Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-----------------------

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

----------

ÔNG Á HUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT ĐẤT

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

ĐẤT DỐC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN PHÚ LƯƠNG,

TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

----------

ÔNG Á HUÂN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT ĐẤT

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

ĐẤT DỐC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN PHÚ LƯƠNG,

TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường

Mã số: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đàm Xuân Vận

THÁI NGUYÊN - 2017

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là kết quả lao động, nghiên cứu của tôi dưới sự hướng

dẫn của PGS.TS. Đàm Xuân Vận, các số liệu và kết quả, số liệu khảo sát thực tế

trong luận văn là trung thực. Ngoài ra tôi cũng có sử dụng một số nhận xét nhận

định của các tác giả và được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo.

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Ông Á Huân

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bản Luận văn, tác giả đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ rất

tận tình, chu đáo của PGS.TS. Đàm Xuân Vận, người đã trực tiếp hướng dẫn trong suốt

quá trình thực hiện Luận văn, sự giúp đỡ, động viên của các Thầy, Cô giáo trong Khoa

Môi trường, Khoa Sau Đại học. Nhân dịp này, cho phép tác giả được bày tỏ lòng biết

ơn chân thành và sâu sắc tới những sự giúp đỡ đó.

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của tập thể thầy giáo bộ môn

Công nghệ Môi trường - Khoa học Môi trường và Trái đất – trường Đại học khoa

học - Đại học Thái Nguyên, đã chỉ bảo tận tình trong quá trình phân tích mẫu tại

phòng phân tích để hoàn thành Luận văn.

Tuy nhiên đề tài có khối lượng tính toán lớn nên còn một số tồn tại, thiếu sót.

Tác giả rất mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng

như những ý kiến đóng góp của bạn bè và của đồng nghiệp.

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Ông Á Huân

iii

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii

MỤC LỤC................................................................................................................. iii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT .................................................................vi

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii

DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... viii

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1

2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................2

2.1. Mục tiêu tổng quát ..............................................................................................2

2.2. Mục tiêu cụ thể.....................................................................................................2

3. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................................3

3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .................................................................................3

3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài..................................................................................3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU.......................................4

1.1. Cơ sở khoa học.....................................................................................................4

1.1.1. Cơ sở lý luận .....................................................................................................4

1.2. Nghiên cứu về tính chất đất và độ dốc trên thế giới và Việt Nam.......................7

1.2.1. Những nghiên cứu trên thế giới ........................................................................7

1.2.2. Những nghiên cứu tại Việt Nam ....................................................................14

1.2.3. Đánh giá chung ...............................................................................................21

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......22

2.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu...................................................22

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................22

2.1.2. Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................22

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................22

2.3. Nôi dung nghiên cứu..........................................................................................22

iv

2.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................23

2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu..........................................................................23

2.4.2. Phương pháp chọn điểm nghiên cứu...............................................................23

2.4.3. Phương pháp phân tích các yếu tố tác động....................................................23

2.4.4. Phương pháp lấy mẫu đất phân tích................................................................24

2.4.5. Phương pháp so sánh và xử lý số liệu............................................................26

2.4.6. Phương pháp ước lượng và giả thuyết nghiên cứu .........................................28

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..............................29

3.1. Đặc điểm đất dốc theo các cấp độ dốc và tầng dày tại huyện Phú Lương.........29

3.1.1. Phân loại theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương.............................................29

3.1.2. Phân loại theo tầng dày của đất dốc tại huyện Phú Lương .............................32

3.2. Nghiên cứu các yếu tố tác động đến tính chất môi trường đất dốc dựa vào

phân tích tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu trên địa bàn

huyện phú Lương ......................................................................................................33

3.2.1. Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1 trên

địa bàn huyện Phú Lương .........................................................................................33

3.2.2. Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2 trên

địa bàn huyện Phú Lương .........................................................................................36

3.2.3. Tương quan giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3 trên

địa bàn huyện Phú Lương .........................................................................................38

3.2.4. Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn trong hoạt động của con người đối với tài

nguyên sinh khí hậu ..................................................................................................40

3.2.5. Hiện trạng sử dụng đất theo chỉ số thực vật (NDVI) và độ dốc trên địa

bàn huyện Phú Lương ...............................................................................................41

3.3. Nghiên cứu đặc điểm tính chất môi trường đất dốc dựa trên phân tích các

yếu tố ảnh hưởng đến tính chất môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương...............42

3.3.1. Phân tích một số tính chất đất theo độ dốc với thực vật (chỉ số NDVI).........42

3.3.2. Phân tích một số hàm lượng kim loại nặng theo độ dốc với mục đích sử

dụng đất nông nghiệp tại huyện Phú Lương .............................................................54

3.3.3. Phân tích hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp ...............64

v

3.4. Khó khăn, tồn tại và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc trên

địa bàn huyện Phú Lương .........................................................................................65

3.4.1. Khó khăn, tồn tại.............................................................................................65

3.4.2. Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương........66

3.4.3. Định hướng sử dụng bảo vệ môi trường đất dốc tại huyện Phú Lương..........71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................75

1. Kết luận .................................................................................................................75

2. Kiến nghị...............................................................................................................76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤC LỤC

vi

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

AHC : Phân tích chùm dựa vào khoảng cách

(Agglomerative Hierarchical Clustering)

BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường

DGN : Khoảng cách đường gần nhất

DOCAO : Độ cao

DODOC : Độ dốc

LM : Lượng mưa trung bình năm

MT : Môi trường

NDVI : Chỉ số thực vật

PB : Phân bón

PCA : Phân tích thành phần chính

(Principle Component Analysis)

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

QL_CT : Khoảng cách đến đường lớn (Quốc lộ 3C

hoặc đường cao tốc Thái Nguyên - Bắc Kạn)

SKS : Khoảng cách đến nơi khai thác khoáng sản

Sig : Sai khác ở mức ý nghĩa ( P<0,01 và P<0,05)

TBVTV : Thuốc bảo vệ thực vật

TCCS/PTHH : Tiêu chuẩn cơ sở / Phân tích hóa hoc

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TNSKH : Tài nguyên sinh khí hậu

UBND : Ủy ban nhân dân

VN : Việt Nam

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1: Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi trường

đất trên thế giới .....................................................................................11

Bảng 1.2: Tổng hợp những nghiên cứu ảnh hưởng đến tính chất môi

trường đất tại Việt Nam ................................................................. 17

Bảng 2.1: Phân loại NDVI theo chất lượng thực vật trong lớp phủ bền mặt đất ........24

Bảng 2.2: Tọa độ và vị trí lấy mẫu đất khu vực nghiên cứu .................................25

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất...........................................26

Bảng 3.1: Phân loại theo cấp độ dốc ở các tiểu vùng tại huyện Phú Lương ...........29

Bảng 3.2: Phân loại, loại đất theo cấp độ dốc tại huyện Phú Lương.....................31

Bảng 3.3: Phân loại đất theo tầng dày tại huyện Phú Lương ................................32

Bảng 3.4: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 1 ........33

Bảng 3.5: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 1 ...........34

Bảng 3.6: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 2 ........36

Bảng 3.7: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 2 ...........36

Bảng 3.8: Ma trận tương quan giữa yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại vùng 3 ........38

Bảng 3.9: Phương trình tương quan giữa NDVI với các giá trị tại vùng 3 ...........38

Bảng 3.10: Hiện trạng sử dụng đất phân loại theo chỉ số thực vật NDVI và

độ dốc trên địa bàn huyện Phú Lương ..................................................41

Bảng 3.11: Kết quả phân tích một số tính chất đất tại các độ dốc với thực vật

(chỉ số NDVI)........................................................................................42

Bảng 3.12: Tổng phương sai giải thích cho một số tính chất đất ............................49

Bảng 3.13: Ma trận thành phần quay của một số tính chất đất ...............................50

Bảng 3.14: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các

yếu tố tài nguyên sinh khí hậu và tính chất đất ......................................52

Bảng 3.15: Phân tích thống kê mô tả một số kim loại nặng trong đất.....................55

Bảng 3.16: Tổng phương sai giải thích của một số kim loại nặng trong đất...........59

Bảng 3.17: Ma trận thành phần quay của một số kim loại nặng trong đất..............59

Bảng 3.18: Ma trận tương quan (Pearson Correlation) giữa độ dốc với các

yếu tố tài nguyên sinh khí hậu, hoạt động của con người và kim

loại nặng trong đất.................................................................................63

Bảng 3.19: Kết quả hóa chất BVTV theo mục đích sử dụng đất nông nghiệp .......64

Bảng 3.20: Tổng hợp định hướng sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu và

bảo vệ môi trường đất dốc trên địa bàn huyện Phú Lương...................72

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1: Độ dốc của mặt đất..................................................................................4

Hình 2.1: Sơ đồ giả thuyết nghiên cứu..................................................................28

Hình 3.1: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 1

huyện Phú Lương........................................................................... 35

Hình 3.2: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 2

huyện Phú Lương........................................................................... 37

Hình 3.3: Quan hệ giữa các yếu tố tài nguyên sinh khí hậu tại tiểu vùng 3

huyện Phú Lương........................................................................... 39

Hình 3.4: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng pH trong đất....................43

Hình 3.5: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Đạm tổng số trong đất ....44

Hình 3.6: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Mùn tổng số trong đất ....45

Hình 3.7: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng K2O dễ tiêu trong đất......46

Hình 3.8: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng P2O5 dễ tiêu trong đất......46

Hình 3.9: Phân bố không gian nội suy của hàm lượng Ca2+ trao đổi trong đất ....47

Hình 3.10: Phân bố không gian hàm lượng Mg2+ trao đổi trong đất.......................48

Hình 3.11: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai...............................49

Hình 3.12: Sự phân bố của các tính chất đất và các thuộc tính cảm quan trên

cùng mặt phẳng tương quan giữa thành phần chính thứ F1 và thứ F2 .....50

Hình 3.13: Hàm lượng pHKCl và kim loại nặng trong 3 loại đất .............................56

Hình 3.14: Phân bố không gian nội suy của các kim loại nặng khác nhau.............58

Hình 3.15: Giá trị riêng và phần trăm tích lũy của phương sai của các..................59

Hình 3.16: Sự phân bố của một số kim loại nặng và các thuộc tính cảm quan ......60

Hình 3.17: Dendrogram (AHC) theo vị trí lấy mẫu với một số kim loại nặng

và pHkcl trong đất ..................................................................................61

Hình 3.18: Bản đồ định hướng sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên sinh khí hậu và

bảo vệ môi trường đất dốc huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.............71