LỜI NĨI ĐẦU
Đƣợc sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trƣờng, Ban chủ nhiệm khoa
Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, dƣới sự hƣớng dẫn của thầy giáo Bùi
Xuân Dũng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài khóa luận: “Đánh
giá sự phát sinh dịng chảy và lượng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè tại
xã Khe Mo, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Ngun” để hồn thành chƣơng trình
đào tạo hệ chính quy của trƣờng đại học Lâm Nghiệp khóa học 2011 – 2015.
Nhờ sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo Bùi Xn Dũng đến nay khóa
luận của tơi đã hồn thành. Trong q trình nghiên cứu đề tài khóa luận, ngồi
sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cơ
giáo khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, các thầy cô giáo trong
trung tâm thực hành thí nghiệm, các cán bộ cũng nhƣ bà con nhân dân tại xã
Khe Mo, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên, cùng với sự giúp đỡ của các bạn
học, đặc biệt là thầy giáo Bùi Xuân Dũng đã trực tiếp hƣớng dẫn và theo dõi
trong suốt q trình thực hiện.
Nhân dịp này, tơi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo
trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã truyền đạt những kiến thức cơ bản về chuyên
môn cũng nhƣ đã tạo điều kiện cho tôi đƣợc học tập và nghiên cứu trong suốt
những năm học tập, nghiên cứu tại trƣờng.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhƣng do thời gian và trình độ cịn hạn chế nên
bài luận văn cịn khơng tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đƣợc sự quan
tâm, đóng góp, bổ sung ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để khóa luận
đƣợc hồn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!!
Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Trương Thị Giang


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG

TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận: Đánh giá sự phát sinh dòng chảy và lượng đất xói mịn
từ mơ hình canh tác Chè tại xã Khe Mo, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên
2. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Bùi Xuân Dũng
3. Sinh viên thực hiện: Trƣơng Thị Giang
4. Mục tiêu nghiên cứu:
Nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn về tác động của canh tác
Chè đến mơi trƣờng đất và nƣớc, từ đó góp phần quản lý bền vững mơ hình
canh tác Chè cho tỉnh Thái Nguyên nói riêng và cả nƣớc nói chung;
5. Nội dung nghiên cứu:
Để thực hiện đƣợc các mục tiêu đề ra, đề tài tiến hành nghiên cứu
phƣơng thức canh tác chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên nhằm đƣa ra một số tác
động của phƣơng thức canh tác chè tới xói mịn.
- Nghiên cứu phƣơng thức canh tác chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên
- Xác định cơ chế phát sinh dịng chảy của mơ hình canh tác Chè
- Đánh giá lƣợng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè
- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả mơi trƣờng của mơ
hình canh tác Chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên
6. Những kết quả đạt đƣợc
- Phƣơng thức canh tác chè tại huyện Đồng Hỷ, Thái Nguyên có khả
năng tác động tới q trình xói mịn đất, đặc biệt là khi quá trình làm đất diễn
ra trong khoảng thời gian chu kỳ khai thác.
- Dòng chảy mặt và lƣợng mƣa tại khu vực nghiên cứu có mối quan hệ
chặt chẽ.
- Do lƣợng mƣa quá nhỏ nên đề tài không thể chỉ ra đƣợc mối quan hệ
giữa lƣợng đất xói mịn và các yếu tố thủy văn.
- Đƣa ra một số đề xuất nhằm cải thiện chất lƣợng mơi trƣờng cho mơ
hình canh tác chè.
Hà nội, ngày 6 tháng 6 năm 2015
Sinh viên

Trƣơng Thị Giang


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu

Giải thích

1

A

Lƣợng đất xói mịn

2

R

Hệ số xói mịn đất do mƣa

3

K

Hệ số xói mịn đất

Đơn vị
(tấn/acrc/năm)


Hệ số độ dài (lƣợng đất mất trên thửa
4

L

đất quan trắc so với trên thửa đất tiêu
chuẩn dài 22.13m)
Hệ số độ dốc (lƣợng đất mất trên thửa

5

S

đất quan trắc so với trên thửa đất tiêu
chuẩn đƣợc làm đất theo tiêu chuẩn có
độ dốc 9%).
Hệ số canh tác (lƣợng đất mất trên

6

C

thửa đất quan trắc so với trên thửa đất
tiêu chuẩn đƣợc làm đất theo tiêu
chuẩn và bỏ hóa cách năm).
Hệ số bảo vệ đất.

7


P

8

LS

9

MS

10

D

Cƣờng độ xói mịn đất.

11

α

Độ dốc mặt đất.

Độ

12

TC

Độ tàn che của tầng cây cao (lớn nhất


%

13

TM

14

CP

Hệ số xói mịn do độ dốc và chiều dài
dốc
Hệ số về biện pháp quản lý thực bì
mm/năm

là 1)
Tỷ lệ che phủ của lớp thảm khô trên

%

mặt đất ( lớn nhất là 1)
Tỷ lệ che hủ mặt đất của lớp thảm
tƣơi.

%


15

K


Chỉ số xói mịn của mƣa.

16

X

Độ xốp lớp đất mặt.

%

17

H

Chiều cao bình qn của tầng cây cao.

m

18

OTC1

Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí Chân đồi

19

OTC2

Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí Sƣờn đồi.


20

OTC3

Ơ nghiên cứu đặt vị trí Đỉnh đồi.

21

UBND

Ủy ban nhân dân

22

NN&
PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

23

d

Tỷ trọng

g/cm3

24


D

Dung trọng

g/cm3

25

USLE

Phƣơng trình mất đất phổ dụng


DANH MỤC BẢNG BIỂU
A. BẢNG
Bảng 01: Dòng chảy mặt tại 3 vị trí nghiên cứu ............................................. 32
Bảng 02: Đặc điểm vị trí đặt ơ nghiên cứu ..................................................... 34
Bảng 03: Thành phần thủy văn cơ bản của mơ hình canh tác Chè ................. 37
Bảng 04: Kết quả đo lƣợng xói mịn và một số yếu tố ảnh hƣởng tới xói mịn
......................................................................................................................... 41
B. BIỂU

Biểu đồ 01: Chu kì mƣa của các tháng trong năm khu vực địa bàn tỉnh Thái
Nguyên ............................................................................................................ 31
Biểu đồ 02: Biểu đồ thể hiện mức độ phản ứng của dòng chảy mặt theo sự
thay đổi của lƣợng mƣa ................................................................................... 32
Biểu đồ 03: Quan hệ giữa lƣợng mƣa và dịng chảy bề mặt tại 3 vị trí nghiên
cứu khác nhau.................................................................................................. 33
Biểu đồ 04: Quan hệ giữa dòng chảy mặt và lƣợng mƣa................................ 35
Biểu đồ 05: Quan hệ giữa dòng chảy mặt và cƣờng độ mƣa .......................... 36

Biểu đồ 06: Quan hệ giữa dòng chảy mặt và thời gian mƣa ........................... 36
Biểu đồ 07: Mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn và lƣợng mƣa ................... 42
Biểu đồ 08: Mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn và thời gian mƣa .............. 43
Biểu đồ 09: Mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn và cƣờng độ mƣa ............. 43
Biểu đồ 10: Phản ứng của lƣợng đất xói mịn và lƣợng nƣớc qua tán tại khu
vực nghiên cứu ................................................................................................ 44
Biểu đồ 11: Mối quan hệ giữa lƣợng đất xói mịn và dòng chảy mặt............. 45


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 01: Vị trí đặt ơ nghiên cứu ..................................................................... 15
Hình 02: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí đỉnh đồi (OTC3) .................................... 15
Hình 03: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí đỉnh đồi (OTC3) .................................... 16
Hình 04: Ô nghiên cứu đặt tại vị trí sƣờn đồi (OTC2).................................... 16
Hình 05: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí sƣờn đồi (OTC2).................................... 17
Hình 06: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí chân đồi (OTC1) .................................... 17
Hình 07: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí chân đồi (OTC1) .................................... 18
Hình 08: Sơ đồ thiết kế ơ dạng bản ................................................................. 18
Hình 09: Khu vực nghiên cứu ......................................................................... 23
Hình 10: Mơ hình canh tác chè tại khu vực đặt ô nghiên cứu ........................ 27
Hình 11: Mơ hình biểu diễn thành phần thủy văn của khu vực nghiên cứu tại
OTC1 ............................................................................................................... 38
Hình 12: Mơ hình biểu diễn thành phần thủy văn của khu vực nghiên cứu tại
OTC2 ............................................................................................................... 39
Hình 13: Mơ hình biểu diễn thành phần thủy văn của khu vực nghiên cứu tại
OTC3 ............................................................................................................... 39


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ................................. 3
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.......................................................... 3
1.1.1. Xói mịn đất.......................................................................................... 3
1.1.2. Các dịng chảy phát sinh và khả năng giữ nƣớc của đất ...................... 6
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................... 7
CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................. 11
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 11
2.1.1. Mục tiêu chung................................................................................... 11
2.1.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................... 11
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................... 11
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 11
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 12
2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu ............................................................. 12
2.4.2. Phƣơng pháp phỏng vấn .................................................................... 12
2.4.3. Phƣơng pháp điều tra thực địa ........................................................... 13
2.4.4. Phƣơng pháp xử lý nội nghiệp ........................................................... 19
CHƢƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 23
3.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 23
3.2. Kinh tế - xã hội...................................................................................... 25
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 27
4.1. Đặc điểm phƣơng thức canh tác Chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên. ....... 27
4.1.1. Quá trình làm đất ............................................................................... 28
4.1.2. Quá trình trồng cây ............................................................................ 28
4.1.3. Quá trình khai thác ............................................................................. 29
4.1.4. Q trình chăm sóc ............................................................................ 30
4.2. Đặc điểm phát sinh dịng chảy mặt của mơ hình canh tác chè ............. 30
4.2.1. Đặc điểm chế độ mƣa của khu vực nghiên cứu ................................. 30



4.2.2. Đặc điểm q trình phát sinh dịng chảy tại khu vực nghiên cứu...... 31
4.3. Lƣợng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè ....................................... 40
4.4. Một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả môi trƣờng của mô hình canh
tác Chè.......................................................................................................... 46
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ ........................... 47
5.1. Kết luận ................................................................................................. 47
5.2. Tồn tại ................................................................................................... 48
5.3. Khuyến nghị .......................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC, BẢNG BIỂU


ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là tƣ liệu, thành phần quan trọng
của môi trƣờng sống. Có thể nói, đất đai là tƣ liệu chính của ngành
Nông_Lâm nghiệp. Tuy nhiên, trong vài thập kỉ gần đây, cùng với sự gia tăng
dân số, đẩy mạnh khai thác khống sản, sự phát triển của ngành nơng
nghiệp…đất đai đang đƣợc sử dụng ở mức độ cao, có nơi cịn chƣa hợp lý.
Việc khai thác Nơng_Lâm nghiệp khơng có ý thức ngày càng làm cho q
trình xói mịn đất xảy ra nghiêm trọng, độ phì nhiêu ngày càng giảm, nhiều
nơi trở nên trơ sỏi đá, đất trống, đồi núi trọc (Hồng Tiến Hà, 2009).
Dịng chảy mặt thƣờng phát sinh khi cƣờng độ mƣa lớn hơn cƣờng độ
thấm. Mặt khác, khi dịng chảy mặt xuất hiện thƣờng kéo theo xói mịn đất, vì
thế q trình phát sinh dịng chảy mặt có những ảnh hƣởng nhất định tới
lƣợng đất xói mịn. Trong đó, xói mịn đất đƣợc hiểu là sự mang đi của các
lớp đất mặt do nƣớc chảy, tuyết tan hoặc các tác nhân địa chất khác, bao gồm
các quá trình sạt lở do trọng lực (Rattan Lal, 1990). Chính vì vậy mà nghiên
cứu q trình phát sinh dịng chảy chính là một cách để tìm ra biện pháp bảo
vệ đất, chống xói mịn đất.

Q trình phát sinh dịng chảy mặt và xói mịn đất là q trình phức tạp,
thƣờng phụ thuộc vào các đặc điểm của địa hình, mƣa, đất và thảm thực vật.
Nhƣ chúng ta đã biết, thảm thực vật đóng một vai trị quan trọng trong việc
bảo vệ bề mặt đất, giảm dòng chảy bề mặt và nguy cơ xói mịn đất. Tùy theo
từng loại cây mà nó đóng góp vai trị khác nhau trong q trình bảo vệ đất và
ngăn chặn xói mịn. Có một vài đề tài nghiên cứu trƣớc đó cũng đã nhận ra
điều này và tiến hành nghiên cứu trên một số loại thảm thực vật. Nhƣng chƣa
có nghiên cứu nào tiến hành nghiên cứu tại khu vực đồi chè.
Tỉnh Thái Nguyên có diện tích tự nhiên là 3.562,82 km² (cơng báo tỉnh
Thái Nguyên, 2011). Với vị trí địa lý là một trong những trung tâm chính trị,
kinh tế, giáo dục của khu Việt Bắc nói riêng, của vùng trung du miền núi phía
Bắc nói chung, Thái Ngun là cửa ngõ giao lƣu kinh tế - xã hội giữa vùng
1


trung du miền núi với vùng đồng bằng Bắc Bộ. Việc giao lƣu đã đƣợc thực
hiện thông qua hệ thống đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng sơng hình rẻ quạt
mà thành phố Thái Nguyên là đầu nút. Thái Nguyên là vùng đất có điều kiện
tự nhiên rất thích hợp để phát triển cây chè. Chè Thái Nguyên, đặc biệt là chè
Tân Cƣơng là đặc sản từ lâu đã là sản phẩm nổi tiếng khơng chỉ ở trong nƣớc
mà cịn ở nƣớc ngồi. “Tồn tỉnh hiện có 15.000 ha chè (đứng thứ 2 cả nƣớc
sau Lâm Đồng), trong đó có trên 12.000 ha chè kinh doanh, hàng năm cho sản
lƣợng khoảng trên 70.000 tấn chè búp tƣơi” (Ủy ban nhân dân tỉnh Thái
Nguyên_2010). Tỉnh Thái Nguyên đã đặt ra những mục tiêu cao hơn nữa cho
việc nâng cao năng suất cây Chè, chứng minh tầm quan trọng của việc phát
triển cây Chè tại tỉnh trong tƣơng lai.
Cây Chè có tên khoa học là Camellia sinensis thuộc họ Chè (Theaceae)
đƣợc xem là cây trồng mang lại kinh tế chính cho rất nhiều hộ gia đình thuộc
tỉnh Thái Ngun. Trong tƣơng lai, nó cịn tiếp tục giữ vai trị là lồi cây cơng
nghiệp đứng đầu trong sự phát triển ngành trồng trọt của tỉnh Thái Nguyên.

Tuy nhiên, canh tác chè tác động ra sao đến môi trƣờng, đặc biệt là thành
phần đất và nƣớc lại là vấn đề chƣa đƣợc làm sáng tỏ. Để đảm bảo sự phát
triển bền vững cho các mơ hình Chè ở Thái Nguyên nói riêng và cả nƣớc nói
chung thì việc đánh giá tác động của mơ hình canh tác Chè đến môi trƣờng
đất nƣớc cần phải đƣợc quan tâm làm rõ. Nhằm góp phần giải quyết những
vấn đề trên, tôi quyết định chọn đề tài “Đánh giá sự phát sinh dịng chảy và
lượng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè tại xã Khe Mo, huyện Đồng Hỷ,
tỉnh Thái Nguyên”.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.1.1. Xói mịn đất
Xói mịn đất đƣợc nghiên cứu từ rất sớm, ngay từ thời trƣớc Công
nguyên, nhà triết học cổ đại Platon đã nêu ra mối liên hệ giữa lũ lụt và xói
mịn đất với việc tàn phá rừng. Tuy nhiên, cho đến thời kì 1877 đến 1885,
cơng trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất và dòng chảy mới đƣợc thực
hiện bởi nhà bác học Volni ngƣời Đức (Hundson, 1981). Các ơ thí nghiệm
đƣợc sử dụng để nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiều nhân tố tới dịng chảy và
xói mịn đất nhƣ: thực bì, đất, lƣợng mƣa... Trong cơng trình này, Volni đã
nghiên cứu ảnh hƣởng của loại đất và độ dốc mặt đất tới dịng chảy và xói
mịn đất. Tuy nhiên, phần lớn các kết luận chƣa đƣợc định lƣợng một cách rõ
ràng.
Bằng cách tiến hành các thí nghiệm trong phịng thí nghiệm, Ellsion
(Hudson, 1981) thấy rằng, các loại đất khác nhau có biểu hiện khác nhau
trong các pha của xói mịn đất do nƣớc. Ông cũng là ngƣời đầu tiên phát hiện
ra vai trò của lớp phủ thực vật trong việc hạn chế xói mịn đất và vai trị cực
kì quan trọng của hạt mƣa rơi đến xói mịn. Phát hiện của Ellsion đã mở ra

một hƣớng mới trong việc nghiên cứu xói mịn đất, đã làm thay đổi quan điểm
nghiên cứu về xói mịn và khẳng định khả năng bảo vệ đất của lớp thảm thực
vật. Nó đã mở ra phƣơng hƣớng sử dụng cấu trúc thảm thực vật trong các biện
pháp chống xói mịn nhằm bảo vệ độ phì của đất. Từ đó, các nghiên cứu xói
mịn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lƣợng, xác định cơ chế xói mịn,
các cơng thức tốn học để mơ phỏng q trình xói mịn. Nhờ các phƣơng tiện
hiện đại, ngƣời ta đã tiến hành nghiên cứu xói mịn khơng chỉ trong điều kiện
tự nhiên mà cả trong điều kiện nhân tạo (mƣa nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ
che phủ nhân tạo). Các nhà nghiên cứu nổi tiếng trong giai đoạn này là:
Ellsion (Hudson, 1981), Delixop, Mikhevic (Zakharop, 1981), Wischmeier
(1978), Kirkby M.J và Chorley (1967)…
3


Kết quả quan trọng trong nghiên cứu xói mịn và khả năng bảo vệ đất
trong giai đoạn này là để xây dựng đƣợc phƣơng trình mất đất phổ dụng ở
trƣờng Đại học tổng hợp Pardin (Mỹ) vào cuối năm 1950 (Hudson, 1981).
Sau đó, phƣơng trình đƣợc W.H Wischmeier hồn chỉnh dần. Phƣơng trình
mất đất đã làm sáng tỏ vai trị của từng nhân tố ảnh hƣởng đến xói mịn đất.
Nó cịn có tác dụng định hƣớng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luận
xói mịn và nghiên cứu các mơ hình canh tác bền vững ở các khu vực có điều
kiện địa lí khác nhau. Tuy nhiên, địi hỏi phải có những nghiên cứu bổ sung
để điều chỉnh các hệ số cho phù hợp với điều kiện địa lí, địa chất, thổ nhƣỡng,
tập quán canh tác và đặc tính cây trồng ở từng địa phƣơng.
Kết quả nghiên cứu của G.Fiebiger (1993) xác nhận rằng nguy cơ xói
mịn đất dƣới tầng cây gỗ có thể tăng lên do giọt mƣa dƣới tán rừng có kích
thƣớc lớn (G.Fiebiger, 1993). Những lồi cây có phiến lá rộng thƣờng tạo ra
các giọt nƣớc ngƣng đọng với kích thƣớc lớn, nên khi rơi từ tán lá xuống sẽ
có sức cơng phá bề mặt đất lớn hơn so với sức công phá của giọt mƣa tự
nhiên nơi đất trống. Những nghiên cứu khác cho thấy rằng cây bụi thảm tƣơi

và vật rơi rụng có vai trị rất lớn trong việc hạn chế xói mịn đất. Nếu chúng bị
phá trụi hoặc lấy đi khỏi tầng đất rừng thì tầng cây gỗ phía trên sẽ khơng có
tác dụng giảm thiểu xói mịn trên sƣờn dốc.
Vào năm 1958, Wishchmeier và Smith đã đƣa ra phƣơng trình mất đất
phổ dụng (USLE), các yếu tố gây xói mịn đƣợc tổng hợp lại thành 7 yếu tố
chính và biểu thị bằng phƣơng trình có dạng tổng qt :
A = R.K.L.S.C.P
Trong đó:
A: Lƣợng đất xói mịn (tấn/acre/năm)
R: Hệ số xói mịn đất do mƣa
K: Hệ số xói mịn đất
L: Hệ số độ dài (lƣợng đất mất trên thửa đất quan trắc so với trên thửa
đất tiêu chuẩn dài 22.13m)
4


S: Hệ số độ dốc (lƣợng đất mất trên thửa đất quan trắc so với trên thửa
đất tiêu chuẩn đƣợc làm đất theo tiêu chuẩn có độ dốc 9%).
C: Hệ số canh tác (lƣợng đất mất trên thửa đất quan trắc so với trên
thửa đất tiêu chuẩn đƣợc làm đất theo tiêu chuẩn và bỏ hóa cách năm).
P: Hệ số bảo vệ đất
Phƣơng trình này đƣợc coi là phổ dụng vì nó tách ra khỏi những ảnh
hƣởng mang tính chất địa phƣơng của các yếu tố gây xói mịn, vì vậy có thể
áp dụng phƣơng trình này cho các vùng lãnh thổ khác nhau. Phƣơng trình
USLE đƣợc dùng phổ biến trên thế giới để xác định hệ số an toàn về độ dốc,
chiều dài dốc, hệ số cây trồng và canh tác, đánh giá và so sánh lƣợng đất xói
mịn của các phƣơng thức sử dụng đất khác nhau và dự báo nguy cơ xói mịn
đất cho vùng lãnh thổ nhất định. Tuy nhiên, sử dụng phƣơng trình mất đất phổ
dụng vẫn gặp những khó khăn nhất định :
+ Điều kiện địa lý, địa chất khu vực có thể khác xa với điều kiện nơi

xây dựng phƣơng trình. Vì thế, khi áp dụng phải có các nghiên cứu điều chỉnh
các hệ số sao cho phù hợp với điều kiến của từng địa phƣơng nghiên cứu. Q
trình này địi hỏi rất nhiều thời gian, chi phí tốn kém, và khơng phải có thể
tiến hành ở bất cứ nơi nào.
+ Tập quán canh tác của các dân tộc không giống nhau nên hệ số về
phƣơng pháp quản lý và sử dụng đất khơng giống nhau.
+ Phƣơng trình xác định hệ số cho 128 kiểu cây trồng chủ yếu là nông
nghiệp nên vẫn chƣa tính đến sự đa dạng của thảm thực vật.
Vào những năm 70 của thế kỷ XX, phƣơng trình mất đất phổ dụng
đƣợc cải tiến để trở nên đơn giản, áp dụng cho đất rừng và một số loại đất phi
nơng nghiệp đƣợc gọi là phƣơng trình mất đất biến đổi:
A = R.K.LS.MV
Trong đó :
A : Lƣợng đất xói mịn (tấn/acre/năm)
R : Hệ số xói mịn do mƣa (phút-tấn/acre)
5


K : Hệ số xói mịn do đất
LS : Hệ số xói mịn do độ dốc và chiều dài dốc
MS : Hệ số về biện pháp quản lý thực bì.
1.1.2. Các dòng chảy phát sinh và khả năng giữ nƣớc của đất
Đất rừng tự nhiên thƣờng có khả năng thấm nƣớc cao và ít khi xuất
hiện dịng chảy mặt (Douglass,1977; Pritchett,1979). Tuy nhiên, rừng bị chặt
hạ trở nên thƣa thớt và độ dốc mặt đất lớn có thể tạo ra nhiều lƣợng nƣớc
chảy trên bề mặt (Ruxton B P. 1967; Imeson A C và Vis, 1982).
Thủy văn học truyền thống đã phát triển lý luận về dòng chảy trên bề
mặt đất của Horton vào những năm 30, 40 của thế kỉ XX để nghiên cứu về cơ
chế hình thành dịng chảy trên mặt đất. Lý luận này chiếm địa vị thống trị
trong lĩnh vực thủy văn học, cơng trình kéo dài trong khoảng 30 năm (Foster

G R, 1982). Hibbert A R, 1967, đã dựa vào những quan trắc thực nghiệm và
chỉ ra rằng trong hoàn cảnh rừng, cƣờng độ mƣa rất ít khi lớn hơn tốc độ thấm
nƣớc tiềm tàng của đất rừng, đã nêu ra khung lí luận về động thái hình thành
dịng chảy của mƣa rào, sau đó triển khai nhiều nghiên cứu thực nghiệm nhằm
tìm hiểu cơ chế dòng chảy do mƣa gây ra, chủ yếu trên những khu vực ôn đới
ẩm ƣớt của châu Âu và Mỹ (Bonell M, 1993). Vào những năm 1970, lý luận
diện tích phát sinh dịng chảy biến động đã đƣợc thừa nhận rộng rãi, những
nghiên cứu về thủy văn học trên đất dốc đã đƣợc phát triển mạnh mẽ và thay
thế về giả thuyết dòng chảy siêu thấm – các học giả Trung Quốc gọi nó là
“trƣờng phái thủy văn học đất dốc” (Trƣơng Hồng Giang, 1989; Vƣơng Lễ
Tiên, 1990) - đã đặt cơ sở cho việc hình thành lý luận về cơ chế phát sinh
dòng chảy sau này.
Ở châu Úc, Oloughlin khi tiến hành nghiên cứu về thủy văn rừng Bạch
Đàn tự nhiên đã kết luận rằng, lƣợng nƣớc chảy bề mặt có quan hệ tuyến tính
với lƣợng mƣa theo dạng :
y = a + bx

6


Trong đó :
x : Lƣợng mƣa
y : Dịng chảy mặt
Sự thấm nƣớc của đất là một trong những vấn đề đƣợc nghiên cứu sâu
rộng trong lĩnh vực thủy văn học. Từ những lý luận về phát sinh dòng chảy
mặt, sự thấm nƣớc của đất là chỉ thị cho khả năng của tầng điều tiết quan
trọng nhất trong tuần hoàn thủy văn, sau khi nƣớc mƣa đi qua bầu khơng khí,
lớp thảm thực vật và vật rơi rụng che phủ. Sự thấm nƣớc của đất có vai trị rất
quan trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dịng chảy. Nhiều mơ hình
thấm nƣớc của đất nhờ vào việc đơn giản hóa q trình vật lý và các mơ hình

kinh nghiệm, trong đó bao gồm mơ hình Green – Ampt (1991), mơ hình
Horton (1993,1945)...
Nghiên cứu của Trần Huệ Tuyền (1994) cho thấy, đất rừng có độ hổng
ngồi mao quản lớn thì tốc độ thấm nƣớc và lƣợng nƣớc thấm của đất rừng sẽ
tăng lên. Ở Trung Quốc, các nhà khoa học thƣờng dùng lƣợng nƣớc bão hịa
các lỗ hổng ngồi của mao quản trong đất rừng để tính tốn lƣợng nƣớc thấm
xuống đất. Theo kết quả nghiên cứu, mỗi hecta đất rừng có thể tích giữ đƣợc
lƣợng nƣớc từ 641 – 679 tấn/năm (Vu Chí Dân và Vƣơng Lễ Tiên, 2001).
Quá trình thấm nƣớc xuống đất cịn đƣợc mơ phỏng qua mơ hình Philip (Diêu
Hoa Hạ, 1989; Thẩm Băng và Nơng Tấn, 1992).
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam, các nghiên cứu về xói mịn bắt đầu từ những năm 1960
với việc đo lƣợng đất xói mịn. Nguy cơ to lớn về xói mịn trên khắp lãnh thổ
đồi núi đã đƣợc cảnh báo. Cơng trình nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Bình và
Cao Văn vinh về ảnh hƣởng của độ dốc tới xói mịn đất cũng đã góp phần đề
ra các chỉ tiêu, quy chế bảo vệ, sử dụng và khai thác đối với khu vực đất dốc.
Cũng trong thời kỳ này, các tác giả nhƣ Tôn Gia Huyên, Chu Đình Hồng,
Bùi Ngạch (1963)... đã tập trung nghiên cứu ở Tây Bắc, Sơn La, Bắc Thái,
Phú Thọ, Lào Cai về các biện pháp cơng trình và trồng cây phân xanh che phủ
7


đất. Các cơng trình nghiên cứu thống nhất rằng trong hệ canh tác nông
nghiệp, cần chú ý đến giai đoạn đầu phát triển của cây trồng. Đây là giải đoạn
dễ gây xói mịn nhất, giai đoạn sau đó, cây trồng có mức độ che phủ nhất định
thì nguy cơ này sẽ giảm xuống.
Việc xác định cấu trúc hợp lý của thảm thực vật rừng, chống xói mịn
đất là thành quả nghiên cứu của hai tác giả Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải
(1996, 1997) với cơng trình nghiên cứu có tựa đề :“Nghiên cứu tác dụng
phòng hộ nguồn nước của một số thảm thực vật chính và các nguyên tắc xây

dựng rừng phịng hộ nguồn nước. Về mặt lí luận, các tác giả đã tạo chỉ ra
đƣợc mối liên hệ giữa năng lực phòng hộ của một số dạng cấu trúc thảm thực
vật rừng về mặt chống xói mịn và điều tiết nguồn nƣớc. Các tác giả này đã
thiết lập đƣợc bảng tra hệ số thảm thực vật (C) tƣơng ứng với cấu trúc và đặc
điểm của một số thảm thực vật rừng.
Năm 1999, nghiên cứu của Vƣơng Văn Quỳnh và cộng sự đã xây dựng
đƣợc phƣơng trình dự báo xói mịn đất ở Viện Nam. Trong trƣờng hợp trên
một số diện tích đồng nhất chỉ có một trạng thái rừng và khơng làm đất hàng
năm thì cƣờng độ xói mịn (mm/năm) tỷ lệ thuận với bình phƣơng độ dốc mặt
đất :
d=

(

)

Trong đó :
d : cƣờng độ xói mịn đất (mm/năm)
α : độ dốc mặt đất (độ)
TC : độ tàn che của tầng cây cao (lớn nhất là 1)
CP : tỷ lệ che hủ mặt đất của lớp thảm tƣơi
H : chiều cao bình quân của tầng cây cao (m)
TM : tỷ lệ che phủ của lớp thảm khô trên mặt đất ( lớn nhất là 1)
X : độ xốp tổng số của lớp đất mặt (0-5cm), (tính bằng %)
K : Chỉ số xói mịn của mƣa đƣợc xác định theo công thức sau :
8


K =∑ (


*

)

(

)

+

Trong đó, Ri là lƣợng mƣa tháng thứ i trong năm, tính bằng mm/tháng.
Từ cơng thức tính cƣờng độ xói mịn đất, Vƣơng Văn Quỳnh và cộng
sự đã xác định tiêu chuẩn bảo vệ đất của rừng và lớp phủ thực vật nói chung
thỏa mãn điều kiện d< 0.8 mm/năm (tốc độ hình thành đất nhiệt đất trong điều
kiện có canh tác, Hudson, 1981).
Cũng trong năm 1999, cơng trình nghiên cứu của Phạm Văn Điển đã
nghiên cứu đặc điểm thủy văn của một số thảm thực vật rừng làm cơ sở cho
việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nƣớc tại vùng xung yếu Hồ thủy điện Hịa
Bình. Bằng những nghiên cứu cụ thể của mình, tác giác đã đƣa ra đƣợc tiêu
chuẩn để lớp phủ thực vật bắt đầu có giá trị giữ nƣớc đƣợc viết dƣới dạng
biểu thức :
U = [(TC + CP)*X/S] ≤ 53.75
Các giá trị của tổng độ tàn che và độ che phủ đƣợc xác định từ biểu
thức này chính là các giá trị mà từ đó trở lên thì tác dụng giữ nƣớc của lớp
thảm thực vật mới có ý nghĩa đang kể. Có thể viết tiêu chuẩn cấu trúc của
rừng giữ nƣớc dƣới dạng một biểu thức sau :
K = [(TC + CP)*X/S]≥ 180.81
Nhƣ vậy, để đảm bảo khả năng giữ nƣớc của rừng thì với mỗi bộ giá trị
của độ dốc và độ xốp của lớp đất mặt cần có tổng tỷ lệ độ tàn che và độ che
phủ nhất định của lớp thảm thực vật. Các giá trị của chỉ tiêu tổng hợp đƣợc

tính từ biểu thức trên cũng chính là tiêu chuẩn cho phép khai thác lợi dụng
rừng mà vẫn không làm giảm đáng kể tác dụng giữ nƣớc của rừng.
Nhận xét chung : Mặc dù các đề tài nghiên cứu của các tác giả từ khi
mới bắt đầu tiến hành nghiên cứu về q trình phát sinh dịng chảy và lƣợng
đất xói mịn cho đến nay đã mang lại rất nhiều giả thuyết mới cũng nhƣ ứng
dụng có tính thực thực tiễn cao đối với đời sống của con ngƣời. Tuy nhiên,
chƣa có bất cứ một đề tài nghiên cứu nào nói lên đặc điểm của q trình phát
9


sinh dịng chảy và lƣợng đất xói mịn từ mơ hình canh tác chè mà chỉ nói tới
một số mơ hình rừng và một số trạng thái đất khác. Vì vậy, đề tài đã chọn
nghiên cứu về quá trình phát sinh dịng chảy và lƣợng đất xói mịn từ mơ hình
canh tác chè nhằm cung cấp một số cơ sở khoa học thực tiễn về tác động của
mơ hình canh tác chè đến mơi trƣờng đất và nƣớc, từ đó đề xuất một số giải
pháp bảo vệ môi trƣờng cho mơ hình canh tác chè.

10


CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn về tác động của canh tác
Chè đến môi trƣờng đất và nƣớc, từ đó góp phần quản lý bền vững mơ hình
canh tác Chè cho tỉnh Thái Nguyên nói riêng và cả nƣớc nói chung;
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu phƣơng thức canh tác chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên;
- Xác định cơ chế phát sinh dịng chảy của mơ hình canh tác Chè;

- Đánh giá lƣợng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè;
- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả mơi trƣờng của mơ
hình canh tác Chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên;
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
Đề tài tiến hành nghiên cứu sự phát sinh dịng chảy và lƣợng đất xói
mịn từ mơ hình canh tác Chè tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên trong
khoảng thời gian từ tháng 2 đến tháng 4 năm 2015.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện đƣợc các mục tiêu đề ra, đề tài thực hiện các nội dung
nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu phƣơng thức canh tác chè tại Đồng Hỷ, Thái Nguyên và tác
động của các hoạt động canh tác tới q trình phát sinh dịng chảy mặt
và xói mòn;
- Xác định cơ chế phát sinh dòng chảy của mơ hình canh tác Chè;
- Đánh giá lƣợng đất xói mịn từ mơ hình canh tác Chè;
- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả môi trƣờng của mơ
hình canh tác Chè tại Đồng Hỷ, Thái Ngun;

11


2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phƣơng pháp kế thừa tài liệu
Đề tài nghiên cứu đã sử dụng các công thức hóa học và một số chỉ tiêu
của các nghiên cứu đã đƣợc công bố từ trƣớc và các tài liệu từ phƣơng tiện
khác nhƣ mạng internet, cơ quan quản lý,… để chứng minh và làm rõ một số
vấn đề của mình. Đề tài kế thừa các số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh
kinh tể xã hội từ Ủy ban nhân dân tỉnh Thái nguyên; kế thừa các số liệu về
phƣơng thức canh tác chè từ phịng Nơng nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh;
kế thừa số liệu về chu kì mƣa và lƣợng mƣa trong năm từ trạm khí tƣợng thủy

văn của tỉnh Thái Ngyên…
2.4.2. Phƣơng pháp phỏng vấn
Nhằm kiểm tra lại các thông tin từ Ủy ban nhân dân xã và làm rõ đặc
điểm đối tƣợng nghiên cứu, chúng tôi tiến hành phỏng vấn bổ sung 10 hộ gia
đình để thu thập thơng tin về quy trình canh tác Chè tại khu vực nghiên cứu.
Trong đó nhấn mạnh các tiêu chí về kĩ thuật trồng, mật độ, chăm sóc, chu kì
khai thác,...
Mẫu câu hỏi phỏng vấn (Phụ biểu 1):
Phụ biểu 01: câu hỏi phỏng vấn
Ngày phỏng vấn: ............................Phiếu số:....................................................
Người phỏng vấn:................................................................................................
Địa điểm phỏng vấn: xóm :................................... xã :…...................................
I. THÔNG TIN CÁ NHÂN
1. Họ và tên chủ hộ/người được phỏng vấn:......................................................
2. Tuổi:
3. Giới tính:
4. Ơng/Bà vui lịng cho biết hộ gia đình của Ơng/Bà có bao nhiêu nhân
khẩu? Trong đó có bao nhiêu nam, bao nhiêu nữ và có bao nhiêu lao động
chính?
Số nhân khẩu: ………… Số nam/nữ: ……/……. Số lao động chính: …………
12


5. Gia đình Ơng/Bà ở tại địa phương này từ năm nà ?
6. Ơng/Bà vui lịng cho biết Ơng/Bà thuộc nhóm dân tộc nào?
II. QUY TRÌNH CANH TÁC CHÈ
Câu 1: Ông/Bà cho biết, Gia đình sử dụng chè cành hay chè hạt để gieo
trồng?
Câu 2: Nhà Ông/Bà trồng Chè từ năm bao nhiêu (ghi rõ chè cành và chè hạt)?
Câu 3: Trƣớc đó, đồi nhà Ơng/Bà có trồng loại cây (hoặc trạng thái rừng) gì?

Câu 4: Diện tích trồng Chè của nhà Ông/Bà là bao nhiêu ha (ghi rõ chè cành
và chè hạt)?
Câu 5: Đồi Chè nhà ông/bà trồng xen canh với cây (có hoặc khơng, nếu có thì
là cây gì)?
Câu 6: Khoảng cách giữa hàng với hàng, các cây với nhau là bao nhiêu?
Câu 7: Cây đƣợc bón phân vào khoảng thời gian nào?
Câu 8: Hoạt động chăm sóc cây mà gia đình thực hiện là? Thực hiện trong
khoảng thời gian nào?
Câu 9: Mục đích chính của cây Chè đối với gia đình là gì?
Câu 10: Nếu là trồng với mục đích khai thác thì chu kì khai thác là bao nhiêu?
Câu 11: Năng suất chè bình quân là bao nhiêu/năm?
Câu 12: Năng suất chè thay đổi nhƣ thế nào qua các năm?
2.4.3. Phƣơng pháp điều tra thực địa
Để xác định đƣợc đặc điểm phát sinh dòng chảy và lƣợng đất xói mịn
từ mơ hình canh tác chè, đề tài lựa chọn đồi chè của gia đình ơng Vi Văn
Chiến thuộc xóm Ao đậu, xã Khe Mo để tiến hành lập ơ quan trắc (Hình 09).
Quy trình lập ơ và quan trắc đƣợc mô tả cụ thể nhƣ sau:
* Thiết kế ơ thí nghiệm nhằm quan trắc dịng chảy và xói mịn
- Với mục đích là nghiên cứu, đánh giá tác động của quá trình canh tác
chè đến sự phát sinh dịng chảy và lƣợng xói mịn tại tỉnh Thái Ngun, đề tài
chọn nghiên cứu mơ hình canh tác chè và sự tác động của quá trình canh tác
13


Chè tới xói mịn đất và phát sinh dịng chảy tại 3 vị trí khác nhau trên cùng
một quả đồi: Lập 3 ô nghiên cứu dạng bản tại các vị trí chân, sƣờn, đỉnh có
diện tích 4m2 (2m x 2m) có cạnh vng góc với đƣờng đồng mức. Các ơ
nghiên cứu đặt tại các vị trí chân, sƣờn, đỉnh lần lƣợt đƣợc đặt tên là OTC1,
OTC2, OTC3. Đo độ dốc trung bình của ơ thí nghiệm (Hình 01 – 07).
- Ô dạng bản lập ra đƣợc căng dây và đóng cọc khép kín tại 4 góc (Hình

08).
- Việc tạo bờ của các ơ thí nghiệm đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp
chôn lấp từ 5-7cm bờ nằm dƣới mặt đất, vuông góc với mặt đất để đảm bảo
ngăn cản nƣớc thốt từ trong ra ngồi và từ ngồi vào trong (vì địa hình đất
đồi khơng bằng phẳng và cịn có đá chìm nên một số vị trí phải tiến hành lấp
đất). Chiều cao bờ của ô từ 15-20cm để hạn chế ảnh hƣởng từ quá trình bắn
phá của các hạt đất.
- Tiến hành loại bỏ các cành cây Chè xung quanh, khu vực ngồi ơ dạng
bản. Tồn bộ bờ ơ đƣợc phủ bạt không thấm nƣớc (cao bằng chiều cao của
cây chè) nhằm hạn chế nƣớc từ bên ngoài bắn vào ơ nghiên cứu.
- Ở cạnh dƣới của ơ xói mịn đƣợc đào rãnh (máng dẫn nƣớc) có kích
thƣớc sâu 5-7cm, rộng 10-14cm, khép kín góc của ơ thí nghiệm. Khi đào
tránh để rạn nứt vỡ đƣờng mép rãnh, đặc biệt làm cẩn thận với mép bờ trong
của ơ xói mịn 4m2. Sau khi thiết kế đào rãnh xong, tiến hành đặt đƣờng ống
nƣớc cắt đơi (máng) có đƣờng kính 10cm phía dƣới rãnh, đƣa mép ngang của
ống nằm sát với bờ của ơ dạng bản, tránh thất thốt nƣớc và vật chất xói mịn.
- Phía dƣới cạnh dƣới của ơ (tại góc của ơ dạng bản) thiết lập 1 ơ thu
nƣớc, và đất do q trình xói mịn (can đựng nƣớc đƣợc khoét lỗ để đƣờng
ống nƣớc chảy vào) có thể tích V = 20 lít.
- Lấy tấm bạt hoặc nilon lót và che kín phần trên và cạnh dƣới của máng,
tránh thất thoát nƣớc dẫn đến sai số trong quá trình thực hiện.
Nhƣ vậy nguyên tắc xây dựng đảm bảo đúng nguyên tắc mà thế giới đã
đề ra trong các tài liệu nghiên cứu về đo đạc xói mịn.
14


Hình ảnh vị trí của khu vực nghiên cứu và nơi đặt ơ nghiên cứu dạng
bản:

Hình 01: Vị trí đặt ơ nghiên cứu


Hình 02: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí đỉnh đồi (OTC3)

15


Hình 03: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí đỉnh đồi (OTC3)

Hình 04: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí sƣờn đồi (OTC2)

16


Hình 05: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí sƣờn đồi (OTC2)

Hình 06: Ơ nghiên cứu đặt tại vị trí chân đồi (OTC1)

17