơn; hoặc có thể xảy ra do gió thổi làm cho cát có thể tràn ngập các đồng cỏ; hoặc có thể là các thảm hoạ khác ví dụ sự phun núi lửa Ngoài những loại thoái hoá đất chủ yếu trên còn tồn tại những loại thoái hoá đất đai thông thường khác như: - Sự hạ thấp mực nước: Loại này thường xuất hiện khi việc khai thác nước ngầm vượt quá khả năng hồi phục tự nhiên của mực nước - Mất sự che phủ của thảm thực vật: Thảm thực vật có vai trò quan trọng trên nhiều phương diện. Nó có tác dụng bảo vệ đất khỏi xói mòn do gió và nước, và cung cấp chất hữu cơ để duy trì các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng của cây. Rễ cây có tác dụng duy trì cấu trúc và cải thiện tính thấm nước của đất. Mất sự che phủ của thực vật thường diễn ra do tác động của con người. Ví dụ: phá rừng, thoái hoá rừng, thoái hoá các bãi chăn thả (đồng cỏ) - Lớp vỏ chai cứng và đá của đất tăng lên: Loại thoái hoá này thường xuất hiện cùng với sự xói mòn đất mãnh liệt làm trơ đá ra ngoài Mặc dù tách riêng các loại thoái hoá đất đai, nhưng trong thực tế các loại thoái hoá kể trên có tác động lẫn nhau. Ví dụ: gió mạnh thường xuất hiện trước một cơn bão, vì vậy xói mòn do gió và xói mòn do nước có thể xảy ra trong cùng một trường hợp. Ngoài ra, một loại đất đã diễn ra một loại thoái hoá đất đai nào đấy thì nó có thể dễ tiếp tục bị thoái hoá hơn các loại khác giống nó về mọi mặt trừ mức độ thoái hoá. Một chỉ thị rất tốt cho sự xói mòn là mức độ chất hữu cơ của đất. Khi một loại đất có hàm lượng chất hữu cơ giảm xuống 2% thì đất đó dễ bị xói mòn, bởi vì các hạt kết của đất kém bền và các hạt đơn dễ dàng bị tách khỏi đất. Một vài yếu tố môi trường tự nhiên tác động đến thoái hoá đất đai lớn hơn các yếu tố khác, như các yếu tố: độ dốc cao, mưa cường độ lớn và chất hữu cơ đất. Nhận dạng được các yếu tố này cho phép những người sử dụng đất thực hiện các biện pháp kỹ thuật chống lại sự mất khả năng sản xuất của đất. Các cách quản lý cũng có ảnh hưởng đáng kể đến tính nhạy cảm của một cảnh 36
37. quan đối với thoái hoá. Các hệ thống sử dụng đất rộng lớn được quản lý kém có khả năng bị thoái hoá nhiều hơn các hệ thống sử dụng đất diện tích tập trung. Các dạng thoái hoá đất đai nhẹ hơn có thể bị mất đi do những sự thay đổi trong các biện pháp kỹ thuật quản lý đất đai, còn đối với các dạng thoái hoá nghiêm trọng hơn cần phải chi phí rất tốn kém để loại bỏ nó (ví dụ: loại bỏ mặn) hoặc có thể không làm thay đổi được. Xói mòn đất khi đã trở nên nghiêm trọng và bị kéo dài thực tế rất khó làm thay đổi bởi vì trong hầu hết các điều kiện, tốc độ hình thành đất diễn ra chậm. Trong trường hợp khí hậu nóng, ẩm để hình thành một lớp đất dày vài cm cần phải mất hàng ngàn năm, trong điều kiện khí hậu lạnh, khô cần thời gian thậm chí dài hơn. Sự mất đất do xảy ra xói mòn ở những nơi đất trống nhanh hơn chỗ khác tới 300 lần. Xói mòn đất là một thoái hoá đất phổ biến nhất, vì vậy nó là nguyên nhân chủ yếu làm giảm khả năng sản xuất của đất. Tuy nhiên, do tác động của sự mất đất phụ thuộc rất nhiều vào loại đất nên sự mất đất ở các đất khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến khả năng sản xuất của đất. Ví dụ mất 1mm đất ở loại đất có chất dinh dưỡng tập trung chủ yếu ở tầng mặt (ví dụ đất luvisoils) sẽ có ảnh hưởng đến khả năng sản xuất của đất lớn hơn nhiều so với sự mất 1mm đất ở loại đất có chất dinh dưỡng được phân bố sâu, rộng hơn (ví dụ: đất Vertisoil). 1.4. Các nguyên nhân gây thoái hoá đất Các nguyên nhân thoái hoá đất có thể được chia thành các nguyên nhân tự nhiên, các nguyên nhân trực tiếp và các nguyên nhân cơ bản. Các nguyên nhân tự nhiên là những điều kiện môi trường tự nhiên dẫn đến tình trạng thoái hoá đất đai cao. Ví dụ: dốc cao là một nguyên nhân của xói mòn đất. Các nguyên nhân trực tiếp bao gồm việc sử dụng đất đai không phù hợp và thực tiễn quản lý đất đai không thích hợp, ví dụ canh tác trên đất dốc không có các biện pháp bảo vệ đất. Các nguyên nhân cơ bản là những lý do tại sao các cách sử dụng quản lý không thích hợp mà vẫn được thực hiện, ví dụ đất có độ dốc cao vẫn được canh tác bởi vì những người dân nghèo khổ không có ruộng đất, còn các biện pháp bảo vệ đất không được thực hiện bởi vì những người nông dân nghèo này không có sự đảm bảo quyền tiếp tục được thuê đất. 1.4.1. Các nguyên nhân thoái hoá tự nhiên Các nguyên nhân gây thoái hoá đất tự nhiên bao gồm: Đối với các xói mòn do nước -Mưa rào với cường độ cao - Độ dốc cao ở đất vùng đồi, núi - Các đất có tính chống chịu kém đối với xói mòn do nước (ví dụ các đất limon, Vertisols) 37
38. Đối với xói mòn do gió: - Khí hậu bán khô hạn đến khô hạn - Khuynh hướng thay đổi của mưa rào liên quan với nguy cơ bị hạn hán - Các đất có tính chống chịu kém đối với xói mòn do gió (ví dụ: đất cát) - Lớp phủ thực vật tự nhiên thưa Đối với sự suy giảm độ phì nhiêu của đất - Sự rửa trôi mạnh trong điều kiện khí hậu ẩm ướt - Các đất có độ chua cao và có độ phì tự nhiên thấp Đối với đất úng nước: Sự tiêu nước ngầm hạn chế ở các vùng đồng bằng phù sa hoặc các vùng trũng ở sâu trong nội địa Đối với sự mặn hoá: - Khí hậu từ bán khô hạn đến khô hạn với cường độ rửa trôi thấp - Sự tiêu nước ngầm hạn chế ở các vùng đồng bằng phù sa hoặc các vùng trũng ở sâu trong nội địa - Các đất có quá trình mặn hoá tự nhiên nhẹ Đối với sự hạ thấp của mực nước: Khí hậu bán khô hạn đến khô hạn có tốc độ phục hồi nước ngầm chậm Trong một số trường hợp, các thoái hoá do nguyên nhân tự nhiên gây ra đủ mạnh đến mức làm cho đất mất khả năng sản xuất mà không cần có sự can thiệp của con người. Ví dụ các đất mặn tự nhiên xuất hiện ở các đất trũng ở sâu trong nội địa của các vùng khí hậu khô hoặc các vùng bị xói mòn rãnh tự nhiên 1.4.2. Các nguyên nhân thoái hoá trực tiếp Sự phá rừng: sự phá rừng vừa là một loại thoái hoá và cũng là một nguyên nhân chủ yếu của xói mòn do nước, đặc biệt trên các đất dốc của vùng khí hậu ẩm ướt. Nó cũng là một nguyên nhân góp phần cho xói mòn do gió, sự suy giảm độ phì nhiêu và mặn hoá Sự đốn cắt quá mức thảm thực vật: Người dân nông thôn thường đốn cắt các rừng tự nhiên, rừng trồng, rừng cây bụi để lấy gỗ, củi đốt và nhiều sản phẩm rừng khác. Việc đốn cắt không thể chấp nhận được khi nó vượt quá tốc độ tái sinh tự nhiên của rừng. Tình trạng này xảy ra rộng khắp ở vùng khí hậu bán khô hạn, nơi sự thiếu củi đốt xảy ra rất nghiêm trọng. Sự làm kiệt quệ thảm cây lấy gỗ và cây bụi là một yếu tố chủ yếu dẫn đến sự xói mòn do nước và xói mòn do gió. 38
39. Luân canh cây trồng không có thời gian bỏ hoá thích hợp: Trước đây, là một hình thức sử dụng đất đai thích hợp do trong thời gian đó mật độ dân số thấp cho phép một thời gian bỏ hoang cho cây rừng đủ dài để hồi phục lại các đặc tính của đất. Sự tăng dân số và thời gian bỏ hoá buộc phải co ngắn lại đã làm cho nó trở nên không bền vững. Canh tác kiểu luân canh ở các vùng đồi ở phía Bắc Ấn Độ là nguyên nhân của xói mòn do nước và sự suy giảm độ phì nhiêu của đất. Chăn thả quá mức: là thả súc vật trên đồng cỏ tự nhiên vượt quá khả năng của chúng dẫn đến làm giảm trực tiếp số lượng và chất lượng có lớp cỏ che phủ. Điều này là nguyên nhân dẫn đến không chỉ xói mòn do gió mà cả xói mòn do nước ở các vùng đất khô. Các thoái hoá lớp phủ thực vật (cỏ) lẫn xói mòn dẫn đến sự suy giảm tính chống chịu đối với xói mòn. Chăn thả quá mức vào cuối mùa khô hạn và trong thời kỳ hạn hán không tất yếu sẽ dẫn đến thoái hoá; cỏ có thể hồi phục vào thời gian mưa tiếp theo. Sự thoái hoá xuất hiện khi sự hồi phục của cỏ và các đặc tính của đất diễn ra trong thời kỳ không có mưa. - Không thực hiện các biện pháp quản lý bảo vệ đất. Các biện pháp quản lý bảo vệ đất có thể được chia thành các nhóm + Các biện pháp sinh học: duy trì một lớp phủ trên mặt đất bằng thực vật hoặc rơm rạ, băng chắn bằng thực vật bao gồm hàng cây hoặc cỏ theo đường đồng mức và các hàng cây chắn gió, nông lâm kết hợp - Các biện pháp công trình: làm ruộng bậc thang, đắp bờ, đào rãnh - Duy trì tính chống chịu của đất đối với xói mòn: chủ yếu là duy trì chất hữu cơ và kết cấu của đất Một ví dụ rất điển hình trong sản xuất chè ở vùng đất đồi của Sri Lanka, các nông trại được quản lý tốt, duy trì lớp che phủ đất bằng thực vật kiểm soát được xói mòn ngay cả trên đất có độ dốc cao; những nông trại quản lý kém, mưa đã tác động rất mạnh đến vùng đất trống làm đất đai bị thoái hoá nghiêm trọng. - Mở rộng canh tác trên các đất có khả năng thoái hoá tự nhiên (hoặc thoái hoá tiềm tàng) cao. Sự tăng dân số đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi các đất có nguy cơ bị thoái hoá cao đó là những đất có độ phì nhiêu thấp hoặc đất dễ bị thoái hoá. Những loại đất này bao gồm: + Đất có độ dốc cao + Các đất tầng mỏng hoặc đất cát, đất có nhiều kết von + Đất bán khô hạn và đồng cỏ bán khô hạn dễ biến thành sa mạc Những loại đất này đòi hỏi phải được quản lý ở trình độ cao, nhưng đáng tiếc, hiện nay những loại đất này thường được những nông dân nghèo khổ khai thác sử dụng 39
40. - Sự luân phiên cây trồng không thích hợp, do kết quả của sự tăng dân số, thiếu đất đai và áp lực kinh tế, những người nông dân ở một số vùng đã áp dụng luân phiên cây trồng cao độ giữa các cây ngũ cốc, đặc biệt là dựa vào cây lúa nước và lúa mì ở những nơi lẽ ra phải áp dụng luân phiên cây ngũ cốc với cây họ đậu thì tốt hơn. Điều này là nguyên nhân góp phần làm suy giảm độ phì nhiêu của đất - Việc sử dụng phân bón không cân đối. Ví dụ: khi sử dụng nhiều phân đạm, trong một thời gian ngắn giúp cây sinh trưởng nhanh và tăng năng suất cây trồng. Tuy nhiên do chỉ tăng lượng phân đạm nên tỷ lệ của N và P cũng như tỷ lệ giữa N và các chất dinh dưỡng khác sẽ tăng lên. Khi đó trong đất sẽ xuất hiện sự thiếu của P và các chất dinh dưỡng khác như S, Zn - Các vấn đề phát sinh do kế hoạch và quản lý kênh tưới; sử dụng nước tưới không đúng sẽ ảnh hưởng tới mực nước ngầm (sử dụng quá nhiều nước tưới làm nâng cao mực nước ngầm); chất lượng nước ảnh hưởng tới tính chất của đất (nước chứa muối làm đất bị mặn hoá, nước tưới chứa nhiều Na làm đất dễ bị mặn kiềm hoá ) - Sử dụng quá mức nước ngầm sẽ dẫn đến sự hạ thấp mực nước ngầm (diễn ra ở Iran, Ấn Độ, Pakistan) 1.4.3. Các nguyên nhân thoái hoá cơ bản - Thiếu đất đai: do đất đai là một tài nguyên hạn chế nên dễ nhận thấy sự thiếu đất đai, đặc biệt trong thời gian gần đây ảnh hưởng của sự thiếu đất đai càng rõ. Trước đây, sự thiếu lương thực và đói nghèo có thể được chống lại bằng cách khai thác những vùng đất đai mới, chưa sử dụng để canh tác. Hiện nay sự tăng dân số ở các vùng nông thôn đã dẫn đến làm giảm diện tích đất nông nghiệp trên một đầu người ở nhiều nước, đặc biệt các nước ở vùng khí hậu ẩm ướt của Châu Á. Ví dụ: sự giảm một cách tương đối diện tích đất đai trên một đầu người trong giai đoạn 1980 – 1990 là 14% đối với Ấn Độ và 22% đối với Pakistan - Sự chiếm hữu đất đai: liên quan đến sự thuê đất và quyền không sử dụng hạn chế đất đai. Những người nông dân sẽ không tự nguyện đầu tư vào các biện pháp bảo vệ nguồn tài nguyên đất đai nếu như quyền sử dụng tài nguyên trong tương lai của họ không được bảo đảm. Có hai loại quyền sở hữu dẫn đến tình trạng này đó là sự thuê và quyền sử dụng không hạn chế đất đai. Mặc dù những sự cố gắng của pháp luật và các chương trình cải cách ruộng đất đã trải qua nhiều năm nhưng việc thuê đất trồng trọt vẫn còn rất phổ biến. Những người chủ đất hiện nay thường ở các thành phố, còn đất đai thì được trồng trọt bởi những người thuê đất. Quan hệ giữa chủ đất và người thuê thường tốt và trong 40
41. thực tế việc thuê đất tồn tại ở nông thôn trong nhiều năm. Tuy nhiên, việc thuê đất như vậy không khuyến khích duy trì đất đai lâu dài, mà chủ yếu là quan tâm cho thu hoạch trước mắt. Quyền sử dụng không hạn chế đất đai là những quyền cho bất cứ ai, trong thực tế là những người nghèo và những người không có đất đai, có thể sử dụng, không cần có quyền hoa lợi hoặc chiếm hữu. Điều này chủ yếu áp dụng cho lâm nghiệp, trên danh nghĩa quyền sở hữu của chính phủ Có sự khác biệt giữa sở hữu công cộng và quyền sử dụng không hạn chế đất đai. Trong sở hữu công cộng đất đai việc sử dụng bị hạn chế đối với các thành viên của cộng đồng, làng hoặc xã và thường lệ thuộc vào những nguyên tắc được áp dụng có tính xã hội. Ví dụ: những người chăn cừu thường có thói quen khi những diện tích nhất định bị ngừng chăn thả, dân làng sẽ hạn chế chặt cây ở những nơi công cộng. Đối với quyền sử dụng đất không hạn chế không có những nguyên tắc như vậy. Không có cơ sở pháp lý đối với quyền sử dụng đất đai của họ ngoài nhu cầu trước mắt là sự thiếu đất đã khuyến khích họ khai thác đất. Đây chính là nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự phá rừng, kéo theo sự xói mòn - Các áp lực và quan điểm kinh tế: Việc sở hữu ít đất đai đã dẫn đến những áp lực kinh tế rất khốc liệt đối với nông dân để đạt được lượng lương thực và thu nhập khác đáp ứng cho các nhu cầu trước mắt. Do áp lực như vậy nên trong thời gian ngắn các nguồn lao động, đất đai và tài chính không thể dư ra để đầu tư cho việc chăm sóc đất đai, ví dụ như bón phân hữu cơ hoặc duy trì cấu trúc đất. Đây cũng là lý do cơ bản đối với hai nguyên nhân trực tiếp khác đã được trình bày ở trên, luân canh cây trồng không thích hợp và sử dụng phân bón không cân đối. Một nhân tố phụ là sự thay đổi các quan điểm về kinh tế thường không được theo dõi bên ngoài đánh giá đúng. Trong thời gian trước đây, hầu hết những người nông dân chấp nhận hoàn cảnh mà họ phải chịu đựng ngay cả khi nó rất nghèo nàn. Những thông tin hiện nay và những ảnh hưởng của nó đã làm tăng lên các nguyện vọng và yêu cầu hợp lý về thu nhập, vì thế đã làm tăng áp lực về kinh tế. - Sự nghèo nàn: Nhiều nước đang phát triển có tiến bộ rất lớn trong phát triển kinh tế, đạt được sự tăng trưởng tổng sản phẩm quốc nội tính theo đầu người. Vấn đề là liệu những cải thiện có tương ứng với phúc lợi xã hội thực tế của lớp dân nghèo nông thôn không. Phần lớn những người nông dân vẫn giữ ở mức độ gần hoặc dưới mức nghèo đói đã được định nghĩa dựa trên các nhu cầu thiết yếu của cuộc sống. Sự nghèo đói dẫn đến sự thoái hoá đất đai. Một thực tế hầu như được khẳng định chắc chắn rằng những người nông dân khá giả hơn duy trì đất của họ tốt hơn những người nông dân nghèo. 41
42. - Sự tăng dân số: cùng với sự thiếu về đất đai, nguyên nhân cơ bản thứ hai của sự thoái hoá là sự tăng liên tục của dân số nông nghiệp ở nông thôn. 1.4.4. Các biện pháp đề phòng và khắc phục nạn sa mạc hoá - Thành lập các vành đai xung quanh các sa mạc: Đây là một biện pháp rất có giá trị và được ứng dụng rộng rãi để ngăn cản sự mở rộng của sa mạc. Ngoài ra, nó còn có tác dụng trong việc bảo vệ đất đai, chống lại các quá trình rửa trôi, giữ vững độ phì cho đất, bảo vệ mùa màng, điều hoà thời tiết - Kiểm soát bề mặt che phủ: Nguyên tắc cơ bản nhất để kiểm soát quá trình sa mạc hoá là kiểm soát bề mặt che phủ, hay nói chính xác hơn là bảo vệ mặt đất khỏi sự tác động trực tiếp của các yếu tố như xói mòn và rửa trôi. - Ứng dụng những kỹ thuật hiện đại: Sử dụng ảnh vệ tinh trong việc theo dõi các yếu tố thời tiết. Khí hậu nhằm tìm mối quan hệ giữa các yếu tố đó với nạn sa mạc hoá. Các dẫn liệu về đất đai, khí hậu, thời tiết sẽ cho phép ta giải đoán chính xác về diễn biến của hiện tượng sa mạc hoá. Tuy nhiên, sẽ không có biện pháp nào hữu hiệu nếu như không kiểm soát tốt những hành động của con người. Vì con người là một tác nhân quan trọng tham gia vào việc tạo ra diện tích sa mạc. Ngoài ra, còn rất nhiều quá trình làm cho tài nguyên môi trường đất bị tác động mạnh mẽ. Ở đây, chúng tôi chỉ đưa ra một số quá trình như trên để chứng tỏ tài nguyên môi trường đất chịu tác động bởi nhiều yếu tố. 1.4.5. Các khía cạnh kinh tế - xã hội trong việc ngăn chặn sự xói mòn và thoái hoá đất Đất chưa khai phá thường được đề cập tới trong phần này vì nó có một thời gian khá dài để tích luỹ, dự trữ dinh dưỡng và sau đó sẽ được khai thác để phục vụ cho nông nghiệp. Mặc dù, người dân ngày nay càng ý thức tốt hơn việc quản lý đất đai bằng việc canh tác cẩn thận, bón phân thích hợp nhằm khai thác tối đa tiềm năng của đất. Tuy nhiên, không phải tất cả những việc làm trên đều đưa lại kết quả mong đợi. Hai yếu tố có tính quyết định trong khai thác đất đó là chất lượng nội tại của đất và cách thức sử dụng đất. Hầu hết người ta thực hiện việc sử dụng các mối tương quan giữa phân lớp khả năng sử dụng đất đai và năng suất hoặc rừng để cho điểm với các lớp. Ở đây, có thể sử dụng thêm một số thông số để đánh giá phạm vi sử dụng khác nhau. Cần có một số bước như sau: - Tính toán trung bình tổng sản phẩm chính, có nghĩa là đánh giá các phần khác nhau của tổng sản phẩm chính xuất hiện trong mỗi khu vực sinh thái. - Tính toán lại giá trị tiềm năng sản xuất các sản phẩm chính dựa vào trung bình tiềm năng sản xuất ở bước trên và chỉ số hiệu suất đất trồng. Số điều chỉnh này 42
43. gồm cả việc phản ánh ảnh hưởng khác nhau của tiềm năng đất trên năng suất sinh khối. 2. Ô nhiễm đất 2.1. Khái niệm ô nhiễm đất Theo định nghĩa của tổ chức y tế thế giới (WHO) thì: “Ô nhiễm môi trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khoẻ con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường”. Vì vậy, ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm, gây ảnh hưởng đến đời sống của sinh vật và con người. Khi nghiên cứu về ô nhiễm môi trường đất chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến các chất ô nhiễm tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: vô cơ, hữu cơ, hợp chất, đơn chất, ion, dạng lỏng, dạng rắn và dạng khí gây tác dụng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật trong đất hay các sinh vật tiếp xúc với đất cũng như sự tương tác giữa các chất ô nhiễm khác nhau với các pha của đất. Đất được hình thành do tác động của 5 yếu tố chính: đá mẹ (P), sinh vật (O), khí hậu (C), địa hình (R), thời gian (t) và thêm tác động của con người (H) S = f(P, O, C, R, H)t Các loại đất thường khác nhau về thành phần và tính chất do quá trình hình thành và phát triển chịu tác động của nhiều yếu tố nên bản thân nó là một dị thể, gồm: thể rắn, thể lỏng, thể khí và các sinh vật cùng tàn dư của chúng (phần hữu cơ của đất). Như vậy, về bản thân đất là một hỗn hợp thể vật liệu tạo nên một môi trường tơi xốp. Độ xốp của đất chủ yếu được xác định bởi các hợp phần: khoáng, hữu cơ và thể lỏng; khả năng phản ứng giữa pha rắn và pha lỏng ảnh hưởng rất lớn đến tính bền vững và ổn định của môi trường xốp đặc biệt là khi có sự tương tác của các chất ô nhiễm 43
44. 25 5 45 25 Khí Vô cơ Lỏng Hữu cơ Các thành phần của môi trường đất luôn luôn tương tác với nhau rất phức tạp. - Pha rắn: Pha rắn là một hỗn thể, nó được đặc trưng bởi nhiều cấu tử như các axit hữu cơ himic, fulvic, các khoáng sét, các oxit kim loại và các khoáng khác, Pha rắn phụ thuộc rất nhiều vào thành phần cơ giới, trong đó các cấu tử đất và những tác nhân gắn kết chi phối đến trạng thái đoàn lạp đất và tạo nên tổ hợp lỗ hổng đất, các khoảng không khí với kích thước khác nhau còn gọi là khoảng hổng của đất. Chức năng của các lỗ hổng và ảnh hưởng của kích thước lỗ hổng đến tình trạng nước và các chất hoà tan trong môi trường đất được thể hiện ở bảng dưới đây. Bảng: Phân loại chức năng lỗ hổng đất Tên gọi Chức năng Đường kính (µm) Lỗ hổng chuyển động Vận chuyển không khí và nước > 50 (vận chuyển các chất) Lỗ hổng tích luỹ Lưu giữ nước chống lại trọng lực 0,5 – 50 và tiết ra từ rễ cây Lỗ hổng tàn dư (còn lại) Lưu giữ và khuếch tán các vật < 0,5 chất dạng ion trong dung dịch Khoảng hổng liên kết Tạo ra các lực liên kết các hạt đất < 0,05 lại với nhau 44
45. Sự tác động tương hỗ giữa các cấu tử khác nhau của pha rắn ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính bề mặt hạt đất. Sự tương tác này thường xảy ra mạnh giữa các khoáng sét và chất hữu cơ. - Pha lỏng: Pha lỏng được biết là phần dung dịch đất gồm có nước trong đất và các hợp chất khác nhau, chủ yếu các phản ứng hoá học trong đất xảy ra ở pha này. Người ta chia làm 2 loại: phần dung dịch đất nằm gần hạt đất nhất và phần dung dịch nằm xa các hạt đất. Các quá trình hoá học xảy ra ở 2 phần dung dịch này khác nhau, thể hiện như: tại phần nằm gần hạt đất xảy ra quá trình trao đổi, hấp phụ, các phản ứng liên kết, tạo phức, - Pha khí: Pha khí là phần không khí đất chiếm phần lỗ hổng không có nước nên hàm lượng không khí phụ thuộc vào tổng độ hổng và độ ẩm đất. Pha khí chứa tất cả các khí có mặt trong khí quyển: CO 2, NOx, Sự khác nhau cơ bản giữa không khí trong đất và khí quyển là hàm lượng các khí. Ở đất thoáng khí O 2 khoảng 20% (khí quyển là 21%), CO2 khoảng 0,1 – 2% (khí quyển là 0,035%), đối với những đất có độ ẩm cao lên đến 10 – 15% - Hệ sinh vật đất: Các sinh vật đất là thành phần quan trọng của môi trường đất, chúng xúc tiến một cách liên tục sự tác động tương hỗ giữa những hợp phần sống và không sống trong đất. Các hoạt động sinh học trong đất cũng luôn tác động đến những tính chất lý – hoá, đến pha khí, pha lỏng của đất. Những sinh vật sống tự do của khu hệ sinh vật đất bao gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, tảo và hệ động vật đất, ngoài ra còn có các virut chỉ phát triển trong những tế bào của các cơ thể khác, còn các vi sinh vật chiếm phần chủ yếu ở trong đất. Các sinh vật đất đóng vai trò quan trọng trong các chu trình chuyển hoá vật chất xảy ra ở trong đất. Chúng phân huỷ các chất hữu cơ, chuyển hoá các chất độc hại làm sạch môi trường đất. Khả năng tự làm sạch môi trường đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần và số lượng các nhóm sinh vật trong đất, đặc biệt là khu hệ vi sinh vật đất. 2.2. Nguồn gốc các chất ô nhiễm đất Môi trường đất có thể bị ô nhiễm do sự lan truyền các chất ô nhiễm từ không khí, nước bị ô nhiễm hay các xác hữu cơ động thực vật tồn dư lâu dài trong đất, làm cho nồng độ các chất tăng lên vượt quá khả năng chịu tải của môi trường gây ô nhiễm đất. Có thể xem 2 nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường đất: 2.2.1. Nguồn gốc tự nhiên Những nguyên nhân nằm ngoài sự can thiệp của con người như: - Hiện tượng nhiễm phèn do nước phèn từ các rốn phèn (trung tâm sinh phèn) theo dòng nước mặt hoặc nước ngầm lan đến các vị trí khác nhau gây hiện 45
46. tượng nhiễm phèn. Các đất nhiễm phèn chủ yếu là nhiễm các chất độc Fe2+, Al3+, SO42- và đồng thời làm cho nồng độ của chúng tăng cao trong dung dịch đất, mật độ keo đất tăng lên cao, pH của môi trường giảm xuống. Hậu quả là gây ngộ độc cho cây trồng và các sinh vật đất. - Hiện tượng nhiễm mặn: hiện tượng nhiễm mặn gây ra do muối trong nước biển, + + - 2- nước triều hay từ các mỏ muối, trong đó các chất độc như: Na , K , Cl , SO4 . Các chất này gây tác hại đến môi trường đất do tác động của các ion hoặc cũng có thể gây hại do áp suất thẩm thấu, nồng độ muối cao trong dung dịch đất đến cơ thể sinh vật, đặc biệt là gây độc sinh lý cho thực vật. - Quá trình glây hoá: Quá trình glây hoá trong môi trường đất là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong các điều kiện ngập nước yếm khí, nơi tích luỹ nhiều xác chết của các chất sinh vật sinh ra nhiều chất độc như: CH 4, H2S, FeS, NH3 đồng thời các sản phẩm hữu cơ được phân huỷ dở dang dưới dạng các hợp chất mùn đóng vai trò gián tiếp trong việc gây ô nhiễm đất do sự liên kết chặt chẽ giữa chúng với các hợp phần ô nhiễm đi vào đất. - Các quá trình khác: Các quá trình vận chuyển các chất ô nhiễm theo dòng nước mưa lũ, theo gió từ này đến nơi khác khi xảy ra hoạt động núi lửa hay cát bay. Ngoài ra nhiễm đất từ quá trình tự nhiên còn do đặc điểm, nguồn gốc của các quá trình địa hoá. Tác nhân gây ô nhiễm đất chính là các kim loại nặng. 2.2.2. Nguồn gốc nhân tạo Chức năng chứa đựng phế thải là một trong những chức năng quan trọng của môi trường, trong đó đất là nơi chấp nhận một khối lượng lớn các chất thải do con người mang đến. Xét theo nguồn gốc phát sinh thì ô nhiễm môi trường đất do các nguyên nhân chính: - Ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp - Ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp - Ô nhiễm đất do chất thải sinh hoạt - Ô nhiễm đất do tác động của không khí từ các khu công nghiệp, đô thị, các khu vực đông dân cư và hoạt động giao thông - Ô nhiễm do nước thải đô thị và khu công nghiệp, làng nghề thủ công Do nhiều tác nhân gây ô nhiễm có thể có nguồn gốc khác nhau nhưng lại gây tác hại như nhau, nên để thuận lợi cho công việc khảo sát, đánh giá, khắc phục xử lý ô nhiễm, người ta phân loại ô nhiễm đất theo tác nhân gây ô nhiễm: - Ô nhiễm do tác nhân hoá học 46
47. - Ô nhiễm do tác nhân sinh học - Ô nhiễm do tác nhân vật lý Do sự tồn dư quá cao các chất ô nhiễm khi sử dụng phân vô cơ, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất thải nông nghiệp và rác thải sinh ra từ quá trình sử dụng làm cho môi trường đất bị ô nhiễm. Tất cả các hoạt động này sẽ ảnh hưởng tới các đặc tính hoá học và lý học của đất, làm đảo lộn cân bằng sinh thái, làm ô nhiễm môi trường đất, làm mất cân bằng dinh dưỡng, rửa trôi và thoái hoá đất. - Các nguồn ô nhiễm vô cơ: + + 2+ 2+ - 2- - 2- Các muối vô cơ: Na , K , Ca , Mg , Cl , SO4 , HCO3 , CO3 2- 2- Các anion: Các dạng anion chứa S , SO4 , (FeS, ZnS, CrSO4) Các ion Cl- hoà tan mạnh, độc hại như NaCl, KCl Các kim loại nặng Theo số liệu tính toán của FAO (1981) sản xuất phân hoá học trung bình tăng khoảng 2triệu tấn/năm. Năm 1990, tính trung bình trên thế giới là 94,5kg/ha và Việt Nam là 73,3kg/ha so với năm 1985 là 62,7kg/ha. Các loại phân hoá học thuộc nhóm chua sinh lý (NH4)2SO4, K2SO4, KCl, super phôtphat còn tồn dư axit, nếu bón liên tục mà không có biện pháp trung hoà sẽ làm thay đổi cân bằng dinh dưỡng giữa đất và cây trồng, nghèo kiệt các ion bazơ và xuất hiện nhiều độc tố đối với cây trồng như (Al 3+, Fe3+, Mn2+, ) làm giảm hoạt tính sinh học của đất. Mặt khác khi đất đã bão hoà các chất, chúng sẽ xâm nhập vào nguồn nước, vào khí quyển và gây ô nhiễm môi trường. Hậu quả, tình trạng chua hoá ở tầng đất canh tác là phổ biến và ngày nay, ngay cả ở những nơi đất phì nhiêu và có tập quán thâm canh do sử dụng lâu dài phân khoáng. Các chất gây ô nhiễm vô cơ chính trong đất do hoạt động canh tác nông nghiệp gây + - - ra như: các dạng nitơ trong đất (N-hữu cơ, N-vô cơ: NH4 , NO3 , NO2 ). Người ta ước tính chỉ có 50% nitơ bón vào đất được cây trồng sử dụng, lượng còn - lại là nguồn gây ô nhiễm môi trường đất. NO 3 với các đặc tính dễ bị rửa trôi xuống - tầng nước ngầm và khả năng tích luỹ với hàm lượng cao vào trong các nông sản, NO 3 đặc biệt nguy hiểm, nó có thể ảnh hưởng đối với những trẻ em từ 3-6 tháng tuổi, làm tăng hàm lượng methaemoglobin làm giảm sự liên kết oxy và vận chuyển oxy trong cơ thể gây bệnh trẻ xanh ở trẻ em và với người lớn tuổi thì gây bệnh ung thư dạ dày. Khi - - hàm lượng NO3 nước uống là 40-100mgN-NO3 /lit được xem là gây nguy hại cho chăn nuôi. Phôtpho trong đất thường tồn tại ở dạng P-vô cơ và P-hữu cơ (P-hữu cơ trong đất chiếm từ 5-90% tổng số trong đất). Phốtpho chủ yếu ở dạng P-Ca, P-Al, P-Fe phụ thuộc vào điều kiện pH của môi trường đất. Dạng hoà tan tồn tại trong dung dịch đất: 47
48. - 2- 3- H2PO4 > HPO4 > PO4 . P tổng số trong đất dao động từ 0,1 đến 0,8g/kg đất, khả năng hoà tan trong nước kém, thường chỉ từ 0,001 – 0,1mgP/lit dung dịch đất. Phôtpho được xem là nguyên tố không gây độc trực tiếp đối với người và động vật. Nhưng trong hoạt động canh tác nông nghiệp đã gây ra một hậu quả gián tiếp, đó là gia tăng hàm lượng P trong nước, gây hiện tượng phú dưỡng nguồn nước, làm tăng sự phát triển của tảo, thực vật thuỷ sinh, gây thiếu hụt oxy trong nước. - Nguồn gây ô nhiễm sinh học: Những tác nhân sinh học có thể làm ô nhiễm đất, gây ra các bệnh ở người và động vật như trực khuẩn lỵ, thương hàn, amip, ký sinh trùng (giun, sán ). Sự ô nhiễm này do những phương pháp đổ bỏ các chất thải mất vệ sinh hoặc sử dụng phân bắc tươi, bùn ao tươi, bùn kênh dẫn chất thải sinh hoạt bón trực tiếp vào đất. Ở nước ta, do tập quán sử dụng phân bắc và phân chuồng tươi trong canh tác nông nghiệp còn phổ biến. Hiện nay, tập quán sử dụng phân bắc tươi theo các hình thức sau: o 50% lượng phân bắc trộn tro bếp để bón lót, 10% lượng phân bắc được pha loãng bằng nước để tưới cho cây trồng (rau, lúa). o 40% phân bắc trộn tro bếp cộng vôi bột và ủ trong khoảng 10 – 14 ngày, sau đó bón cho cây trồng. Cách bón phân tươi này đã gây ô nhiễm sinh học nghiêm trọng cho môi trường đất, không khí và nước. Chỉ tính riêng thành phố Hà Nội, hàng năm lượng phân bắc thải ra khoảng 350.000tấn, trong đó 2/3 lượng phân đó được dùng để bón cho cây trồng, gây ô nhiễm môi trường đất và nông sản. Ví dụ ở huyện Từ Liêm nhiều hộ nông dân đã dùng phân bắc với liều lượng từ 7 đến 12 tấn hoà với nước tưới cho 1ha, do vậy khi khảo sát 1lit mương máng khu trồng rau có tới 360 E.coli, nước giếng công cộng là 20, còn trong đất lên tới 2.105/100g đất. Vì thế, khi điều tra sức khoẻ người trồng rau thường xuyên sử dụng phân bắc tươi có tới 60% số người tiếp xúc với phân bắc từ 5-20 năm; 26,7% tiếp xúc trên 20 năm làm cho 53,3% số người điều tra có triệu chứng thiếu máu và 60% số người bị mắc bệnh ngoài da. 2.2.3. Các tác nhân gây ô nhiễm chính 2.2.3.1. Ô nhiễm do sử dụng các loại hoá chất bảo vệ thực vật Tính độc hại của các chất hữu cơ do cấu trúc điện tử, khả năng hoà tan trong nước và khả năng bay hơi là rất quan trọng. Khả năng ion hoá là lý do trước hết giải thích tại sao tương tác hoá học của các chất hữu cơ độc hại lại phụ thuộc nhiều vào pH. Với các chất hữu cơ không có khả năng ion hoá là rất quan trọng, có liên quan chặt đến tính hấp phụ của đất. Ngoài ra, các đặc điểm như: hình dạng, kích thước, khả năng đông tụ, phân cực, tính axit hay bay hơi cũng có ý nghĩa quan trọng. 48
49. Đặc trưng của thuốc bảo vệ thực vật: Các hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) chủ yếu là các phân tử hữu cơ nhỏ được áp dụng rộng rãi bằng hình thức phun trên lá hoặc rơi xuống trực tiếp xuống đất nên chúng được coi là nguồn gây ô nhiễm diện cho đất. Các hoá chất BVTV thường là các hoá chất độc, khả năng tồn dư lâu trong đất, tác động tới môi trường đất, sau đó đến sản phẩm nông nghiệp, đến động vật và người theo kiểu tích tụ, ăn sâu, bào mòn. Do việc sử dụng và bảo quản các thuốc bảo vệ thực vật không đúng quy định nên đã gây ra các hậu quả ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và gây nhiều hậu quả nghiêm trọng. Như vậy, tác động của thuốc BVTV rất âm thầm, có tính chất ăn sâu, bào mòn và khi phát hiện ở người rất khó cứu chữa. Nếu dùng nhiều lần một loại thuốc thì côn trùng và sâu hại sẽ tạo ra sức đề kháng trơ dần với thuốc, làm xuất hiện những loại ký sinh trùng mới, buộc chúng ta phải dùng những loại thuốc đặc hiệu mới, số lần phun nhiều hơn và môi trường càng trở nên ô nhiễm. Tác động của thuốc BVTV đến sinh thái – môi trường: Ở trong đất, thuốc BVTV sẽ biến đổi theo nhiều con đường khác nhau. Nó có thể tích luỹ không những trong đất, mà cả trong nước bề mặt, nước ngầm mà thậm chí trong cả các cặn lắng và không khí. Hình: Tác động của thuốc BVTV đến môi trường (Thiếu ghi chú) Không khí B g a n L y ọ ắ h n ơ đ g i g i đ n ơ ọ ắ h n L y g a B Sử dụng Sử dụng Thuốc Đất Thực vật BVTV i V trô ậ n ửa Tồn dư V Kiếm soát R ậ ch n u Vectơ c y h ể hu u n sử dụng t y p Thực phẩm ể ấ n H Nước Động vật Người Tác động của thuốc BVTV đến sức khoẻ con người: Các yếu tố quyết định mức độ độc hại của thuốc, tính mẫn cảm của từng người, thời gian tiếp xúc và con đường xâm nhập vào cơ thể. Có 3 con đường xâm nhập vào cơ thể người: 49
50. - Đường hô hấp: Khi hít thở thuốc dưới dạng khí, hơi hay bụi - Hấp thụ qua da: Khi thuốc dính vào da - Đường tiêu hoá: Do ăn, uống phải thức ăn nhiễm thuốc hoặc sử dụng những dụng cụ ăn bị nhiễm thuốc Tình hình sử dụng hoá chất BVTV ở Việt Nam: Đất nông nghiệp ở Việt Nam được chia thành 8 vùng sinh thái với các diện tích trồng lúa, màu lương thực, rau mầu, cây công nghiệp ngắn ngày và cây công nghiệp dài ngày. Mỗi một tiểu vùng sinh thái có đặc trưng riêng về các điều kiện khí hậu, kiểu đất, kiểu thảm phủ thực vật, phương thức canh tác cũng như trình độ hiểu biết của từng đối tượng sử dụng thuốc BVTV. Việc sử dụng hoá chất BVTV ở nước ta tập trung ở 3 nhóm chính: - Nhóm Clo hữu cơ có thời gian bán phân huỷ trong môi trường tự nhiên đến 20 năm, chúng sẽ được tích luỹ lại trong cơ thể sinh vật mà không hoặc ít bị bài tiết ra ngoài - Nhóm lân hữu cơ có thời gian bán phân huỷ trong môi trường tự nhiên nhanh hơn nhóm Clo hữu cơ, hiện đang được sử dụng khá rộng rãi ở nước ta. - Nhóm cacbamat, hoá chất thuộc nhóm này thường ít bền vững trong môi trường tự nhiên nhưng lại có độc tính rất cao với người và động vật. Trong cả nước, bình quân từ năm 1976 – 1980 đã sử dụng thuốc BVTV là 5100 tấn/năm; từ năm 1981 – 1985 bình quân là 8920 tấn/năm. Tính đến thời điểm này, hàng năm nước ta đã sử dụng khoảng 15000 – 25000 tấn thuốc BVTV và thuốc trừ sâu dịch hại, tỷ lệ sử dụng bình quân trên 1ha gieo trồng là 0,4 – 0,5kg a.i/ha. (Thuốc BVTV sử dụng chủ yếu cho cây lúa chiếm 70%, lượng thuốc trừ sâu 82%, thuốc trừ bệnh hại cây trồng và thuốc trừ cỏ 89%. Ô nhiễm môi trường đất do sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam: Các loại hoá chất này đã và đang là những nguyên nhân đóng góp vào việc làm giảm số lượng nhiều loại vi sinh vật có ích, làm giảm tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái đất. Lượng thuốc BVTV tồn dư trong đất gây hại đến các vi sinh vật đất làm nhiệm vụ phân huỷ, chuyển hoá các chất hữu cơ thành các khoáng chất đơn giản hơn cần cho dinh dưỡng cây trồng. Điều này đã gây tác động gián tiếp đến độ phì của đất, tác động tiêu cực tới dinh dưỡng cây trồng. Cá biệt ở vùng rau Đà Lạt là 5,1 – 13,5 kg a.i/ha. Vùng trồng rau Mai Dịch, Tây Tựu - Từ Liêm trong mỗi vụ rau phun trung bình 28 đến 30 lần. Vùng trồng lúa đồng bằng sông Hồng mỗi vụ phun từ 1 – 3 lần, vùng đồng bằng sông Cửu Long từ 2 – 5 lần. Theo kết quả nghiên cứu khảo sát thì những vùng ven các nội thành với mức độ thâm canh cao thì đất đều bị ô nhiễm thuốc BVTV. 50