Luận án – Nghiên cứu xác định mô hình định lượng xói mòn đất thích hợp cho hệ thống canh tác nông nghiệp điển hình trên đất dốc

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MÔ HÌNH ĐỊNH LƯỢNG XÓI MÒN ĐẤT THÍCH HỢP CHO HỆ THỐNG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP ĐIỂN HÌNH TRÊN ĐẤT DỐC

Ngành:

Kỹ thuật tài nguyên nước (Mã số: 9 58 02 12)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu xác định mô hình định lượng xói mòn đất thích hợp cho hệ thống canh tác nông nghiệp điển hình trên đất dốc" tập trung giải quyết vấn đề xói mòn đất nghiêm trọng tại các vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam. Đây là khu vực có 3/4 diện tích tự nhiên là đất dốc, nơi tập quán canh tác truyền thống trên độ dốc lớn hơn 15° làm gia tăng mạnh mẽ xói mòn và rửa trôi đất.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đánh giá các mô hình định lượng xói mòn đất hiện có trên thế giới (như USLE, MMF) và xác định các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất, từ đó đề xuất khả năng áp dụng của chúng trong điều kiện cụ thể của Việt Nam. Nghiên cứu đặc biệt chú trọng việc hiệu chỉnh hệ số xói mòn do cây trồng (C) dựa trên các đặc trưng về hệ thống canh tác nông nghiệp, phân bố độ che phủ mặt đất bởi cây trồng và phân bố lượng mưa cho vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam. Cuối cùng, luận án đánh giá và đề xuất mô hình dự báo xói mòn đất phù hợp nhất cho hệ thống canh tác nông nghiệp trên đất dốc tại khu vực này.

Về mặt khoa học, luận án đóng góp vào việc áp dụng và hiệu chỉnh các mô hình định lượng xói mòn đất quốc tế trong điều kiện Việt Nam, đề xuất các phương pháp tính toán cụ thể và hoàn thiện cách xác định tham số mô hình, cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý sản xuất nông nghiệp bền vững. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu mang lại phương pháp hiệu chỉnh hệ số C và mô hình dự báo xói mòn đất phù hợp, giúp dự báo chính xác hơn lượng đất mất do xói mòn, từ đó làm cơ sở cho việc đưa ra kỹ thuật canh tác, làm đất phù hợp nhằm giảm thiểu xói mòn đất.

Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc hiệu chỉnh hệ số xói mòn do cây trồng (C) dựa trên phân bố độ che phủ cây trồng, lượng mưa và kỹ thuật tác động vào đất phù hợp với điều kiện canh tác khu vực đồi núi phía Bắc. Đồng thời, luận án đã kiểm định các mô hình dự báo xói mòn và hệ số C thông thường, hiệu chỉnh và đưa ra mô hình dự báo phù hợp.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hệ số C tra từ bảng của Hội Khoa học Đất quốc tế cao hơn hệ số C hiệu chỉnh tính toán từ các ô quan trắc xói mòn từ 1,32 đến 20,0 lần (trung bình 6,07 lần), dẫn đến sai số lớn trong dự báo. Phương pháp hiệu chỉnh hệ số C đã khắc phục được hạn chế này, mang lại kết quả dự báo tốt hơn khi xem xét phân bố độ che phủ, cơ cấu cây trồng, lượng mưa và kỹ thuật canh tác. Cụ thể, mô hình USLE với hệ số C hiệu chỉnh cho sai số trung bình bình phương (RMSE) là 11,01, tốt hơn so với MMF (RMSE 21,62). Do đó, luận án đề xuất áp dụng mô hình USLE với hệ số C hiệu chỉnh cho vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
  • 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
    • Ý nghĩa khoa học:
    • Ý nghĩa thực tiễn:
  • 4. Những đóng góp mới
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
  • 1.1. Xói mòn đất và các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất
    • 1.1.1. Ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu đến xói mòn đất
    • 1.1.2. Ảnh hưởng của địa hình đến xói mòn đất
    • 1.1.3. Ảnh hưởng của lớp phủ thực vật đến xói mòn đất
    • 1.1.4. Ảnh hưởng của loại đất đến quá trình xói mòn đất
  • 1.2. Xói mòn là tác nhân hạn chế sản xuất nông nghiệp bền vững trên đất dốc.
    • 1.2.1. Xói mòn làm mất đất canh tác
    • 1.2.2. Xói mòn làm mất dinh dưỡng đất
  • 1.3. Nghiên cứu xói mòn trên thế giới.
  • 1.4. Nghiên cứu xói mòn ở Việt Nam
  • 1.5. Các phương pháp nghiên cứu định lượng xói mòn đất
    • 1.5.1. Các phương pháp thực nghiệm
    • 1.5.2. Phương pháp mô hình định lượng xói mòn đất
  • 1.6. Tổng quan hệ thống cây trồng vùng trung du miền núi phía Bắc Việt Nam
    • 1.6.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp
    • 1.6.2. Phân bố cây trồng theo điều kiện địa hình
• CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. Cơ sở lý thuyết của các vấn đề nghiên cứu
    • 2.1.1. Cơ sở lý thuyết về các nguyên nhân gây xói mòn đất
    • 2.1.2. Cơ sở lý thuyết về mô hình định lượng xói mòn đất
    • 2.1.3. Cơ sở lý thuyết về hiệu chỉnh mô hình định lượng xói mòn đất
  • 2.2. Cách tiếp cận nghiên cứu
    • 2.2.1. Tiếp cận thí nghiệm
    • 2.2.2. Tiếp cận kế thừa
    • 2.2.3. Tiếp cận mô hình định lượng
  • 2.3. Phương pháp nghiên cứu
    • 2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
    • 2.3.2. Phương pháp kế thừa, thu thập số liệu
    • 2.3.3. Phương pháp sử dụng mô hình định lượng
      • 2.3.3.1. Mô hình phương trình mất đất phổ dụng USLE
      • 2.3.3.2. Mô hình Morgan-Morgan và Finney (MMF)
    • 2.3.4. Phương pháp hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
• CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. Hiệu chỉnh hệ số xói mòn do cây trồng (C)
    • 3.1.1. Lựa chọn phương pháp hiệu chỉnh hệ số cây trồng C trong đánh giá xói mòn đất
    • 3.1.2. Hiệu chỉnh hệ số cây trồng (C) cho vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam
      • 3.1.2.1. Đặc trưng về mối quan hệ giữa mùa vụ, độ che phủ và lượng mưa vùng núi phía Bắc Việt Nam
      • 3.1.2.2. Hiệu chỉnh hệ số C phù hợp cho vùng đồi núi phía Bắc Việt Nam
  • 3.2. Kiểm định hệ số xói mòn do cây trồng hiệu chỉnh (Ch) và đề xuất áp dụng
    • 3.2.1. Kiểm định bằng mô hình phương trình mất đất phổ dụng (USLE)
    • 3.2.2. Kiểm định bằng mô hình Morgan và Finney (MMF)
    • 3.2.3. So sánh kết quả kiểm định bằng mô hình USLE và MMF
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
  • Kết luận
  • Kiến nghị
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN