🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình ô nhiễm môi trường đất và biện pháp xử lý Ebooks Nhóm Zalo L Ê V Ã N K H O A (Chu bién) NG IYỄ N X U Â N C ự TR Ấ N T H IỆ N CƯỜNG - N G U Y Ê N Đ ÌN H Đ ÁP GIÁO TRÌNH ô NHIỄM MỒI TRƯỜNG ĐẤT VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ ■ (Tái bản lẩn thứ nhát) N b 4 X U Ấ T BẢN G IÁ O DUC V IÊ T N A M LỜI NÓI ĐẦU Đất là m ột tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ban tăng cho con người để sinh tổn và phát triển. Trẽn quan điểm sinh thái và môi trường, đất là một nguón tài nguyên tái tạo, m ột vật thể sống động, m ột “vật m ang" của các hệ sinh thái tồn tại trên Trái Đất. Do đó, con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào tất cả các hệ sinh thái mà đất đang "m ang" trèn m inh nó. Đ ất là tư liệu sản xuất, là đối tượng lao động, là vật m ang được đặc thù bời tinh chất độc đ áo mà không vặt thể tự nhiên nào có được - đó là độ phi nhiêu. Chính nhờ tính chất độc đáo này m à các hệ sinh thá đã và đang tổn tại, phát triển, kết trái và xét cho cùng, cuộc sống của loài người cũng phụ thuộc vào tinh chất “độc dáo" này của đất. Đất cùng với con người đã đổng hành qua các nền văn minh nông nghiệp khác nhau, tử nền nông nghiệp sơ khai vào buổi bình minh của loài người đến nền nông nghiệp được áp dụng các tiến bộ về khoa học và công nghệ cao như hiện nay. Một thực tế hiển nhiên là con người được sinh ra trên mật đất, sống và lớn lẽn nhờ vào đất, khi chết lại trở về với đất. Thế nhưng không ít người lại thờ ơ với đất, không hiểu đ ất quý giá như thế nào và vì sao chúng ta phải bảo vệ tài nguyên đất. Do đó nhiều vùng đất đai rộng lởn ỏ trung du và m iến núi đã bị xói m òn, rửa trôi m ất khả nâng sản xuất. Nhiều vùng đất m àu mỡ ở đồng bằng, ven đỏ thị, gần khu công nghiệp, làng nghề đã và đang bj ô nhiễm bởi phân bón hoá học, hoá chất bảo vệ thực vật và các chất thài nguy hại. Bởi vậy, vấn đề đạt ra cho chúng ta là phải xem xét lại mối quan hệ của mình vói tài nguyên đất, trên cơ sỏ đó có những giải pháp diều chỉnh các tác động đến đất trên quan điểm phát triển bền vững có cân nhắc tất cả các khía cạnh kinh tế, xã hội và MT. Cuốn giáo trinh " ô n h iễ m m ô i trư ờ ng đ ấ t và các biệ n p há p xử lý " do G S . TS. Lê Văn Khoa làm chủ biên nhằm cung cấp cho giảng viên, sinh viên cảc trường đại học, cao đẳng và bạn đọc m ột cách hệ thống những kiến thức cơ bản, cặp nhật về sinh thái - môi trường đất và các vấn để về ô nhiễm môi trường đất trong bối cảnh của biến đổi khí hậu toàn cầu và tiến trình đẩy m ạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Khi đề cập đến các vấn đề m ôi trường, thường đề cập tới 3 mức độ: ô nhiễm , suy thoái và sự cổ. NỘI dung chinh cùa cuốn sảch này chủ yểu để cặp đến càc loại hinh ô nhiễm , những nguyên nhân và hậu quà, các vấn đề về suy thoái m ôi trường đất chủ yếu là liệt kê. không đi sâu phân tích. Đ ặc biệt cuốn sách giới thiệu m ột cách có hệ thống những công nghệ truyền thống và hiện đại trong xử lý và cải tạo đất bị ỏ nhiễm . Đ ổng thời nhẩn m ạnh đến công nghệ xử lý đất ô nhiễm bằng các tác nhân sinh học - m ột viễn cảnh của tương lai do chi phí thấp, thân thiện với m ôi trường và đang nhặn đươc sự quan tâm lớn của nhiều nhà khoa học trên thê' giới. Cuốn sách chắc chắn còn những sai sót, các tác già rất m ong nhận được những ỷ kiến đóng góp quý báu của các bạn đọc. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về C ông ty S ách Đ ại h ọ c - Dạy nghé, N hà xu ất bản G iáo dục V iệ t N am , 25 Hàn Thuyên, Hà Nội. C Á C T Á C G IẢ 3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐ K II lỉiến đổi khí hậu BVTV Bào vệ thực vật CĐHH Chất độc hoá học CPSH Chế phẩm sinh học CTNH Chất thải nguy hại CTYT Chất thài y tế ĐDSH Đa dạng sinh học ĐBSH Đổng bàng sông Hổng ĐBSCL Đổng bằng sông cứu Long ĐGRR Đánh giá rủi ro ĐGRRHC Đánh giá rùi ro hổi cố ĐGRRDB Đánh giá rủi ro dự báo ĐGRRMTĐ Đánh giá rủi ro M T đất ĐGRRSB Đánh giá rủi ro sơ bộ ĐGRRCT Đánh giá rủi ro chi tiết ECE ủy ban kinh tế Châu Àu EDTA Tri lon B FAO Tổ chức Nông Lương Thế giới HCBVTV Hoá chất bào vệ thực vật HST Hệ sinh thái HSTNN Hệ sinh thái nông nghiệp H M H Hoang mạc hoá HOC Các hoá chất hữu cơ kỵ nước IPM Quản lý sâu hại tổng hợp 1ARC Cơ quan nghiên cứu ung thư Quổc tế IRTAP Công ước về nhiễm bần không khí xuyên biên K LN Kim loại nặng M T M ôi trường N LKH Nông lâm kết hợp NOC Chất hữu cơ trung tính tron» đất POP Chất hữu cơ bển vững gây ỏ nhiẽm RAT Rau an toàn RRMT Rùi ro môi trường SMH Sa mạc hoá TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UNEP Chương trình mõi trường cùa I.iẽn I lợp Quốc VK Vi khuẩn vsv V i sinh vật VSAT1P Vệ sinh an loàn ihực phiỉm v o c Cliấl hữu cư hay hơi MỤC LỤC L ìỉ n ó i d ầ u ........................................................................................................................................................ 3 Duih mục các chừ viết tắ t .....................................................................................................................4 Chaơng 1. ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT I- Khái niệm vế đ ấ t...............................................................................................................................7 li- Quá trình hình thành đ ấ t.............................................................................................................. 8 IỈI- Vai trò và chức n ă n g của d ấ t...................................................................................................1 2 Tóm tát chưưng 1 ..............................................................................................................................14 Câu hỏi................................................................................................................................................14 Chnơng 2. HỆ SINH T H Á I ĐẤT VÀ QƯÁ TRÌNH H ÌNH THÀNH HỆ SINH THÁI ĐẤT I- Khái niệm vê Hệ sinh th á i............................................................................................................. 15 II- Đất là một Hệ sinh th á i................................................................................................................17 IU - Sự hình thành Hệ sinh thái đ ấ t................................................................................................ 17 1Y- Cấu trúc của Hệ sinh thái đ ấ t................................................................................................... 18 Tóm tắt chương 2 ............................................................................................................................. 19 Câu hỏi................................................................................................................................................19 C hitìng 3. CÁC THÀNH PHẨN c ơ BÀN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT I- Đát là một môi trưòng xốp............................................................................................................ 20 \\- Thành phần thể rắn của đ ấ t.................................................................- ..................................21 IU-Thành phần thể lỏng của đất..................................................................................................... 32 1Y- Thành phần sinh học của đất..................................................................................................... 35 V- Thành phần khí của môi trường đất.......................................................................................... 48 Tóm tắt chương 3 .............................................................................................................................49 Câu hỏi...............................................................................................................................................49 Ch tang 4. CÁC VẤN ĐỂ VỂ MÔI TRƯỜNG ĐẤT I Biến đối khí hậu - Môi đe doạ đôi với tài nguyên đ ấ t.............................................................. 50 li- Các quá trình làm suy thoái môi trường đất............................................................................ 58 1JI- Ô nhiễm môi trường đất..............................................................................................................79 iy~Các táfc nhãrt gây 0 n h iirỉi friôi trườíig' đất'...'....*...30 Tóm tát chương 4 .............................................................................................................................92 Câu hoi........................................................................................................................................................... 92 Chi ang 5. TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG NÔNG NGHIỆP ĐẾN M ÔI TRƯỜNG ĐẤT I Sử dụng phân bón trong nông nghiệp......................................................................................... 93 I — Tác động của phân bón đến môi trường....................................................................................99 I I Tác dộng của hoá chất BVTV đến môi trường đất................................................................103 Tóm tắt chương õ ...........................................................................................................................116 Câu hỏi............................................................................................................................................. 116 Chương 6. HOÁ CHẤT NGUY HẠI VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẤT I - Khái quát vể hoá châ't nguy h ạ i...............................................................................................117 I I - Tác động của hoá chất nguy hại đến môi trường đất.......................................................... 121 I I I - Tác động của chất độc da cam đến môi trường đất — nước................................................ 123 Tóm tắt chương 6 .........................................................................................................................150 Câu h ỏ i..........................................................................................................................................150 Chương 7. Sự DI CHUYỂN CÁC CHẤT GÂY Ô NH IỄM TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT I - Các dạng tồn tại của chất gây ô nhiễm môi trưòng đất........................................................ 151 I I - Cơ chế phát sinh và phương thức chuyển hoá các chất ô nhiễm môi trường đ ấ t.............154 I I I - Sự di chuyển các chất ô nhiễm trong môi trường đ ấ t.........................................................160 IV - Tác động tương hỗ của dung dịch đất và chuyển hoá chất gây ô nhiễm ........................ 165 V - Tác động của quá trình sinh học đến hành vi và di chuyển chất ô nhiễm hữu cơ nguy hại........ 177 Tóm tắt chương 7 .........................................................................................................................188 Câu hỏi...........................................................................................................................................188 Chương 8. ĐÁNH GIÁ RỦI RO MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ Ô N HIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT I - Đánh giá ô nhiễm đất về mật hoá học và sinh học................................ ............................... 189 I I - Đánh giá rủi ro ..........................................................................................................................190 I I I - Đánh giá rủi ro môi trường đ ấ t.............................................................................................198 I I I - Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất........................................................... 204 Tóm tát chương 8 ................................................................. .......................................................247 Câu h ò i......................................................................................................................................... 248 Tài liệu tham khảo........................................................................................................................... 249 6 C hư ơng 1 ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT I- KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT Cho tới nay đã có nhiều định nghĩa về đất, nhưng định nghĩa của Docutraev (1879), một nhà thổ nhưỡng học người Nga dược thừa nhận rộng rãi nhất. Theo tác giả thì "Đất là vật thể tự nhiên được hình thành qua một thời gian dài do kết quả tác động tổng hợp cùa 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian". Đây là định nghĩa đầu tiên và cũng là định nghĩa phản ánh xác thực nguồn gốc hình thành đất. Các loại đá và khoáng cấu tạo nên vỏ Trái Đất dưới tác dộng của khí hậu, sinh vật, địa hình, trải qua một thời gian nhất định đần đần bị vụn nát và cùng với xác hữu cơ sinh ra đất. Sau này nhiều nhà nghiên cứu cho rằng cần bổ sung thêm một yếu tố dặc biệt quan trọng đó là con nguời. Chính con người khi tác động vào đất đã làm thay đổi nhiểu tính chất đất- và nhiều khi đã tạo ra một loại đất mới chưa từng có trong tự nhiên (ví dụ như đất trổng lúa nước,...). Nếu biểu thị định nghĩa này dưới dạng một công thức toán học thì ta có thể coi đất như là một hàm số theo thời gian của nhiểu biến số, mà m ỗi biến số là một yếu tố hình thành đất: Đ = f(Đh, Đa, Sv, Kh, Nc, Ng)t Trong đó: Đ: đất Đa: đá mẹ Sv: sinh vật Đh: địa hình t: thời gian Kh: khí hậu Nc: nước trong đất và nước ngầm Ng: hoạt động của con người Người ta khẳng định đất là hệ thống hở mà trong đó có các quá trình tiếp nhận dòng đi vào và đi ra hoạt động (hình 1.1). Các hoạt động thêm vào đất, mất khỏi đất, chuyển dịch vị trí trong đất và hoạt động chuyển hoá ưong đất xảy ra liên tục. THÊM VÀO ĐẤT (1) - Nước mưa, tuyết - 0 2. C02 từ khí quyển - N. Cl. s từ khí quyển theo - Vật chất trẩm tích - Năng lương từ Mặt I ròi CHUYỂN DỊCH TRONG ĐẤT (3) - Chất hữu cơ, sét, sét quioxit - Tuẩn hoàn sinh học các nguyên tố dinh dưỡng - Di chuyển muối tan - Di chuyển do động vật đất MẤT KHỎI ĐẤT (2) - Bay hơi nước, bay hơi sinh học - N do phản nitrat hoá - c và C02 òo oxy hoả chát hữli cơ - Mất vật chất do xói mòn / / / CHUYỂN HOẤ TRONG ĐẤT (4) ■ Mùn hoá' phong hoá khoáng - Tạo cấu trúc, kết von, kết tủa ^ / - Chuyển hoá khoáng ■ Tạo thành sét Hỉnh 1.1. Các quá trình tro n g đất 7 Sự tạo thành đất từ đá xáy ra dưới tác dụng cùa hai quá trình diễn ra ớ bố mặt Trái fXVt: ,\//' phong lioá dá và tạo thành đất. Các quá trình tạo ihành đất lù tồniỉ hợp nhữn» thay đổi lioá học. lý học. sinh học làm cho các nguyên tố dinh dưỡng trong khoáng, đá chuyển thành dạng hoà tan. dể tiêu đối với sinh vật. II- QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐÂT 1. Quá trình hình thành đất 1.1. K hái niệm Sự phát sinh và phát triển cùa dất cũng giống như bất cứ vặt thế tự nhiên nào. muốn phát sinh và phái triển phải trải qua quá trình đấu tranh thống nhất giữa các mặt dối lập cùa bán thân mình. Các mâu thuẫn này được thê hiện về mặt sinh học, hoá học, lý học, lý - hoá học. nhưng chúng tác động tương hỗ lẫn nhau, có thể nêu ra: - Sự tổng hợp chất hữu cơ và phân giải chúng. - Sự tập trung tích luỹ chất hữu cơ, vô cơ và sự rứa trôi chúng. - Sự phân huỷ, sự tổng hợp khoáng chất và hợp chất hoá học mới (khoáng thứ sinh). - Sự xâm nhập của nước vào đất và sự mất nước từ đất. - Sự hấp thụ năng lượng Mạt Trời cùa đất làm cho đất nóng lên và sự mất năng lượng lừ đất làm cho đất lạnh đi. - Trước khi sự sống xuất hiện, trên Trái Đất chỉ có mội vòng tuẩn hoàn: Nước bổ'c hơi từ ao hổ, biển cả tạo mây mưa trên phần lục địa. Nước mưa hoà tan các chất trong đá, trên lục địa và mang chúng cùng với dòng chảy vào các chỗ trùng và đại dương. Trải qua hàng triệu triệu năm, các chỗ trũng, đại dương lại trờ thành lục địa. Vòng tuần hoàn này xảy ra ở phạm vi rộng, thời gian dài và được gọi là vòng "đại tuần hoàn địa chất". Bàn chất cùa vòng đại tuần hoàn địa chát là quá trình phong hoá đá đế tạo thành mẫu chất. - Từ khi sự sống xuất hiện Dòng đến bức xạ sóng ngắn Dòng đến bức xạ sóng dài trên Trái Đất thì quá trình phone hoá đá xảy ra đổng thời với một vòng tuần hoàn khác. Vòng luân hoàn này xáy ra ở quv mô hẹp, với thời gian ngắn, được gọi là vòng "tiểu tuần hoàn sinh học". Mối quan hệ giữa 2 vòng tuần hoàn này được minh hoạ ở hình l .2 . 8 Năng lương đia chát ^ » • » : Giới han vòng tuân . Chuyển vện nước ị-------- -Ị hoán đia chất . Dong nâng lưang n G l í l h a n . Dòng vảl chất I ^ J tuấn hoàn smh Hình 1.2. Quan hệ giữa vò ng đại tu ấ n hoàn địa c h ấ t V í u À n n t iô ii t n â n h n à n c i n h h n r + Nhờ có vòng tiêu tuần hoàn sinh học mà các chất dinh dưỡng được giải phóng ưong vòng đại tuần hoàn địa chất được tích luỹ dưới dạng hợp chất hữu cơ, không bị rửa trôi. + Vòng tiểu tuẩn hoàn sinh học không chỉ lích luỹ các thức ăn khoáng mà đậc biệt tích luỹ cá n iu và năng lượng sinh học. + Nhờ có chất hữu cơ được tích luỹ mà chát mùn trong đất dược hình ihành và là chi tiêu quan trọng tạo độ phì nhiêu của đất, cải thiện nhiều tính chất khác cùa đất. + Bcin chất cùa vòng đại mán hoàn dịa cliất là quá trìnli phong lioá đá dê tạo tliànli măỉi chất. CÒIÌ bán chất cùa quá trình lùnh tliùnli đất là vòng tiếu tuần lioàn sinli liọc, vì có riêu tuần hoàn sinli liọc thi đất mới lìược liìn li lliànli, những nhãn lố cơ bùn cho độ pliì nliiêu cùa dát mới dược lạn ra. + Hai vòng tuần hoàn liên hộ chạt chẽ với nhau để tạo thành đất: Không có đại tuần hoàn địa chất thì khòng có chất dinh dưỡng được giải phóng ra và như vậy không có cơ sở cho vòng tiểu tuần hoàn sinh học phát triển. Ngược lại, không có vòng tiểu tuần hoàn sinh học thì không có sự tập (rung và tích luỹ các chất dinh dưỡng đưực giải phóng ra Irong vòng đại tuẩn hoàn địa chất ihì mẫu chất không thê’ phát triển đê hình thành đất. Bởi vậy, bán cliất của quá H ình hìnli lliànlì đứt lù sự thống nhất màu Ilutan giữa vòng dại mần hoàn địa cliất và ròng tiểu luán hoàn sinh liọc. Cơ sớ cùa quá trìnli liìn li tliànli đất là vòng dại tuần hoàn địa chất còn bản chất của quá trình hình thành đất là vòng tiểu tuần hoàn sinli học. 1.2. Các yếu tô hình thành đất Đất được hình thành do sự biến đổi liên lục và sâu sắc tầng m ạ t cùa đá hay m ẫu chất dưới tác đửng cùa sinh vật và các yếu tô' môi trường. Các yếu tố tác động vào quá trình hình thành đất và làm cho đất được hình thành gọi là các yếu tố hình thành đất. Docutraev, người đẩu tiẽn nêu ra 5 yếu tô' hình thành đâ\ và gọi là yếu \ 0 phát sinh học (h ìn h 1.3). H lnh 1.3. Sự h ình íh à n h và p há t triể n của đất a) Đá mẹ - Nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, trước hết là khoáng chất, cho nên nó là bỏ xương và ảnh hường tới thành phần cơ giỏi, khoáng học và hoá học đất. - Thành phẩn và tính chất đất chịu ảnh hưởng cùa đá mẹ thường được biểu hiện rõ rệt ở giai đoạn đầu cùa quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu sắc do các quá trình I hoá học và sinh học xảy ra trong đất. Giữa đá và đất luôn diễn ra sự trao đổi năng lượng, khí, hơi nưóc và dung dịch. Ví dụ: Đá macma axit chứa nhiều SiO,, khi đất hình thành trên đá này sẽ có nhiểu cát, thấm khí và nước tốt, nghèo chất dinh dưỡng. Dá macma bazơ chứa ít SiOj dễ phong hoá, nên có tẩng đất dày, phản ứng trung tính, giàu chất dinh dưỡng và chứa nhiểu sét. b) Khí hâu Thảm thực vật là tấm gương phản chiếu cho các điều kiện khí hậu. - K hi hậu iham gia vào quá trình hình thành đất dược thể hiện qua: 2 G T Ỏ M IE M XƯ LY A 9 + Nước mưa. + Các chất cùa khí quyển (Oj, N2, C 0 2). + Hơi nước và năng lượng Mạt Trời. + Sinh vật sống trên đất. - Khí hậu có ảnh hường trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành đất: + Trực tiếp: Cung cấp nước và nhiệt độ. Nước mưa quyết định độ ẩm, mức độ rừa trôi, pH của dung dịch đất và Iham gia lích cực vào phong hoá hoá học. V í dụ: ở n h iệ t đới có lượng mưa lớn nên đất có độ ẩm cao\ rửa trô i m ạnh và nghèo chất dinh dưỡng; do kiềm bị rửa trôi nên pH thấp (chua). Nhiệt độ làm cho đất nóng hay lạnh, thúc đẩy quá trình phong hoá lý, hoá học, hoà tan và tích luỹ chất hữu cơ. + Gián tiếp: Thể hiện qua thế giới sinh vật mà sinh vật là yếu tô' chủ đạo cho quá trình hình thành đất; biểu hiện qua quy luật phân bố địa lý theo vĩ độ, độ cao và khu vực. c) Yếu tố sinh học - Cây xanh có vai trò quan trọng nhất vì nó tổng hợp nên chất hữu cơ từ những chất vô cơ hấp thụ từ đất và từ khí quyển - nguồn chất hữu cơ của đất. - v s v phân huỷ, tổng hợp và cố định nitơ. - Các động vật có xương và không xương xới đào đất làm cho đất tơi xốp, đất có cấu trúc. Xác sinh vật là nguồn chất hữu cơ cho đất, có thể nói vai trò của sinh vật trong quá trình hình thành đất là: tổng hợp, tập trung, tích luỹ chất hữii cơ và vô cơ; phán giải và biến đổi chất hữu cơ. d) Yếu tố địa hình - Địa hình khác nhau thì sự xâm nhập cùa nước, nhiệt và các chất hoà tan sẽ khác nhau. Nơi có địa hình cao, dốc, độ ẩm bé hơn nơi có địa hình thấp và trũng. Địa hình cao thường bị rửa trôi, bào mòn. - Hướng dốc ảnh hưởng đến nhiệt độ của đất. Dốc phía nam, bề mạt gồ ghề có nhiệt độ cao hơn các hướng dốc khác có bề mật phảng. - Địa hình ảnh hưởng tới tốc độ và hướng gió nên ảnh hưởng tới cường độ bốc hơi nước. - Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống của thế giới sinh vậi, tới chiều hướng và cường độ của quá trình hình thành đất. e) Yếu t ố thài gian - Yếu tố này được coi là tuổi của đất. Đó là thời gian diễn ra quá trình hình thành đất và một loại đất nhất định được tạo thành. Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ rệt. Các tính chất lý học, hoá học và độ phì nhiêu cùa đất phụ Ihuộc nhiểu vào tuổi của đất, vì thời gian dài hay ngắn ảnh hường rất lớn đến mức độ biến đổi lý học, hoá học và sinh học trong đất. - Chia ra tuổi tuyệt dổi và tuổi tương đối: + Tuổi tuyệt đối: tính từ lúc bắt đầu xảy ra quá trình hình thành đất cho tới hiện tại. Tuổi này xác dịnh bằng tổng số năng lượng những quá trình sinh học. Nang lượng sinh học này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và nàng lượng Mạt Trời. Càng lên Bắc bán cầu, yếu tố trên càng giảm, do đó nâng lượng sinh học thấp, tuổi tuyệt 10 2 GTO NHIÊM XƯ LY I9 đôi của đất thấp. Trái lại càng vể phía xích đạo nhiệt đới, năng lượng sinh học càng lớn, tuổi tuyệt đối cùa đất càng cao. + Tuổi tương đối: đó là sự chênh lệch vể giai đoạn phát triển cúa các loại đất'trên cùng lãnh thổ có tuổi tuyột đối như nhau. Tuổi tương đối đánh dấu tốc độ tiến triển của vòng tiểu tuắn hoàn sinh học, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, địa hình, đá mẹ và sinh vật ờ mỗi vùng. f) Hoạt dộng sản xuất của con người Ngày nay hoạt động sản xuất cùa con người có tác động rất mạnh đối với quá trình hình thành đất. Do vậy một số tác già có xu hướng xếp đây là một yếu tố thứ sáu cùa quá trình hình thành đất. Tác động của con người được thể hiện chủ yếu thông qua các hoạt động sản xuất, đậc biệt là sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng và khai khoáng. 2. Sự phát triển của quá trinh hinh thành đất Đất được hình thành, không ngừng tiến hoá gắn liển với sự tiến hoá cùa sinh giới. Sự sống xuất hiện trên Trái Đất đánh dấu sự khởi đầu của quá trình tạo thành đất. Người ta khẳng định: những sinh vật bậc thấp (V K , tảo) tham gia đầu tiên vào quá trình tạo thành đất. Chúng sổng trên các sản phẩm đẩu tiên của phong hoá vật lý các đá (mẫu chất), sau đó chết đi làm giàu chất hữu cơ cho các sản phám phong hoá, đồng thời lúc đó năng lượng Mạt Trời chuyển thành nâng lượng sinh học tích luỹ trên bể mặt Trái Đất. Sự chuyển hoá quang năng Mạt Trời thành năng lượng hoá học tích luỹ trong hợp chất hữu cơ là sự khởi đầu hình thành độ phì cùa đất. Sau vi khuẩn, tảo, xuất hiộn các sinh vật tiến hoá hơn như mộc tạc, thạch tùng, dương xỉ, rêu và sau đó là thực vật bậc cao, làm cho quá trình hình thành đất phát triển về cường độ và chất lượng. Khi thực vật bậc cao bao phù khắp mạt đất, hệ thống rễ cùa chúng phát triển đa dạng ăn sâu vào lớp mẫu chất thì chất lượng hữu cơ, mùn, chất dinh dưỡng, đạm tích luỹ nhiều, hình thành độ phì ổn định. Đánh dấu giai đoạn chất lượng của quá trình hình thành đất. Sự tiến hoá cùa sinh giới từ đơn giản đến phức tạp dược hoàn thiện qua hàng triệu năm, nên quá trình hình thành đất cũng lâu dài như vậy. Trong quá trình tiến hoá, số lượng cá thể, thành phần loài thực vật tăng lên, lượng chất hữu cơ tạo thành nhiều, năng lượng Mạt Trời tích luỹ trong sinh giới lớn và vì vậy sự phát triển của quá trình tạo thành đất mạnh lên nhiều. H ình 1.4. C ác tầng của phẫu diện đất Những nghiên cứu vể cổ thực vật, cho thấy ở kỷ Cambri và Ocđovit nơi có thực vật bậc thấp |V K , rêu, tảo), quá trình hình thành đất ờ giai đoạn đẩu. Đến kỷ Silua, Đevon, thực vật 11 phong phú hơn nên sự phát trien hình thành đất phức tạp hơn. Ở ký Phấn trắng (Krêta) và kỷ Thứ ba (Đệ tam) tren lục địa phát trien rộng rãi rừng lá kim , lá rộng, hãi cỏ. thảo nguycn. đã tạo nên những loại đất tương úng với các kiểu thực bì. Ở kỷ Thứ ba, dưới tác dụng của hàng hà, quá trình hình thành đất bị gián đoạn, không phát triển. Lớp đất gần hăng hù bị bào mòn do nước băng hà lôi cuốn và sau đó (lược phủ bởi lớp trầm tích băng hà. Ò vùng sa mạc, núi cao (khí hậu nóng, lạnh), sinh vật kém phát triển, đậc biệt là thực vật bậc cao, ncn quá trình hình thành đất kém phát triển. III- VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT - vể tổng thể. vai trò của đất dược thể hiện qua 2 mạt: + Trực liếp: Là nơi sinh sống của con người và sinh vật ờ cạn, là nền móng, địa bàn cho mọi hoại động sống, là nơi thiết đạt các hệ thống nóng - lâm nghiệp đẽ sàn xuất ra lương thực, thực phàm nuôi sống con người và muôn loài. + Gián tiếp: Là nơi tạo ra môi trường sống cho con người và mọi sinh vật trẽn Trái Đất, đổng thời thông qua cư chế điều hoà cùa đất, nước, rìmg và khí quyến tạo ra các điều kiện mối trưừng khác nhau. - Trẽn quan điếm sinh thái và môi trường, W inkler (1968) đã xem đất như là một vật thể sống vì trong nó có chứa nhiểu sinh vật, nấm, tào, côn trùng đến các động vật và thực vặt bậc cao. Cũng chính vì bàn tính "sống" của đất, mà dất được xem là nguổn tài nguyẽn tái tạo và là nguồn tài nguycn vô cùng quý giá. Những năm gần đây, trẽn nhiéu tạp chí quốc tế đã xuất hiện một cụm từ mới: "land husbandry", hiểu là chúng ta phải nuôi dưỡng đất. Đất là một vật thể sống cũng tuân thú theo nhũng quy luật sống, phát sinh, phát triển, thoái hoá và già cỏi. Tuỳ thuộc vào thái độ ứng xử cùa con người đối với đất mà đất có thê Irở nên phi nhiêu hơn. cho năng suất cây trổng cao hơn hav ngược lại. Cũng với cách nhìn như vậy, các nhà sinh thái học cũng cho rầng. đất là vật mang (carrier) của lất cả các hệ sinh thái (HST) tổn tại trên cạn. Đất luôn mang trên nó các HST và muốn cho các HST bển vũng với sức sản xuất cao thì trước hết vật mang phai bền vững. Do đó. con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào tất cả các HST mã đất mang trên mình nó. Một vật mang lại được đăc thù bởi tính chất độc đáo mà khỏng một vật thể tự nhiên nào có được - đó là độ phì nhiêu. Đối với các HST thì đây là một tính chất độc đáo của đất, giúp cho các HST lổn tại, phát triển. Nếu xét cho cùng thì cuộc sống cùa con người và các sinh vật đều phụ thuộc vào tính chất "độc đáo" này cúa đất. - Đối với nông nghiệp, đất là "tư liệu sàn xuất đạc biệt", là "đối tượng lao động độc đáo" và hai khái niệm: Đất "soil" và đất đai "land" không đồng nghĩa. Khái niệm về đất đai bao hàm nội dung mặt bằng lãnh thổ để sử dụng cho toàn hộ các ngành kinh tế quốc dân, không riêng gì sinh vật. Việc sử dụng đất dai hiệu quá đến đàu còn phụ thuộc vào nhiều yếu tô' như trình độ khoa học kỹ thuật của người sử dụng, vào tính chất sờ hữu cá nhản hay tập thể, vào trình độ phát Iriên kinh tế - xã hội và vào thế chế, chính sách. Nlnr vậy đất đai được hiểu bao gồm có đất (soil) Yd các VCU tỏ bên trẽn . - tô h’.nii iK .iili lia!. - Đất có những chức năng cơ bán (hình 1.5): + Là M T đê con người và sinh vặt ở trên cạn sinh trường và phát triển. + Là địa hàn cho các quá trình biến đổi và phán huỷ các phế thải khoáng và hữu cơ. + Nơi cư trú cho các động vật và thực vật đất. + Địa bàn cho các công trình xây dụng. + Địa bàn đé lọc nước và cung cấp nước. Môi trường cho cây Nơl lưu giữ nhưng giá trị địa chất, sinh học và lịch sử loài người Nơi cưtrũ của sinh vật đất Phân huỷ chất f L i J Nơl cung cấp ^ cấp và lọc nước Cung cấp vật liệu cho xây dựng, thuốc chữabénhvỉ nghệ thuật Hình 1.5. C ác chức năng của đất - Một trong những tính chất độc đáo của đất là độ phì nhiêu. Sự phát triển độ phì nhiêu và sự phái sinh đất liên quan chạt chẽ với nhau. Vòng tiểu tuẩn hoàn sinh học là bản chất của quá trình hình thành đất, đổng thời là nguyên nhân phát sinh và phát triển độ phì nhiêu. Nhờ nó mà các nguyên tô' dinh dưỡng, khoáng được tách khỏi vòng đại tuẩn hoàn địa chất và được tập trung, lích luỹ trong lớp đất, đặc biệt lóp đất mặt. Độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp cho cây về nước, thức ăn khoáng và các yếu tố cẩn thiết khác (không khí, nhiệt độ) để cây sinh trường và phát triển bình thường. Khi nghiên cứu địa tô trong nông nghiệp, Các Mác đã chia độ phì nhiêu đất thành các loại: + Độ phì nhiêu tự nhiên: được hình thành trong quá trình hình thành đất do tác động của các vếu tô tự nhiên mà hoàn toàn không có sự tham gia cùa con người. Độ phì nhiêu này phụ thuộc vào thành phần, tính chất của đá mẹ, vào khí hậu, chế độ nước, không khí và nhiệt, những quá trình lý, hoá học, sinh học xảy ra một cách tự nhièn trong đất. + Độ phì nhiêu nhân tạo: được hình thành do quá trình canh tác, bón phán, cái tạo đất, áp dụng các kỹ thuật trong nông nghiệp, luân canh, xen canh cùa con người. Độ phì nhiẽu nhẵn tạo cai hay thấp hoàn loàn phụ thuộc vào lực lượng sản xuất, quan hệ sản xuất, trình độ khoa học k;. thuật và chế độ chmh trị xã hội. 13 + Độ phì nhiêu tiềm tàng: là độ phì nhiêu tổng sô' cùa đất, thường được biểu thị dưới dạng hàm lượng các chất tổng số có trong đất. + Độ phì nhiẽu hiệu lực: là khả năng hiện thực của đất cung cấp nuớc, thức ăn và những điều kiện sống khác cho cây trổng. Trên một mảnh đất, độ phì nhiêu tiềm tàng có thể cao (hàm lượng các chất tổng số lớn), nhưng độ phì nhiêu hiệu lực cao hay thấp còn phụ thuộc vào hàm lượng các chất dễ tiêu. + Độ phì nhiẽu kinh tế: đó là độ phì nhiêu tự nhiên và nhân tạo được biểu thị bằng năng suất lao động cụ thể. Độ phì nhiêu kinh tế cao hay thấp là do hoạt động sản xuất của con người trong điểu kiộn tự nhiên và xã hội nhất định, cho nẻn nó cũng phụ thuộc vào mức độ phát triển cùa lực lượng sản xuất và quan hệ sản xuất. TÓM TẮT CHƯƠNG 1 Với nhiều nguồn tài liệu tham khảo trong và ngoài nưác, nội dung của chương đề cập đ ế n các khái niệm về đất - m ột tài nguyên thiên nhiên vô giá của loài người, sự khác biệt giữa đ ất (so il) và đất đai (land), quá trinh hình thành và các yếu tồ tham gia trong quá trình hình thành đất. S ự phát triển của đất như m ột vật thể tự nhiên sống động. Phần đáng kể trong nội dung cùa chương 1 để cập đến các chức năng của đất và ý nghĩa to lớn của đất đối vởi m ọi m ặt của đời sống con người. CÂU HỎI 1. Đất là gì và đất được hình thành như thế nào? 2. Nêu và phân tích các yếu tô' hình thành đất. 3. Lấy các ví dụ cụ để chứng minh và phân biệt giữa 2 khái niêm: Đất (soil) và đất dai (laml). 4. Nêu và phân tích các chức nang chủ yếu cùa đất. 14 C hư ơng 2 HỆ SINH THÁI ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỆ SINH THÁI ĐẤT I- KHÁI NIỆM VỂ HỆ SINH THÁI 1. Định nghĩa Hệ sinh th á i (HST) là một hê thống bao gồm quẩn xã sinh vật với M T xung quạnh, nơi mà quẩn xã đó tổn tại, trong đó các sinh vật, M T tương tác với nhau dể tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá của năng lượng. Nói cách khác, HST bao gổm các sinh vật sông và các điểu kiện tự nhiên (M T vật lý) như ánh sáng, nước, nhiệt độ, không khí,... Điều quan trọng là tất cà các điều kiện hữu sinh (Biolic component) và vô sinh (Abiolic component) tác động tương hỗ với nhau và giữa chúng luôn xảy ra quá trình trao đổi năng lượng, vật chất và thông tin. Có thể minh hoạ HST bằng công thức toán học như sau: Quẩn xã + Môi trưởng + Năng lương _Hệ sinh thái sinh vật xung quanh Mặt Trời 2. Độ lớn Các HST có thể có những quy mỏ lớn nhỏ khác nhau. A. Tanslay (1935) đã đưa ra các khái niệm về HST cực bé (microecosystem) như một bể nuôi cá chảng hạn; đến các HST vừa (middleecosystem) như một hổ chứa nước, một cánh rừng và HST lãn (macroecosystem) như mội đại dương, một châu lục. Tạp hợp tất cả các HST có độ lớn khác nhau trên Trái Đất làm thành HST khổng lổ và được gọi là sinh thái quyển (ecosphere) (khung 2.1). Khung 2.1. Các thuật n gữ sình thài học Thuật ngữ Gỉảỉ thích Quần thể (Population) Những cá thể cùa cùng một loài sống chung với nhau ở một vùng lãnh thổ. Quần xả (Community) Tất cả những cơ thể sống được tim thấy trong một MT đặc trưng. Bao gổm tất cả quần thể của nhữhg loài khác nhau sống chung với nhau ỏ mội vùng lãnh thổ. HST (Ecosystem) Một quần xã và MT của nó, bao gồm tất cả mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và MT vật lý bao quanh giữa chúng với nhau. Sinh quyển (Biosphere) Gổm tấỉ cả những cơ thể sống trên Trái Đất hoặc tất cà các quần xã trên Trái Đất và một phần của thạch quyển, khí quyển và thuỳ quyển có liên quan trực tiếp đến đởi sống các sinh vật. Sinh thái quyển (Ecosphere) Gồm tất cả những cơ thể sống trên Trái Đất và các tác động tương hỗ cùa chúng với nhau và với đất đai, nước và không khí hoặc Trái Đất là một HST khổng lổ. 3. Tính hệ thống Một hệ thống có thể được xác định như một tập hợp các đối tượng, hoặc các thuộc tính như kích cỡ, hình dạng, được liên kết với nhau bầng nhiều mối tưcmg tác theo một trật tự xác định và hoạt động của các hợp phần sẽ hưcmg tới tạo nên sự hoạt động thống nhất của toàn hệ thống. Trong HST, tính hệ thống được thể hiện chủ yếu là mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật với MT. Có hai loại hệ thống cơ bản: - Hệ thống kín: Trong đó vật chất, năng lượng và thông tin ch! trao đổi trong ranh giới của hệ thống. 15 - Hệ thống hở: là hệ thống, trong dó Iiăng lượng, vại chất và th ô n g tin trao đổi qua ranh giới của hệ thỏYrg. Vật chấl, năng lượng và thõng (in di vào được gọi là dòng vào (input), đi ra được gọi là dòng ra (output) và dòng vặt chất, năng lượng và thông tin trao dối giữa các thành phán Irong hệ thống gọi là dòng nội lưu (inner flow). Trừ vũ trụ ra thì tất cà các hệ thống tự nhiên bao gồm tất cà các HST đều là những hệ thống hờ. 4. T in h p h ả n h ồ i HST luôn là một hệ thống hờ và tự điểu chỉnh, bời vì trong quá trình tổn tại và phát Iriển, HST thường xuyên phải tiếp nhặn vật chất, năng lượng, thông tin và cả những sức ép, cú sốc từ MT. Điều này làm cho HST khác biệt với các hệ thống vật chất khác có trong tự nhiên và tạo cho HST có hai tính chất đạc thù, đó là: - Tính chất tự cán bằng, nghĩa là khá nãng ỉ 1ST phán kháng lại các thay đổi và giữ dược trạng thái cân bàng. - Năng lực chịu tải, nghĩa là khá năng của HST có thể gánh chịu những sức ép, những cú sốc trong những điều kiộn khó khăn nhất. Tuy nhiên, các HST cũng chi có giới hạn xác định trong phàn hổi và khả năng chịu tài. Trong giới hạn đó, khi chịu tác động vừa phải từ bôn ngoài, các HST sẽ phán ứng lại một cách thích nghi bằng cách sáp xếp lại các mối quan hệ trong nội bộ và toàn thê’ hệ thống phù hợp với M T thống qua những mối "liên hệ ngược" để duy trì sự ổn định cùa mình trong đicu kiện MT biến động. Đối với những tác động quá lớn, quá mạnh, vượt khỏi sức chịu đựng cùa hệ, hệ không thể tự điều chinh được và cuối cùng bị suy thoái rồi bị huý diệt. 5. Cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái Sinh thái học hiện đại phải nghiên cứu cấu trúc và chức năng của những HST 4 chiéu (hình 2 . 1 ). Hinh 2.1. Cấu trú c của m ột HST Theo hình 2.1 thì bộ phận trung tâm là dòng năng lượng và chu trình thức ăn. qua bộ phin này thực hiện mọi chức nãng của hệ. - Một 11ST đicn hình được cấu trúc hời các thành phần sau đây: + Sinh vậi sàn xuất (producer) 16 + Sinh vật tiêu Ihụ (consumcr). + Sinh vặt phân huý (decomposer). + Các chất hữu cơ (protein, lipit. gluxit, vitamin, enzym, hoocmon....). + Các chất vô cơ (COị, 0 2,1 1,0. các chất dinh dưỡng khoáng). + Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm. giáng thuỷ....). Thực chất, 3 thành phần đầu thính là quần xã sinh vật, còn 3 thành phần sau là M T vật lý mà quần xã đó sứ dụng đe tồn tại và phát triển. Ờ dây, năng lượng Mạt Trời th ô n g qua quang hợp ờ cây xanh và một số g iớ i hạn V K là những sinh vặt lự dưỡng hay sinh vật sán xuất. Chúng đã chuyến hoá những phân lừ vô cơ như CO,, H jO thành các dạng vật chất hoá học (những đại phân tử hữu cơ đạc trưng cho chất sống). Chính năng lượng Mặt Trời, hằng quang hợp đã liên kết các phàn lử nhỏ vó cơ thành phân lử hữu cơ lớn. phức tạp. Nhờ hoạt động quang hợp và ớ phạm vi nhó là hoá tổng hợp của sinh vật sán xuất mà nguồn thức ăn được tạo ihành đẽ nuôi sống Irước hết cho sinh vật sàn xuất, sau đó là những sinh vật khác, kế cà con người. II- ĐẤT LÀ MỘT HỆ SINH THÁI Tổ chức cùa đất trước hết thd hiện qua chức nang cùa sinh vật đất (biotic factors) với sinh vật sán xuất như địa y, tảo rêu, một sô' v s v tự dưỡng và thực vật bậc cao sống trên đất,... Sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huý là khu hệ động vật đất, nấm và vsv. Các sinh vật đất rất phong phú về số lượng và thể loại, phụ thuộc vào độ phì nhiêu và nhiều tính chất lý, hoá học đất (bảng 2 . 1 ). B à n g 2.1. s ố lư ợ ng v à s in h k h á i c ủ a s in h v ậ t tro n g đ ấ t d ó n g c ỏ c ó đ ộ p h i n h iê u ca o Loại sinh vật Mật độ (cá thể/m 2) Sinh khối (g/m2) • Vi khuẩn 3 .1014 300 • Nấm - 400 • Động vật nguyên sinh 5.10® 38 • Giun tròn 107 12 • Bo bét 2. 1015 3 • Bo đuôi bât 5 .10’3 . 5 1 • Tảo 0 Ổ7 - 3 0 0 Hợp phần khổng sống (abiotic factors) bao gồm: nước, chất khoáng, chất hữu cơ và không khí. Giống như các HST khác, giữa các yếu tô' sông và không sống trong đất luôn xảy ra sự trao dối năng lượng và vật chất, phản ánh tính chức năng cùa một HST. Cũng như các HST khác, HST đất có khả năng tự điểu chỉnh, để lập lại cân bằng giúp cho hệ được ổn định mỗi khi ' có tác dộng tữ bên ngoài. III- S ự HÌNH THÀNH HỆ SINH THÁI ĐẤT Khi sự sống trên Trái Đất chưa xuất hiện, thì vòng dại tuẩn hoàn địa chất với bản chất là quá trình phong hoá đá đã dần dần hình thành hợp phẩn không sống của HST đấ! như các chất khoáng, các dạng nước, các chất khí chứa trong các sản phầm tơi xốp, bò rời tạo tiền đề cho sinh vật phát triôn và được gọi là mẫu chat. Kẽ từ khi có nhũng sinh vật đơn bào đđu tiên xuất hiện trên mẫu chất thì đã xuất hiện một vòng tuần hoàn mới - đó là vòng tiểu tuần hoàn sinh học (hình 2 .2 ). 3 GTC NHIEM XƯ LY A 17 Hinh 2.2. Q uang họp, vò ng tuán hoàn sinh học và sự tạo thành dất Các sinh vật đã tạo thành hợp phần sống cùa HST đất, chúng biến đổi các chất vô cơ cùa mảu chất, của khí quyển thành những chất hữu cơ; độ phì nhiêu đất đã xuất hiện và ngày càng phát triển mạnh mẽ và HST đát cũng bắt dẩu hình thành. Như vậy đất và HST đất chỉ được hình thành khi có sự sống xuất hiện trên mẫu chất (hình 2.3). H inh 2.3. Quá trin h hlnh thành hệ sin h thái đất IV- CẤU TRÚC CỦẠ HỆ SINH THÁI DAT Xét về cấu trúc và chức năng thì đất tự nó hình thành một HST, một mãu hình cùa hệ thông hờ. Tuy nhiên, sự tự điểu chỉnh của HST đất có một giới hạn nhất định, nếu sự Ihay đổi vượt quá giới hạn này, HST sẽ mất khả năng tự điều chỉnh và hâu quà là đất bị õ nhiễm, suy thoái. Người ta chia các nhân tố sinh thái ra làm hai nhóm: nhân tố sinh thái giới hạn và nhân tố sinh thái không giới hạn. Trong đất, hàm lượng các chất dinh dưỡng. pH, nồng độ muối và các độc tố, nhiệt độ là những nhân Opt: Cục thuận Min: Cực tiểu Max: Cực đại H inh 2.4. So sánh g iò i hạn sinh thái của sinh vật chịu nhiệt hẹp (I và III) và sinh v ậ t chịu n h iệ t rộng (II) (Nguồn: Ruttnel, 1953) lố sinh thái giới hạn dối với cây trổng và quẩn xã sinh vật đất: irong khi ánh sáng, địa hình khổng được xem là nhãn tố giới hạn đối với động vật đất. Sự tác động cùa con người có thế điều chính và tìm ra được giới hạn thích hợp cho nhiều sinh vật đất và cây trổng. Giới hạn này còn được gọi là giới hạn sinh thái hay giới hạn cho phép cùa M T đất. Sự ó nhiễm M T đất là hậu quá của các tai biến tự nhiên hoặc các hoạt động của con người làm các nhãn tố sinh thái vượt quá 18 3GTONHIEM XƯLVB ngưỡng sinh thái của các quần xã sống trong đất và muốn kiểm soát được ô nhiễm M T đất, cần phải biết được giới hạn sinh thái cùa các quẩn xã sống trong đất với từng nhân tố sinh thái. Xử lý ò nhiễm tức là điều chỉnh và đưa các nhân tố sinh thái trờ về giới hạn sinh thái của quần xã sinh vật đất. Đây là nguyên lý sinh thái cơ bản được vận dụng vào viộc sử dụng hợp lý tài nguyên đất và bảo vệ M T (hình 2.4). Bàn chất của sự xác lập cân bằng là quá trình tự điều chỉnh nãng lượng và vật chất giữa 3 loại sinh vật: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Thông thường, tính đa dạng sinh học của HST đất cao hcm so với các HST nước, không khí, nẽn khả năng tự lập lại cân bằng cúa nó cũng cao hơn. Đổng thời, nhờ tính đa dạng sinh học cao trong đất so với các HST khác nên xích thức ăn trong HST đất rất phức tạp (hình 2.5). Đất có độ phì nhiêu càng cao, càng có nhiểu loài sinh vật cư trú thì chuôi thức ăn càng phức tạp và khả năng tự điều chỉnh dể lập lại cân bằng sinh thái càng lớn. Nói cách khác, nang lực chịu tải của đất, có thể gánh chịu những sức ép, những cú sốc càng lớn Irong những điều kiên khó khăn nhất. Chính nhờ những tính chất đặc thù này mà trong thực tế kiểm soát ô nhiễm, con người thường "mượn" đất làm M T xử lý, làm sạch. Hinh 2.5. Xich thúc ỉn trong HST đất TÓM TẮT CHƯƠNG 2 Nội dung của chuông để cập đển khái niêm tổng quát nhưng cơ bản nhất vể HST, độ lãn, tính phản hổi và cấu trúc của một HST. Từ định nghĩa này, nội dung của chưong chứng minh đất cũng là một HST với đầy đủ cấu trúc và chức năng như các HỐT khác. Nội dung chưang cúng dành thđi liMng đảng Kể t>h'ân tích vể sự hình thành và phảt triển của một HST đất, vế cáu trúc chút năng cùa HST đất và vai trò to lớn của HST đất trong cân bằng tự nhiên. CÂU HỎI 1. Nêu và giải thích khái niệm vể hệ sinh thái, cấu trúc, chức năng và tính phàn hồi của HST. 2. Bàng những dẫn liệu cụ thể, chứng minh đất là một HST. 3. Khi nào một HST đất được hình thành? HST này phát triển như thế nào? 4. Phân tích cấu trúc và chức năng của HST đất và vai trò của nó trong cân bằng tự nhiên. 19 C hư ơng 3 CÁC THÀNH PHẦN cơ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT I- ĐẤT LÀ MỘT MÔI TRƯỜNG x ố p Các loại đất khác nhau về thành phán và tính chất. Đai dược hình thành do tác dộng cùa nhiều yếu tố, nên bán thân nó là một dị thè, gồm thế rắn: llié’ lỏng; thê’ khí, các sinh vật và những tàn dư của chúng. Như vậy vé bán chất, đất là một hỏn thế các vật liệu, tạo ncn một M T tơi xốp. Những ranh giới mở, nơi tiếp xúc cúa các thê dãn đến những thay đổi liên tục các quá trình hoá học và sinh học. Độ xốp cùa hệ đất được xác định chú yếu bới tổ hợp các phần khoáng, hữu cơ và thê’ lỏng. Tuy nhiên, khá năng phán ứng giữa thẻ rắn và thê lóna có the tác động mạnh đến tính bền vững và ổn định của M T xốp, dán đến làm ihay dổi các ranh giới mớ giữa các thể. Ờ hầu hết các loại đất tự nhiên, các hạt rắn luôn có xu thế liên kết với nhau thành những đoàn lạp hoặc do hiện lượng co trương ớ những diều kiện ầm ướt, khô hạn, hoặc do các bài tiết cúa khu hệ động vật đất, rẽ cây hay sợi nấm. Hiện tượng này lại tác động đến độ xốp cùa hệ đất, có liên quan đến việc vận chuyển nước, các chất hoà tan, những hạt chất rắn ]ơ lứna lừ tàng đất trẽn đến tắng đất dưới của phẫu diện đất. Các cấu tứ đất và những tác nhân dính kết chi phối đốn Irạng thái đoàn lạp đất và tạo nên tổ hợp các lỗ hổng, khoảng khổng với kích Ihước khác nhau (hình 3.1, khung 3.1). Greenland (1977) đã phân loại các chức năng của lỏ hổng đất và đưa ra ý tường tổng quái vé ảnh hường của kích thước lỗ hổng đất đến (ình trạng nước và chất hoà tan trong M T đất (háng 3.1). B ả n g 3.1. Phân loạ i ch ứ c n ăng củ a lồ h ổ n g đ ấ t Tén gọi Chức năng Đường kinh (um) Lỗ hổng truyền động Chuyển động không khí và tiêu nước thừa > 50 Lỗ hổng tích giữ Lưu giữ nước chỏng lại hiện tượng trọng lực và giải phóng tới hệ rẻ 0 ,5 -5 0 Lỗ hổng tàn dư (sót lại) Lưu giữ và khuếch tản các ion trong dung dịch < 0,5 Khoảng không liên kết Các lực hỗ trợ chính giữa các hạt đất < 0,005 Khm g 3.1. Độ hông đất Lớn: > 5.000 um Độ^ổng lớn Trung b ì nh : 2.000 - 5.000 Jim Thoát nước nhanh N hỏ : 1.000 - 2.000 um Rất n hỏ: 75-1.000 um Độ hổng trung binh 30 — 75ụm Nước thấm lọc chậm và dễ tiêu cho thực vật Độ hổng nhỏ 5 - 30|iim Dễ tiêu cho thực vật nhưng không thấm lọc Độ hổng rất nhỏ 0,1 - 5ụm Dễ tiêu cho thực vật nhưng không thấm lọc Độ hổng siêu nhỏ < Nước hygroscopic Không dễ tiêu cho thực vật Nhìn chung, độ hổng đất là yếu tố giới hạn trong việc xác định tỷ lệ giữa các thể rắn, lỏng và Ihí cúa M T đất, tý lệ nước và không khí tại thời điểm đã cho được quyết định bằng lổng độ hổng hay dộ xốp của đất. II-THÀNH PHẦN THÊ RAN c ủ a đ ấ t Thành phần thể rắn của đất bao gồm các chất vỏ cơ, hữu cơ và phức hữu cơ - vô cơ. 1. Thành phần vô cơ Bao gổm những nguyên tố hoá học chứa chù yếu Irong các khoáng, trong chất hữu cơ của đất Nguồn gốc của chúng là các đá, khoáng và sinh vật tạo thành đất. Hàm lượng trung bình của thành phần nguyên tố hoá học ờ trong đất và trong đá được trình bày ờ báng 3.2. B àng 3.2. H àm lư ạ n g tru n g b in h của cá c n g u y ê n tõ' hoá h ọ c tro n g đ á v à tro n g đ ấ t (% khói lượng) Nguyên tố Trong đá Trong đất Nguyên tố Trong đá Trong đất 0 47,2 49,0 c (0.01) 2,0 Si 27,6 33,0 s 0,09 0,085 AI 8,8 7,13 Mn 0,09 0,085 Fe 5,1 3,8 p 0,08 0,08 Ca 3,6 1,37 N 0,01 0,1 Na 1,9541 0,63 Cu 0,01 0,002 K 2,6 1 36 Zn 0,005 0,005 Mg 2,1 0,6 Co 0,003 0,0008 Ti 0,6 0,46 B 0,0003 0,001 H 0,15 0,2909 Mo 0,0003 0,0003 (Nguón: Vinogradov, 1950) Trong đá, gần một nửa là oxy (47,2%), thứ đến là silic (27,6%). tổng sắt + nhôm là 13,9% và các nguyên tố Ca, Na, K, Mg, mỗi loại 2 - 3%. Các nguyên tố còn lại ỏ trong đá chiếm gẩn 1 %. Trong đất, thành phần trung bình của các nguyên tố hoá học khác với đá. Oxy, hydro, ciicbon. nitơ trong đất lớn hom trong đá và chứa trong chất hữu cơ. Đổng thời A I, Fe, Ca, K và Mg trong đất ít hơn trong đá do đạc trưng của các nguyên tố này trong quá trình phong hoá và lạc ihành đất. Đất dược hình thành do quá trình phong hoá liên tục và tương tác với sản phẩm ho.il động của cơ thể, nên ihành phần của đất ờ trạng thái luôn thay đổi. 21 Thành phần hoá học của các nguyên tố ờ trong đất và dá liên quan chặt chẽ với nhau nhất là ờ giai đoạn đầu cùa quá trình hình thành đất. Các giai đoạn sau của quá trình phát triển lại chịu sự chi phối của các quá trình lý, hoá, sinh học và hoạt động sản xuất cùa con người tác động lên M T đất. V í dụ như silic giữa đá và đất gần với nhau, chứng tỏ tính bến vững của hợp chất silic (thạch anh) và sự trẩm tích cùa nó trong quá trình hìnli Ihành đất, Fe và AI cũng được tích luỹ (tạo kết von, kết tủa) trong phong hoá nhiệt đới. Trong khi đó các nguyên tô' kiềm (Ca, Na, K, M g) lại bị giải phóng và rửa trôi trong quá trình phong hoá hình thành đất, nên trong đất ít hơn so với nguổn gốc cùa nó (đá). Các nguyên tố khác có ý nghĩa sinh học như c, s, N, p được tích luỹ trong đất do vai trò sinh học (quá trình cô' định, hấp phụ chọn lọc). Tỷ lệ C/N trong đất thường có giá trị thay đổi trong khoảng 8 - 1 5 , lượng phospho hữu cơ nhỏ hơn lượng nitơ 4 - 5 lần. Lưu huỳnh với lượng nhỏ hơn, tỷ lệ c/s gần 100/ 1. Phụ thuộc vào hàm lượng, tính chất và đặc biột là nhu cầu dinh dưỡng của thực vật mà các nguyên tô' hoá học trong đất được chia thành nhóm nguyên tố đa lượng, nguyẽn tố vi lượng và các nguyên tô’ phóng xạ. 1.1. Các nguyên tố đa lượng Các nguyên tô' đa lượng cần thiết cho đời sống cây trổng là H, c , o , N, K, Ca, M g. p, s và Na (nhiểu cây trổng khồng cần Na). Gọi là các nguyẽn tô' đa lượng vì nhu cầu cùa cây lớn, hàm lượng của chúng trong cây có thể từ 0 , l đến vài chục phẩn trăm khối lượng chất khô (bảng 3.3). Cacbon, hydro, oxy chiếm đến 96% khối lượng chất hữu cơ, được cây hấp thụ từ C 0 2, H20 . Còn các nguyên tố đại lượng khác cây hấp thụ từ đất do quá trình dinh dưỡng rê. Bảng 3.3. Các nguyên tõ' cán thiết cho cãy trổng Nguyên tố hoá học Dạng dề tiêu cho cây trồng Hàm lượng trong cây (% khối lượng châ't khò) Các nguyên tố đa lượng H h 20 6 c C 0 2 45 0 o 2, c o 2, h 2o 45 N N 0 3-, N H / 1.5 K K* 10 Ca Ca2* 0 5 Mg Mg2- 0 2 p h 2p o 4-, h p o 42- 0,2 s S 042- 0 1 Các nguyên tô v i lượng Cl Cl- 0,01 Fe Fe2\ Fe3* 0.01 B b o 3^, b4c i72- 0,002 Mr, Mn2* 0,005 Zn Zn2’ 0,002 Ca Cu2*, (Cu*) 0,006 Mo m o 22- 0,00001 2 2 a) Nitơ - Nitơ là nguyên tố đại lượng rất cần thiết cho mọi sinh vật, khõng có nitơ thì không có bất cứ tế bào thục, động vật nào. Trong protein có 1 6 -1 8 % nitơ. - Hợp chất có mức độ oxy hoá khác nhau cùa nitơ được gâp với số lượng nhỏ. Amoniac ở dạng tự do trong đất thực tế không găp, nó là sản phẩm khi phân giải chất hữu cơ, được hoà tan nhanh vào nước (50 - 60 NH,mg/lOOg nước, ờ 10 - 20"C): n h ,+ h 2o ■» NH4’ + OH~ - Dự trữ nitơ trong đất đối với dinh dưỡng cây là các hợp chất hữu cơ, có từ 93 - 99% nitơ tổng sô' ở dạng hữu cơ trong táng mùn đất. Sự chuyển hoá hoá học hay sinh học cùa các hợp chất hữu cơ này để tạo thành nitơ dễ tiêu gọi là quá trình khoáng hoá. V í dụ: trong một loại đất nhiệt đới có 1,5% mùn chứa trung bình 6 % N, thì số lượng nitơ khoáng giải phóng hằng năm (hê sô' mùn bị khoáng hoá hằng năm trung bình 2 %) sẽ là: Nkhoín|, = 4. lo '1X 1,5.10 2 X 2.10 2 X 6 .10 2 = 72kg N/ha/nãm, trong dó 4.106 là sô' kg đất trên diện tích 1 ha, ờ độ sâu 0 - 25cm. Lượng nitơ khoáng giải phóng được có thể đảm bào năng suất cây ngũ cốc 2-3 tạ/ha. - Quá trình khoáng hoá hợp chất hữu cơ chứa nitơ hình thành dạng NH4* gọi là quá trình am ốn hoá d o các vsv d ị dưỡng ( V K và n ấm ) thự c hiện. Đ ó là bước th ứ nhất tro n g quá trìn h khoáng hoá. Có thể minh hoạ như sau: C ,H ,N 0 2 + 3 [0 ] + H* <=> 2CO; + N H / + H ,0 (Glyxin) + NHj* được hình thành có thể bị keo đất hấp phụ và một phần trong dung dịch ở thế cân bằng. Đồng thời NH4* cũng cần cho các cơ thể dị dưỡng khác để sinh trường, gọi là quá trình tái sử dụng hay đổng hoá N H 4* theo sơ đồ: Amôn hoá N - hữu cơ Cơ thể dị dưỡng NH„* Đông hoá + NH4* được hình thành, cũng có thể được sử dụng bởi các vsv tự dưỡng (là những vsv nhận năng lượng từ các phản ứng hoá học để dồng hoá COz). vsv này chuyển hoá NH4* tạo thành N 0 2 và NO, , gọi là quá trình nitrat hoá: Nitrosomonas 2N H „* + 2 0 H + 3 0 2-------- ► 2 H + + 2NCV + 4H 20 + Q Niírobacter N 02 + O; 2NO,- + Q N H 4* + 2 0 2 --------► H N O , + H ,0 * + Q (Q: năng lượng) + NO, được tạo ra là một anion không bị keo đất hấp phụ, tổn tại rất linh động trong dung dịch, dẻ mất khỏi đất do rửa trôi, NO, cũng là tiển để cho quá trình phản nitrat hoá. Quá trình amôn hoá và nitrat hoá phụ thuộc vào nhiều yếu tô' chúng ảnh hường đến cường dô phân huỷ của vsv như nhiệt độ, độ ẩm, pH, bản chất của chất hữu cơ (tỷ lệ C/N). - Nitơ trong đất luôn biến đổi - biến đổi phi sản xuất: 23 Đó là mất nitơ do bay hưi NI I, ớ pl I cao: pH = pK + log [N H ,/N H /]: pK = 9,4 là logarit của hằng số phân Iv N II/. Bón phân urẽ không đúng có Ihẻ’ bay hơi NI I, ỡ mức 4kg N/ha/ngày (lỉoomsma và Pritchett, 1979). + Mất nitơ do phản nitrat hoá (hay khử nitrat hoá) được thực hiện do V K kỵ khí sử dụng NO, như chất nhặn điện tứ cuối cùng (ihay thế cho o ,). Khứ NO, hình thành NO. N ,0 , NO, và N' : - 2 [ 0 ] - 2 [ 0 ] - [O ] -[O ] 2HNO.J — ► 2 H N O , — H► N ,0 — ► N O — ► N , - H 20 Trong thực tế mất nitơ do khử nitrat thường xảy ra ờ đất bí, chạt và ngập nước. Không chi do phàn ứng sinh học mà còn do phán ứng hoá học (khi pH < 5,5). - Trong đất cũng thường xuyên xảy ra quá trình cô' định nitơ sinh học. Theo Postgatc(1978), hàng nam lượng nitơ xám nhập vào sinh quyển từ khí quyển là 200Mt (mega lấn hay 10'’ tấn) (so với sản xuất phản nitơ toàn cẩu cùng năm 30Mt). Cố định nitơ sinh học là quá trình v s v sứ dụng năng lượng dự trữ của sàn phẩm quang hợp đế đổng hoá N, khí quyến thành NH Enzym N 2 + 3H2 -----------------> 2NH, Chu trình chuyên hoá nitơ trong đất và cây có thé minh hoạ ở hình 3.2. N2 - Khi quyển N - Đất -------------------------------------------— ? Protein cây — NH4 ----------►NOị *■ N„ NjO, NO C/N cao C/N tháp ỉ l N - Vi sinh vật Rửa trôi H inh 3.2. Chu trin h n itd tro n g đất, cây N itơ là m ộ t tro n g các n guyên tố đa lượng biến đ ổ i rất phức tạp tro n g đất, có ý n ghĩa m a l đối với độ phì đất cả về khía cạnh MT. Cần tính loán cân bàng nitơ trong các hệ thống canh tác đẽ tăng cường hiệu quà sứ dụng phàn nitơ và hạn chế hậu quá M T cùa phân bón nilơ. b) Phospho - Phospho là nguyên tổ đa lượng quan trọng Ihứ hai đối với dời sống sinh vật sau nitơ. Các hoạt dộng sống như phân chia tế bào. quá Irình phán giái. tổng hợp các chất, sự hình thành ning suất đều có sự tham gia của phospho. - Hàm lượng phospho tổng số cùa đất phụ thuộc n hiều yếu tố, trước hết là (tá mẹ. Iln n lượng tổng số của phospho có thó ihay đổi từ 0,02 - u,2r/í. Ờ Việt Nam, đất dồng bằng có lum lượng P;C), tổng số từ 0,02 - 0.12; đất miền núi và trung du (ừ 0,05 - 0.06'f. (Nguyẻn Vy và Trần Khai. 1978). Khác với nitơ. phospho ớ Irong đăì thường bị cỏ định, lượng phospho Inli độns gọi là plwspho dc tióu. chiếm 1 2C< so với lirợim lổng số (hình 3.3). 3000kg/ha * 98% P20 5 60kg/ha * 1,96% 60 - 600g/ha * 0,01% Lượng phospho khó tiêu - dự trữ trong đất Dạng trao đổi linh động Dạng dễ tiêu trực tiếp 1. Quá trinh hấp phụ phosphat (H2PO^ bởi keo tích điện dương; 2. Phàn hấp phụ bằng trao đổi với HCO3. 3. Cố định phosphat thành dạng khó tiêu; 4. Quá trình giải phóng hay huy động phosphat cho cây; 5. Chuyển hoá, khoáng hoá; 6 . Sự chuyển hoá qua lại giữa các dạng phosphat trong đất; 7. Phosphat được cây hấp phụ; 8. Một phần nhỏ mất khỏi đất. Hình 3.3. Các dạng p h o sp h a t tro n g đ ấ t và mức dộ dễ tiê u đ ố i với câ y trồ n g Hình 3.3 cho thấy tỷ lệ giữa các dạng phosphat khác nhau và mức độ dẻ tiêu của chúng đối với cây trổng chiếm khoảng 0.01% PjOs tổng số. Lượng phosphat dễ tiêu là dạng trao đổi và dạng hoà tan, gần bằng 2 % so với tổng số. - Hai dạng phosphat chính trong đất là phosphat hữu cơ và vồ cơ. Tỳ lô phosphat hữu cơ và vô cơ phụ thuộc vào các loại đất khác nhau. Phosphat hữu cơ thường chiếm ưu thế ở đất có tỷ lệ chất hữu cơ cao. Dạng phosphat vồ cơ chủ yếu là dạng apatit (chiếm 95% phospho của vỏ Trái Đất), phospho irong khoáng vật như strengit - Fe (0 H ) 2H2P04, vianit - Fe,(P04)2.8H20 , varaxyt - A1(0H)2H2P04; và các phosphat canxi, sắt, nhôm. Các phosphat thứ sinh cùa Fe, A I chù yếu chứa trong đất chua và chua mạnh (pH = 3,5 - 4,5). Độ bền cùa những phosphat này sẽ bị giảm nếu giám độ chua của đất. Bón vôi cho đất chua có ý nghĩa "động viên" phosphat cho cây trồng. Phosphat hữu cơ chú yếu là phytin, phosphatit, axit nucieic, dưới tác dụng phân giải của v s v sẽ giải phóng phosphat vô cơ cho cây trồng. - Sự chuyển hoá phosphat khó iioà tan thành dạng hoà tan phụ thuộc vào pH, sự có mặt cùa Fe, AI, M n, Ca hoà tan và sự hoạt động của v s v . Trong đất chua, Fe’+, A lu phán ứng với H2PCV tạ° ra phosphat kiềm không hoà tan. A T + H ^ P O r+ H 20 * = * H * + A l(O H ) 2H 2PQ 4ị Trong đất có pH cao, canxi ở trạng thái hấp phụ trao đổi sẽ phản ứng với HjPOj tạo thành phosphat kết tủa. C a (H 2P 0 4) 2 + 2C a2+ *= ► Ca3(PO ,)2ị + 4 H + hay C a (H 2P 0 1) 2 + C a C 0 3 ^ ► Ca3 (PO.|)2'l' + 2 C 0 2 + 2 H 20 Đó là quá trình hấp phụ hoá học, tạo thành các phosphat kết tủa, gọi là sự cỏ' định phosphut. K hi bón phân supephosphat vào đất thì trước hết, sự cổ định làm giảm hiộu lực phân bón 25 c) Ka li - Kali là một nguyên tố dinh dưỡng rất cần thiết cho cây, một trong 3 nguyên tố đa lượng, có nhiều chức năng sinh lý dậc biệt. Mặc dù kali không có mật ưong cấu trúc một hợp chất hữu cơ bất kỳ nào của cơ thể, nhưng nó hoạt hoá các phản ứng enzym, điều hoà áp suất thẩm thấu, tăng khả năng chống chịu cùa cơ thể,... - Kali trong các loại đất khác nhau thì khác nhau. Đất có thành phần cơ giới nặng thường chứa kali nhiều hơn đất có thành phần cơ giới nhẹ. Theo Scheffer và Schachtschabel (1960), trong tẩng đất mạt, kali tổng số khoảng 0,2 - 4%. Theo Fridland (1964) ờ Việt Nam, kali trong đất ihay đổi rộng. Đất bazan Phù Quỳ có lượng kali tổng sô' từ 0,07 - 0,15%. Đất mùn trẽn núi ờ Hoàng Liên Sơn, kali tổng số dạt đến 2,60 - 3,89% (K 20 ). Hàm lượng trung bình cùa kali trong đất lớn hơn 1%, gấp khoảng 1 0 lẩn so với nitơ và phospho. - Kali trong đất được cung cấp chù yếu do quá trình phong hoá đá và khoáng, do quá trình trao đổi hoà tan. Nhờ các quá trình này mà cây được cung cấp kali. - Kali tổn tại ờ trong đất có thể ờ dạng muối đơn giản hoà tan (nitrat, cacbonat, sunphat) trong dung dịch; kali được các keo đất hấp phụ ờ trạng thái trao đổi hay không trao dổi; kali trong mạng lưới tinh thể khoáng nguyên sinh, thứ sinh - kali khoáng, kali trong xác hữu cơ và trong cơ thể sống v s v . Các dạng nói trên tổn tại trong thế cân bằng. Laats (1957) đã tính lượng tổng số K 20 trong lớp đất canh tác là 144.000kg/ha thì cân bằng kali cùa đất như sau: K — Khoáng < * K - Trao đổi < * K - Hoà tan 2.1 OOkg 10kg <----- - Nguồn kali chù yếu đối với cây trồng là kali hấp phụ trao đổi. Đất có thành phẩn cơ giới năng, dung tích hấp phụ cation lớn, mức độ bão hoà bazơ cao thì kali cung cấp cho cây trổng càng nhiều. d) Canxi và magie - Vé mạt dinh dưỡng, Ca và Mg dược coi là nguyên tô' dinh dưỡng trung lượng. Canxi tham gia cấu trúc tế bào, màng tế bào, trong coĩecmen cùa một só enzym, là nguyên tố giảm độc KLN. Magie trong thành phẩn diệp lục, trong enzym và đăc biệt là tham gia phản ứrug tạo adenoàn triphosphat (ATP). Sự thoái hoá đất, chua hoá là do sự mất mát thiếu hụt cation kim loại mà quan trọng nhất là Ca, Mg. Ca và Mg là hai nguyên tô' có tác dụng tốt nhất làm giảm độ chua của đất và cải thiện nhiểu tính chất lý, hoá học khác cùa đất. - Hàm lượng Ca, Mg lổng sô' trong các đất thay đổi trong khoảng 0,1 - 0,15% CaO và MgO. Đất phát triển trên đá vôi chứa hơn 20% CaO và MgO. Theo Nguyễn V i và Trần Khải (1978), đất vùng Bắc Việt Nam, trừ đất đá vôi, hàm Hượng ca nxi tổng sô' kh ôn g vượt quá 1%. - Trong đất Ca, Mg tổn tại ờ các dạng: trong các khoáng vật như apatit, canxit, đoLomú, gipxit, phosphorit...; trong thành phần phưc hệ hấp phụ trao đổi ở dạng Ca2*, Mg2* traio đíi trong các hợp chất hữu cơ (mùn, xác động, thực vật, VSV) và trong dung dịch đất. - Nhiều vùng đất thoái hoá, chua, độ phì nhiêu giảm, thì việc bón vôi cũng là một trong nihữii> biện pháp quan trọng nhất cải thiện độ phì. Sự bổ sung Ca, Mg vào dung dịch đất, phức hệ hấp phụ đất là nguyên lý cơ bán cải lạo M T đất chua. e) Lưu huỳnh - Lưu huỳnh (S) là nguyén tố trung lượng chứa trong thành phần một số axit amir. coenzym A và vitamin. 26 G to NHIÉV vat - Hàm lượng lưu huỳnh trong đất thay đổi trong khoảng từ 0,01 - 2%, phụ thuộc vào các loại đất khác nhau. Đất ít mùn, thành phẩn cơ giới nhẹ có lượng s bé nhất; đất giàu chất hữu cơ như đất than bùn, dất mận chứa nhiều s nhất. - Nguồn s trong đất chủ yếu được cung cấp từ khoáng vật, các hợp chất khí chứa s trong khí quyển và lưu huỳnh trong các hợp chất hữu cơ. Hợp chất s ờ các dạng muôi sunphat, sunphit, các hợp chất hữu cơ. Các hợp chất lưu huỳnh trong đất luôn bị biến đổi từ lưu huỳnh vô cơ thành hữu cơ do v s v và ngược lại. Phàn ứng oxy hoá hợp chất s khử xảy ra nhanh khi háo khí: s —> s2032------- —♦ S406 ----------> SO32-----------> SO/ Thiosunphat Tetrathionat Sunphit Sunphat + Phản ứng oxy hoá pyrit là phổ biến xảy ra ở đất phèn, dản đến sự hình thành 1I2S04, gày phàn ứng chua cho đất. V i khuẩn FeS2 + H20 + 7 0 2 ----------------- * FeS04 + 2H2S04 T h io b a c iìh ts FeS04 + 0 2 + 2H2S04 -------------* 2Fe2(S04), + 2H20 + Trong điều kiện yếm khí, lưu huỳnh sunphat không bển vững bị khử do V K desiíựovibrio. Na2S 04 + Fe(OH), + 9 H *-----------> FeS + 2NaOH + 5HzO Sự biến đổi lưu huỳnh trong đất liên quan đến khả năng cung cấp lưu huỳnh cùa đất cho cây trổng. Trong thực tế, khi bón phân supephosphat, kalisunphat, amon sunphat cũng có nghĩa cung cấp s ở dạng S 0 4ỉ ch o d in h dưỡng cây trổ n g . 1.2. Các nguyên tố vi lượng - Thực vật đòi hỏi những nguyên tô' này ờ lượng rất nhỏ và hàm lượng của chúng trong tự nhiên cũng rất nhỏ. Đó là các nguyên tố Mn, Zn, Cu, Co, B, và Mo, chúng có ý nghĩa đăc biột quan trọng dối với đcri sống Ihục vàt và động vật Hàm lượng trung bình cùa nguyên tố vi lượng trong đất và đá được trình bày ờ bảng 3.2. - Trong đá macma bazo hàm lượng cùa Co, Zn, Cu lớn hơn trong đá axit. Các nguyên tố Mn, Zn, Cu, Co là những catión có đường kính từ 0,8 - 1,0A", phần lớn chứa trong mạng lưới tinh thể khoáng. - Các nguyên tô' vi lượng dược giải phóng do quá trình phong hoá, phụ thuộc trước hết vào phản ứng M T và điện thế oxy hoá khử (Eh). - 0 trong đất, các nguyên tố vi lượng tổn tại ờ dạng vô cơ và hữu cơ, có ý nghĩa dinh dưỡng khác nhau dối với 10 pH đất H lnh 3.4. Ả nh hưởng của pH đến m ức độ dễ tiê u các c h ấ t dinh dư ỗng và hoạt tính vsv đất cây trồng. Dạng hợp chất phức chclat cùa nhiểu nguyên tố vi lượng với chất hữu cơ (đăc biêt là 27 mùn) dược sử dụng như phân bón. Tàng mặt giàu mùn cũng thường giàu nguyên tố vi lượng hơn tầng sâu vì liên quan đến hoạt động của hệ thống rê thực vật. Đặc biệt độ chua đất ảnh hướng rất lớn tới trạng thái tồn tại của nhiều nguyên tố dinh dưỡng đa lượng (N, p, K. Ca. Mg, S) và vi lượng (Cu, Zn, Mn. Mo, B,...) trong dung dịch đất (hình 3.4). 1.3. Các nguyên tô phóng xạ trong dất Trong đất các nguyên lố phóng xạ, gày nên tính phóng xạ của đất. - Các nguyên tố phóng xạ, đặc biệt những đổng vị của chúng như urani, radi, thori. Sán phẩm tru n g gia n sự phá h uỷ chúng là những dồng v ị ờ thê’ rắn hoặc thể k h í. V í d ụ các đổng vị: (U2W, U2” ), thori (Th214), rádi (Ra ) và radon (Rn” \ Rn22"). - Các đổng vị của các nguyên tố hoá học "thông thường" như kali (K J"), rubidi (Rb*7) samari (Sm147), canxi (Ca4“), kẽm (Zn*),... Trong đó kali có ý nghĩa lớn vì tính phóng xạ tự nhiên cùa nó lớn nhất. - Những đồng vị phóng xạ được tạo thành trong khí quyển do tác dụng của các tia vũ trụ như: triti (H '), berili (Be7, B ), cacbon (C 14). - Tính phóng xạ tự nhiên cùa đất phụ thuộc chú yếu vào đá hình thành đất. Tính phóng xạ của đất hình thành trên đá axit lớn hơn đá bazơ và siêu bazo. Các thành phần đồng vị phóng xạ ở dạng khí thường chứa trong không khí đất hay dung dịch đất. Dựa vào tính đổng vị phóng xạ, người ta đã tạo ra ngưỡng đổng vị phóng xạ nhân tạo ứng dụng trong nghiên cứu sinh - y học - nông nghiệp. Những thực nghiệm cho thấy, chí có khoảng 16 trong số hơn 90 nguyên (ổ tổn tại trong tự nhiên được coi là cần thiết đối với đời sống của đa số các loại cây trổng (bảng 3.4). Bảng 3.4. Chức nâng của những chất dinh dưõng cho thực vật (ngoài c, H, O) vá tinh linh động tương đối của chúng trong đất và thực vật Chất dinh dưỡng % chất Tính linh động Các chức năng quan trọng và vai trò trong thực vật khô thực vât Thực vật Đất Nguyên tô đại lượng m ơ (N) Hình thành protein, quang hợp 1,5 5 5 Phospho (P) Dự trữ/ chuyển dời năng lượng, sinh trưởng rễ, độ thành thục của cây trổng, độ khoẻ rơm rạ, chống chịu bệnh 0,2 5 1 Kali (K) Duy trì áp suất trương thực vật, tích luỹ và chuyển vận các sàn phẩm trao đổi thực vật, chống chịu bệnh 1.0 5 3 -4 Magie (Mg) Quang hợp 0,2 5 2 Lưu huỳnh (S) Nhiều chức năng. Trong các hợp chất tạo mùi ở cây hành 0,1 2 5 Canxi (Ca) Tăng trưởng tế bào và thành tẻ bào, các VK cố định đạn cần để phát triển nốt sần ở cày bộ đậu 0,5 1 ? -3 Nguyên tỏ v i lượng Clo (Cl) Quang hợp, chín sớm, kiểm soát sâu hại 0,01 5 5 sầt (Fe) Quang hợp và hô hấp 0,01 2 2 Mangan (Mn) Quang hợp, chức năng enzym 0,005 - 2 Bo (B) Phát triển/ sinh trưởng các tế bào mới 0,002 1 3 Kẽm (Zn) Hoạt tính enzym 0,002 2 2 Đổng (Cu) Hình thành diệp lục, hạt, tổng hợp protein 0,0005 2 2 Molipden Mo) Cô định đạm ở cây bò Đậu, các phản ứng enzym 0.000C1 2_______ 2 (1 = Tinh linh dộng yếu; 5 = Rát linh Ơ5nỵ) Trong sô này c, o và I I chiếm 96% chất khô thực vật có nguồn gốc từ khỏng khí và nước. Các nguycn tố hoá học khác nhau về tinh chất linh động ở trong đất và trong thực vật. Sự hiếu biẽt về tính linh động giúp chúng ta nắm được những khía cạnh khác nhau trong quàn lý phim bón. Thông thường, chia ra 3 mức độ dỗ tiêu cúa các chất dinh dưỡng đối với thực vật: + Hoán toàn dê tiêu. + Chậm tiêu. + khỏng tiêu. Các khái niệm này được giải thích ờ khung 3.2. Khung 3.2. Mức độ dẻ tiêu các chất dinh dưõng đôi vói thực vật Mức độ dễ tiêu Khi nào là du tiêu đối vái thực vật Ví dụ Hoàn tcàn dễ tiêu đỏi với nực vật Chậm têu đói với thực vật Không siêu đối với thực vậl Ngay tức thời hoăc trong thời gian sinh trưởng cày hằng năm Trong thời gian sinh trưởng cây hằng năm hoặc trong thời gian một số cây trồng tiếp đó Có thể trong suốt quá trình canh tác Các chất dinh dưỡng trong các loại phàn bón hoà tan (KCI). Các chất hữu cơ đã khoáng hoá, các chất dinh duỡng hấp phụ ừèn keo đất và hoà tan trong dung dịch đất. Các chất dinh dưỡng ở dạng hữu cơ trong tàn dư thực vật và phản bón hữu cơ (đặc biệt chúng có tỷ lệ rộng C/N); phân khoáng hoà tan chậm (đá phosphat) và các chất hữu cơ bền vững với khoáng hoá. Các chất dinh dưỡng chứa trong đá, hoặc hấp phụ chạt trên những keo đất. - Thành phần thể rắn của đất ảnh hưởng rất mạnh đến trạng thái các chất gây ỏ nhiễm. Các hợp phần đất có tiết diện bé chù yếu ảnh hưởng đến sự vận chuyển các chất gây ô nhiễm ở dạng hoà tan, không hoà lan hoặc dạng khí. Thành phần thể rắn của đất cũng gián tiếp gây ra sự thoái hoá các chất gây ô nhiễm chất hữu cơ trong môi trường đất thông qua những tác động của nó đến tỷ lệ nước/không khí trong hệ và tiếp đó đến hoạt tính sinh học của đất. Nhóm thành phẩn rắn có tỷ diện lớn không những kiểm soát sự vận chuyển các chất gây ô nhiễm, sự lưu giữ và giải phóng chúng, mà còn gày ra sự ihoái hoá lớp đất măt. Do dó khi đề cập đến ô nhiẻm lớp đắt mặt, cẩn chú ý nhiểu đến hợp phần đất có tỷ diện lóm như loại khoáng sét, các phức hữu cơ - sét. 2. Thành phần hữu cơ Chất hữu ca trong đất được xem là phẩn không sống của phân thức hữu cơ đất. Nó là một hỗn Ihé các sản phẩm sinh ra từ quá trình chuyển hoá hoá học và v s v học các tàn tích hữu cơ. Mạc dù chất hữu cơ đất, trong hầu hết các trường hợp, chỉ chiếm phần nhỏ trong tổng thành phần ran cùa đát, nhưng nó là chỉ tiêu số một về độ phì và ảnh hường đến nhiều tính chất đất, khá năng cung cấp chất dinh dưỡng, khả nàng hấp phụ, giữ nhiột và kích thích sinh trường cây irổng. Nó là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng chủ yếu trong HST đất. Các sản phẩm chuyên hoá các chất hữu cơ trong đất có tẽn gọi chung là chất mùn, nhưng thực tế người ta phàn biệt hai khái niệm: - Chất mùn khổng điển hình: có nguổn gốc từ thực vật, động vật, có vai trò phong hoá đá, cung cáp chất dinh dưỡng cho cây, một số chúng có hoạt tính sinh học. Đây là nguổn bổ sung cho quí trình tạo thành mùn. Chất mùn điển hình bao gồm: Các axit mùn (axit humic. axit fulvic).hợp chất humin và ulmin (hình 3.5). 29 H inh 3.5. Các bước tách thành phán m ủn Các chất này có thể ờ dạng vô dịnh hình, nhiều kích cỡ. Các chất humic màu nâu được phân biệt dựa trên tính hoà tan thành các axit humic, ulmic và axit fulvic,... có thể do các vsv tổng hợp hoặc các hợp chất tương tự, xuất hiện do biến dạng. Các thành phần chính chất hữu cơ đất được thể hiộn ờ bảng 3.5. Bảng 3.5. Định nghĩa thành phẩn hữu cơ đất Thuật ngữ Định nghĩa Vật rơi rụng Chất hữu cơ phân tử lớn (tàn dư thực vật) trên măt đất. Phần nhẹ Các mô động và thực vật chưa phân huỷ và các sản phẩm phán huỷ từng phần của chúng và nó được hổi phục bằng cách tuyển nổi với chất lỏng tỷ trọng cao. Sinh khối đất Chất hữu cơ hiện diện ở trong mô sinh vật sống. Mùn Tổng các chất hữu co trong đất, ngoại trừ các mô động và thực vật chưa phân huỳ, những sản phẩm phân huỷ từng phần của chúng và sinh khối đấỉ. Các chất có khối lượng phân tử cao, từ màu vàng đến đen được tạo thành bởi các phản ứng tổng hợp thứ cấp. Thuật ngữ được sử dụng như tên gọi chung để mô tả vật Các chất humic Các chất không phải humic (không điển hinh) liệu màu hoặc những thành phẩn của nó thu được dựa trên các đăc trưng hoà tan. Những vật liệu này được phân biệt rõ đối với môi trường đất, đối với polyme của các vsv và thực vật bậc cao (bao gồm cả lignin). Các hợp chất hoá sinh đã biết như; axit amin, hydrat cacbon, chất béo, sáp, nhựa, các axit hữu cơ,... Chất mùn có thể chứa hầu hết những hợp chất sinh hoá đả được cơ thể sống tổng hợp. Humin Phần chất hữu cơ đất không tan trong kiểm của chất mùn. Axit humicVật liệu hữu cơ màu tối có thể chiết rút từ đất bằng kiềm loãng hoậc các tác nhản khác và chúng không tan trong axit loảng. Axit hymatomelanic Phần axit humic tan trong cồn. Phần axit íulvic Axit íulvic chung 30 Phần hữu cờ đất tan cả trong axit và trong kiểm. Vật liệu có màu trong phẩn axit fulvic. (Nguởn: Stevenson, 1994) Chất hữu cơ được chiết rút từ đất thường được tách ra các phần riêng biệt dựa vào các đặc tính hoà tan. Các phần này thường là axit humic (tan trong kiềm, khõng tan trong axit), axit fulvic (lan trong kiềm và trong axit); axit hymatomelanic (phần axit humic tan trong cổn) và humin (không tan trong kiểm). Những sắc tô' có màu tối được chiết rút từ đất thường sản sinh do kết quá của nhiều phàn ứng, nhưng chủ yếu là các phản ứng ngưng tụ có tham gia cùa quinon và polyphenol. Theo Stevenson (1994) thì polyphenol thu được từ lignin được các v s v tổng hợp và chuyển hoá enzym thành các quinon và chúng tự ngưng tụ hoạc kết hợp với hợp chất amin thành dạng polyme chứa nitơ. Số lượng phân tử tham gia vào quá trình, cũng như số các phương thức mậ chúng kết hợp là không giới hạn. Điều đó giải thích bản chất dị thể của vật liệu humic trong bất kỳ loại đất nào. Các chất tiển thân trong cấu trúc cũa chất mùn đất được minh hoạ ờ hình 3.6. Các nguyên tô chính trong thành phần axit humic là c (50 - 60%) và o (30 - 35%). A xit fulvic có c ít và nhiều oxy so với humic. Tỷ lệ % cùa H và N biến đổi giữa 2 và 6 ; s từ 0 - 2%. Các phần khác nhau của các chất humic thu được trẽn cơ sờ của đặc tính hoà tan là phần hỗn hợp dị vòng của các phần từ hữu cơ có khối lượng phân tử trung bình biến động từ vài trăm đến vài nghìn. Khối lượng phân tử trung bình của axit humic từ 10.000 - 50.000 và axil fulvic diển hình có khối lượng phân tử từ 500 - 7.000. Ở những diều kiện trung hoà hoặc kiẻm yếu, các phân tử ờ trạng thái trưcmg phình là do sự đẩy nhau của các nhóm axit tích điện, trong khi ở pH thấp và nồng độ muổi cao, sự gắn kết các đoàn lạp lại xảy ra do khử điộn tích. Thoái hoá licnin Thoái hoá protein Hinh 3.6. Sơ đ ó m inh hoạ n gu ồ n gốc các hợp phẩn chính hin h th à n h a x it h u m ic tro n g đất 31 3. Tác động tưang hỗ giữa các phần của pha rắn Sự tác động tương hỗ giữa các cấu tứ khác nhau cùa pha rắn đất, ảnh hưởng mạnh đốn hoạt tính bề mạt. Bể mạt pha rắn đất là một hỗn thể, nó được đặc trưng bới nhiéu cấu tử như các chất humic, sét, oxit kim loại, CaCO, và các khoáng khác. Điện tích cùa các hydroxioxit nhôm ở dạng cation phụ thuộc vào pH cũng có the bao phú bề mạt sét, do đó làm giảm khả năng cùa các khoáng sét đối với khả năng trao đổi calion của đất. Hiện tượng này càng quan trọng hơn trong những đất chua. Khi pH tăng các polyme, ánh hường của hydroxit nhổm đối với khả nang trao đổi cation (CEC) bị giảm. Sự bao phù bề mạt sét bời chất hĩai cơ và các liên kết oxit khoáng hoậc thay thế những cation trao đối thường tăng cường những chuyển hoá bé mạt. Sự tác động lương hỗ giữa các cấu tử pha rắn đất thường xảy ra mạnh giữa các khoáng sct và chất hữu cơ. Chúng tương tác với nhau Ihông qua nhiều cơ chế được thề hiện ờ báng 3.6. Bảng 3.6. Cd chê' hấp phụ của hạp chất hữu cơ trong dung dịch đất Cơ chế Các nhóm chức hữu cơ thạm gia Trao đổi cation Amin, vòng NH, dị vòng N Proton hoá (hoả điện tử dương) Amin, dị vòng N, cacbonyl, cacboxyl hoá Trao đổi anion Cacboxyl hoá Cầu nối nước Amino, cacboxyl hoá, cacbonyl, OH của rượu Cầu nối cation Cacboxyl hoá, amin, cacbonyl, OH của rượu Trao đổi phối tử Cacboxyl Liên kết hydro Amin, cacbonyl, cacboxyl, phenylhydroxyl Các cơ chế hấp phụ sẽ hoạt động khi chất hữu cơ hoà tan phản ứng. với bổ mặt sét. Theng (1984) nhấn mạnh rằng, sô' lượng chất hữu cơ hoà lan được hấp phụ có xu thế giảm khi pH > 4. Sposito ( 1984) giải thích hiện tượng này là do chất hữu cơ đất hoà tan hình thành các phức bé mạt giống phối tử và do đó, cơ chế hấp phụ nổi trội sẽ thích hợp đối với các anion. Cũng cần nhấn mạnh rằng, tình trạng hydrat hcá của thổ khoáng ảnh hường đến sự hấp phụ các phân từ hữu cơ, trong mộl sô' trường hợp, bàng việc chính nó tác động đến cơ chế hấp phụ và bàng việc giám số lượng những điếm hoại tính cùa pha rán đất có khả năng tương tác với những phán tử hữu cơ. Đối với những đất tự nhiên, những tưcmg tác quan trọng nhất là giữa các khoáng và axit hiimic, fulvic. Các axit này chứa nhiều nhóm chức hoạt tính có khã năng liên kết với các khoáng sét. Vì các ion hữu cơ thường bị đẩy ra khỏi các khoáng tích điện âm, sự hấp phụ các anion humic và fulvic bời các khoáng lớp 2:1 (loại hình 2:1 - là khoáng thứ sinh 3 lóp, gồm 1 phiến gipxit (A l(O H ),) ở giữa và 2 phiến oxit silic (SiOj) ớ hai bẽn (2:1). V í dụ: Khoáng montmarilonit) chỉ xảy ra khi các cation nhiểu hoá trị, hiện diện trẽn phức irao đổi. Các cation nhiẻu hoá trị, chủ yếu liên kết các axit humic và fulvic đối với sét cùa đất là Ca2*, Feu và A lu . Ion Ca2* không thê hình thành dạng phức mạnh với nhũng phàn tứ hữu cơ. Ngược lại dạng phức Fe1* và A l,+ với các chất humic và liên kết mạnh với những phan tử hữu cơ này có thể xay ra theo cơ chế này. III- THÀNH PHẦN THỂ LỎNG CỦA ĐẤT 1. Khái niệm - Nước mưa xâm nhập vào đất có mang theo một sổ chất hoà lan: (),; co,: N:; N i l ... cũng như một sô muối ờ dạng bụi, như vậy nước mưa là một dune dịch, khi xâm nhập vào cát nó hoà tan thêm một sổ chất lừ thê rắn và thế khí. Vì vậy, nước ớ Iront’ (lất I;ọi là íIiiiiị; ill h 32 dût. Dung dich đất được xem là thê lỏng cùa đất, trong đó chứa các inuối hoà tan, hợp chất hữu cơ khoáng và hữu cứ hoà tan vào. Dung dịch đất tác dụng Irực tiếp với thế rắn, không khí đất. hệ thống rẻ thực vật với các sinh vật lớn và nhò sống trong đất, cho nên, dung dịch đất được xem là phần linh động nhất ờ trong đất. Nó thay đối liên tục dưới tác động của các yếu tố địa lý, thuý văn và các mùa trong năm. 'lTieo Vernatsky thì dung dịch đát quan hệ với đất như máu cúa động vật. như dịch của tê bào cây. Các quá trình biến đối, hoà tan các chất và hấp thụ của hệ rẽ thực vật đều xảy ra trong dung dịch dất. Dung dịch đất có tác dụng chính sau: + Hoà tan các chất hữu cơ khoáng và chất khí, cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho cây trổng. + Thành phàn và nồng độ chất hoà tan trong dung dịch đất nói lên khá năng cung cấp thức ân dẻ đổng hoá nhất cúa đất đối với cãy. + Nồng độ dung dịch đất ảnh hường tới sự hút thu chất dinh dưỡng của cây trổng. Trong ưường hợp tăng nổng độ chất hoà tan (bón phân hoá học; đất bị mặn) thì áp suất thẩm thấu của dung dịch đất tăng và cản trờ sự hút nước của cẳy, làm cho cây héo. + Phàn ứng cùa dung dịch đất ánh hường tới sự hoạt động của v s v , đến các tính chất lý - hoá học của dát. + Trong dung dịch đất chứa một số loại muối, các chất hoà tan khác, các cation và anion có khá năng độm. + Dung dịch đất chứa một số chất hoà tan làm lăng cường sự phong hoá đá: CO; hoà tan trong dung dịch đất sẽ làm tăng sự hoà lan của CaCO,. CaCO, + c ặ + H20 --------- * Cad ICO, ) 2 Độ hoà tan của CaCO, trong nước bão hoà C 0 2 1ỚI1 hơn trong nước tinh khiết 70 lần. 2. Nguồn gốc, thành phần và nhãn tố ảnh hưỏng đến dung dịch đất 2.1. Nguồn gốc - Dung dịch đất được tạo thành từ 3 nguồn gốc: hơi ngưng tụ, mưa khí quyển, nước ngầm. Trong điểu kiện đất được tưới nước thì bản chất của dung dịch đất còn liên quan đến bản chất cùa nước tưới. - Ngoài ra. các chất hoà tan trong dung dịch đất luồn được bổ sung do: + B ón phân vô cơ và hữu cơ. + Quá trình trao đổi ion trẽn keo đất chuyển vào dung dịch đất. + Quá trình phong hoá đá, phân giải chất hữu cơ. 2.2. Thành phán Thành phần và nồng độ của dung địch đất là kết quá của hàng loạt quá trình sinh học, lý - hoá học, hoá học, lý học. Giữa dung dịch đất và phần rắn của đất luôn xảy ra sự trao dổi. + Trong dung dịch đất chứa các chất hữu cơ, vô cơ, và các soi keo. Thành phần vô cơ trong dung dịch đất tổn tại ờ trạng thái cation và anion. + Các anion quan trọng nhất của dung dịch đâì là HCO, ; N 0 2 ; NO, ; CI ; S 042 ; H 2P 04 ; HPCV . 5 GTC NHEM XƯ LY A 33 - Trong các cation ờ trong dung dịch đất có: Ca2*; M g2*; Na*; K*; N H /; H*; A lu ; Fe'~. Ngoài ra. trong dung dịch đất còn có lượng nhỏ các calion cùa các nguyên tố vi tố vi lượng: M n2*; Zn2*; Cu2*; Co2V . - Các anion cúa dung dịch đất: + HCO , và NCV chiếm phần chù yếu Irong đất không mặn (90% hoặc lớn hơn). HCO, thay dổi phụ thuộc vào cường độ của quá trình oxy hoá chất hữu cơ, còn NO, xuất hiện chù yếu do kết quà quá trình nitrat hoá. + NO, là sản phấm trung gian trong quá trình nitrat hoá có chứa Irong dung dịch đất với số lượng rất nhỏ, bời vì nó bị oxy hoá nhanh đến NO, . + C1 chứa ít trong đất không mặn, nhưng chứa nhiểu trong đất mạn. + SOj2 xuất hiện do sự hoà tan của sunphat (thạch cao). Ngoài ra, do kết quả cùa quá trình oxy hoá sinh học, H2S cũng tạo thành SO42 . Trong đất mặn thường C1 ; S042 và c o , 2 chứa nhiều hơn và dựa vào sự ưu thế của từng anion mà người ta gọi là đất mân sunphat; clo hay cacbonat. + lon phosphat (P 04v ; HPOj2 ; H2P 04 ) ở trong dung dịch đất với số lượng rất nhỏ vì bị liên kết với Fe, AI và Ca. + Canxi mono phosphat Ca,(H2P04) 2 hoà tan tốt trong nước (lOg P2Oyi). Canxi diphosphat CaHP04 hoà tan yếu hơn (20 - 69mg PịOs/I). + Canxi triphosphat Ca,(P04) 2 hoà tan rất ít trong nước (0,74mg P2O s). - Các cation cùa dung dịch đất: Giữa các cation trong dung dịch dất và cation ở trạng thái hấp phụ luôn có một cân bằng động. Trong những đất không mặn, không chua thì Ca2\ M g2* chiếm ưu thế; trong các đất chua là H*; A l,+; Fe’* và trong dất mặn thì Na*, K*. - C hất hữu cơ của d ung d ịc h đất: Trong dung dịch đất chứa một sô chất hữu cơ (ở dạng dịch keo hay dung dịch thật). Chất hữu cơ là sản phẩm hoạt động sống của VSV; dộng vật và thực vật, và các sản phẩm phân giải cúa chúng nhu: các loại đuờng; axit hữu cơ; ruợu; axit amin; vitamin; kháng sinh và độc tổ. Tuy nhiên nồng độ cùa chúng rất thấp. - Các chát khí trong dung dịch đất: + Ngoài các khí thông thường trong dung dịch đất như: N2; 0 2; C 0 2; còn có N 0 2; NH, được hình thành khi giông bão cũng chứa trong dung dịch đất. Trong các khí thì C 0 2 có khà nâng hoà tan lớn nhất, tiếp đến là 0 2 và hoà tan ít nhất là N2. Trong lOOml nước ờ điều kiện 20"Cthì hoà tan được 8 8 ml C 0 2, 3 ,lm l 0 2 và l,5m l N,. + Trong số các khí hoà tan trong dịch đất, quan trọng nhất là CO; và 0 2. Sự có mạt của chúng ảnh hưởng mạnh đến tính chất hoá học và sinh học cùa đất. 2.3. Các nhãn tô ánh hướng đến dung dịch dát Dung dịch đấl là phấn linh động nhất, dề thay đổi về thành phẩn và nông độ. Các nhãn tố ánh hường là: - Lượng nước trong đất: Lượng nước nhiều sẽ làm giảm nồng độ chất hoà tan và có thề hoà lan Ihêm một số chất. Ngược lại, lượng nước giám làm tăng nồng độ của dung dịch đất và có thê’ thay đổi thành phán của dung dịch đất. - Sự hoạt động của sinh vật: Hệ thống rẻ cùa thực vật hút nước và chất dinh dưỡng từ đất và do dó làm thay đổi thành phẩn và nồng độ cúa dung dịch đất. Trong đất có nhiéu v s v và do hoạt động sống của chúng làm thay đổi thành phẩn và nồng độ của dung dịch đất. V i khuẩn n itra t hoá ( N ilro s o m o n a s ; N itro b a c te r). V i kh uâ n sunphat hoá (T liio b a c illits , T lù o o x id a n s ) đã tạo thành các axit HNO,; H 2S04 là axit hoá dung dịch đất. V i khuẩn amon hoá phân giải chất hữu cơ chứa N tạo thành N H j* làm kiếm hoá dung dịch đất. - Phàn ứng của dung dịch đất: Phàn ứng của dung dịch đất liên quan chạt chẽ tới sự hoà tan và mức độ dễ tiêu của nhiều nguyên tố dinh dưỡng. Ờ đất chua A lu ; Feu ; M n2*; Cu2*; Zn2+;... ờ trạng thái hoà tan và dẻ ticu nhiều. Đất kiểm thì Fe,+; A lu kết tủa hoàn toàn. Phản ứng cúa dung dịch đất còn ảnh hường tới hoạt động cùa v s v và do đó ảnh hường tới d un g d ịc h đ ít. - Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì sự hoà tan các chất càng nhiều, nổng độ của dung dịch càng tâng. - Thành phần cùa đá mẹ, nước ngẩm, phân bón cũng ảnh hường đến thành phần và nồng độ của dung dịch đất. - Phụ thuộc vào độ hoà tan: Sự hoà tan các chất khí trong dung dịch đất giảm đi khi nhiệt độ tâng lên, ngược lại nó sẽ tang khi nhiệt độ và áp suất khí quyển tãng lên. IV- THÀNH PHẨN SINH HỌC CỦA DAT - Trong đất có chứa nhiểu nhóm sinh vật khác nhau bao gồm động vạt, thực vật và v s v . Các nhóm sinh vật này sống trong đất, tương tác lản nhau trong môi quan hệ phức tạp mà điển hình là 4 hình thức quan hệ chính: Cộng sinh, hỗ sinh, ký sinh - vật chủ, đối kháng. Các phản ứng sinh hoá học trong đất và nước do hoạt tính sinh học quyết định. Đất thường chứa hàng tỷ sinh vật. Các nhóm sinh vật chính trong đất là virus, V K , nấm, tảo và các khu hệ sinh vật lớn. Tất cà những sinh vật này có những tổ sinh thái và các chức năng đặc trưng đóng góp cho hoạt tính sinh học cùa M T đất. - Hệ thống sinh học hiện nay phân loại theo 5 giới gồm: 1) Giới khởi sinh (Monera): gổm vi khuẩn, xạ khuẩn, vi khuẩn cổ (đây là sinh vật nhản sơ). 2) Giới nguyên sinh (Protista): gồm động vật nguyên sinh, tảo, nẫm nhày (là sinh vật nhan thực). 3) Giới nấm (Fungi)-. Gổm nấm men, nám sợi, nấm lớn (nấm quá thể) (là sinh vật nhân thục). 4) Giới thực vật (Plantae): Gồm các loài thực vật bậc cao khác nhau. 5) Giới động vật (A nim alia)■. Ch! gổm các loài động vật (là sinh vật nhân thực). - Gần dây dựa vào trình tự rA R N ‘ 165 (rA R N ' - axit ribonucleic riboxom dùng dể phân loại hoặc định danh VSV), người ta chia sinh giới ra làm: 1) V i khuẩn. 2) Sinh vật nhân thực (Enkaryola) gồm: + Giới nguyên sinh. + Giới nấm. + Giới thực vật. + Ciiới động vật. Các sinh vật đất là thành phần quan trọng cùa M T đất, chúng xúc tiến một cách liên tục sự 35 lác động tương hỗ giữa những hợp phần sông và không sống là nhàn tổ quyết định độ phi nh ién của đất. Đất chứa nhiều vsv gọi là "đất sống - living soil" (báng 3.7). B àng 3.7. c ấ u trú c s in h k h ố i tro n g m õ i trư ờ ng đất Các dạng MT đấtThực vật bậc cao Tào Vi sinh vật đất Sinh khối (% sinh khôi) (tấn/ha) Đài nguyên 99,1 0.20 0,70 28,25 Rừng Taiga 98,8 0,14 0,06 338,6 Rừng lá rộng 99,5 0,30 0,20 505,9 Thảo nguyên 93,0 3,90 3,10 25,60 Hoang mạc 81,0 9,50 9,50 5,300 Đất là một hệ đa thể chứa tất cả các giới sinh vật và các yếu tố M T của chúng (hình 3.7). Một số giới chính có ánh hưởng nhiều mạt đến M T đất là: 1. Vi sinh vật 1.1. Phân loại vi sinh vật Các v s v trong đất tuy có khỏi lượng nhó, nhưng số lượng rất lớn. đa dạng và phân chia thành: - vsv quang dưỡng (photoưophic microorganisms): là sinh vật dùng năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời (ví dụ: V i khuẩn lam). - vsv hoá dưỡng (chemotoophic micrôrganisms): là v s v sử dụng năng lượng từ quá trình oxy hoá các hợp chấi hoá học. - vs v quang dưỡng: + v s v quang dị dưỡng (photoheterotroph) sử dụng nguồn năng lượng từ ánh sáng, nguổn cacbon từ các chất hữu cơ. + v s v quang tự dưỡng (photoautotroph) dùng nguồn nãng lượng từ ánh sáng, nguồn cacbon từ c o 2. - vsv hoá dưỡng: sv đơn bào Hình 3.7. Tinh đa hệ của đất + v s v hoá dị dưỡng (chcmohctcrotroph) dùng năng lượng từ phán ứng hoá học. nguồn cacbon từ hợp chất hữu cơ. + v s v hoá tự dirững (chemoautotrop1!) dùng năng lượng lừ phàn ứng hoá học, nguồn cachon từ C O ,. Paul và Clark (1989) cho biốl, nguồn năng lượng và nguồn cucbon được sứ dụng đo phim biệt sự khác nhau về sinh lý cơ bản của VK và của sinh vạt nói chung. Những sinh vật sử đụn« 36 ánh sáng làm nguồn năng lượng được gọi là sinh vật quang dưỡng (phototrophic); những sinh vật sứ dụng năng lượng được tích luỹ trong các hợp chất hoá học khác nhau gọi là sinh vật hoá dưỡng (chcmotrophic). Nếu sinh vật sứ dụng c o , làm nguồn cacbon tế bào thì gọi là dinh dưỡng vô cơ (lithotrophic). Nếu cacbon của tế bào có nguồn gốc từ cơ chất hữu cơ thì gọi là sinh vật dinh dưỡng hữu cơ (organotrophic). Những khác biệt trong các thuật ngữ dinh dưỡng vô cơ và dinh dưỡng hữu cơ còn có tên tương ứng là tự dưỡng và dị dưỡng. Đại đa số các loài VK đã biết là dị dưỡng (hữu cơ - hoá dưỡng). Những sinh vật quang tự dưỡng bao gồm thực vật bậc cao; hầu hết các loại táo, V K lam; V K lưu huỳnh màu xanh. Các V K hoá dưỡng sử dụng nguồn năng lượng khác nhau như N U /, NO, , Fe2+, s3 và S20 , 2 . Nấm là những sinh vật nhân chuẩn ịEiikai vota) như nấm lớn, vi nấm. nấm cỏ giày - lycopenlon). Những sinh vật dinh dưỡng hữu cơ này phán huỷ những xác hữu cơ. Đặc trưng đối với nấm là tạo ra những sợi mánh hoậc sợi nấm, hình thành phán dinh dưỡng dạng sợi hay tán, đạt tới đường kính vài dm. Táo là v s v có khá nâng quang hợp phổ biến trong đất. Địa y là dạng cộng sinh giữa nấm với tảo lục hoặc với V K lam. Động vật nguyên sinh và động vệt da bào phát triển trong đất và hình thành khu hệ động vật cỡ trung bình. Mật độ v s v trong phảu diện đất phụ thuộc vào sự phân bô' chất hữu cơ, đỏ sâu tầng đất, độ ẩm và độ chua hay độ kiềm cùa đất (bảng 3.8). Bảng 3.8. Sự phân bô' của vsv theo các điểu kiện MT đất Độ sâu (%)PH„2oVi khuẩn Nhóm VK nitrat hoá (cm) Độ ẩm (X 10s) Xạ khuẩn (X 10!) Vi nấm (X 10s) (X 10s) 0-22 32,0 6,0 23,2 47,8 24,3 408 2 2 -3 7 22,0 4,9 37,7 10,2 29,2 408 3 7 -5 5 36,4 5,0 16,2 2,40 2.04 408 > 55 28,0 5,2 4,31 Q,75 5,50 408 Tuy nhiên, những v s v thường tập trung ờ lớp đất mặt, đặc biệt xung quanh vùng rẻ (rhizosphere) của cây trổng. Tại dây, chúng có thể sống cộng sinh hoặc sống tự do, làm nhiệm vụ phân huỷ hay tổng hợp các chát và dồng thời cũng thu nhạn những chất do rẽ bdi tiết (các vitamin, các axit hữu cơ. vi lượng hoặc nhiều hợp chất khác) (bảng 3.9). Bảng 3.9. Mật độ vsv đất trong vùng dất quanh rễ cây lupin xanh (tế bào/g đất) Khoáng cách từ rễ (um) V K (X 107) Xạ khuẩn (x 10') Ví nấm (X 10*) 0 15,9 4,6 3,55 0 - 3 4,97 1,55 1,76 3 - 6 • ■ ‘ 3,80 1,14 1,70 9 - 1 2 3,74 1,18 1,30 1 5 -1 8 3,41 1.01 1,17 80 2,73 0,91 0,91 Những lỗ hổng trong đất được các khu hệ vi động vật và vi thực vật cư trú và một sô' cổ nút cúa các lỗ hổng có thể các hệ sinh vạt cỡ trung bình xâm nhập, thực vật có thể xuyên qua các dại đoàn lạp và là nơi diễn ra nhiều quá trình trao đổi chất. Phân tích hoá học các đại đoàn lạp đểu phát hiện lượng lớn các chất dinh dưỡng (C, N, s, P) và các loại đường có nguồn gốc vsv. 37 Các V K và nấm rất quan trọng trong các chuyến hoá sinh hoá học. Do chúng có ảnh hường lớn tới hành vi và giảm thiểu nhiều chấl gày ô nhiổm. Phan bổ một số nhóm trong khu hệ sinh vặt nhỏ được thề hiện ở số lượng và sinh khối ờ báng 3.10. B ảng 3.10. Ước lư ợ ng sự p h o n g p h ú của cá c vsv tro n g M T đất vsv Số lượng/g đất Sinh khối ở vùng rể (kg/ha) Vi khuẩn 108 500 Xạ khuẩn 107 500 Nấm 106 1.500 (Nguổn: I.L. Pepper & K.l. Josphson, 2000) a) Vi khuẩn Trong tất cả các nhóm sinh vật sống trong đất, v s v có số lượng và thành phần phong phú nhất, v s v bao gổm tất cả những sinh vật có kích thước nhỏ bé (tính bằng um) mà muốn quan sát được phái sử dụng kính hiển vi. Chúng không phải là một nhóm riêng trong sinh giới mà bao gồm từ những thể chưa có cấu tạo tế bào như virus đến các thể sống đã có cấu tạo tế bào nhưng chưa có nhân hoàn chình (nhân sơ) như VK Bacleria, cho đến các vi nấm dã có cấu tạo nhãn điển hình giống như nhân của các sinh vật bậc cao. Chúng sinh trường và tái sinh sản nhanh và về mạt dinh dưỡng có thể phân chia Ihành tự dưỡng và dị dưỡng. Thông thường những V K hiếu khí nhiều hơn so với V K kỵ khí. b) Xạ khuẩn Nhóm này có một số đặc trưng giống V K nhưng một sô' đặc trưng lại giông với nấm. Phần lớn chúng là hiếu khí. Xạ khuẩn có thể trao đổi chất với các chất hữu cơ khác nhau. c) Nấm khác Khác với V K và xạ khuẩn, ním thuộc nhóm sinh vật có nhân chuẩn ịEilkaryote). Chúng là sinh vật dị dưỡng và đa sô' hiếu khí. Một sớ loài nấm đất phổ biến nhất là Penicillinm, Aspergillus, Fusariitm, Rliizoclonia, Alternaria, và Rhizopus. Đ ường kín h của sợi nấm có thể từ 10 - 5 0 |im (hình 3.8). Kích thước này cho phép phân biệt chúng vể mặt hình thái với xạ khuẩn nhỏ hơn, sinh khối đạt 1,500kg/ha. Nấm tham gia mạnh vào việc phàn huỷ chất hữu cơ đất. Nấm chứa nhiều hệ enzym khác nhau và do đó chúng có thổ tranh chấp đường đơn, các axit hữu cơ và các phức chất như cellulose và lignin. Nấm rất quan trọng trong việc kiêm soát các chất hữu cơ gãy ô nhiẻin ờ trong đất. Đối với những chất gây ố nhiễm vô cơ chúng không tham gia trực tiếp. Vì nấm chống chịu pH đất thấp (pH < 5,5) so với V K và xạ khuẩn nên chúng có hoạt tính lớn trong phân huý chãi hữu cơ ớ những đất chua. Nấm tạo Ihành những tổ hợp gây bệnh thực vật như Fusariitm.spp nhưng đóng thời cũng tạo thành những tổ hợp có ích với tất cả Ihực vật thòng qua hệ sợi nấm. Chúng cũng sản xuất ra các loại kháng sinh có lợi cho con người. Các đặc trung của vi khuấn, xạ khinín và nấm trong M ĩ đất được thê hiện ớ báng 3.11. Bàng 3.11. Các dặc trưng của VK, xạ khuẩn và nấm trong MT đất Thông sò Vi Khuẩn Xạ khuẩn Nấm Số lượng Lán nhất Trung binh It nhất Sinh khối VK và xạ khuẩn có sinh khối giống nhau Sinh khối lớn nhất Mức phân nhảnh Nhẹ Dạng sợi, nhưng một số phàn đoạn với tế bào riêng biệt Các dạng phân nhánh mạnh Thể sợi nấm khí sinh Không có Có Có Sinh trường trong MT lỏng Có - độ đục Có - kết von Có - kết von Tốc độ sinh trưởng Luỹ thừa (hàm sỏ mũ) Mũ ba Mũ ba Thành tế bào Murein, axit teichoic và lipopolycaríde murein, axit teichoic và lỉpopolycarỉde Chitin và cellulose Phức hợp các cd thể trưởng thành Sự cạnh tranh đối với những cơ thể đơn giản Không có Đơn giản Phức hợp Cạnh tranh mạnh nhất Cạnh tranh yếu nhất Trung binh Cố định Nitơ Có Có Không Hiếu khí Hiếu khí, kỵ khí Đa số hiếu khí Hiếu khí, ngoại trừ nấm men Chống chịu độ ẩm Chống chịu yếu nhất Trung binh Chống chịu mạnh nhất pH tối ưu 6-8 6-8 6-8 pH cạnh tranh 6 -8 >8 < 5 Tính cạnh tranh trong đất Tất cả các loại đất Chủ yếu ỏ đấỉ khô, pH đấỉ cao Chủ yếu ỏ đất có pH thấp 1.2. Tinh trạng chung và h oạt tính của các vsv trong đất Đất là một M T khắc nghiệt, nhưng đất lại chứa lượng lớn các quần thể vsv và liệu các sinh vật đất có thích nghi với M T khắc nghiệt này không? và chúng phải có những cơ chế nào để khai thác các nguồn sẵn có trong đất. Những cơ chế này cũng cho phép các sinh vật sống sót lâu dài khi các nguồn không sẵn có. Như đã biết, đất chứa lượng lớn các quần xã sinh vật và có tính đa dạng cao. Tính đa dạng cũng đảm bảo rằng tất cả những chất dinh dưỡng dễ tiêu được sử dụng ưong đất. Các sinh vật sử dụng những dạng chất dinh dưỡng khác nhau trong những M T khác nhau (bảng 3.12). Bảng 3.12. Điện thế oxy hoá khử và các chất trong đất bj khử Điện th ế oxy hoá khử (mV) Phản ứng Kiểu sinh vật + 800 o 2 -> h 2o Hiếu khí + 740 n o 3 - > n 2, n 2o Kỵ khí không bắt buộc -2 2 0 so 4 -> s 2- Kỵ khí -3 0 0 c o 2 -> c h 4 Kỵ khí 39 a) Sự ph án bô của vsv trong dát - v s v phân bô rộng khắp mọi nơi trẽn Trái Đất. từ núi cao đến biến sâu. Chúng có trẽn cơ thế người, động vật; có nhiẻm trong đất, trong nước, irong khóng khí. Chúng có khả năng thích nghi nhanh nên còn có mặt cà những nơi có điều kiện M T rất khắc nghiệt như trong băng ở Bắc Cực. trong các rãnh thuỳ nhiệt liưới đáy đại dương, nơi có nhiệt độ đến 100"c. Do có kích Ihưức nhỏ bé nên chúng dễ dàng phân tán nhờ gió, nhờ nước và nhờ các sinh vật khác. Chúng có thể di chuyển một cách dẻ dàng đến mọi nơi trong thiên nhiên. Nhất là nhữiia v s v có khá năng hình ihành bào từ, bào tứ cùa chúng có khá năng sống tiềm sinh trong các điều kiện khó khăn. Có thế phá! hiện dược các bào tứ của Iĩiột loài v s v gảy bệnh cây bay trong khõng khí, cách nơi chúng sinh ra hàng chục km, khi gặp điều kiện thuận lợi chúng lại sinh sôi này nở. Bới vậy, chúng phân bỏ rộng khắp mọi nơi trên Trái Đất. Tuy nhiên, đất vẫn là nơi cư trú phổ biến nhất của các nhóm v s v kể cá thành phần và số lượng. - Các nhóm v s v chính cư trú trong đất bao gồm virus, V K , xạ khuẩn (cũng được coi là VK ). vi nấm, tảo. dộng vật nguyên sinh. Trong đó V K chiếm số lượng nhiều nhất. Thường trong các loại đất V K chiếm tỳ lệ trung bình từ 80 - 90% tổng số v s v . Trong dó có các loại VK hiếu khí, V K kỵ khí, V K tự dưỡng, V K dị dưỡng......xạ khuẩn và nấm chiếm 8 - 18%. Còn lại là các nhóm táo đơn bào và động vặt nguyên sinh. Tý lê này thay đổi tuỳ theo loại đấl, tầng đất, chê độ canh tác, khu vực địa lý và thời vụ,... + Quẩn thể v s v thường phân bố nhiểu nhất ở tầng 0 - 20cm. Tầng đất này là nơi có điểu kiện M T thích hợp nhất cho v s v sinh trưởng như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, độ thông khí,... tầng đấl này thường là nơi tập trung nhiều rẻ cây. Trong quá trình sống, rỗ cây tiết ra nhiều chất d in h dưỡng, đ ồn g thờ i bàn thân rễ, lá cây rụng xu ốn g cũng là ngu ổ n d in h dưỡng của nhiều nhóm v s v . Đậc biệt dối với đất canh lác, tầng đất này còn được gọi là táng canh tác, thường xuyên được châm bón, xới cày tạo điểu kiện cho v s v sinh trướng. Sự phát triển của v s v lại chính là yếu tô' làm cho đất giàu dinh dưỡng do quá trình phân huỷ, chuyển hoá các hợp chất khó tiêu thành các chất dỗ tiêu cho cây trổng hấp thụ. + SỐ lượng v s v giảm dẩn theo tầng đất, càng xuống sâu số lượng càng giảm, đạc ibiệt là các nhóm v s v hiếu khí. Riêng đất bạc màu, v s v phàn bố dáng kê đến tầng 20 - 40cm. »au dó giảm dẩn ờ các tầng sâu hơn. + Thành phần các nhóm v s v cũng biến động theo lầng đất. Ớ tẩng 0 - 20cm thưỜMg tập trung các nhóm v s v hiếu khi như xạ kliuấn, vi nấm và V K hiếu khí. Càng xuống sãu các nhóm v s v hiếu khí càng giảm, ngược lại các nhóm kỵ khí như V K phán nitrat hoá tang ở tầng 20 - 40cm. + Sự phân bố cùa các v s v trong đất còn phụ thuộc vào các loại đất. Các loại đất khác nhau có điều kiện dinh dưỡng, độ ẩm, độ thoáng khí, pH,... khác nhau, các yếu tố M T này quyết định thành phần và số lượng cúa v s v . ờ những đất ngập nước như dất lúa nước, điều kiện ngập nước ảnh hướng đến sự thông khí, nhiệt độ,... quyết định ihành phẩn v s v . Ở dãy, các nhóm v s v yếm khí phát triển mạnh. Tý lệ giữa các V K hiếu khí/ yếm khí luôn nhò hơn. thường là 0.2 - 0,4. Trong khi đó ở đất vườn Irồng cày ân quà hoặc đất trổng rau, cù. là mai có điều kiện thõng khí tốt nên tý lẹ này luôn lớn hơn 1 . - Mỗi loài thực vật Irong quá trình sống I1Ó đào thái qua bộ rc một tổ hựp các chất khác nhau, khi rẻ cây chết di cũng dế lại trong đất các thành phần hữu CƯ khác nhau. Số lượng và thành phẩn các hợp chất hoá học có trong vùng rỏ quyẽt định số lượng và thành phần loà i v s v sống trong vùng rẻ đó. ơ Irong vùng rõ cùa cây họ đậu, thường V K cố định nitơ cộng sinh và 1 0 các nhóm v s v tham gia trong quá trình phân huý các hợp chất chứa nitơ chiếm ưu thế. Trong vùng rẻ của cây ăn quá hoặc cây ăn cú như khoai, sắn, nhóm v s v phân huý tinh bột, phân huý đường,... lại chiếm ưu th ế 5 0 với các nhóm khác,... Sô lượng và ihành phần loài v s v còn Ihay đổi theo thời kỳ phát triển của cây. Ờ giai đoạn cảy sinh trướng mạnh, quá trình Irao đổi chất qua rễ cây diển ra mạnh mẽ, kích thích sinh trướng và phát triển của các nhóm v s v sừ dụng các sản phẩm trao đổi chất của cầy. Khi cây già. chết hoâc bị thu hoạch phần trẽn là lúc các nhóm v s v hoại sinh phát triển mạnh mẽ, tiến hành phân huý rẻ cây đã chết v.v,... b) Vai trò của v s v trong sư chuyển hoá vật chất trong dất Các nhóm v s v sống trong đát tham gia mạnh mẽ vào quá trình chuyển hoá vật chát Irong đất, góp phần khép kín các vòng tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên. Hầu hết các khâu cùa các chu trình chuyển hoá vật chất xảy ra trong đất đểu có sự tham gia cùa v s v . - Trước hết phải kê’ đến nhóm v s v tham gia vào quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ Irong đất. Các hợp chất chứa nitơ trong đâì tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, từ các hợp chất như protein, axit amin do xác động vật, thực vật, v s v bị phân huỷ đê lại trong dất đến các hợp chất vò cơ như các muối ở dạng nitrat, nitrit, amôn có sẵn trong đất hoăc từ phàn vô cơ do con người bón vào. Các hợp chất nitơ chứa trong đất khòng giữ nguyên mà luôn luôn chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác thông qua quá trình hoạt động của các nhóm v s v khác nhau. Các nhóm v s v phân huỳ protein còn gọi là nhóm V K gây thối. Chúng có khá năng tiết ra enzym proteinaza, dưới lác dụng của enzym này, phân tứ protein sẽ bị phá huỷ thành chuỗi polypeptit và oligopeptit. Sau đó các chất này dưới tác dụng của enzym peptidaza tiếp tục được phân huý thành các axit amin. M ột phẩn axit amin sẽ được tế bào v s v hấp thụ làm chất dinh dưỡng, phần khác thông qua quá trình khử amin tạo thành N H 4+. Toàn bộ quá trình được gọi là quá trình amôn hoá protein. NH,* sẽ kết hợp với các anion trong đất tạo thành các muối amôn như NH4c i,(N H 4)2so4,... Nhiều loài v s v có khả năng amôn hoá protein, ví dụ như V K Bacillus mvcoides, Pseiidomonas ỳluorescens, xạ khuẩn Streptomvces rimosns, nẵm mốc Aspergillus oryiae ,... các nhóm v s v này chuyển hoá dang nitơ hữu cơ trong đất thành nitơ vô cơ dưới dang các muối amôn là dạng hợp chất nitơ dễ tiêu mà thực vật có khả năng hấp thụ. + Các muối amôn trong đất một phần được thực vật sử dụng, phần khác được chuyển hoá thành dạng nitrat. Quá trình nitrat hoá không phải là một quá trình hoá học thuần tuý mà có sự tham gia cùa 2 nhóm vi khuẩn tự dưỡng hoá nâng (hoá tự dưỡng), cả 2 nhóm đều có khả nẳng sử dụng oxy không khí trong quá trình hô hấp để oxy hoá các hợp chất nitơ vô cơ sinh ra năng lượng sử dụng trong các hoạt động sống cùa mình. Nhóm thứ nhất có khả năng oxy hoá NH4* tạo thành N 0 2 gọi là V K n itrit hoá, thuộc các chi Nilrommonas, N itroiocystis, Nitrozolobus, Nitrosospira. Nhóm thứ hai thuộc các chi Nitrobacter, Nìtrospira và Nilrococcus. Trong số các v s v thực hiện quá trình nitrat hoá ngoài nhóm tự dưỡng còn có nhóm dị dưỡng, bao gồm một sô' loài V K và xạ khuẩn thuộc các chi Psendomonas, Slreplomyces.... + Quá trình nitrat hoá là mộl khâu quan trọng trong chu trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ, song nó cũng có nhiều điều bất lợi đối với đất, NO, sinh ra thường kết hợp với ion H* có trong đấ! tạo thành HNO , làm cho pH đấl giâm xuống. NO, dỗ bị rửa tròi xuống các tầng sâu và dễ đi vào quá trình phản nitrat hoá làm cho đất mất đạm. NO, tích luỹ ờ một mức độ quá mức cho phép sẽ làm cho đất bị ò nhiễm nitrat. Cây trồng hấp thụ một lượng nitrat quá 6.GTÒ NHIÊM ..XỬ LY A nhiều khí dùng làm lương thực, thực phấm cho người sẽ gây nẽn những bệnh hiểm nghèo. Bởi vậy một trong những tiêu chuẩn quan trọng của rau sạch là hàm lượng nitrat không vượt quá tiêu chuẩn cho phép. + Các hợp chất của nitrat được hình thành trong đất một phần được thực vật hấp thụ, phần còn lại tích luỹ ở trong đất thường được tiếp tục chuyển hoá bời các nhóm v s v khác nhau. Một phần các hợp chất nitrat được một nhóm VK dị dưỡng hiếu khí chuyển lại thành dạng amôn gọi là quá trình amôn hoá nitrat hoặc khử nitrat đổng hoá. Phần khác được chuyển thành dạng nitơ tự do gọi là quá trình phàn nitrat hoá. + Quá trình phản nitrat hoá là quá trình chuyển hoá NO,~ thành nitơ tự do chỉ xảy ra ở điéu kiện kỵ khí. Nhóm sinh vật thực hiện quá trình phản nitrat hoá sứ dụng nitrat làm chát nhận điện tử cho quá trình hô hấp kỵ khí để tạo ra năng lượng dùng trong quá trình sống, sàn phàm cuối cùng cùa quá trình này là khí N2 bay vào không khí làm cho đất mất đạm. Oxy có tác dụng ức chế các enzym xúc tác quá ưình phản Iiitrat hoá. Bời vậy ở các ruộng lúa nước cẩn làm cỏ, sục bùn để hạn chế quá trình này. Sự khác biệt giữa 2 quá trình amôn hoá nitrat và phản nitrat hoá được biểu hiện qua sơ đổ sau: N H 2O H --------> NH (Amồn hoá nitrat) -> N 2 (Phản nitrat hoá) Ngoài ra còn cần phải phân biệt quá trình phản nitrat sinh học với quá trình phản nitrat hoá học cũng xảy ra trong đất. Quá trình phản nitrat sinh học được thực hiện bời các nhóm v s v với cơ chế như đã nói trên. Nhóm vsv này phân bố rộng rãi trong đất, đại diện là các chi Agrobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Tlúobacillus, Pseudomonas, thích hợp với nhiệt độ từ 25 - 45"C, pH trung tính hoặc kiểm. Trong khi đó quá trình phàn nitrat hoá học thường xảy ra ờ pH < 5,5 và khồng có sự tham gia của vsv. + Nitơ phân tử là sản phẩm cùa quá trình phản nitrat hoá xảy ra trong đất chiếm một tỷ lệ lớn trong khí quyển. Chúng dược chuyển hoá thành dạng nito hợp chất, khép kín vòng tuần hoàn nitơ nhờ nhóm vsv cồ' định nitơ sổng trong đất và cộng sinh trong rễ một số thực vật. Quá trình này gọi là quá trình cô' định nitơ sinh học. Nj + 6H+ + 6e + 12ATP * 2 N H ,+ 12ADP+ 12P Quá trình cô' định nitơ sinh học được thực hiện bời các nhóm v s v có khả năng sinh ra enzym nitrogenaza xúc tác cho phản ứng chuyển hoá N2 thành NH,: Đây là một phản ứng khử, enzym nitrogenaza không hoạt dộng khi có oxy. bởi vậy các V K cố định nitơ hiếu khí phải có cấu tạo thích hợp để oxy không tiếp xúc với nội bào là nơi xảy ra quá trình khử nitơ. v s v cố định nitơ gồm 2 nhóm chính: Nhóm sống tự do, điển hình là Azolobacler clilorococciim sống dị dưỡng hiếu khí. Các nhóm này sống tự do trong đất và tiến hành cố định nitơ. Nhóm thứ hai là nhóm cộng sinh với thực vật, điển hình là V K Rhizobium cộng sinh với một sô thực vật thuộc họ đậu tạo thành nốt sần ở rẻ cây. Nhờ dó mà cây đậu có thế sống ờ những nơi hàm lượng nitơ thấp. Cây họ đậu thân gỗ thường được dùng làm cây tiên phong trong việc phù xanh đất trống, đồi núi trọc do khá năng cố định nitơ khí trời làm giàu đạm cho đất. Xạ khuẩn thuộc chi Franlcia sống trong nốt sần cây phi lao cũng có khà năng c ố đ ịn h nitơ. 42 6 G T ON HI EV XƯ LY B Các nhóm vs v cố định nitơ tham gia vào một khâu quan trong trong chu trình chuyển hoá nitơ, khép kín vòng tuần hoàn nitơ trong thiên nhiên, chúng đóng góp tích cực vào việc làm giàu đạm cho đất. - Cũng như nhóm cô định nitơ, tất cả các nhóm vs v tham gia vào các khâu khác nhau cùa chu trình chuyển hoá các hợp chất nitơ đã biến đổi các dạng nitơ ờ trong đất từ dạng này sang dạng khác, khép kín vòng tuần hoàn vặt chất, làm sạch M T đất, nâng cao hàm lượng các chất dinh dưỡng cho cây trổng. Các nhóm v s v đất tham gia vào nhiểu khâu quan trọng trong chu trình chuyển hoá này. Đầu tiên phải kể đến nhóm vs v tham gia vào quá trình phân huỷ xenlulozơ - một hợp chất hữu cơ có nhiểu trong đất do các bộ phận của thực vật như thân, lá, rễ rụng ra chết di. Xenlulozơ là một hợp chất hữu cơ khó phân giải, có cấu trúc bậc 1 là một polyme mạch tháng, mỗi đơn vị là một đường 12 cacbon, đường này được cấu tạo từ 2 phân tử D - glucozơ. Cấu trúc bậc 2 và 3 rất phức tạp tạo thành dạng lớp gắn kết với nhau bằng liên kết hydro trùng hợp nhiều lần. Dịch tiều hoá của người và động vật không thể phân giải được xenlulozơ. sở dí động vật nhai lại tiêu hoá được xenlulozơ là nhờ nhóm V K xenlulozơ sống trong dạ dày chúng. Trong đất có nhiểu nhóm v s v có khả năng phân huỳ xenlulozơ nhờ các hệ enzym xenlulozơ ngoại bào, bao gồm 4 enzym khác nhau tác động vào các mối liên kết của đại phân tử xenlulozơ. Dưới tác dụng cùa các enzym này, xenlulozơ tự nhiên đẩu tiên được chuyển biến thành xenlulozơ vô định hình không còn cấu trúc lớp, từ dạng vô định hình, lại được phân huỷ thành xenlobiozcr là 1 loại đường 1 2 cacbon, cuối cùng được phân huỷ thành đường glucozơ (hình 3.9). Hình 3.9. Sớ đó phân huỷ xenlulozd thành đường glucozO Enzym c , có tác dụng phân huỷ các mối liên kết hydro trong cấu trúc lớp. Enzym Cx có tác dụng cắt sợi polyme thành các đoạn ngắn và thành đường 12 cacbon xenlobiozo. Enzym p - glucosidaza có tác dụng cắt đưcmg xenlobiozơ thành glucozơ. Các nhóm v s v phân huỷ xenlulozơ trong đất gồm nhiẻu loại khác nhau. Nhóm hiếu khí bao gổm V K , niẽm V K , xạ khuẩn, nấm mốc. Nhóm V K hiếu khí đại diộn là Cellulomonas, Pseudomonas, Achromobacter,... Nhóm nấm mốc có hoạt tính phân huỷ xenlulozơ đáng chú ý là Triciderma, ngoài ra còn có Aspergillus, Fnsaritim, Pénicillium,... Nhóm kỵ khí có V K Clostridium, đặc biệt là nhóm V K kỵ khí Ruminnococciís sống trong dạ dày cỏ của động vật nhái lại. Chính nhờ nhórri riày mà trâu, bò 'cổ thể sử dụng dứợc xenluloró có trong cỏ, rơm rạ,... làm thức ăn. M ột số sinh vật cố khả năng tiết enzym xenlulaza phân giải xenlulozo là trùng roi (1 loại động vật nguyên sinh) trong ruột con mối. M ối gặm gỗ cung cấp thức ăn cho trùng roi, vể phần mình, trùng roi tiết enzym phân giải gỗ thành axetat và các sản phẩm khác làm thức ăn cho mối. + Trong đất còn có nhóm v s v tham gia vào quá trình chuyển hoá các chất trong vòng tuần hoàn phospho và lưu huỳnh. * Trong vòng tuần hoàn phospho, vsv phân huỷ lân hữu cơ chuyển thành các hợp chất phospho vô cơ. Ngược lại các hợp chất phospho khó hoà tan như Ca,(P04)2, FeP04, AIPO4,... 43 các dạng hợp chất này còn nằm trong các quặng thiên nhiên như apatit, pliosphat sắt. phosphat nhôm sẽ dược nhóm V K t>hân giải pliospho vô cơ chuyển thành dạng muối phosphal tan trong nước. Chỉ ở dạng này thực vật mới có thế hấp thụ được. Nhóm v s v phân huỷ lân hữu cơ trong đất chù yếu thuộc hai chi Racilliis và Pseudomnnas, diên hình là VK lìíirillu s megatherium - pliosplialicum có khá năng phàn huý lân hữu cơ cao nhờ enzym phosphataz.a tiết vào môi trường. Nhóm v s v chuyển hoá dạng phosphat không lan thành phosphat dẻ tan trong quá trình sống thường sản sinh ra C 0 2, c o , phán ứng với HịO tạo thành H,CO,. U2CO, kết hợp với phosphat khó tan chuyển thành dạng dẻ tan. Ca,(P04)j + 4H2CO, ---------> Ca(H2CO, ) 2 + 2Ca(HCO,), + HjO Trong dất có nhiểu nhóm v s v có khá năng phân giải phosphat võ cư. đại diện là các loài Bacillus megatherium, Pseudomtmas radiobacter,... Nhóm V K nitral hoá và sunphat hoá cũng có khả năng chuyển hoá lân vô cơ do NO,', S042 sinh ra kết hợp với HjO trong đất tạo thành IIN O , và H2S04. Hai loại axit này kết hợp với các loại muối phosphat khó tan chuyển thành dạng dễ hoà tan. * Trong vòng tuẩn hoàn lưu huỳnh có sự tham gia tích cực của các nhóm V K chuyển hoá hợp chất lưu huỳnh. Trong cơ thể sinh vật, lưu huỳnh có trong thành phần một số axit amin như metionin, systein. K hi sinh vật chết, xác cùa chúng sẽ được v s v phân giải, các axit amin chứa lưu huỳnh sẽ bị thuỷ phân nhờ enzym desunfuraza giải phóng H2S làm ô nhiêm M T đất. Trong đất có một số nhóm V K quang tự dưỡng và hoá tự dưỡng có khá năng oxy hoá H2S thành s hoăc thành S042 : 2HjS + o, ---------► 2S + HjO ánh sáng H2S + C 02 + H20 ---------► Q H iA + H2S04 Lưu huỳnh và một số hợp chất lưu huỳnh vỏ cơ có trong đất cũng bị chuyển hoá thành S042“ bời một số V K hoá tự dưỡng. 2S + 3 0 , + 2H 20 -------------► 2H,SOj 2Naỉ S20 , + H20 + 4 0 2 -------------*■ 5Na2sÕ4 + 2S + H2SOj Năng lượng sinh ra trong các quá trình oxy hoá được V K sử dụng đổ đổng hoá C 0 2. Các muối cùa SO.,2~ lại được thực vật hấp thụ, khép kín vòng tuần hoàn lưu huỳnh. Các V K đại diện cho nhóm hoá tự dưỡng thực hiện cho quá trình trên là Thiobacilliis thiooxidans, Thiobacillus thiopanis,... Các V K quang tự dưỡng tham gia vào sự chuyển hoá các hợp chất lưu huỳnh thường thuộc họ Clorobacteriaceae. + Trong đất còn có các nhóm v s v tham gia vào quá trình chuyển hoá các họp chất khoáng khác như sát, nhôm, kali và các nguyên tố v i lượng.... - Trong đất, ngoài các nhóm v s v kê trên còn có các nhóm v s v gily bệnh cho cây trổng và cho động vật đất. Các nhóm này chi tổn tại được trong đất dưới dạng bào tứ, không có khá nang sinh trường, phát triển trong MT đất, chi khi nào xàm nhập vào cơ thê động vật, thực vật chúng mới sinh trường và phát triển. Tóm lại, các nhóm v s v sống trong đất đóng vai trò quan trọng trong UST đát. Chúng tham g ia vào hầu hết các kh âu trona các chu trình chuyến hoá vạt chất xáy ra Iro im đất, Chúna phân huỳ các chát hữu cơ, chuyển hoá các chất độc hại làm sạch MT (tái. Khá năng tự làm sạch M T đất phụ thuộc chú yếu vào thành phán và sổ lượng các nhóm VNV SỔI1Ẹ trong dái. 44 c) H o a t t í n h s i n h h ọ c c ủ a v i s i n h v ậ t đ ấ t "Tính sống" của đất có liên quan đến hàng loạt các phàn ứng cnzym. Như vậy, hoạt tính các erưym đất có tẩm quan trọng bậc nhất liên quan đến hoạt tính cùa vsv. Bảng 3.13 liệt kê các en:ym phổ biến trong đất và các phản ứng mà chúng xúc tác. Bảng 3.13. Một sô' enzym tim thấy trong đâ't vá những phản ứng mà chúng xúc tác Enzym Phản ứng được xúc tác * Oxytteductaza - Catäaza - Catechin oxydaza (tirosinaza) - Dehvdrogenaza - Diphenol oxydaza - Glucozd oxydaza - Percxydaza và polyphenol oxydaza -Transferaza transaminaza * Hydnraza - Axet/Iesteraza - a - va ß-amilaza - Aspiraginaza - Cellalaza - Deanidaza - a - Vi ß-galactoxydaza - a - và ß - glucoxydaza - Lipara * Mete phosphataza - Nuceoxydaza * Phoiphataza - Phyaza - Profeaza - Pyrcphosphataza - Ureiza - 2H20 2 -» 2H20 + 0 2 - O-diphenol + 1/2 O j -» o - quinon + H20 - x h 2 + A -> X + a h 2 - P-Diphenol + 1/2 0 2 -> P-quinon + H20 - Glucozơ + 0 2 -> Axit gluconic + H20 2 - A + + H20 2 -> A oxy hoá + H20 - R,R2 - CH - N^H, + R,R4CO -► R 1R4-C H -N +H1 - Axetic este +H20 -» alcohol+axit axetic - Thuỷ phân p (1-4) liên kết glucozit - Asparagin + H20 -> aspartate + NH4 - Thuỷ phân 3(1-4) liên kết glucan - Amit axit cacboxylic + H20 -> axit cacboxilic + NH3 - Galactoxit ♦ H20 -> ROH + Galactozơ - Glucoxit + H20 -> ROH + G lucozd- Triglyxerit + 3H20 -> glyxerol + 3 axit béo - Metaphosphat -► Octophosphat - Sự loại phospho của nucleotit - Este phosphat ♦ H20 -► ROH + phosphat - Hecxaphosphat inoxitol + 6H20 —► inositol + 6-phosphat - Protein - * peptit + axit amin - Pypophosphat + H20 -> 2-Octophosphat - Ure -> 2 N H / + C 0 2 (Nguón: Paul và Clark, 1989). -M ộ t sô' enzym là ổn định, như ureaza vã dều đận được những tế bào sản xuất ra, một số khác (hì được tạo thành khi hiện diện những cơ chất nhạy cảm. Các enzym đất là những proteii, thông thường bị các chất hữu cơ đất và các kéo vô cơ hút giữ và do đó, nhiẻu enzym ngoại bào không trực tiếp liên quan đến sinh khối vsv cũng đều thấy ờ trong đất. Những chuyểi hoá gây nên bời vsv, quyết định tính dẽ tiêu và chu trình các chất dinh dưỡng trong M T đít như chu trinh cacbon, nitơ, sunphua và phospho. Nur vậy, đất là một vật thể sống, những quá trình sinh học phụ thuộc vào sô' lượng động vật klvmg xương sống, V K và nấm. M ỗi khía cạnh đạc Ihù cùa độ phì sinh học đất có tác động đốn siih trường Ihực vật (bảng 3.14). 45 Bảng 3.14. Tác động của các đặc trưng sinh học đất đến sinh trưỏng cây trổng Sinh vật Chức năng Tác động đến sinh trưởng thực vật Động vật không xương sông trong đất (giun, mối) Phân huỷ và bẻ gảy nhũtig tàn dư hữu cơ để các vsv phân huỷ tiếp. Tác động thuận đến sinh trưởng cây trổng và biến các chất dinh dưỡng trở nên dễ dàng để thực vật hấp thụ. v s v Chuyển đổi các chất không tiêu thành dễ tiêu. Nitrat hoá (chuyển đổi N thành dạng dễ tiêu cho thực vậỉ) là quan ỉrọng nhất trong nhiều loại đất khi hiện diện những chất hữu cơ tươi trong đất. Nấm sợi Hấp thụ dinh dưỡng. - Hấp thụ phospho ở những đất nghèo phospho được tãng cưởng khi hệ rễ nhiều nấm SỢ; - Làm đất tối thiểu và luân canh cây trổng xúc tiến quần hợp nấm sợi; - Sự nhiễm nấm sợi có ý nghĩa lớn trong đất nghèo phospho, nhưng ít có ý nghĩa khi đất được bón phân phospho; - Cây sắn và cây chuối cần sự nhiễm nấm sợi; - Nấm sơi có thể sống đươc ở đất chua. vsv cộng sinh Cố đinh nitơ. Làm giàu nitơ ỉrong đất. Nấm, các sản phẩm phân huỷ, các bài tiế t rể Làm tãng đoàn lạp đất. - Thoáng khí, thấm nước và cải thiện các chất dinh dưỡng dễ tiêu trong đất có đoàn lạp tốt; - Nấm có vai trò quan trọng trong việc bẻ gãy các tàn dư hữu cơ trong gỗ. Những vsv khác nhau có trong đất Các loại bệnh và côn trùng. - Các sinh vật gây bệnh có thể tổn tại nhiều năm trong đất sau khi nhiễm thụt vật; - Một số sinh vật có thể giúp kiểm soát sâu bệnh, mầm bênh và cỏ dai. - Chất hữu cơ đất là các vật liệu hữu cơ có nguổn gốc sinh học bị phân huỷ hoàn toàn hcạc một phần và có hàng loạt các chức năng trong đất: + Dự trữ N, p, s và hẩu hết các nguyên tố vi lượng. + Đóng góp vào khả năng lưu giữ các cation dinh dưỡng (Ca, Mg và K ) của đất. + Cung cấp năng lượng cho sự phân huỷ các tàn dư hữu cơ bởi v s v . + Tăng cường khả năng giữ nước cùa đất. + Cải thiện cấu trúc dất thông qua việc tạo thành các đại đoàn lạp, làm tăng sự thấm nước, giảm rửa ưôi. + Biến đổi các chất độc trong đất. Chấl hữu cơ có thể phân biột vói vật liệu hữu cơ thường gồm vật rơi rụng không phân huỷ trên măt đất và trcng đất, tàn dư cây ưổng, vật liệu che phủ, phân xanh, phân động vật và nước thải. Hàm lượng chất hữu cơ đất thấp ảnh hường gián tiếp đến sinh trường thực vặt qua nhiều cách. Trong những đất đổi núi chua, chất hữu cơ đất là nguồn dinh dưỡng quan trọng và là kho dự trữ các chất N, p, s. Sỏ’ năm sau phát rẫy Hình 3.10. Mức ch ất hữu ca bị tác dộng Rất khó đế tăng hàm lượng chất hữu cơ đất một khi đất đã bị thoái hoá. Hàm lượng chất hữu cơ đất được xác định bàng tổng vật liệu hữu cơ thêm vào đất và tốc độ phân huỷ củã nó. Ví 46 dụ, tình trạng giâm chất hữu cơ đất sau khi chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghiệp (hình 3.10). Bởi vì tổng vật liệu hữu cơ Ihẽm vào dất nhò, việc canh tác làm tâng tốc độ phần huỷ chài hữu cơ và vật liệu hữu cơ cũng bị năng suất cây trổng lấy đi. Theo tính toán, có khoảng 10 tấn vật liêu hữu cơ được bổ sung cho 1 ha dưới rừng mưa nhiệt đới trong 1 năm qua rơi rụng lá, thân, cành và hàm lượng hữu cơ được duy trì trong một cân bàng động. Tuy nhiẽn, lượng lớn hơn vật liệu hữu cơ cũng dược bổ sung cho đất trồng cây hằng năm và những mất mát chất hữu cơ lớn hơn so vói đất dưới thảm rừng. Khoảng 10 tấn hữu cơ trong một năm được bô sung cho một ha đất trổng cao su và cỏ dầu và điều đó được giải thích tại sao chất hữu cơ đất được duy trì và thậm chí tang dưới các cây trổng lâu năm. Quản lý là nhầm lưu giữ chất hữu cơ đất (bảng 3.15). Bàng 3.15. Ành hưởng của một số thực tiễn quản lý đến chất hữu cơ đất Thực tiền Ảnh hưỏng Giảm xói mòn đất Giảm mất mát chất hữu cơ đất. Giảm cường độ làm đất Tốc độ phân huỷ chất hữu cơ thấp. Tàn dư với tỷ lệ C/N rộng (rơm, rạ) ít ảnh hưỏng hdn so với tý lệ Chất lượng tàn dư (tỷ lệ C/N) Tàn dư cây trổng được trả lại cho đất 2. Động vật dất C/N hẹp (lá cây lạc) trong việc duy trì chất hữu cơ đất. Những tàn dư giàu c nghèo N bị oxy hoá và giải phóng C 0 2 và lượng chất hữu cơ được tăng cường nhỏ. Cung cấp vật liệu thô cho việc sản sinh chất hữu cơ. Nếu tàn dư cây trổng dùng làm thức ăn động vật, thi phân chuồng sẽ phải bổ sung cho đất. - Trong đất có nhiều nhóm động vật sinh sống, từ các dộng vật nguyên sinh bé nhò mà cơ thể chi là đợn bào nhu trùng roi Eugíena đến các động vật bạc cao như nhím, chuột và các loài chim làm tồ trong đất. Các loài động vật mà hầu hết vòng đời của chúng diễn ra ở trong đất, có những lọài ờ giai đoạn còn non thì song trong đất, nhưng đến giai đoạn trưởng thành lạ ĩ ra khòi đất đễ sống trên cậy, đó là các loài côn trùng như ong, bướnCbọ cánh cứng, .. Có những loài chi dùng đat làm lổ như một số loài chim làm lổ trong đất. - Hầu hết các loài động vật đất đều đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vật chất và làm giàu chất hữu cơ cho đất. Chúng ăn một luợng lớn chất hữu cơ có cấu tạo phức lạp như lá cây, re cây, thân cây, đặc biệt là xác thực vật đã hoại mục. Thông qua quá trinh tiêu hóa, các chât này được thài ra duới dạng đơn giản hơn, góp phần làm giàu chất dinh dưỡng cho đất, tăng đáng kể hàm lượng mùn trong đất. Trong quá tnnh sống, chúng đào hang làm tổ và đường đi lại do chúng đào trong đất làm cho đất tơi, xop, thoáng khí và giữ am cho đat. - Đi tiên phong trong các nhóm động vật làm lợi cho đất truớc tiên phải kể đến các loài giun đất. ơ những M T thích hỹip, mật độ cùa chúng có khi lên tới hàng trăm cá thể trên lm 2; trung bình ở vùng nhiệt đới, sô luợng cũng phải đạt tới hàng chuc cá thể trên lm 2. Chúng sử dụng Ịá, rễ cây hoai mục làm thúc ăn, dọn sạch lá cây, rác rười ton đọng ừọng đất và trên mặt đât, đông thòi thải ra một Ịượng lớn chât thải, trong đó có đầy đủ các hợp thất N, P; K cung cap cho cây trông. Saụ giun đât là các loại côn trùng. Côn trùng có một nửa vòng đời song dưới đất. Dó là giai đọạn âu trùng cùa một số loài bướm, o^g, bọ cánh.cứng; khi còn ở giai đoạn sâu non, chúng sống dirới đat, đào hang làm tồ và thải võộ .tất một lượng lớn chất hữu cơ. - Ngoài ra, trong đất còn có cạc nhóm Chân khớp, Thân mềm và các loài động vật không xương khác cũng đóng góp một phản không nhỏ vào việc chuyên hóa vật chất trong đất và cải 47 thiện cấu trúc vật lý của đất. Ngay cá các động vật có xương sống trong đất như chuộl, nhím,... cũng đóng một vai trò quan trọng trong HST đất (bàng 3.16). Bàng 3.16. Khu hệ động vật dất Ten động vật Loai điển hình Động vật nguyên sinh (Protozoa) Động vật thân dẹp (Platheliminthes) Động vật thân túi (Aschelementhes) Động vật thân tròn (Annelida) Động vật thân mềm (Arthropoda) Động vật tiết túc - Hình nhện (Arachinda) - Vỏ cứng (Crastacea) - Nhiều chân (Myriapoda) - Côn trùng Ụnsetra) Động vật có xương sống (Vertabrata) Bò sát Chim Sâu bọ ăn thực vật (Phytopages, hecriveves) Amoebae, Flagellate, Ciliate Trùng dẹp (Terbellarí) Trùng quay (Ptatoria), Tuyến trùng (Nematoda) Các loai giun (Olagochacta) Các loại ốc (Gartropoda) - Bọ (Acanri) - Copepoda, Isopeda - Các loại rết - Mối Isoptera, Collemboda Chuột Rắn, trăn Các loại làm tổ trong đất Các ổ sâu bọ, sâu đục thân, cắn rễ cây, bọ rẩy Các nhóm Ví du Nhóm động vật ăn xác thực vật (Detritirores) Nhóm ãn xác động vật (Carrionfecders) Nhóm ăn phân (Coprophager) Nhóm ãn vsv (Microbiovoires) Nhóm ăn động vật sống (Carvores) Nhóm ăn tạp (Omuivores) Giun ốc ăn thực vật khô; ấu trùng; một số cây; ăn bọ rày. Collembora ãn chất bài tiết động vật. Một số loài ân nấm. Côn trùng ăn động vật nhỏ. Bọ (Mites) và tuyến trùng. - Đất là môi trường sống cùa nhiều loài thực vật. M ổi loại đất hay vùng khí hâu dểu có một thảm thực vật đặc trưng cho nó. Thực vật có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với đất cũng như quá trình hình thành đất. V- THÀNH PHẨN KHÍ CỦA MÔI TRƯỜNG DAT Không khí đất chiếm phần lỗ hổng không có nước. Bời vậy, hàm lượng không khí phụ thuộc vào tổng độ hổng và độ ẩm. Sự phụ thuộc đó trước hếl gây nên do kiểu đất; trạng thái; cấu trúc và mức độ thuần thục của đất. - Không khí đất như nguổn chính chứa 0 2 cho hô hấp rê cùa cây và các vsv hiếu khí. - Không khí đất chứa C 0 2 được cây trổng sử dụng trong quá trình quang hợp. Khoảng 38 - 72% C 0 2 tổng sô' để tạo ra năng suất được cày thu nhận từ đất (Macaroú, 1986). - Không khí đất khác với thành phần khí quyển: hàm lượng COj nhiều hơn (0,1 - 15%), ngược lại hàm lượng O j th ì nhỏ hơn. Lượng c o , tăng do các quá trìn h hô hấp sinh học, hoạt động cùa VSV; Lượng o , giảm do nhu cầu Oj trong quá trình oxy hoá khi phân huỷ chất hữu cơ trong đất. - Việc tăng hàm lượng co, trong không khí đất ảnh hường xấu đến sinh trường cùa cây và sự phát triển của hệ rẻ. Khi giám hàm lượng 0 2 trong không khí đất (đến 8 - 9% hay thấp hơn) thì sự nảy mầm của hạt giảm mạnh. 48 Giữa không khí đất và không khí khí quyến xảy ra quá trình trao đổi liên tục đê’ cân bầng với thành phẩn của không khí. Sự trao đổi càng nhanh và càng hoàn toàn thì càng tạo điểu kiện tốt cho đời sống cùa cây trồng. - Sự Irao đổi ihực hiện qua hệ thống khc hờ trong đấl nhờ sự khuếch tán, thay đổi nhiệt độ, áp suất, thay đổi lượng ẩm do mưa, tưới hay bốc hơi và ảnh hường của gió. Trong đất xáy ra sự tác động tương hỗ không ngừng cùa không khí đất với pha lòng và rắn cùa đất. Đất hấp phụ nhiổu nhất từ không khí đất là hơi nước, khí amoniac, hấp phụ ít hơn COị , o , và ít hơn cả là NÒ, (bảng 3.17). Bảng 3.17. Thành phấn pha khí của MT đất (%) Các loại khí Trong khí quyển Trong đất - Nitơ (N?) 78,08 7 8 ,0 8-8 0 ,4 2 - Oxy (0 2) 20,95 0,00 - 20,90 - Cacbondioxit (C 0 2) 0,03 0 ,0 3 -2 0 ,0 0 - c h 4 0,03 0,0002 - h 2 0,03 0,00005 - n o 2 0,03 0,00002 - Dung lượng chứa khí và tính thấm khí của đất là những tính chất quan trọng cùa độ phì, I1Ó phụ thuộc vào độ xốp, độ ẩm, cấu trúc. Trong thục tế sản xuất nông nghiệp, để tạo ra chế dô không khí thích hợp cần có biện pháp làm đất, cày bừa,... Như vậy, thành phẩn không khí của đất và không khí khí quyển có sự khác biệt đáng kể. Lượng o , trong không khí đất ít và lượng C 0 2 lớn hơn nhiều lần so với không khí khí quyển. Đó là do kết quả cùa các quá trình phân giải các chất hữu cơ bởi v s v và quá trình hô hấp cùa rể cây và nhiều sinh vật khác. Do đó, xét về cấu trúc thì đất gồm những hợp phần không sống và những hợp phần sóng, chúng luỏn trao đổi với nhau vật chất và nang lượng, tuân thủ những nguyên tắc cơ bản cùa một HST. TÓM TẮT CHƯƠNG 3 Với nhiéu sỗ liệu cập nhật, đa dạng, nội dung cùa chương dé cặp đến các thánh phần co bản cùa môi trường đất và chứng minh đất là một môi trường xốp do trong nó có chứa nhiều ló hồng kích thước khác nhau và là tập hợp cùa 4 thành phần cơ bàn: thành phần thể rắn, thành phấn thể lỏng, thành phấn sinh học và thành phần khi của đất. Nội dung chương cũng đặc biệt nhấn mạnh đến tác động tương hỏ giữa các thành phán vá là các yếu tố cơ bản cho nhừng quá trinh phân huỳ, tổng hợp và biến đổi nhiều hợp chất vỏ cơ và hữu co trong môi trường đất. CẢU HỎI 1. Lấy các dẫn liệu để chứng minh đất là một môi trường xốp. 2. Lấy ví dụ về các thành phần thể rắn cùa M T đất và chứng minh sự tác động tương hỗ giữa các thành phần thể rán này. 3. Lấy ví dụ vể các thành phần thể lỏng của M T đất và chứng minh vai trò cùa nó trong chuyển hoá các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong M T đất. 4. Lấy ví dụ về thành phẩn sinh học của M T đất và chứng minh vai trò cùa nó trong chuyển hoá các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong M T đất. 5. L ấ y v í dụ về thành phần k h í cùa M T đất và chứng m in h va i trò cúa nó tro n g ch u yể n hoá các hợp chát hữu cơ và vổ cơ trong M T đất. 6 . 1 .ấy một số dản liệu để chứng minh tác động tương hỗ giữa các thành phần trong M T đất. 7 GTÕ NHIẺM XƯ LY.A 49 C hư ơng 4 CÁC VẤN ĐỂ VỀ MÔI TRƯỜNG ĐẤT M T đất là một phạm trù rất rộng. V í dụ: vào năm 1991, FAO đã tổ chức hội nghị vể sử dụng đất ờ 12 nước Châu Á và hội nghị đã dưa ra các vấn để về M T đất, thể hiện ờ bàng 4.1. Bảng 4.1. Các vấn dề môi trường tại một số quốc gia trên thế giới Vấn để m ôi trường Sô nước 1. Độ phi nhiêu kém và không cân bằng dinh dưỡng 12 2. Dân số tăng nhanh 12 3. Đất thoái hoá do xói mòn 11 4. Chính sách đất đai, luật đất đai & tình hình thực hiện 11 5. Măn hoá 10 6. Phá rừng 10 7. Bổi tụ 10 8. Du canh 9 9. Ngập nước 9 10. Sự biến đổi chất đấỉ 9 11. Hạn hán 9 12. Đất trở nên chua dần 7 13. ồ nhiễm đất 7 14. SMH 6 15. Chăn thả quá mức 6 • 16. Thoái hoá chất hữli cơ 5 17. Phèn hoá 5 18. Đất trượt 4 19. Cơ cấu đất trổng nghèo nàn 3 20. Đấỉ than bùn sình lẩy 2 Theo các vấn đề được nêu trong bảng thì M T đất bao gồm 2 phạm trù: - Các quá trình làm suy thoái M T đất và - Ô nhiễm M T đất. I- BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU - MỐI ĐE DOẠ Đối VỚI TÀI NGUYÊN ĐẤT 1. Diễn biến Ở quy mõ hành tinh, tác động của Biến đổi khí hậu (BĐKH ) thể hiện rõ ở xu thế tăng của nhiệl dộ bề mặt Trái Đất, trên các đỉnh núi cao, dẫn đến hiện tượng nước biển dâng và "biển tiến". Ờ quy mô khu vực, BĐKH đã tác động mạnh mẽ đến các thiên tai hiện hữu, với tính chất biến động mạnh hơn, cực đoan hơn, dị thường hơn cả vé tẩn suất và cường độ. Biểu hiện của những hiện tượng cực đoan này càng rõ hơn vào các thời kỳ ENSO, ví dụ: ở khu vực Đông Nam Á nói chung, Việt Nam nói riêng, sự thiếu hụt lượng mưa dẫn đến hiện tượng hạn hán, nắng nóng, cháy rừng,... vào những năm E1 Nino; tần suất bão, áp thấp nhiệt đới tăng lên cùng với sự tương tác phức tạp giữa các hệ thống thời tiết khác nhau dẫn đến mưa lớn diện rộng gây lũ lụt, sạt lờ đất,... vào các thời kỳ La Nina. Do đó, trong những năm gần đây, trên thế giới và ờ 50 7 GTÕ NHIÊM XƯ LY B Việi Nam đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu về bài toán khí hậu cực đoan hay các hiện tượng khí hậu cực trị (Extreme Climate Events- ECE) trong mối quan hệ với BĐKH. Về các khái niệm "hiện tượng khí hận cực đoan" và "BĐKH", Báo cáo lần Ihứ tư (Fourth Assessment Report - AR4) cùa Tổ chức Liên Chinh phú vể BĐKH (The intergovernmental Panel on Climate Change- IPCC) đã định nghĩa như sau: Hiện lượng thòi tiết cực doan (an extreme weather event) là hiện tượng hiếm ờ một nơi cụ thể khi xem xét phân bô thống kê của nó. Định nghTa hiếm có thể được hiểu theo nhiều cách khác nhau, nhưng hiện tượng thời tiết cực đoan thông thuờng được hiểu là tẩn suất xuất hiện của nó nhỏ hơn 10%. Theo định nghĩa này, các tính chất cùa cái gọi là "thời tiết cực đoan" có thê’ rất khác nhau giữa nơi này và nơi khác. Hiện tượng kh í hậu cực đoan là Irung bình cùa số các hiện tượng thời tiết cực đoan trên một khoảng thời gian nhất định, trung bình tự nó đã là cực đoan. B Đ K H là sự biến đổi về trạng thái của hệ thống khí hậu mà nó có thể được nhận biết qua sự biến đổi vể trung bình vả hoậc sự biến động của các thuộc tính của nó, và nó duy trì trong một thời kỳ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH có thể do các quá trình tự nhién bên trong (hệ thống khí hậu) hoặc do những tác động từ bẽn ngoài, hoặc do tác động thường xuyên cùa con người làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển hoặc sử dụng đất. Hậu quà của sự nóng lên toàn cầu là nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu dã tăng lên, đạc biệt từ sau năm 1950. Tính theo chuỗi số liệu 1906 - 2005, nhiệt độ không khí trung bình toàn cầu tăng 0,74 ± 0,18"c. Các năm 2005 và 1998 là những năm nóng nhất kể từ năm 1850 đến nay. Nhiột độ năm 1998 tâng lên là do hiện tượng El Nino 1997 - 1998, nhưng dị thường nhiệt độ lớn nhất vào nãm 2005. Trong 12 năm gần đây, từ 1995 - 2006, là những năm nóng nhất kể từ 1850. Biến đổi cùa các cực trị nhiệt độ phù hợp với sự nóng lên toàn cẩu. sỏ' liệu quan trắc cho thấy, số ngày đông giá giâm đi ờ hầu khấp các vùng vĩ độ trung bình, số ngày cực nóng ( 1 0 % số ngày hoặc đêm nóng nhất) tăng lên và sô' ngày cực suất và thời gian hoạt động cùa sóng nóng tăng lên ờ nhiều địa phương khác nhau, nhất là thời kỳ đầu cùa nửa cuối thế kỷ XX. Tổn tại sự tương quan chạt chẽ giữa những ngày khô hạn và nển nhiệt độ mùa hè cao trên các vùng lục địa nhiột đới. Các sự kiện mưa lớn láng lên ở nhiéu vùng lục địa từ khoảng sau 1950, thậm chí ờ cà những nơi có tổng lượng mưa giảm. Người ta đã quan trắc thấy những trân mưa kỷ lục hiếm thấy (1 lẩn trong 50 năm). Các nhà khoa học cho biết, trong vòng 100 năm trờ lại đây, Trái Đất đã nóng lên khoảng 0,6"c. Năm 2006 là năm nóng nhất, nhiệt độ trung bình ờ Anh cao hơn so với bất cứ thời điểm nào kể lừ năm 1659. Các dấu hiệu xuất hiện trên thế giới hiện là: Mùa đông ít tuyết ờ khu vực trượt tuyết thuộc dãy Alpơ. Hạn hán triền miên ở Châu Phi. - Các sông băng trẽn núi tan chảy nhanh nhất trong vòng 5.000 năm qua (hình 4.1). Hinh 4.1. Băng tan à hai cực của Trái Đất 51 2. Ảnh hưởng đến nông nghiệp - Tốc độ BĐKH như hiện nay sẽ làm giám sán lượng các loại cây lương thực 15%. Nhiệl độ toàn cầu tiếp tục lăng sẽ gây ra hạn hán ở nhiều nơi hơn, sẽ dấy thêm 50 triệu người trên Ihè giới vào cánh nghèo đói trong vài thập kỷ tới do hạn hán. - Tăng nguy cơ tuyệt chúng cùa động, thực vật, làm biến mất các nguồn gen quý liiém, bệnh dịch mới có thế phát sinh trong nóng nghiệp. Năm 2070. các loại cây trổng có thế lcn đến độ cao 550m và hướng lên phía Bắc 100 - 200km so với hiện tại. cay á nhiệt đới giảm. - Hạn hán nặng hơn và kéo dài hơn đã được quan trắc thấy trên nhiểu vùng khác nhau với phạm vi rộng lớn hơn, đặc biệt ờ các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ sau những năm 1970. Nền nhiệt độ cao và giáng thuý giám trẽn các vùng lục địa là một trong những nguyên nhãn làm năng suất nồng nghiệp giảm khoàng 30% do quá trình SMH đa'l nông nghiệp (kliung 4.1). K hung 4.1. BĐKH đang đe doạ HST nông nghiệp 1/3 diện tích đất trên thế giới được sử dụng vào mục đích nông nghiệp và HST nông nghiệp có ờ mọi nơi trên thể giới. Chinh vi vậy, những lác động của BĐKH diễn ra ở phạm vi rộng vá phức tạp. Nhiều loài hoang dại của các cây trổng làm thực phẩm chính đang nguy cấp. Dự đoán, 1/4 các loài khoai tây dại sẽ chết trong khoảng 50 năm nữa, do vậy, những nhà tạo giống trong tương lai sẻ gâp những khó khăn để đàm bào rằng các loài thưong phẩm sê có khả nãng chống chịu được sự BĐKH Bẽn cạnh đó, chinh các HST nông nghiệp cũng góp phần tạo nên sự BĐKH. Trên thực tế, những hoạt động vé chuyển đổi mục đích sử dụng đất, các vùng trổng lúa nước, đốt ủ rơm rạ ở ruộng sau thu hoạch và sử dụng HCBVTV chinh là các nguổn thài khí nhà kính vào khi quyển. Theo ước tfnh thi lượng khí nhà kính má nến nông nghiệp toàn cầu thải ra chiếm khoảng 20% tổng lượng khí nhà kinh do loài người phát thài. 3. Các kịch bản của biến dổi khi hậu - Tại Bali, LH Q đã đưa ra dự báo: Dự báo 50 năm sau, thiên tai sẽ tăng gấp 4 lẩn và số người chịu ánh hường có thể lên đến 2 tý người. Trẻn thế giới, lưu lượng nước giảm 20 - 30%, ví dụ như ở Nam Phi và vùng biển Địa Trung Hải nơi nhiệt độ tăng 2"c. Có thêm 80 triệu người bị mắc bệnh sốt rét. sán lượng nông nghiệp sẽ giám 5 - 35%, 15 - 40% các loài có nguy cơ tuyệt chủng. M ỗi năm cần 40 tý USD đẳu tư quốc tế đê chống lại ảnh hường của khí hậu. Theo Báo cáo lần thứ tư của IPCC thì: + Trong thế kỷ X X I, sự ấm lên cao nhất xảy ra trên đất liền và ở hấu hết các khu vực vĩ độ cao. + Thấp nhất ờ đại dương phía Nam và một phẩn của Bắc Đại Tây Dương. + Mưa sẽ lăng ờ vĩ độ cao và giảm ở các vùng cận xích đạo. + Với tốc độ ấm lẽn như hiện nay, băng cúa Himalaya sẽ thu hẹp từ điều kiện hiộn tại là SOO.OOOknr xuống còn lOO.OOOknr vào những năm 2030. - Băng của Tày Tạng với bé dài khoảng 4km (lược dự đoán là sẽ biến mất khi nhiệt độ tăng 3"C vào năm 2060 và 4,5"c vào năm 2100 (khung 4.2). Khung 4.2. N hiệt độ Trái Đất có th ế tàng cao Khi nóng độ COj trong khi quyển tăng gấp đỏi thì nhiệt độ bé măt Trải Đất tăng lẽn khoảng 3Í]C. Các số liệu nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ Trải Đất đã tăng 0,5°c trong khoảng thời gian từ 1885 đến I 1940 do thay đổi cùa nống độ C 0 2 trong khí quyển tử 0.027% đến 0,035%. Dự báo. nếu không cò biện phap khẳc phuc hiệu ửng nhà kính, nhiệt đô Trải Đất sê tãng lẻn 1,5°c đến 4.fr'llC - Các kịch bán được đưa ra: * Kịch bản A l: Nền kinh tẽ thế giới tăng trướng nhanh, dãn số toàn cầu dạt cực đại vào nhũng năm giữa thí ký và nhiều công nghệ mới hiệu suất cao được dưa vào sử dụng. Kịch bán A 1 chia Ihành 3 nhóm với các hướng thay dổi khác nhau trong công nghệ: + Nhiên liệu hoá thạch (A 1F 1 ). + Năng lượng phi hoá thạch (A IT ). + Cân bằng giữa các loại năng lượng (A1B). * Kịch bản B í: Dân sô toàn cẩu cũng đạt cực đại vào những năm cúa giữa thế kỷ giống kịch bản A I nKrng có sự thay đổi nhanh hơn trong cơ cấu kinh tế theo hướng dịch vụ và kinh tế thông tin. * Kịch bản B2: Sự tăng trưởng kinh tế và dân sô' ở mức độ trung bình, các giải pháp phát triển knh tế, xã hói và M T bền vững khu vực được chú trọng. * Kịch bản A2: Dàn số toàn cầu tăng trưởng nhanh trong khi phát triển kinh tế và chuyển giao công nghệ chậm. 4. Dự báo cho Việt Nam 4.1. Ngân hàng thế giới năm 2007 cho biết, trong sô' 33 thành phố có quy mô dân số 8 triộu người thì vào năm 2015 ít nhất 2 1 thành phô' có nguy cơ cao bị nước biển nhấn chìm toàn bộ hoặc một phần. Mức độ rủi ro cao vể lãnh thổ bị thu hẹp do nước biển dâng lên theo thứ thự là: Trung Quốc; Ấn Độ; Bangladesh, Viột Nam, Indổnẽxia, Nhật Bản, A i Cập, Hoa K ỳ, Thái Lan và Philippin. Riêng đồi với V iệt Nam, tháng 2 năm 2007, Ngân hàng thế giới đưa ra dự báo: - Việt Nam được dự đoán là một trong 5 nước đang phát triển bị tác động tồi tệ nhất trên thè giới, nếu nhiệt độ Trái Đất tâng lên l" c và mức nước biển dâng cao lm . Những tác động xấu gây nên cho con người, đất nông nghiệp và GDP như: + Các hiện tượng thời tiết trở nên bất thường và khó dự báo hơn. + Mực nước biển dâng cao lm có thê' làm mất 12,2% diộn tích đất, là nơi cư trú của 23% dán số (17 triộu người). + Ngày càng có nhiểu cơn bão và mức độ tàn phá mạnh hơn. + Nhiệt độ tăng cao và lượng mưa thay đổi sẽ ảnh hưởng lớn tới nông nghiộp và nguồn tài nauyén nước. ........................................................................................................................... * Diện tích rộng lớn của ĐBSCL, ĐBSH và ven biển mién Trung bị ngập lụt do nước biên dâng. * Nước biến dâng sẽ ảnh hưởng đến vùng nước của bờ biển V iệt Nam, nghiêm trọng nhất là các khu vực rừng ngập mận cửa Cà Mau, thành phố Hổ Chí M inh, Vũng Tàu và Nam Định. Như vậy, Việt Nam là một trong số ít các ÎJUÔC gia chịu ảnh hường năng nể cùa BĐKH. Thặl vậy, BĐKH đã biểu hiện rõ ở Việt Nam trong những năm gần đây. Hạn hán liên tiếp hoành hành tại cá 3 miền. Lũ lụt, bão xáy ra thường xuyên hơn, gây thiệt hại lớn vể người và cua. Cũng trong vòng 50 năm qua, ảnh hướng của ENSO đến điều kiện thời tiết cùa nước ta khá nặng nể: 53 + Ảnh hường đến hoạt động của bão và áp thấp nhiệt đới: Trong 45 năm (1956 - 2000) có 311 cơn bão và áp thấp nhiệt đới ánh hường trực tiếp đến Việt Nam, trung bình mỗi năm có 6,9 cơn, mỗi tháng có 0,58 cơn. M ỗi năm Chính phú phải chi hàng nghìn tý đồng để khắc phục hậu quả thiên tai. Ở Việt Nam trong 10 năm gần đây, hạn hán đã hoành hành ở miền Trung và Tây Nguyên làm thiệt hại gần 3.000 tỳ đồng. Chỉ riêng 2007, thiên tai đã làm thiệt hại 11.600 tỷ đổng, hơn 400 ngưdi chết, mất tích; làm ngập và hư hại 113.800ha lúa, phá huỷ 1.300 công trình đập, cống thuỳ lợi. Để khắc phục, Chính phú đã phải huy động Quỹ dự phòng cứu trợ cho các địa phương bị thiệt hại 2.500 tỷ đồng và 1 1 .0 0 0 tấn gạo. + Ảnh hường đến tần số front lạnh: Trong những năm El Nino và La Nina, số front lạnh ảnh hưởng đến nước ta đểu ít hơn bình thường. + Ảnh hưởng đến nhiệt độ: Ở hầu hết các vùng trong cả nước, nhiệt độ trung bình các tháng trong điều kiện El Nino đểu cao hơn bình thường, mùa đông chênh lệch rõ rệt hơn mùa hè, các khu vực phía Nam chịu ảnh hưởng rõ hơn ở phía Bấc. Trái lại, trong điếu kiện La Nina, nhiệt độ trung bình các tháng thấp hơn bình thường, ở phía Bắc chịu ành hường nhiều hơn ờ phía Nam. + Ảnh hường đến lượng mưa: Mức thảm hụt lượng mưa trong từng đợt ENSO được định nghĩa là hiệu sô' giữa tổng lượng mua thực tế trong từng đợt ENSO với tổng lượng mưa trung bình nhiểu năm của cùng thời kỳ ở một điểm nào đó, biểu thị bằng % (DR). Kết quả theo dõi cho thấy, hầu hếl các đợt El Nino gây thâm hụt lượng mưa ờ hẩu hết các vùng. DR phổ biến từ 25-50%, hầu hết các đợt La Nina gây ra lượng mưa vượt trung bình nhiều năm ở các tỉnh ven biển Trung Bộ và Tây Nam Bộ. + Ảnh hưởng đến độ mận nước biển vùng ven biển và hải đảo: Nhìn chung, El Nino làm tăng độ mặn, trái lại La Nina làm giảm độ mặn cùa nước biển ở vùng ven biển và hải đảo nước ta. + Ảnh hường đến dòng chảy sông ngòi: Trong những năm El Nino, dòng chảy nâm nhỏ hơn ưung bình nhiều năm từ 10% trờ lên, những năm El Nino mạnh có thể giảm tới 50 - 60%. Trong những năm La Nina, dòng chảy năm các sông thường lớn hơn trung bình nhiểu nâm, có nẫm ở một sô' sông lớn hơn 80 - 1 0 0 %. + Ảnh hưởng đến đời sống và sức khoẻ con người: Theo thống kê, từ nâm 1977 đến 2000, tổng sô' người bị chết và mất tích do thiên tai là 14.962, [rong đó xảy ra vào những năm ENSO chiếm 64% (El Nino 43%, La Nina 21%). Tỷ lệ số người mắc bệnh sốt xuất huyết trên 100.000 người trong thòi kỳ 1976 - 1998 có quan hệ với hiện tượng El Nino với hệ số tương quan từ 0,4 - 0,6. Riêng đợt El Nino 1997 - 1998, cả nước có 51 tình, thành phô có dịch sốt xuất huyết với tỷ lệ bình quân 306/100.000 người. Trước những nguy cơ về BĐ K H đang cận kề, Việt Nam đã xây dựng những đề án thích ứng với các hoàn cảnh sẽ xảy ra. Thay vì chỉ chú trọng phòng và khắc phục hậu quả thiên tai, các ngành đã có sự chuyển hướng trong việc thích úng và tìm biện pháp phòng ngừa, giảm nhẹ hậu quả như Chương trình sống chung với lũ ở ĐBSCL và mới đay Chính phủ cũng yêu cầu các Bộ, ngành liên quan nghiên cứu giải pháp (hích ứng với lũ à miền Trung, ơ Phú Vang (Thừa Thiên-Huế) cũng cần phái xây dựng mới và nâng cấp hệ thống đê; náng nền các công trình sát biển; quàn lý sồng và đám phá: quán lý tổng hợp tài nguyên nước lưu vực và điều hành các hồ chứa,...". Làm gì đẽ đối phó và Ihích ứng với sự B Đ K I1 này khi Việt N;im ]à I tKOng 5 quốc gia chiu ảnh hường nặng nề nhất là vấn đẻ dược các dại hiếu dãc biệt quan tâiỴÌ’ trong hôi tháo 54 Hưcmg tới chương trình hành động của ngành Nông nghiệp và Nông thôn tổ chức tại Hà Nội ngày 11 tháng 1 năm 2008. Đẽ hạn chế thiệt hại do nước biển dâng cao, trước mẳt các nhà khoa học ở Việt Nam đã để ra phương án cần trổng rừng ngập măn và quy hoạch nuôi trổng thuỷ sản, phát triển các khu bào tổn sinh thái, không quy hoạch các khu định cư gần bờ biển, cửa sông, xây đê cao 1 - l, 2 m đê bảo vệ cảng biển, di tích, điểm du lịch,... trong vùng ngập do nước biển dâng. Chính phù đã dự kiến trong năm 2008 sẽ xây dựng kế hoạch hành động quốc gia. Riêng Bộ NN&PTNT sẽ thành lặp văn phòng thường trực Ban Chỉ đạo Chương trình hành động giảm thiểu và thích ứng với biến đổi khí hậu. - Biến đổi khí hậu mang lại nhiểu rủi ro thiên tai cho Việt Nam, chủ yếu là thay đổi về lượng mưa và giông bão. Mực nước biển có thể tăng iừ 30cm đến lm trong vòng 100 năm tới, làm tâng rủi ro lũ lụt cho các vùng đất trũng ven biển. Và khi nhiệl độ tăng lẽn, hạn hán sẽ thường xuyên và gay gắt hơn. Trong chiến lược quốc gia đến năm 2020 của Việt Nam tập trung vào 6 quan điểm cơ bản: + M ột là công tác phòng chống thiên tai bao gồm: Phòng ngừa, ứng phó và khắc phục hậu quả nhằm đảm bảo phát triển bển vững, ổn định xã hội và an ninh quốc gia. + Hai là, các cơ quan Nhà nưóc, tổ chức kinh tế, tổ chức xã hội, đơn vị vũ trang cũng như mọi công dân trong và ngoài nước có nghĩa vụ thực hiện việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai. + Ba là, công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai thực hiện theo phương chăm Nhà nước và nhân dân cùng làm. + Bốn là, 'nội dung phòng chống và giảm nhẹ thiên tai phải dược lồng ghép trong quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội của từng vùng, từng lĩnh vực, quốc gia. + Năm là, công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai lấy phòng ngừa là chính. + Sáu là, cổng tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai phải phát huy và kế thừa kinh nghiệm truyền thông, kết hợp với kiến thức, công nghộ hiện đại, tăng cường hợp tác quốc tế. Hiện nay, nông nghiệp và nông thôn đang và sẽ là lĩnh vực chịu ảnh hưởng cùa tác động BĐKH năng nề nhất. Do đó, Bộ N N &PTN T đã định hướng chiến lược vể sản xuất lương thực tại cấc vùng, dự báo biến động về năng suất cây ưổng tại các vùng sinh thái khác nhau. Những quy hoạch sử dụng đất nhu: thay đổi cơ cấu, thời vụ cây tròng, vật nuôi. 4.2. Nhũng tác động tiêu cục của BĐKH đến MT nông nghiệp và nông thôn Việt Nam Nước ta là một nước nông nghiệp, gần 74% dân số đang sổng ở khu vực nông thôn và miền núi với khoảng 20% số hộ ở mức nghèo đói. Trong điều kiện E1 Nino, năng suất lúa bình quân của vụ Đông Xuân giảm so với vụ trước đó, nhất là ở vùng Trung du Bắc Bộ, trải lại, năng suất lúa vụ mùa tăng, nhất là ở vùng Bấc Trung Bộ. Trong điểu kiện La Niná, năng suít lúá bình quân vụ Đông Xuân và vụ mùa đều tâng so với vụ truớc đó, ưong đó vụ Đông Xuân rõ nhất ờ đổng bẳng Bác Bộ, vụ mùa rõ nhất ở đổng bằng sông Cửu Long. Các hoạt động nông nghiệp cùng với những hoạt động dịch vụ, sinh hoạt đã làm xuất hiện nhiều vấn đề M T có tính chất đan xen lẫn nhau và ở nhiểu nơi, nhiều chỗ đã và đang ưở thành gay gắt, bức xúc. Đạc biệt, trong bối cảnh BĐKH toàn cầu lại nổi lẽn các tác đông như sau: a ) Sự m ấ t đ ấ t Việt Nam hiện có trên 3.260km bờ biển với khoảng 1 triệu km2 măt nước biển, nhưng nếu tính cá với diện tích này thì mật độ dân sổ Việt Nam vẫn thuộc loại cao trẽn thế giới. Đối với 55 Việt Nam, nếu hiện tượng nóng lên toàn cẩu làm cho mực nước biển dâng lên thì ước tính sẽ có khoáng 1 7 -1 9 triệu người Việt Nam mất đấl ờ, một phần rất lớn đâì trổng trọt cũng sẽ bị ngập dưới mực nước biến. Mực nước biển dâng cao lm có thể làm mất 12,2% diện tích đất, là nơi cư trú cúa 23% dàn số (17 triệu người). Là một quốc gia nông nghiệp nhưng hầu hết nông dãn Việt Nam có rất ít đất canh tác, đặc biệt là nông dãn vùng ven biển. Tại các vùng nông thôn Bấc Bộ và Trung Bộ, bình quân đất canh tác trên đẩu người chi khoáng 1,2 - 1,3 sào Hác Bộ (tương úng là 360m2). Gần đây, trong tiến trình công nghiệp hoá và đô thị hoá, khoảng 400.000ha đất nông nghiệp màu mỡ xung quanh các đô thị, các khu công nghiệp mới dã chuyển đổi sang đất phi nông nghiệp. Do dó, việc mất đi một phần rất lớn quỹ đất trồng trọt sẽ đặt Việt Nam trước một thách thức rất nghiêm trọng về an ninh lương thực. Các vùng vcn biển miền Trung đất đai bị bạc màu và khô càn, người nông dân thiếu sự lựa chọn trong sinh kế. nên họ luôn phải đi tìm các cơ hội tham gia khai thác tài nguyên biến và ven bờ. Thiếu việc làm trong nông nghiệp, hàng thập ký qua do kích thích của thị trường, nhiều nỏng dân đã tự phát chuyển từ trổng trọt sang nuôi trổng thuý sản. Xu hướng chuyển dịch thiếu tổ chức này đang gây sức ép ngày càng tăng lên nguồn lợi và M T nước ven bờ. Với quan điểm "điển tư, ngư chung", do bức bách vé cái ăn trước mắt, nhũng kích thích của thị trường, thiếu kỹ thuật lại khồng được tổ chức, nên các hoạt động kiếm sống cùa cư dan ven biển đã trờ thành lực lượng tàn phá các HST ven bờ (rừng ngập mặn, cỏ biên, rạn san hò, các vùng bãi triều,...) làm tài nguyên suy giám, mất khả năng tái tạo, phục hổi và chức nang báo vệ. b) Ánh hưởng đến HST nông nghiệp Theo dự báo của Nicolas Stem, nguyên là chuyên gia kinh tế hàng đầu của Ngàn hàng thế giới (WB) thì cái giá mà mỗi quổc gia phái trà cho việc giải quyết các hậu quả của BĐKH trong một vài chục năm tới sẽ là khoảng từ 5 - 20% GDP mỗi năm, nếu không có biện pháp giám phát thải khí nhà kính và thích nghi cấp bách. Ngoài ra, cũng theo ông, chi phí và tổn thất ở các nước đang phát triển sẽ lam hơn so với các nước phát triển. BĐKH sẽ dẫn đến nhiều tai biến tự nhiên như bão gió. lũ lụt, khô hạn, trong khi đó những HST ven biển đã bị tàn phá Ihì chắc chắn những tai biến sẽ nặng nề thèm. Chì tính riêng năm 2006, thiệt hại do bão gây ra ớ Việt Nam lên tới 1,2 tỷ USD. Mùa Đông năm 2007 - 2008, thời tiết rét đậm, rét hại và kéo dài tới 33 ngày đêm, lặp lại chu kỳ của năm 1968, đã làm chết hơn 53.415 con trâu, bò, trong đó bê, nghé chiếm khoảng 75%, khoảng 150.205ha lúa Xuân đã cấy, khoáng lO.OOOha mạ non ứ tất cả các tỉnh miền núi phía Bấc và Bắc Trung Bộ. Theo Bộ NN&PTNT. ước tính thiệt hại đối với ngành Chăn nuôi và Trồng trọt khoảng 400 tý đổng. Tác động cúa BĐKH đối với các HSTNN diễn ra ở phạm vi rộng và phức tạp. Sự tăng lên nhanh chóng của dân số Việt Nam (hiện là 85 triệu người) dãn đến sự thay đổi của hệ thống nông nghiệp từ loại Iruyển thống sang nông nghiệp công nghiệp hoá với đặc trưng là đầu tư cao để tãng năng suất cây, con và tang năng suất lao động. Thực tế cho thấy, từ thặp kỷ nay người nông dân nước ta đã đầu tư lớn các loại phân bón hoá học cho lha gieo trổng, nhung lại lãng quên việc bổ sung các loại phân bón hữu cơ cho đất. Việc sứ dụng phân bón hiện nay có 3 đặc điểm chính là: - Sử dụng không đúng kỹ thuật nên hiệu lực phàn bón thấp. - Bón phàn khồng cán dối. nặng về sứ dụng phản đạm. Chất lượng phân bón không đám báo, các loại phân bón N - p K. hữu cơ vi sinh, hữu cơ khoáng do các cơ sờ nhỏ lẻ sán xuất trôi nổi trẽn thị trường không đám bào chất lượng ilĩuiịi ký. nhãn mác bao bi nhái, đóng gói không đúng khối lượng.... Những đặc điếm trên đang là những áp lực chính cho nông dân và môi trường đất. Các yếu lố thời tiết, khí hậu biến đổi cũng ánh hường lớn đến chăn nuôi. Vật nuôi cũng như các sinh vật khác chịu nhiều tác động từ các yếu tố môi trường. Các yếu tô' khí lượng thuý vãn như độ ẩm không khí, nhiệt độ, tốc độ gió, hướng gió, lượng bốc hơi nước, lượng mưa, số ngày mưa trong Iháng, trong năm,... đều íl nhiều ảnh hường đến sức khoẻ vật nuôi, nhất là vật nuôi quy mô hộ gia đình với các chuồng nuôi đưn gián, chưa dược trang bị các thiết bị chống nóng, chống rét. Một mặt khác, dịch bệnh gia súc, gia cầm thường phát sinh theo mùa và phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết, khí hậu. c) Gia tă n g hiện tương xói mòn rửa trôi dất BĐ KH gày rối loạn chế độ mưa, nắng, nguy cơ nắng nóng nhiều hơn; lượng mưa thay đổi; lượng dinh dưỡng trong đất bị mất cao hơn trong suốt các dợt mưa dài; hiộn tượng xói mòn nhiều hơn do gió mạnh hơn và tình trạng cháy xáy ra phổ biến hơn ở các vùng khỏ cằn. Nguy cơ náng nóng và đất đai bị khô cằn nhiểu hơn có thể làm giảm năng suất trồng trọt. Bẽn cạnh dó. bán thân nông nghiệp cũng góp phần tạo nên sự BĐKH. Trên thực tế, những hoạt động như thay đổi mục đích sử dụng dất, đốt rơm rạ sau thu hoạch cũng là các nguồn phát thải khí nhà kính vào bẩu khí quyển. Theo ước tính thì lượng khí nhà kính mà nông nghiệp toàn cầu thải ra khoáng 20% tổng lượng khí thải do con người tạo ra. Ở Việt Nam, theo sô' liệu kiểm kẻ khí nhà kính nàin 1994, thì lượng C 0 2 phát thài trong ngành nông nghiệp khoảng 52.45 triệu tấn/nảm, chiếm 50.5% tổng lượng phát thải. Việt Nam có tổng diện tích đất tự nhiên 33,121 triệu ha, với khoảng 25 triệu ha đất dốc, chiếm hầu hết lãnh thổ miển núi và trung du, đạc biệt là Tây Bắc (92,8%) nên nguy cơ thoái hoá đất do xói mòn rửa trôi là rất lớn. Tại nhiều vùng, sự suy thoái đất còn kéo theo cả suy thoái về hệ thực vật, động vật và môi trường địa phương và đổng thời làm cho diện tích đất nông nghiệp trên đầu người giảm xuống đến mức báo động. Vùng đất dốc là những khu vực rất nhạy cám, dẻ biến động khi có sự BĐKH, điểu kiện sinh Ihái, đặc biệt là thảm thực vật. Do đó, tài nguyẽn đất ờ các vùng này sể có nguy cơ tiếp tục bị suy thoái trầm trọng, làm biến đổi các tính chất đất và mất đất không còn tính năng sản xuất. d) Gián tiếp g ia tă n g sử dụng HCBVTV trong sản xuất nông nghiệp BĐ K H có thể ảnh hưởng tới sự xuất hiện và tăng trưởng của các loài sâu hại, làm lây lan các bệnh dịch và sau bệnh. Sự phát triển và tăng trưởng của các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus, ký sinh trùng, nấm,... thường có quan hệ mật thiết với các yếu tô' khí hậu, thời tiết, Nhiéu loài cộn trùng và .sậu .hại mới xuâít hiện đặt.M T nông nghiệp và nông thôn trựớc những thách thức rất lớn. Nhiệt độ tăng sẽ làm thay đổi vùng phân bố và cấu trúc quần xã sinh vật của nhiều HST ven biến: các loài nhiột đới sẽ giảm đi trong các HST ven biển và có xu hướng chuyển dịch lên các đới và vĩ độ cao hơn trong các HST trên cạn, các loài ôn đới sẽ giảm đi, cấu trúc chuỗi và lưới thức ăn cũng thay đổi. BĐKH sẽ làm gia tăng sự suy thoái của một sô' loài cây hoang d ạ i- một nguồn gen quý để lai tạo các giống loài mới, đồng thời cũng làm mất đi một số giống loài cây, con trong nông nghiệp do khóng thích ứng được với sự biến động cùa khí hậu (khung 4.3). 8 G T O M IE M X Ư LY A 57 K hung 4.3. Tinh hình chặt phá và khai thác rúng trái phép Từ đầu năm đến cuối nãm 2008 trên cà nước dã xày ra hàng chục nghìn vụ vi phạm các quy định của Nhà nước về bảo vệ rừng và quản lý lảm sản. Mỗi tháng, Kiểm làm vã các lực lượng chửc năng thu giữ trên 2.000m3 gỗ khai thác, buôn bán và vận chuyển trải phép, s ố vụ vi phạm gia tâng theo từng tháng. Đảng chú ý, trong tổng sô' 3.252 vụ vi phạm b| phát hiện cùa tháng 4/2008 thi số vụ phá rừng trái phép tàng gấp hơn 2,5 lấn so với thảng 3/2008 với 887 vụ. Chỉ trong tháng 4/2008 đã có trèn 1.509m3 gỗ (ròn và 1.536m3 gỗ xẻ bị thu giữ. Trong lúc rừng trổng mởi tập trung trong 4 thảng dấu nâm 2008 chì đạt 19,2 nghin ha, bằng 9,5% kế hoạch nâm. Nguồn: Bộ Công an, Báo CAND s ố 1016, 8/5/2008 BĐKH còn ánh hưởng đến các thuý vực nội dịa (sông. hổ. đầm lẩy....) qua sự thay đổi nhiệt độ nước và mực nước làm thay dổi lớn tới thời tiết (chế độ mưa. bão. hạn hán. cháy rừng,...), tới lưu lượng, đãc biệt là tẩn suất và thời gian cúa những trận lũ và hạn hán lớn sẽ làm giám sán lượng sinh học bao gổm cá các cây trồng nông, công và lãm nghiệp và sự diệt vong của nhiều loài thực vật bàn địa, gày hậu quá nghiêm trọng cho nển kinh tế. e) Gia tăn g han hán và hoang mac hoá BĐKH với xu thế nóng lên toàn cẩu đã tác động đến thời tiết, khí hậu nước ta. Những biêu hiện vể sự lăng lên của nhiệt độ trung bình ờ hẩu hết các vùng trong vài thập ký gần đày so với nửa đầu thế kỳ X X , thiên tai và hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng, giá rét, bão, lũ lụt, hạn hán xảy ra dồn dập và ác liệt hơn ờ nhiểu vùng cùng với ánh hường của hiện tượng El Nino và La Nina làm cho tính biến động và dị thường cúa ihời tiết, khí hậu tăng lẽn, gay khó khăn cho công tác dự báo và phòng chống. Một trong nhũng thiên tai thường xuyên xảy ra hằng năm ở nước ta là hạn hán, bắt nguồn từ sự ihiếu hụt lượng mưa kéo dài liên tục nhiều tháng và lượng bốc hơi lớn trong điều kiện nhiệt độ cao và dộ ẩm thấp làm lượng dự trữ nước trong đất bị giảm sút nghiêm trọng, trong khi nguổn nước từ nhiểu sông, suối, hổ chứa bị cạn kiệt (khung 4.4). K hung 4.4. Việt Nam m ó i nám 20ha đất nóng nghiệp biên m ất vi SMH Cùng với BĐKH, Việt Nam đang phải đối mât với nguy cơ SMH. Theo thống kê, mỗi nâm SMH íàm mắt tới 20 ha đất nông nghiệp, ảnh hưởng tới mửc sống cùa 20 triệu người dãn nghèo. Hậu quả của SMH còn khiến nến kinh tê' (hiệt hại hàng nghìn tỷ đồng, gây nên tinh trạng hạn hán ở một số tinh ven biển miền Trung, trong đó nghiêm trọng nhất phải kể đến 3 tỉnh: Khánh Hoà, Ninh Thuận và Bình Thuận. Nguữn: Bào CAND, s ố 1060, ngày 21/6/2008 Hạn hán đặc biệt nghiêm trọng khi chịu ảnh hường của hiện tượng IỈI Nino, điển hình là trong các đợt El Nino 1993, 1997 - 1998. Do hạn hán liên tục. kéo dài nhiều năm, cùng với lác động cùa con người trong việc khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên không hợp lý, nhất là đấl đai làm cho đất bị thoái hoá và dân đến hiện tượng hoang mạc hoá. Riêng ớ Ninh Thuận, diện tích đất bị thoái hoá và hoang mạc hoá đã chiếm tới 34% diộn tích đất tự nhiên của tinh và đang có xu hướng gia tăng. II- CÁC QUÁ TRÌNH LÀM SUY THOÁI MÔI TRƯỜNG ĐẤT Suy thoái mỏi trường đất là mối nguy hiếm đc doạ toàn thế giới. Những nguyên nhãn khôrm chí dơn thuán có nguổn gốc từ nông nghiệp như do sử dụng các phương thức canh lác khõng thích hợp, mà còn là do thoái hoá về hoá học (mất độ phì nhicu đất) VÌI VÍU lý học (mãi 8 C ' \ H I F V X ' l i r B cấu trúc đất). Bẽn cạnh đó, vấn dề nước tưới cũng trở nên cấp bách. Ờ nhiéu vùng, sự mất nước còn nguy hiếm hơn là mất đất. Sự Ihoái hoá đất tính theo kiểu và nguyên nhan trẽn thế giới được trình bày ờ bảng 4.2. Bảng 4.2. Thoái hoá dất theo kiểu và nguyên nhân Đơn vị: triệu ha Vùng Xói mòn do nước Xói mòn do gió Thoái hoá hoá học Thoái hoá lý học Tổng số Châu Phi 170 98 36 17 312 Cháu Á 315 90 41 d6 452 Nam Mỹ 77 16 44 1 138 Bắc và Trung Mỹ 90 37 7 5 139 Châu Âu 93 39 18 8 a158 Cháu Úc 3 - 1 s2 s6 Tổng số 748 280 147 39 1214 N guyên nhân % % % % Phá rừng 43 8 26 2 384 29 50 6 16 398 không hdp lý 24 16 58 80 339 Nguyên nhân khác 4 16 10 2 93 Tổng số 100 100 100 100 1214 (Nguốn: L.J. Clarke 4 Th. Friedrich, 2004). Ớ những vùng khô hạn và bán khô hạn chủ yếu tiến hành canh tác có tưới. Theo thống kê. khoáng 15% đất canh tác nông nghiệp trên thế giới phải tưới và diộn tích này lại sàn xuất ra khoáng 40% lượng lương thực cùa thế giới (Brian J. Wienhold, 1999). Nhưng mật trái của vấn đề là do kỹ thuật tưới tiêu không hợp lý; do nguổn nước và khả năng bốc hơi mạnh ở vùng khô hạn. Do dó, măn hoá (ác động tới cả đất và nước. Ước tính, có khoảng 45 triệu trong sô' 230 triệu hecta dất canh tác có tưới bị mặn hoá và có khoáng 1 0 triộu ha bị thoái hoá do úng nuớc. Hiện nay, háng năm mất khoáng từ 1,5 - 2 triệu ha do mặn hoá và úng nước, các cây trồng nông nghiệp rất nhạy cảm với độ mặn, dạc biệt là ỡ giai đoạn cây non. Nếu Na* chứa trong nước tưới thay thế Ca2* và M g2+ trẽn keó đất thì dãn tới thoái hoá cấu trúc đất, giảm tốc dộ thấm lọc và độ thoáng khí cùa đất. Đổng thời, các sông, hổ và thuý vực cũng có thể bị nhiễm mặn do nước tiêu từ khu vực có tưới xuống. Theo Scheter (1988), diện tích đất bị nhiễm mặn chiếm hơn 50% đất canh tác ờ Iran. Từ 25 - 50% ờ 'X írl; 30% ở ừắ'c, 20% ờ Trurig Quốc và 15c/c ở Ấn Độ. Tất cà các quá trình trên đều làm mất tính năng sản xuất cùa đất. suy thoái M T đất và hâu quá là nhiéu vùng đất rộng lớn trở nên khô cằn - hoang mạc hoá. 1. Sa mạc hoá (desertiíication) 1.1. Khái niệm Aubreville ( I994) lần đầu tiên sử dụng thuặl ngữ sa mạc hoá đê mô tả các quá trình cũng nhu sự kiện làm thay đổi đất phì nhiêu thành sa mạc. Năm I992, Hòi nghị LH Q vé M ói trường 59 & Phát trien đã chấp nhận Ihuật ngữ này. Sa mạc hoá hiện nay được xem là sự thoái hoá đất (V những vùng khô hạn. bán khò hạn và phụ ám khô. gãy ncn bời nhiều yếu tố khác nhau, cà những thay đổi về khí hậu và những hoạt dộng nhãn sinh. Một số yếu tô do con người gáy nên làm cho dâì đai bị thoái hoá nlnr chặt phá rừng, chăn thả dộng vặt quá mức và những hoại động nông nghiệp không hợp lý (chặt và đốt, thời kỳ bó hoang lút ngắn, và khai thác quá mức chất dinh dưỡng đất). Theo dịnh nghĩa của FAO thì "SMH lù quá trình lự nliiẽn và xã hội phá vỡ cân bảng sinli lliú i cửa licit, thám tliực VỘI, không khi và nước à các vìtnq k liô hạn và bán ẩm ướt. Quá trìn li Iiày VI/V 1(1 liên lục, qua nhiều lỊÌai iloạn, dẩn đến (¡¡tim sút hoặc liuÝ lio ạ i lioàn loàn klià năng dinh clưỡiiỊi của đất trồng trọ t, giám thiếu các điền kiện sinli sổng \'à làm gia tănẹ cành hoang lìm". Chi tiêu quan trọng đê' xác định độ SMH là tý lệ lượng mưa hàng năm. so với lượng bốc thoát hơi tiềm năng trong thời gian nhất định, biến động từ 0,05 - 0,65 (Cõng ước chống SMH). Miện nay, SMH thổ hiện rõ nhất trên dất trống đồi trọc, không còn lớp phủ thực vật, địa hình dốc. chia cắt, nơi có lượng mưa thấp (700 - 800 mm; 1.500 mm/năm); lượng bốc hơi tiềm năng dạt 1 .000 - 1.800 mm/ năm. Hằng năm. SMI-I đã gẳy thiệt hại cho thế giới khoảng 30 - 40 t\ USD và đã thành tai hoạ cho nhiéu nước. SMH đã trở Ihành dạng thiên tai phò biến trên thế giới trong những thập niên gần đày. Tlieo dánh giá của UNEP thì diện tích SMH dã lẽn đến 39,4 triệu krrr, chiếm 26,3% diện tích đất tự nhiên của the giới và hơn 1 tý người trên 100 quốc gia đang phái dối mặt với SMH. Hiện nay, theo tính toán, trên thế giới ước tính cứ 1 phút Irôi qua có lOha đất bị SMH. Nguy cơ đói và khát do SMH uy hiếp 250 triệu người trẽn Trái Đất. Do đó, ngày M T thế giới 5/6/2006, Ihông điệp của Liên Hợp Quốc đối với loài người đã nêu rõ "Đất khô càn có ờ mọi khu vực chiếm hơn 40% bề mật Trái Đất và là nơi sinh sống của gần 2 lý người- 1/3 dan sổ' thế giới. Đối với hầu hết các cư dân ở những vùng đất khô càn, cuộc sông cùa họ that khó khăn và urơng lai thường bất ổn, với mức sống cùng cực về các mạt kinh tế-xã hội và sinh thái,... Trên toàn thế giới, đói nghèo, quản lý đất đai không bển vũng và BĐKH đang biến các vùng đất khõ cằn thành các sa mạc và ngược lại, hoang mạc hoá đang làm trầm trọng Ihèm và dãn đến đói nghèo (khung 4.5). Khung 4.5. Thê g iớ i vớ i vấn đ é sa mạc và hoang mạc hoá Theo Chương trinh MT Liên Hợp quốc: Suy thoải đất khô hạn ngáy càng nan giải đòi hỏi phải có hành dộng giàu ý tường, cộng tác và đa ngành. Suy thoái đất khỏ hạn vừa là hệ quả vừa là nguyên nhản của sự BĐKH. Suy thoái đất khỏ hạn vừa là nguyên nhàn, vừa là hậu quà cùa đói nghèo.Nếu cứ phó mậc thi suy thoải đất khô han sẽ đe doạ dến an ninh lương thực trong tương lai dối vởi dân số của nhàn loại đang ngày càng gia tăng và đe doạ đến sự ổn định của các cộng đổng và các nước ở mọi khu vực. Do vậy, nhãn ngày MT thế giới, UNEP đã gửi thõng điệp đến Thế giới: “Đừng từ bỏ các vùng đất khò cằn". Nguốn: Tap ch i BVMT. s ố 5-6, 2006 1.2. Diễn biên của sa mạc hoá SMII trớ nèn nghicm trọng tại cận Shahava Châu Phi và Nam Ả, là nhữnu nơi suy thoái đất khỏ cằn trớ thành rào cán lớn đỏi với việc xoá đói giám nghèo, cũng như làm suy yếu các nỗ lực dám báo tính bền vĩnuỉ vé M I- Theo tính toán, có khoáng một nứa dãn nshèo trên thè'giới sons ớ nluìng vùng đất khô hạn. có niỉuy cơ SMI I rất cao; tý lộ tứ vong trẻ sơ sinh ở các khu vực này cao lum 2 lần so với các vùng khác « các nước dang phát trien và gấp I 0 lán so với các inrức phái Iricn (54/100 Iré). Châu A là vìnm bị SMI I nặne né nhất và (tana gãy ánh hưoTm (len (lời sốim ciut (50 khoáng 150 triệu người. Chi riêng Châu Á có khoáng 860 triệu ha đất đang bị SMH. trong đó có 70 triệu hccta đất trổng cạn và 16 triệu hecta đất được tưới có giá trị đang có nguy cơ SMH. Quá trình này xáy ra mạnh nhất ờ An Độ, Trung Quốc, Iran. Pakistan và Móng cổ. Kết quá cúa quá trình SM II dẫn đốn việc tích luỹ các độc tố trong đất và M T đất lại chuyến sang thế loại khác, đó là ó nhiễm. Chính vì vậy, Công ước về chống SMỈ1 của Liên Hợp Quốc đã dược Ihóng qua tại Hội nghị thượng đinh Trái Đất tại Rio de Jenciro (Braxin) năm 1992 và đã có trên 130 nước tham gia ký kết. Báng 4.3 dần sổ liệu vé diện tích đất bị thoái hoá ờ các nước cận Sahara gây nên bời các yếu tổ khác nhau. B ả n g 4.3. P h ạ m vi th o á i hoá đ ấ t á S u d an d o cá c tá c n h â n K hác n h a u (triệ u ha) Vùng sinh thái Xói mòn do gió Xói mòn do nước Thoái hoá hoá hoc Thoái hoá lý học Tổng sô Khô hạn quá mức 5,8 2,4 0 0 8,2 Khò han 20,0 6,9 3,0 0 29,9 Bán khò han 1,2 7,7 5,3 3,0 17,3 Phu ẩm khò han 0 0.7 3,8 0 4.5 Phu ẩm ướt 0 0,5 3,7 0 4,2 Tổng 27,0 18,2 15,8 3,0 64,0 N guốn: Ayoup, A li Taha, 1998. Những đất cát này rất nhạy cám với xói mòn vì tính đính kết kém cùa những hạt đất tương đòi nhó. chúng bị khô rất nhanh. Báng 4.3 nêu tác dộng tiêu cực mạnh của xói mòn gió so với những tác nhãn gây thoái hoá đất khác trong các vùng sinh thái khác nhau cùa Sudan và cung cấp thêm một số dẫn chứng bổ sung vể thoái hoá đất do xói mòn gió nlnr một vấn đề nguy hiểm ở Sahel (Sudan), gây những hậu quá kinh tế - xã hội to lớn cho dân cư. Liên Hợp Quốc đã đưa ra những báo động VỂ quá trình này như sau: - SMH đang đe doạ toàn cầu chiếm khoảng 40% bề măt Trái Đất, hơn 250 triệu người bị tác dộng trực tiếp và 1 tỳ người trong hơn 1 0 0 nước bị rủi ro. M ọi khu vực trên Trái Đất đang phải đối mặt. - Có khoảng 30% diện tích trên Trái Đất là khô hạn và bán khô hạn dang bị SMH đe doạ. - Có 18% dân số thê giới đang sinh sống ở vùng có nguy cơ SMH. Hiện nay, hằng năm có khoáng 6 triệu ha đất bị SMH và mất khá năng canh tác do những hoạt động của con người (hình 4.2). H ìn h 4.2. Q u á trìn h sa m ạ c.h o á đ a n g c ó n g u y cơ lan rộ n g 61 1.3. Tác dộng của sa mạc hoá Nhũng tác động chính của SMH: - Làm suy giám tính đàn hổi tự nhiên của đất đai, khá năng phục hổi độ phì nhiêu lại từ những rối loạn cúa khí hậu. - Làm giám tính năng sàn x u ấ t cúa đất. - Làm hư hại thảm phủ thực vật, những thực vật ăn được có thế bị thay thế bàng thực vật không ăn được. - Làm gia tăng nguy cơ gây lụt lội bời dòng cháy giám chát lượng nước, làm gia tăna bồi lắng sông suối, ao hổ, các hổ chứa và các kẽnh hàng hài. - Gia tăng các vấn đề vể sức khóe do cát bụi bới gió, kê’ cả lây lan đau mắt, bệnh hô hấp, dị ứng và sức ép tinh thần. - Suy giảm sản xuất lương thực. - Làm mất nơi sinh sống dẫn đến di cư (hình 4.3). Hình 4.3. Tác dộng của SMH Suy thoái đất khô cằn đang diễn ra mạnh mẽ nhất là ờ Châu Phi, Tây Nam Á, Trung Quốc. Hiện nay nhiều quốc gia đã thực hiện những chương trình hành động để ứng phó với vấn đc SMH (khung 4.6). K hung 4.6. Trung Quốc hành đọng chống SMH Phần lớn đất bị SMH nằm rải rác ỏ các vùng khô cằn, bán khố cằn và khô cận ẩm ướt à Trung Quốc thuộc 13 tỉnh và các khu vực tự trị phía Tày, hầu hết các vùng Đông Bắc Trung Quốc và phía Bắc Tibet. Diện tích đất bị SMH ước khoảng 3,327 triệu km2, nằm ở những khu vực tương đối kém phát triển.Theo ước tinh, khoảng 13 triệu ha đất trồng trọt đang bị đe doạ bãi bảo gió vá bão cát; khoảng 100 triệu ha đất Ihào nguyên, thào nguyên sa mạc và bãi chãn thả đang bị suy thoải nghièm trọng do SMH gảy ra bởi xói mòn gió vã hiện tượng cuốn cát. Có khoảng 430.000km2 đất ỏ Cao nguyên Hoàng thổ bị ảnh hưởng do xói mòn nước, trong đó có 145.000km2 bị xói mòn nghiêm trọng, mất khoáng 5.000 tấn/km?/nâm tầng đất mặl và nâng lòng sòng Hoàng Hà lẽn cao khỏang 5 - 10cm/năm. Nguyên nhân của quả trinh SMH ờ Trung Quốc chủ yếu do sự thay đổi khí hậu vả những hoạt động của con người, trong đó yếu tó con người lả nguyên nhàn chủ yếu. SMH diẻn ra nhanh chóng đo sự gia tăng đán số. áp lực từ quá trình phát triển kinh tế. nhện thức kém vể tầm quan trọng của việc bào vệ sinh thải, chân Ihả quả mức. khai thác gồ làm nhỉèn liệu vả chạt phá rừng quá mức, tàn phá cây trổng trên thào nguyên, thảo nguyên sa mạc và bãi chãn thà gta súc, hệ canh tác không thích hợp ờ khu vực đất dốc và suy thoải lớp phủ thực vặt. 2. Xói mòn do gió - yếu tố chính gây sa mạc hoá 2.1. Quá trình X ói mòn do gió xảy ra bát kỳ lúc nào khi đất bị khô, trỏng hoặc gần trống trọc, và tốc độ gió vượt quá tốc độ Iigưỡng, thì nó bắt đáu di chuyến các hạt cát. Lyles (1974) mỏ tá 3 phương thức di chuyến đất: Trườn Iheo bề mặt. di chuyển đột ngột và di chuyến lơ lừng. Các hạt đất nặng được di chuyển theo phương thức trưòn, lăn và lờ dọc theo mặt il;ii. vì chúng rất nặng khó nhấc lên khỏi bc mặi, trong khi dó các hạt nhẹ hơn được di chuyến bằng phương thức đột ngột bằng cách nhảy cóc hay nhảy từng đoạn ngắn ờ độ cao < lm . Những hạt nhò nháy theo những độ cao và khoảng xa hơn bời những gió có phương tháng đứng. Những hạt đất di chuyên bằng cách trườn trên bể mật và bằng cách nhảy cóc gây những hậu quả tai hại tại chỗ, trong khi những hạt di chuyến ở trạng thái lơ lừng lại có những tác dộng ngoại vi. Theo Sterk (1996) những gió gây xói mòn là những gió vượt quá tốc độ giới hạn xảy ra trong hai thời kỳ ở Sudan. Vào mùa khô (tháng 10 đến tháng 4 nam sau) khi vùng bị gió khô rất mạnh tấn công và được gọi là harmattan, chúng có thể gây nên xói mòn gió trung bình. Gió harm altan xuất phát từ Sa mạc Sahara từ tháng 1 đến tháng 3, chúng thường mang di lượng lớn bụi từ những nguồn rất xa (hình 4.5). Thời kỳ thứ hai của xói mòn và quan trọng nhất là vào đầu mùa mưa (tháng 5 - tháng 7). khi mưa đến cùng với giông, sấm sét thì cát được di chuyến theo hướng Tây qua Sahel cùa Sudan. Nhũng sự kiộn này thường xảy ra ngắn trong vòng 10 - 30 phút, nhưng giông bão có thể gãy nên chuyển động đất rất mạnh. Quá trình này gây nhũng tác dộng phá hoại ghê gớm ở những vùng nơi cân bằng HST bị nhiễu loạn, do các hệ thống sử dụng đất làm giám độ che phủ đất. Những tác động này gây những mất mát to lớn vể sinh mạng và sự khốn khổ cho dân cư trong vùng và vùng ngoại vi. 2.2. Các tác động của gió Các tác động phá hoại của xói mòn gió có thể tóm tắt ờ bảng 4.4. Về phương diện môi trường đất, có thể mô (ả chi tiết các tác động cùa xói mòn do gió cụ thế như sau: - Mất tính năng sản xuất của đất: Tác dộng rõ nhất cúa xói mòn gió ià sự mất lớp đất mặt giàu chất dinh dưỡng khoáng, nếu khône phòng chống kịp thời sẽ gây mất độ phì đất và sức sản xuất làu dài qua sự mất các chất dinh dưỡiig và chất hữu cơ. Trên các dất trống, sự mất đất có thể trên 60 - 70 tấn/ha/năm. Năm 1997, Stcrk và Stein ghi nhân sự mấl đất tới 45,9 tấn/ha chỉ trong 4 Irận bão cát. Bên cạnh đó, nhiều tính loán dã được tiến hành cho thấy, tối thiểu có 55 tấn dất bị mất/ha trong các trận mưa cùa 1995 và 24 lấn/ha trong năm 1996. Những mất mát về dinh dưỡng này tương úng với lượng hút lim dinh dưỡne cúa cây kê đê hình thành 600kg hạt/ha. 63 Bảng 4.4. Tác động và hậu quả của thoái hoá đất do xòi mòn gió Vị trí Các tác d ộ n g Hậu quả MT H ậu quà K T - X H Tại chỗ 1. Mất chất dinh dưỡng ở lớp đất mật và chất hữu cơ đất. Giảm năng suất và mất ĐDSH. Tăng rủi ro sản xuất. Mất những thực vật làm thuốc và giảm nguồn thu nhập của người dân. 2. Mất làu dài độ phì nhiêu Mất đất canh tác; năng suất cây trổng giảm, tăng áp lực lên phấn đất còn lại. Gia tăng sự mất an ninh lương thực. 3. Chôn vùi các giống cây con và cát bị thổi mất Giảm năng suất cây trổng hoãc hư hại cây trổng. Gia tăng sự mất an ninh lương thực; tăng sức lao động do phải gieo trổng lại. 4. Sự xàm lấn cát Làm mất đất và băng cày chắn gió, chôn vùi hạ tầng cơ sở (đường sá, đường sắt, kênh đào). Gia tăng sức lao động 5. Tạo phần cứng rắn ở bể mặt đất Tăng rửa trôi mất nước mất mùa màng. Gia tăng sức lao động. N go ại vi Tai biến do phát thải bụi ô nhiễm không khí, các vấn đề về bệnh hô hấp. Suy giảm tẩm nhìn, thay đổi khi hậu. Những vấn đề khí hậu liên quan khác. Những số liệu trên là những minh chứng sống động về mất đất từ cánh đổng trống bị xói mòn gió. Tuy nhiên trong thực tiễn, người nông dân có thể để lại trên cánh đồng một phần phụ phẩm cây trổng từ 0,3 - 0,5 tấn/ha ở thời điểm đầu mùa mưa. Lượng phụ phẩm tuy thấp nhưng cũng có ánh hướng đến xói mòn gió, đặc biệt khi tốc độ gió cao. Nếu lượng phụ phẩm tầng lên đến 1 ,5 -2 tấn/ha sẽ có hiệu quả thực sự để kiểm soát xói mòn gió. Tuy nhiên, sự tranh chấp giừa việc nuôi gia súc, củi đun và xây dụng nhà cửa đã làm giảm hiệu quà này. Mạc dù vây, nhiều nước vùng sa mạc đã áp dụng các biộn pháp cải lạo đất và chống SMH rất thành công (khung 4.7 và khung 4.8). Khung 4.7. vẩn sông được với cát di động ớ Bác Sudan Sự lấn chiếm cát trong các làng mạc và đổng ruộng do thịnh hành gió Táy. Một số trang trại trù phú dọc theo bở sông đã dần bị chôn vùi bởi cát bay; làm hư hại mùa màng và máy móc. Những giếng đào, kênh mương đều bị lấp đầy và nhà cửa bị chôn vùi. Kế sinh nhai hạn chế và đối với dân chúng bắt buộc phải di CƯ. Các yếu tô được nhấn mạnh bao gồm, sự giảm sút lớp phủ thực vặt do chạt cây, chăn thả quá mức và áp lực dân số đến đất đai. Hành động: Một cách tiếp cận khôn khéo, là xây dựng hệ thống bảo vệ xung quanh bằng cách trổng hàng đôi, hàng ba các băng cây dương prosopis (Psidium cattleiamem), bạch đàn và keo dậu để chắn gió cho các nông trại và được cộng đổng hưởng ứng mạnh mẽ. Những hoạt động bổ trợ khác gồm chương trinh phụ nữ để tăng các hoạt động thu nhập. Các chương trinh phát triển tàng cường nhản thức và tinh thấn tự cứu mình, các hoạt động nghiên cứu để tuyển chọn những cây trổng khác nhau thích hợp cho các băng chắn Kết quả: Cộng đồng hoạt động có hiệu quả dựa trên hệ thống kiểm soát xói mòn gió đả được lập với sự nhất trí cao, đất nông nghiệp được cải tạo trồng 25%/năm. Năng suất lúa mỳ tăng 50 - 100%, ngàn chăn sự di cư của hàng nghin người. Tãng cường năng lực và cộng đổng tự tin sẵn sàng kiểm soát vã quàn lý MT cho một phương thức làm ăn bền vững. 6 1 Khung 4.8. D ự án Iróng rúng ớ Nigeria. Một câu chuyện thành công chống thoái hoá dát do SMH Vấn đé: Sự thoải hoả đất nghiêm trọng do tạo thành những đụn cát trong cảc vùng mà rừng bị chật ị phá manh, chăn thà gia súc quả mức, tăng cưởng thảm canh nông nghiệp và nóng, khí hậu khô cằn đất bị đốt nóng và dẻ bị gió thổi bay đi nơi khác. Hoạt động Họ đã tiếp cận theo quan điểm lý sinh bằng việc thiết lập các bãng chắn gió, để đạt được mục tiêu MT với sự hỗ trợ của các hoạt động lảm nghiệp xã hội như tạo các rừng cày và vườn cây ân trái, trồng cày ven đường và thiết lập các vưởn ưom, cung cấp cây giống lấy gỗ làm cùi, làm nhá và tao nguổn thu nhập. Sự tham gia mạnh mẽ của cộng đồng đả được kích thích thòng qua sự phát triển các tổ chức trong cộng đồng và các chương trình lâm nghiệp để đảm bảo thực hiện dự ản và sỏ hữu tư nhán, nghiên cứu được tiến hành nhằm nâng cao nhện thức và thòng tin các chính sách. Kết quả đạt được: Đất đai được bảo tổn cỏ hiệu quả và thảm che phủ thực vật được duy tri bẳng những bãng cây chần gió Mức độ hiểu biết vể sa mạc luốn tăng cao. thấy rỏ lợi ích của việc trổng rừng và giá trị sử dụng những loài cây bàn dịa. Xúc tiến những hoạt động tạo thu nhập và kinh tế. Tăng cường nâng lực cùa các tổ chức cộng đống vá tỳ lệ đổng thuận cao của họ là những minh chứng cụ thể cho lọi ích cộng đồng. - Mất và hư hại mùa màng: Những nghiên cứu tiến hành ớ Nigeria cho thấy, người nông dân đã nhận diện sự hư hại mùa màng như là một trong những tác động nguy hại của xói mòn gió. Khoảng 69% nông dân đã quan trắc và thừa nhận sự hư hại đối với cây kê là do cát bị thổi bay; cây trổng bị chỏn vùi (Lamers, 1998). Theo Bielders (1998), sự hư hại ưực tiếp đổi với cây trồng trong các bão cát có thế gây mất mò thực vật và hoạt tính quang hợp bị giám sút, đó là hệ quả của cát bị thổi hoäc chôn vùi các cây non lắng dọng cát. Những lá bị chà xát, giảm tỳ lệ sống sót của cây, sự phát triển và nâng suất của cây trồng thấp là điều tất yếu. Phạm vi hư hại kiểu này phụ thuộc vào các yếu tô' như loài cây, tốc dô gió, sô lượng và chúng loại vật liệu bị chà xát, tần suất, độ dài của bão cát. - Sự hình thành đụn cát: Cát bị gió thổi bay kéo theo hình thành và di chuyển các đụn cát mà chúng có thể xâm lấn đất trổng và đất nhà ờ. Sự di chuyển các đụn cát liên quan đến nỗi thông khổ của con nguời và bi kịch là hậu quà mất đất đai, đặc biệt ỏ những vùng nghèo khổ với kế sinh nhai ít ôi hoặc không có các giải pháp trung gian. - Ô nhiễm không khí: Sự ô nhiêm không khí tại chỗ hoặc vùng ngoại vi do di chuyển các hạt đất có khôi lượng nhẹ hoặc bụi rất thường thấy ờ Sahel, nó là một trong những nguồn quan trọng của sức tải bụi toàn cầu. Tầm nhìn bị giảm và các vấn đề bệnh hô hấp là 2 hộ quả nghiêm trọng nhất. Những ghi nhận cúa nông dân ở Nigeria cho thấy bụi liên quan đến các vấn đẻ sức khỏe là mối quan tâm lớn của nỏng dân hơn cả mất đất và hư hại cây trổng (Lamers, 1998). Bằng chứng cụ thể là nhiéu năm gần dây ở Nigeria, số ngày giảm tầm nhìn tăng cao. Theo tính toán, hằng năm 100 triệu tấn bụi bị thổi vể phía Tây từ Châu Phi đến Atlantic (M iddleton, 1986), H iện nay ựớc tír)h, nhựng g ip CQ năng. lựỢíig çaç yà.sịêụ bãọ Jiộa cát từ Sahara có thể đóng góp vào việc gia tâng tần suất và cường độ các trận bão Đại Tây Dương. Cũng có già thiết là không khí Sahara có sức tải bụi được vận chuyển trong thời gian gió mùa hè vẻ phía dỏng Đại Tây Dương trong tổ hợp với vùng đổng quy nhiệt đới, có đủ năng lượng để xúc tiến hình thành nhiểu trận bão. 3. Hoang mạc hoá ở Việt Nam 3.1. Hiện trạng Hiện nay, Việt Nam có khoảng 9,3 triệu ha dát liên quan đến H M H (khoảng 28% tổng diện lích đất đai trẽn toàn quốc), trong đó 5,06 triệu ha đất chưa sử dụng và 2 triệu ha đất đang 9 GTÒ NHIÊM...XỬ LÝ A 65 được sứ dụng bị thoái hoá nặng và 2 triệu ha đang có nguy cơ bị giảm độ phì nhiêu hoặc bị ihoái hoá nghiêm trọng do xói mòn, rứa trôi, đá ong hoá, chua phèn và mặn hoá. Tài nguyC'11 rừng mặc dù đã được phục hồi đáng kế so với giai đoạn chiến tranh, nhưng dộ che phú Iĩiới chi đạt 36,3%. thấp hơn so với năm 1943 (43%). H M H ờ V iệt Nam xáy ra cục bộ mà điển hình là dài cát hẹp, dài dọc theo bờ biên miền Trung, tập trung ở 10 tinh thành, từ Quáng Bình đến Bình Thuận với diện tích khoáng 419.000 ha. nơi có những chi tiêu khí hậu cực doan nhất ờ nước ta. HM H là một dạng ớ mức độ thấp của SMH. Ớ nước ta, trong những năm gần đây liên tiếp xáy ra các tai biến thiên nhiên, mà điển hình là xuất hiện và lan rộng quá trình H M H ờ vùng Nam Trung Bộ, trong đó hai tinh có hiện tượng hoang mạc tương đối mạnh là Ninh Thuận. Bình Thuận. Hai tinh này, có tổng diện tích tự nhiên gần 1 triệu hecta, nầm trong toạ độ địa lý 10"34'35" - 12"9'45" vĩ độ Bác; 107°23'30"~ 109"I4'25" kinh độ Đông với chiều dài bờ biển gán 300km và diện tích lãnh hải Irèn 70.000km2. Đây là nơi xảy ra các quá trình ngoại sinh rất mãnh liệt: xói mòn, rửa trôi, lũ lụt. hạn hán. xói lờ bờ biển, mặn hoá do triều lấn,... đã làm cho hiện tượng H M H thê hiện khắc nghiệt nhất ờ Việt Nam. Quá trình H M H ớ Ninh Thuận và Bình Thuận diễn ra phức tạp do thời tiết đặc biệt khó nóng vào mùa khó, lượng mưa trung bình hàng năm ờ mội sô nơi chi đạt 700mm, khiến cho những vùng cát trắng có nguy cơ lan rông. Ước tính hằng năm có khoàng 1 0 - 2 0 ha dất bị HM H do cát bay, cát chày làm ánh hường đến cuộc sống cúa hàng triệu người dán. Bên cạnh đó, sự cố nút đất và trượt lờ đất cũng xáy ra ngày một nghiêm trọng. Bộ NN&PTN T đã ghi nhận được 51 điểm sụt lở làm hằng năm 350ha đất với thiệt hại ước tính hàng nghìn tỷ đổng. Kết quá nghiên cứu vể HM H cúa đề tài KHCN-07-01 đã khẳng định 4 loại hình hoang mạc hoá cơ bản với diện tích được nêu ra ớ bàng 4.5. Bảng 4.5. Diện tích hoang mạc hoá ỏ các tỉnh Ninh Thuận và Binh Thuận T T D ạng ho a n g m ạc B ỉn h Th uận (ha) N inh T h uận (ha) 1 Hoang mạc cát 56.740 9.103 2 Hoang mạc đá 9.355 21.468 3 Hoang mạc muối - Ven biển 1.870 525 - Luc đia 9.540 5.882 4 Hoang mạc đất cằn 12.490 44.043 Tổng cộng 89.995 41.021 % so với diện tích tự nhiên 11,3% 23.6% H ìn h 4.5. H o a n g m ạ c ho á ở N in h T h u ậ n v à B in h T h u ậ n Các loại H M H điền hình ớ 2 tinh Ninh Thuận và Hình Thuận bao gồm: 9 GTO N>'EV XU l Y R a) Hoang mac cát (cát bay, cát chảy, cát trượt lở) Pliãn bố dọc theo hờ biến dưới dạng gò đổi cát cao từ 19 - 20m den 50 - lOOm. Loại hình hoang mạc này hình thành do nguồn gốc phong thành, đang có xu hướng lan rộng, sâu vào nội địa dưới tác động thổi mòn cùa gió. ãnh hường nghiêm trọng đến canh tác nông nghiệp và giao thông. Thảm thực vật nguyên sinh là tráng cây bụi thường xanh chịu hạn trên cát (hình 4.5). b) Hoang mạc hoá nhiễm măn Xúy ra do xâm nhập nước biển vào các đổng bàng thềm biến trẻ. Loại hình này chưa phổ biến, chi gặp vào mùa khô, khi nguồn nước ngọt tầng nông bị nhiễm mặn nặng, chất lượng nước không đáp ứng được nhu cầu sinh hoạt và nước tưới cho cây trổng. Nguyên nhân là do khai thác nước ngọt quá ngưỡng cho phép tại các giếng đào và khai thác các thểm san hô ven biến đẻ nung vói, sàn xuất xi mãng, làm giám áp lực của tẩng nước ngọl, tãng áp lực của nước biên, tạo điều kiện thuận lợi cho xâm nhâp cùa nước biển. c) Hoang mạc đ ấ t cằn Loại hình hoang mạc này phát triển trẽn các loại đất xám, đất cát xám cằn cồi trên các địa hình có nguồn gốc khác nhau: thềm sông biển cổ; các sườn tích tụ deluvi và chú yếu phàn bố ở những khu vực có nhịp điệu mưa mùa thu - đông; lượng mưa thấp trong có 3 tháng mùa mưa (<800mm); hạn từ 4 - 5 tháng và nhiệt độ trung bình năm > 25"c. d) Hoang mac đá Loại hình này phát triển trên các loại đất bị xói mòn trơ sỏi đá; dất xói mòn trơ đá tàng hoặc các loại đấl xám trên sườn núi bị bóc mòn trơ đá táng. 3.2. Nhũng nguy cơtiém ẩn hoang mạc hoá ớ Ninh Thuận và Bình Thuận Đế đánh giá nguy cơ tiếm ẩn cúa quá trình HM H, một trong những chi sồ' quan trọng cần xem xét là tính khắc nghiệt của điểu kiện khí hậu- thuý văn. a) Quan hệ giữa nước ngầm và nước mặt Đày là chi số quan trọng để dánh giá quá trình hoang mạc hoá (bảng 4.6). Bảng 4.6. Quan hệ tưđng quan nước ngẩm, nước mặt STT Trạm Lư u v ự c s ô n g Hệ s ố tương quan dòng chảy ngẩm với dòng chảy m ặt Hệ s ố tư ơn g q u a n d ò n g ch ả y ngẩm - d ò n g c h ả y to àn phẩn 1 Sông Luỹ Sông Luỹ 0,74 0,86 2 Tán Mỹ Cải Phan Rang 0,56 0,82 3 Tà Pao La Ngà 0,42 0,5 Qua quan trắc nghiên cứu động thái nước ngầm trong vùng hoang mạc điển hình Ninh Thuận - Binh Thuận cho thấy: - Vùng hoang mạc đất cằn như Phú Sơn, Hàm Liêm. Hàm Chính vùng Ninh Thuận - Bình Thuận, có độ sâu mực nước tính vào mùa mưa dao động từ 1,5 - 2m. mùa khô dao động từ 5 - 7m. Vùng Tây Sơn, M ỹ Sơn (huyện Ninh Sơn, tinh Ninh Thuận) có độ sâu mực nước tĩnh vào mùa mưa dao dộng từ 0,8 - Im , mùa khổ từ 2,5 - 3,5m. - Vùng hoang mạc cát: vùng cát trắng Từ Thiện - Sơn Hải (Phước Dinh - Ninh Phước - Ninh ITiuận), có độ sâu mực nước tĩnh vào mùa khổ dao động từ 3 - 3,5m. Vùng cát Chí Công huyện Tuy Phong, Bình Thuận có độ sâu mực nước tĩnh vào mùa khô dao động từ 2 - 2,5m. 67 - Vùng hoang mạc muối mặn ven biên thị xã Phan Thiết (Hình Thuận), đất mặn ven Đám Nại. ven biến Phan Rang, nhìn chung có độ sâu mực nước tĩnh vào mùa khô dao động từ 0,5 - 5,0m. - Vùng hoang mạc đá núi Tà Ôn (Hàm Thuận Bắc), núi SÓI vùng Ninh Sơn, Ninh Hái và Ninh Phước tỉnh Ninh Thuận có độ sâu mực nước tĩnh vào mùa khô khoảng >3m Có thể thấy trong vùng khô hạn Ninh Thuận - Bình Thuận, sự biến dổi dộng thái nước ngẩm tầng nóng rất phức tạp, thay đổi cả về trữ lượng, chất lượng Iheo không gian và thời gian. Đặc biệt, hệ số đường cong rút nuớc A trong vùng khô Ninh Thuận - Bình Thuận ờ tất cá các lưu vực sồng đều lớn hơn 0.06. thuộc vào loại nhiều nhất trên lãnh thổ Việt Nam. Qua quá trình phân tích xứ lý các kết quá phân tích mẫu nước ngầm tầng nông trong vùng cho thấy sự biến đổi độ pH kéo theo biến đổi chất lượng nước trong vùng khỏ hạn Ninh Thuận - Bình Thuận. Chất lượng nước phụ thuộc vào lượng nước mưa được bổ sung vào đầu mùa mưa và thời kỳ có mưa khi lượng nước mưa đủ ngấm tới mực nước ngầm. Trị số pH thường đạt giá trị từ 8 - 9. T rị số pH cao có liên quan đến các vùng hoang mạc muối mặn và muối kiềm. Hết thời kỳ mưa đến mùa khô, trị số pH của nước ngầm giám đi đạt giá trị (ừ 7,2 - 7,5 do lượng nước mưa bổ sung cho nước ngầm tầng nông giám sẽ làm thay đổi trị số pH, kéo theo sự biến đổi của Ihành phần hoá học và độ khoáng của nước. Qua phân tích cho thấy, vùng đồng bằng Ninh 'ITiuận có chi số ẩm ướt lớn hưn 1 từ tháng IX đến tháng X I, không phải lúc nào cũng có lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi. Do vậy, tính khó hạn sẽ xảy ra không chì trong mùa khô mà xảy ra cả trong một số tháng mùa mưa, nhất là tháng đẩu và cuối mùa mưa. Trong phân loại sinh khí hậu vùng Ninh Thuận - Bình Thuận, Mai Trọng Thông (2007) đã chọn các chỉ tiêu: 1 ) Chỉ tiêu lượng mưa năm: Mưa rất ít X < 800mm/năm, điểm lưu ý là độ dài mùa khô. 2) Chỉ tiẻu biôn độ nhiệt độ ngày Irung bình năm: + Biên độ lớn A 9"c. + Biên độ Irung bình A 7 - 9"c. 3) Chỉ tiêu độ dài mùa ít mưa: + Mùa ít mưa (tháng có lượng mưa < lOOmm). + Thời kỳ khô hạn (tháng có lượng Iĩiưa < 25mm). + Mức độ khô hạn của lãnh thổ đuợc chia ra: * Mùa ít mưa A 9 tháng. * Thời kỳ hạn trung bình 2 - 3 tháng * Mùa ít mưa A 9 tháng. * Thời kỳ hạn dài 4 - 5 tháng. Qua nghiên cứu, phân tích ờ khu vực Đổng Nè, Nha Hồ, dải ven biển từ Phan Rang đến Phan Rí, các khu vực từ An Sơn, Hổng Phong, Hài Ninh, Mũi Né, Hiếp Kiệp và dải ven biên từ mũi Hòn Chống đến Cam Ranh là những khu vực có diều kiện khí hậu khắc nghiệt, rất nóng, mưa ít hoặc rất ít với lượng mưa chi dao động trong khoảng 500 - lOOOmm/năm. mùa ít mưa trung bình đến dài 6 - 1 2 tháng, thời kỳ hạn dài hoặc trung bình 2 - 5 tháng, biên độ ngày trung bình nãm lớn hoặc trung bình (>7"C). b) Chi sô khô han - Chí số khỏ hạn Sten-Zơ: Đẽ đánh giá mức độ khô hạn hav ẩm ướt của khu vực Ninh Thuận Bình Thuận, sử dụng chì số khố hạn D = F:.o/R của Sten Zơ (1947) hay chi số ầm ướt K = R/F. 0 (Viri sõt ski). R: lượng mưa đại diện cho phần thu chủ yếu cùa càn hằng nước. Ho: khá năng bốc thoát hơi tiềm năng (P ỉiT ) đại diện cho phần chi quan trọng nhất của cân băng nước. Khi R = Ho - ranh giới giữa khí hậu khô hạn và ẩm ướt. R > Eo - khí hặu ám ướt. K < Eo - khí hặu khô hạn. Chi số khô hạn trung bình năm (K = PET/R) và chỉ sô' ẩm ướt trung bình năm (K = R/PET) như ớ báng 4.7. Bàng 4.7. Chỉ số khô hạn và chỉ so ẩm ướt ở Ninh Thuận và Binh Thuận Tram C hỉ sô khô han TB năm C hỉ s ố ẩm ướt TB năm Cam Ranh 1*50 0,66 Nha Hố 1,10 0,48 Phan Thiết 1.67 0,60 Hàm Tản 0,95 1,05 Liên Khương 0,84 1,20 Ờ những vùng mưa ít và rất ít (khoảng 600 - 1 .0 0 0 mm/năm), chỉ số khô hạn khá cao, khoáng 1,7 - 2,8, còn chỉ số ẩm ướt đạt giá trị khá thấp, khoảng 0,30 - 0,60. Đây là noi có chỉ sổ khó hạn năm lớn nhất khu vực Ninh Thuận và Bình Thuận. Như vậy, lượng bốc thoát hơi tiềm năng PET lớn hơn lượng mưa nãm từ 1,7 - 2,8 lần, tức là ờ những vùng này, hằng năm thiếu hụt một lượng nước mưa bầng 0,7 - 1,8 lẩn lượng mưa năm hiộn tại. Nếu xét riẽng từng tháng, mức độ khỏ hạn còn trầm Kọng hơn nhiểu. Trong năm có khoảng 8 - 9 tháng (từ tháng x n đến hết tháng v m , hoặc từ tháng X I đến hết tháng V I) có chỉ sô' khô hạn D> 1, còn chỉ sô' ẩm ướt K < 1. Như vậy, xét theo chỉ số khô hạn D hoăc chi sô' ẩm ướt K, múc độ khô hạn ờ những vùng mưa ít và rất ít của khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận rất trầm trọng. - Chi số thuỷ nhiệt Xelianhinôp (K): K = — o, i £ t Theo Vũ Tự Lập nếu: k < 1,00 K = 1 - 1,50 K = 1 ,5 1-2 K = 2,01-3 K > 3,0 R - lượng mưa; AT tổng nhiệt độ lớn hơn Ơ'C. tương ứng với khồ tương ứng hơi khô tương ứng hơi ẩm tương ứng ẩm tương ứng với ẩm ướt. Tính hệ số thuỷ nhiột trung bình nâm khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận cho thấy: Cam Ranh:-1,14;. N ha Hố : 0 ,8 1 ;................................................................ Hàm Tân : 1,70; Liên Khương : 2,05. Như vậy, ỏ những vùng có lượng mưa khoảng trên 1 .OOOmm/năm có hộ sổ' thuỷ nhiẹt lớn hơn I , ở những vùng mưa ít (600 - 1 .0 0 0 mm/năm) thì hệ sô' thuỷ nhiột dao động từ 0 , 6 - 1 ,0 , tức là có khí hậu khô hạn, nhung chua tới mức của khí hậu hoang mạc. c) Sỏ' ngày không mưa và mưa ít - Sớ ngày có lượng mưa tù 0,1 - 5,0mm ở các vùng mưa ít và rất ít dao dộng từ 23 - 39 ngàchiêm 6 - 11 % sô' ngày của năm. Sỏ' ngày có lượng mưa từ 5,1 - lO.Omm không nhiều ờ các vùng mưa ít và rất ít. Trung bình mồi năm có khoáng 9 - 1 7 ngày, chiếm 3 - 5% số ngày của năm. 69 - Tổng sô' ngày không mưa và mưa từ lO.Oinm trờ xuống ờ khu vực Ninh Thuận-Bình Thuận có tới 331 - 346 ngày không mưa và mưa ít (từ 10 mm trờ xuống) chiếm 91 - 95% số ngày cùa năm và là vùng có nhiều ngày không mưa và mưa ít nhất ờ nước ta (báng 4.8). Bảng 4.8. Đánh giá các chỉ tiêu về khi hậu đối với quá trình hoang mạc hoá khu vực Ninh Thuận-Binh Thuận TT C hỉ tiêu Hoang mạc Vùng 1 Vùng II Chê độ nhiệt Từ rấ t nóng đến rấ t lạn h Rất nóng Rất nóng và nóng 1 Nhiệt độ TB năm (°C) >25 >25 hoặc 20 - 25 2 Biên đô ngày TB năm của nhiêt đô (°C) Rất lớn 7 - 9 hoặc >9 7 - 9 hoặc >9 Chê độ must - ẩm Mưa rấ t ít Mua ít 3 Tổng lượng mưa năm (mm) < 250 - 350 600 - 800 8 0 0 -1 0 0 0 4 Số ngày không mưa TB lớn nhất (ngày) Có nơi hầu như cả năm không mưa 2 9 6 -3 1 3 (3 2 3 -3 4 4 ) 2 5 0 -2 8 5 (270-314) 5 Mùa ít mưa (tháng) A 9 A 6 6 Độ ẩm không khí TB năm (%) Không khí rất khô 7 5 -7 8 7 5 -7 8 7 Độ ẩm tối thấp tuyệt đối TB năm (%) 5 0 -6 0 5 0 -6 0 8 Độ ẩm tối thấp tuyệt đối (%) 14 14 9 Lượng bốc thoát hdi tiếm nâng PET (mm) Khả năng bốc hơi rất lớn 1.670-1.720 1 .6 7 0- 1.720 Mức độ khố hạn K hí hậu rất khô hạn K hô hạn nhất K hô hạn ít hơn 10 Chỉ số khô hạn TB năm (D) Rất lớn 2 ,1 0 -2 ,8 0 1 ,7 0 -2,10 [Số tháng có D>1, D>2, và D>8, (tháng)] [9 - 1 1 ,8 ,4 ] [8 - 9 , 6 - 8 , 2 - 4 ] 11 Hệ số thuỷ nhiệt Xenlianhinốp (K) 0,3 là ranh giới của 0 ,6 1 -0,81 0,81 - 1,00 thảo nguyên và sa [A 9,4] [6 - 8, 2 - 4] mạc. 12 Chỉ số lượng mưa của Lãng 0 - 20 là sa mạc; 20 - 40 là bán sa mạc. 2 2 -3 0 3 0 -4 0 13 Số tháng khô (tháng) 5 - 6 5 - 6 14 Số tháng hạn TB và lớn nhất (tháng) 5 - 6 và 9 4 - 5 và 6 15 Số tháng kiệt TB và lớn nhất (tháng) 4 và 8 - 9 3 - 4 và 5 - 6 16 Lượn<5 mưa TB thảng hạn (mm) 4 - 5 3 - 4 17 Lượng mưa TB tháng kiệt (mm) < 1 < 1 18 Số ngày khô nóng (ngày) 35 - 48 hoặc ít hơn ở vùng sát biển. Đặc điểm biến đ ộng của lượng mưa 35 - 48 hoặc ít hơn ờ vùng sát biển. 19 Biến đông của tổng lương mưa năm Trong 1 1 - 1 4 năm Trong 8 - 9 năm ( R n )(1 9 8 2 - 1995) (1 9 8 2 - 1992) hoâc (1 9 8 5 - 1995) RN>Rm nhiều nồm 20 Mức độ biến động (MĐBĐ) của MĐBĐ Rm lớn gấp 2 MĐBĐ Rh lớn gấp 2 lượng mưa TB tháng hạn (RH) lần MĐBĐ Rn. lần MĐBĐ Rn. 21 Mức độ biến động của lượng mưa MĐBĐ Rk lớn gấp 2 MĐBĐ Rk lớn gấp 2 TB tháng kiệt (RK) lần MĐBĐ R„. lấn MĐBĐ Rh. 22 Kết quà đánh giá Vùng khô hạn nhất có khí hậu tương ứng với khi hậu giữa bán hoang mạc và sa mạc. 70 Vùng khò hạn ít hơn, có khí hậu tương ứng với khí hậu sa van tràng cỏ. 3.3. Nhũng nguy cơ tiềm ẩn dối với dài đất cát ven biển m iến Trung Nước ta có khoáng 600.000ha đất cát trắng và cát vàng, trong đó tập trung chú yếu ở các lính miền Trung (400.000ha). Các vùng này đang chịu tác động của 3 hiện tượng: cát bay, cát cháy và cát nhảy. - Cát bay: ờ miền Trung từ tháng 3 đến tháng 9, mật cát thiếu độ ẩm nghiêm trọng lại thường có gió Tây Nam (gió Lào) thổi mạnh, làm cái bay từ chỗ này qua chỗ khác. - Cát chăy : Từ tháng 9 đến tháng 12 ở miền Trung và mùa mưa ờ miền Bắc do mưa to, gió IÓÌ1, nước kéo cát thành suối cháy từ vùng cát về lấp đầy ruộng vườn, nhà cứa. - Cát nhảy: Khi hạt mưa rơi xuống làm cát bắn tung toé rồi được gió đẩy đi theo dạng nháy cóc. Đẽ’ phục vụ cho sán xuấl nông, lâm nghiệp ờ dải cát ven biển miển Trung, một sô' đề tài NC KH đã thành lập bán đổ phân loại khí hậu tỷ lệ 1/250.000 Irên quan điểm khí hậu sinh thái, tức là trên cơ sở xem xét môi quan hệ mật thiết giữa điều kiện khí hậu và và nhu cầu sinh khí hậu. Như vậy, hệ thống chì tiêu cùa bản đổ vừa phải phản ánh được đặc điểm phân hoá của khí hậu nhất là điéu kiện nhiệt ẩm, lại vừa phản ánh được nhu cầu sinh thái của các đối tượng kể trẽn. Các loại khí hậu đã được phân chia trên cơ sở tổ hợp của các chỉ tiẻu sau: a) Chỉ tiều nhiêt dô trung bình năm I - Rất nóng: TN > 25"c. II - Nóng: 22"C < TN < 25"c. bị Chỉ tiêu kiểu mùa mưa và lương mưa - Kiểu mùa mưa: ở miền Trung có 2 kiểu mưa: + Kiểu mưa Hè - Thu Đông và kiểu mưa Thu Đông. Đây là hai kiểu mưa phổ biến ở dải cát ven biển miền Trung, nhưng là kiểu mưa "dị thường” cùa khí hậu nhiệt đới gió mùa. + Kiểu mưa Hè - Thu: Không có dấu sao trên ký hiệu cấp lượng mưa (kiểu mùa mưa phổ biến của vùng nhiệt đới gió mùa). - Lượng mưa năm: A - Mưa rất nhiểu: RN >2500mm; B - Mưa nhiểu: 2500> RN >2000mm; c - Mưa vừa: 2000> RN >1500mm; D - Mưa ít: 1500> RN >1000mm; E - Mưa rất ít: RN < lOOOmm. c) Chỉ tiêu đặc điểm của mùa dông và ôiền độ năm của nhiệt độ - Không có mùa đông lạnh và biên độ nhỏ: T| >20"c và ATN < 4UC. - Không có mùa đông lạnh và biên độ trung bình: T, >20"c và 4°c < ATN < 9"c. - Mùa đông hơi lạnh và biẽn độ lớn: 18"c < T| và ATN > 9°c. d) Độ dải thời kỳ thiếu nước (Thời kỳ có K > 1) và thời kỳ khô han (thời kỳ K > 3) - Thời kỳ thiếù Iìước ngấn: 3 - 5 tháng; Thời kỳ khô hạn ngắn: 0 - r tháng. - Thời kỳ thiếu nước trung bình: 6 - 8 tháng; Thời kỳ khô hạn ngắn: 0 - 1 tháng. - Thời kỳ thiếu nước trung bình: 6 - 8 tháng; Thời kỳ khô trung bình: 2 - 3 tháng. - Thời kỳ thiếu nước trung bình: 6 - 8 tháng; Thời kỳ khô dài: 4 - 6 tháng. - Thời kỳ thiếu nước dài: 9 - 1 2 tháng; Thời kỳ khô hạn dài: 4 - 6 tháng. Vào mùa khô, mực nước sông ờ khu vực này rất thấp, thậm chí nhiều sông suối nhỏ khô kiệt hoàn toàn trờ thành những dòng sông chết. Miện tượng E l-N in o cùng với bão, lũ, khô hạn xãy ra thường xuyên với cường độ lớn, dẫn đến nguồn nước suy giảm. Trong khi đó nhu cẩu vẻ nước lại tăng nhanh. Bén cạnh đó, tình trạng suy thoái và ỏ nhiễm nguồn nước đang diễn biến rãt phức tạp, ánh hưởng đến đời sống kinh tế, xã hội cùa khu vực này. Sự phát triển kinh tế 71 thiếu quy hoạch, không đổng bộ ờ nhiều vùng, tình trạng di dàn khó kiếm soát, chưa chú dộng được nguồn thức ăn chăn nuôi là những nguy cơ hoang mạc hoá đe doạ sự phát triển bền vững. 3.4. Dự báo khá năng xuất hiện hoang mạc hoá ở Việt Nam do biến dổi khí hậu Nguyễn Đức Ngữ (2008) cho biết, lượng mưa mùa mưa ở hầu hết các vùng ít thay đổi hoặc tăng 0 - 5%, song lượng mưa rílùa khô biến động nhiều hơn. riêng một số vùng như Tây Bắc, đồng bàng Bấc Bộ, Nam Trung Bộ và Nam Bộ có thè giám lừ 0 - 5%. Như vậy, mùa khô có thố trớ nên khắc nghiệt hơn nhất là ờ 2 tinh Ninh Thuận và Bình Thuận. Đáng chú ý là hiện tượng ENSO (HI Nino và La Nina) có ảnh hưởng rõ đến phản bố mưa - cũng chịu lác động cùa sự nóng lên toàn cầu do nhiệt độ cùa nước biển tăng lên và sự lương tác giữa biến và khí quyến mạnh mẽ hơn. Kết quá nghiên cứu của Nguyễn Đức Ngữ cho thấy, phần lớn các đợt HI Nino đều gây ra sự thâm hụt lượng mưa từ 13,4% á Phan Thiêt đến 24,1% ở Phan Rang. Tại cuộc hội thào tổ chức ngày 11 tháng I năm 2008 ở Hà Nội với tiêu đẻ: "Hướng tới chương trình hành động của ngành Nông nghiệp và Phát triển nỏng thôn nhàm giám thiểu và thích ứng với BĐKH". Bộ trường Bộ NN&PTNT cho rằng, BĐKH đối với Việt Nam trước hốt sẽ ảnh hưởng đến nông nghiệp, nông dân và nông thòn - lĩnh vực có liên quan cuộc sống của 74% dân số cả nước. Nếu mực nước biển tăng lên lm , vùng ĐBSH sẽ bị ngập 5.000kin2 và ĐBSCL ngập từ 15.000 đến 20.000km2. Bẽn cạnh đó, dòng chảy các con sông, hệ thống tiêu nước tự chảy, mặn hoá các nguồn nước ngầm cũng bị tác động mạnh, gây khó khăn khi vân hành hệ thống thuỷ lợi, hổ chứa. Việt Nam cũng có khả năng mất đi 7% diện tích đất nông nghiệp, giảm ít nhất 5 triệu tấn lương thực, đe doạ nghiẽm trọng an ninh lương thực. Các ngành chăn nuôi, khai thác, nuôi trồng thuỷ sản cũng bị tác động tiêu cực do nhiệt độ trung bình tâng cao, các loại dịch bệnh dễ phát sinh và lây lan mạnh. Theo dự báo của Ngân hàng Thế giới (2006) thì Việt Nam và Bangladesh được dự báo là hai nước đang phát triển bị tác động BĐKH tồi tệ nhất trẻn thế gidi. Cụ thể: - Nhiệt độ trung bình nảm tăng khoảng 0,1"C/ thập kỳ. Trong một số tháng mùa hè, nhiệt độ tăng khoảng 0,1 - 0,3 "c / thập ky. - Nhũng tác dộng xấu gây nẽn cho con người, dất nông nghiệp và GDP. Nếu mực nước biển dâng cao 1 mét, một phẩn diện tích cùa ĐBSH và ĐBSCL có thể sẽ bị ngập lụt do nước biển dâng. - Các hiện tuợng thời tiết trờ nên bất thường và khó dự báo hơn. Các trận bào thường xuyên xảy ra hơn với mức độ tàn phá nghiêm trọng hơn. Mưa lớn thường xuyên hơn gây lũ đặc biệt lớn và lượng mưa giảm trong mùa khô. - Nhiệt độ tăng cao và lượng mưa thay đổi đang ảnh hường tới nông nghiệp và nguồn tài nguyên nước, trước hết gia tang sự thiếu hụt nước và tăng nhu cầu dùng nước, đòi hỏi đáp ứng cấp nước sẽ xuất hiện những mâu thuân và xung đột trong sử dụng nước. 3.5. Nhũng giải pháp giảm thiếu hoang mạc hoá Đẻ phòng chổng HM H, Bô NN&PTN T đã và đang thực hiện nhiểu giải pháp quan trọng như đẩy mạnh việc phát triển rừng bền vững, nghiên cứu quy luật di chuyên của cát đê tránh cát bay xâm lấn, đồng thời xây dựng các giải mương xen kẽ, trổng cày làm nghiệp phòng hộ, cây ăn quá để vừa chống cát bay, vừa tạo ra HST rùng. Phòng chống hoang mạc hoá là một vấn để mang tính chiến lược vừa cấp bách, vừa lâu dài đòi hỏi sự phối hợp đổng bộ cùa nhiéu ngành, nhiều lĩnh vực. Trong đó giải pháp KHCN thuý lợi là trung tâm, các giải pháp về đất, rừng,... là phối hợp. Cụ thế, ờ vùng núi cao, diện tích rừng ít. cần làm các dập ngãn đê giữ được lượng nước mưa, tích cực trồng rừng và háo vệ rừng đẽ chông nhiễm mặn và chắn cát di động, háo vệ rừng đđu nguồn, lãng lưu lượng nước của các họ thòng sông suối hiện tại và giảm nhẹ thiên lai lũ lụt, phấn dấu nàng độ che phủ lèn 42cí vào năm 2010. Ngúài ra, việc trồng rừng cũng sẽ hạn chế lượng nước bốc hơi và giữ được lượng nước mưa khá lớn, bổ sung được lượng nước cho đất, tái tạo MT. cẩn trổng các loài cày mới như cây tròm (Sierculia lonkinensis), cây cóc hằn (GaniỊỊa pierrei) sống được irẽn núi đá, chống cháy rừng. Ờ vùng đổng bàng ven biển, cán dầu tư xây dụng các củng trình hồ chứa lớn dạng tổng hợp phục vụ da mục ctích vừa cát lũ trong mùa mưa, tãng nguồn nước trong mùa khô. vừa phát điện, khai thác du lịch,... triên khai xây dựng các hồ ao nhỏ để trữ nước tại chỗ với quy mô phù hợp, áp dụng giài pháp che phú hạn chế bốc hơi tạo nguổn nước mặt và lăng nước ngầm, tiếp tục Ihực hiện chương trình kiên có' hoá kênh mương, giám tổn thãi nước trong quá trình truyền dẫn, ứng dụng những kỹ thuật tưới hiện đại, tiết kiệm nước như: phun mưa, nhó giọt cho những cây trổng có giá trị kinh tế cao. chọn các loại giống cây trổng phù hợp, sử dụng ít nước với Ihời gian gieo Irổng thích hợp, xay dựng các dập ngám dọc ven biến nhằm hạn chế thoát nước ngọt ra biển, tăng trữ lượng nước ngẩm. 4. Thoái hoá dất Quỹ đất và hiện trạng sử dụng dất của Việt Nam dược thê’ hiện ờ bảng 4.9. Bảng 4.9. Quỹ dất và hiện trạng sử dụng dất (tại thời điểm 01/01/2006) Đon vị: 1 000 ha M ụ c đ íc h s ử d u n g T ổ n g diên tích T ro n g đ ó đất đa g ia o và c h o thuê C ả nư ó c 33.121,2 23.781,2 1. Đ ất n ô n g n g h iồ p 24.583,8 21.219,1 1.1. Đ ất sà n xu ấ t n ô n g ngh iệp 9.412,2 9.288 - Đất trổng cây hằng năm 6.358,1 6.257,3 + Đát trổng lúa 4.151,8 4.127,5 + Đất cỏ dùng vào chăn nuôi 50,6 24,9 + Đất trổng cây hằng nãm khác 2.155,7 2.104,9 - Đất trổng cây lâu năm 3.054,1 3.030,7 1.2. Đ ấ t lâm n g h iệ p 14.437,3 11.208,6 - Rừng sản xuất 5.386,9 4.589 - Rừng phòng hô 6.990 4.789,1 - Rừng đăc dụng 2.060,4 1.830,5 1.3. Đ ấ t n u ô i trồ n g th u ỷ sản 701,6 691,5 1.4. Đ ấ t làm m u ối 14,1 13,1 1.5. Đ ấ t n ô n g n g h iệ p kh á c 18,6 17,9 2. Đ ất p h i n ô n g n g h iê p 32 5 6 ,9 1.391,6 2.1. Đ ấ t ỏ 602,7 597,1 - Đất ở đô thi 106,7 103,5 - Đất ở nông thôn 496 493,6 2.2. Đ ấ t c h u y ê n d ù n g 1.401 492,6 - Đất tru sở cơ quan, công trinh sư nghiêp 24 22,6 -Đ ấ t quốc phòng, an ninh 284,6 199,8 -Đ ấ t sản xúất, kinh doành phi nống nghỉêp • t56,7 • 146,9 - Đất có muc đích công công 935,7 123,3 -Đ ấ t tôn giáo, tín ngưỡng 12,8 12,6 -Đ ấ t nghĩa trang, nghĩa đia 97,1 83,5 - Đất sông suối và mãt nước chuyên dùng 1.140,1 203,2 2.3. Đ ấ t phi n ô n g n g h iê p kh á c 3,2 2,6 3. Đ ấ t chư a s ử d u n g 5.280,5 1.170,5 - Đất bằng chưa sử dung 351,5 20,9 - Dát đổi núi chưa sử dung 4.537,3 1.128.8 - VJỦÌ đá không có rừng cây 391,7 20,8 Nguổn: Niên giàm thông kè, 2006 GT o MHIEM XƯ LY A 73 Trong sổ hơn 33 triệu ha có gần 25 triệu ha đất dốc với nhiều hạn chế cho sán xuất. Theo thống kê, trên 50% diện tích đất đồng bàng và gần 70% diện tích đất đổi núi là những đất "c ó v ấ n đ ể ' về môi trường đất. Sự phân bố các loại đất "có vấn đề" được thể hiện ờ bàng 4.10. Bảng 4.10. Phân bô' các loại dất "có vấn đề" _________________________________________________________ Dan vị: 1.000ha Loại đất Diện tích Theo các vùng sinh thái tự nhiên Vùng biển Đống bằng Trung du Núi thấp Núi cao Đất dốc >=25° 12.391 133 - 76 3.710 8.282 Đất bạc màu 2.984 356 112 4.650 411 455 Đất thấp 396 73 244 67 12 - Đất phèn 2.146 426 1.714 - - - Đất mặn 911 655 336 - - - Đất trơ sỏi đá 5.760 870 210 - - - Tổng cộng 24.662 2.493 2.616 3.863 5.378 10.312 Nguón: Hội Khoa học Đ ắt Việt Nam, 2000 Đạc điểm nổi bật của môi trường đất bị suy thoái là độ phì nhiêu rất thấp, tầng mỏng, đất chua và A l u linh dộng cao, rất độc hại cho cây trổng (bàng 4.11). Bảng 4.11. Đặc tính hoá học một số loại dất "có vấn để" L o a i đất T ẩ n g dày (cm ) M ủn (%) PHkciA ls* (mg/100g đất) H àm lư ợng tổ n g sô trong lớp đất mặt (%) N p 20 5 k 2o Đất dốc >46° 40 3,2 4.5 24,0 0,05 0,04 0,32 Đất bac màu 65 1,3 4,0 17,0 0,03 0,00 0,10 Đất lẩy thụt 90 3.5 5,0 - 0,09 0,05 0,14 Đất chua 35 4,3 4,5 42,0 0,10 0,00 0,18 Đất măn 60 2,1 6,1 - 0,60 0,03 0,21 Đất bị xói mòn trơ sỏi đá 10 1,0 4,0 37,0 0,00 0,00 0,21 Nguổn: H ội Khoa học Đất Việt Nam, 2000 Những quan trắc từ nhiểu nãm qua cho thấy, thoái hoá đất là xu thế phổ biến đối với nhiều vùng rộng lớn, đặc biệt là vùng đổi núi, nơi tập trung 3/4 quỹ đất, cân bằng sinh thái bị phá vỡ nghiêm trọng. Sự thoái hoá đất phán ánh ờ điểm bất lợi vể vật lý (dung trọng tăng, ít mao quàn, khả năng thấm nước kém), giám hàm lượng hữii cơ, nghèo dinh dưỡng, dung tích hấp phụ tháp, lãn bị cố định mạnh và hậu quá là đất có độ phì thấp và năng suất cây trổng thấp. Mận hoá, phèn hoá, lẩy hoá trên quy mô diện tích hàng triệu ha vùng đồng bàng cũng là nguyên nhãn chú yếu làm hạn chế khà năng sản xuất cùa đất. Các loại hình thoái hoá và những vấn để mòi trường đất Việt Nam the hiện rát phong phú và da dạng ớ những vùng miền khác nhau (báng 4.12). 10 GTO NHIFW XƯ n B Bàng 4.12. Những vùng đất bị thoái hoá và hạn chế nghiêm trọng Vùng đổi núi trung du với diện tích gần 25 triệu ha, trong đó có 8,5 triệu ha đất tầng mỏng và xói mòn trơ sỏi đá. XÓI mòn, rửa trôi, bạc màu Mãn hoá, chua hoá và phèn hoá, hoạt động của cát Lấy hoá, ngập úng Khô hạn, hoang mạc hoá - Đất nghèo, chua, khô và rần chắc. - Mất cân bằng dinh dưỡng. - Suy giảm tinh năng sàn xuất của đất, năng suất cây trổng giảm. - ĐBSCL. - ĐBSH. - Vùng ven biển. - ĐBSCL. - ĐBSH. - Vùng ven biển. - Trung du miền núi. - Táy Nguyên. - Duyên hải miền Trung. Độc canh, quàng canh- Trung du miền núi: Khu 4 cũ, Tây Nguyên, duyên hài miến Trung. — Cơ cấu cày trổng nghèo nàn. Ổ nhiễm môi trường đất - Xung quanh các đô thị lớn, các khu công nghiệp, các làng nghề thủ công. - Các vùng chuyên canh rau màu, vùng trổng lúa thâm canh cao, vùng trổng nho, bông, chè và cà phê rải rác trong cà nước. Nghiêm trọng hơn cả gồm các loại hình thoái hoá sau: a) Xói mòn đất ỏ vùng núi và trung du Với đặc điểm đất đổi núi chiếm 3/4 lãnh thổ toàn quốc, lại nàm ở vùng nhiệt đói, mưa nhiều và tập trung, khoảng 1.900 - 2.000 mm/năm, lại thêm nạn phá rùng, cho nên lượng đất bị xói mòn và chất dinh dưỡng bị rửa trôi là rất lớn và chúng càng được gia tăng do hoạt động sản xuất không hợp lý của con người như: Chạt phá rừng: Tây Nguyên là vùng có nhiều diện tích rừng tự nhiên nhất nước ta. nhưng diện tích này năm 2005 đã giảm gẩn một nứa so với năm 1999 (bảng 4.13). Bàng 4.13. Diễn biến tài nguyên rừng ỏ Tây Nguyên từ 2001-2005 Đơn vị: ha C h ỉ tiêu 1999 2002 2003 2004 2005 Dièn tích tư nhiên 5.447.370 3.018.285 3.000.550 2.982.526 2.973.076 Diện tích có rừng 2.991.653 2.898.478 2.867.435 2.848.310 2.828.657 DT rừng tự nhiên 2.930.367 •119:807 •133.115 116:399- 144.420 Nguốn: Lê D u y P h o n g -T ô Đ inh Mai, 2007 Đốt nương làm rẳy (bảng 4.14): Bàng 4.14. Diện tích đất nương rẫy bình quân 1 hộ gia dinh ỏ các vùng (ha) Quảng Lạng Tuyên Sơn Nghệ Binh Bình Đăk Đổng Binh Cà Ninh Sơn Quang La An Định Thuàn Lăk Nai Phước Mau 3,56 0,17 1,97 1.2 0,59 1,48 1,37 0,44 2,14 1,73 1.4 Nguón: Lè D uy P h o n g -T ô Đinh Mai, 2007 75 - Chăn thà quá mức. Canh tác khống hợp lý trên đất dốc. Hậu quá của các quá trình này là: + Mất các chất dinh dưỡng: * Chất hữu cơ khoáng: 5,6 tấn/ha/nãm. * Đạm lổng số: 199.2kg/ha/năm. * Lãn tổng số: I63,2kg/ha/năm. * Ca - Mg: 33,0kg/ha/năm. + Tầng đất mỏng: Tính trung bình toàn quóc thì: * Táng đất dày < 50cm chiếm 40%. * Tầng đất dày 50 - lOOcm chiếm 30%. * Tầng đất dày > lOOcm chiếm 30%. + Độ pH giảm mạnh và chất độc nhôm tăng cao ( A f +). + Gây bùn lắng, làm giám tuổi thọ các hồ chứa, bổi lấp các dòng chày và cứa biển, gây trở ngại cho giao thông đường thuý. Hậu quà là đến nay vẫn còn khoảng 4,5 triệu ha đất dổi núi trổng trọc bị xói mòn nghiêm trọng, dẫn đến nghèo đói ớ nhiều vùng đổi núi (hình 4.6, 4.7). Hlnh 4.6. Xói mòn đất -»Ị Mờ ròng canh tác Phả rửng ~c Giảm sản lượng gồ _^J Rửa trôi tâng Xói mòn dất Phả huỷ dường sá Chan thà quả mức Thiếu thút ăn gia súc Suy giàm chân nuôi đòng vật Thiếu củi đun Khỏ han Giảm độ phi đất + - Không ổn đinh, 4------------------------------------------------------ năng suất thấp *1 NGHÈO ĐỐI Hình 4.7. Tác động tiêu cực của xói m ón đất (kin đây, với nhiéu cố gáng trong công tác khỏi phục rừng (Chương trình trồng rừng PAM, Chương trình 327, Chương trình trổng mới 5 triệu ha rừng, phong trào trồng cây phân tán) đã nãnỊỊ độ che phủ rừng toàn quốc lên trên 37% (háng 4.15). Bảng 4.15. Diện tích loại đất, loại rừng phân theo chức năng TT Loại đât, loại rừng Tổng Đặc dụng Phòng hộ Sản xuất Diện tích tự nhiên 33.019.610 1 Đất có rừng 12.616.699 1.929.303 6.199.682 4.487.714 2 Rừng tự nhiên 10.283.172 1.849.049 5.328.450 3.105.674 3 Rừng trổng 2.333.526 80.254 871.232 1.382.040 4 Đất trống đổi núi trọc 6.411.990 417.716 3.377.417 2.616.857 5 Đấỉ khác 13.990.922 Độ che phủ rừng 37 % N guồn: Bộ N N &P TN T, 2006 Hiện trạng sứ dụng đất V iột Nam năm 2006 cho thấy trên thực tế hiện nay còn khoảng 6 triệu ha dang chịu tác động rửa trôi xói mòn mạnh. - Rửa trôi và bạc màu: Trong quá trình này, các chất dinh dưỡng thường hoà tan trong nước và ờ các loại địa hình dốc nghiêng, dòng nước cuốn trôi sét và các chất dinh dưỡng. Việt Nam có khoảng 700.000ha đất bạc màu đang canh tác và khoảng 650.000ha đất bạc màu tự nhiên. Loại đất này phân bô' rải rác ờ khấp các tỉnh miền núi và trung du, nhưng tập trung chủ yếu ở vùng trung du phía Bắc, ĐBSH, dọc dãy Trường Sơn. - Khổ hạn: Tính bấp bênh của cây trồng trên đất dốc là do thiếu độ ẩm, thiếu nước cung cấp kịp thời cho cây trổng, dậc biột vào mùa khô. Các nghiên cứu cho thấy, chè trồng trên đát dốc, nếu đảm bảo đủ độ ẩm có thể tăng năng suất lên 40%. - Hiện tượng cỏ dại lấn át đất canh tác: Hiên nay nước ta có khoảng 700.000ha đất nương rẫy, trong đó có khoảng 370.000ha là nương lúa. Trong số các loài cỏ dại thì cỏ tranh Ụmperala cyhndrica) là nguy hiểm nhất, c ỏ này có hai đỉnh sinh trưởng cao vào tháng 5 - 6 và cuối tháng 8 - 9. Để hạn chế, thường phái làm sạch cỏ vào cao đinh đầu tiên, nếu dể cao đỉnh thứ hai phát triển thì cỏ tranh sẽ ra hoa, kết trái và lan toả theo gió rất khó kiểm soát. - Mất cân đối các chất dinh dưỡng ờ vùng đồng bằng do chỉ chú ý bón phân đạm, ít bón phân lân và kali. Độ phì nhiêu đất cũng giảm sút do cây trổng lấy đi các chất dinh dưỡng mà không có biện pháp hoàn trả lại. Cụ thể, ở dất dốc gần như khổng bón phân; còn ở đất đổng báng, mỗi năm 2 vụ lúa đã lấy đi khỏi đất khoảng 180kg N, 90kg lân và 200kg kali/lh a , nhưng lượng phân bón bón vào đất khổng đủ bù đ ắ p , .................................................... ................................ b) Vùng đổng b ằn g và ven biển - Đất chua dẩn và tăng cường năng lực cô' định lân: Do việc sử dụng liên tục các loại phan bón hoá học, không đi kèm bón vôi và bón đủ luợng phán hữu cơ, dã làm nảy sinh độ chua sinh lý, làm cho đất ngày càng chua, cân bằng dinh dưỡng trong hệ thống đất - cây trổng bị phá vỡ, tăng độc tô' A l1+, F e '\ M n2\... và lân cố định ờ dạng A IP 0 4 và FeP04. Sự mất cân bàng dinh dưỡng trong đất: Nguyên nhân chính là do sứ dụng phàn bón chưa đúng, chưa hợp lý và đúng tỷ lệ. Ở Việt 77 Nam. tý lệ N: p,0<: K ,0 phổ biến là 100: 29:7, trong khi trung bình cùa thố giới là 100: 33: 17 (FAO, 1992). Như vậy, chúng ta chưa chú trọng đến bón đủ phân lãn và kali vào (lất cho cày. Mặn hoá, phèn hoá: Quá trình mặn hoá, phèn hoá xáy ra phổ biến ỏ đổng bàng ven biến, đặc biệt ờ ĐBSCI.. Quá trình này là kết quá tác động lổng hợp của nhiều yếu tô tự nhiên và hoạt động nhân sinh (hình 4.8). Diện tích đất mặn, đất phèn ờ Việt Nam chiếm khoáng 3 triệu ha, tập trung chủ yếu ờ ĐBSCL và ĐBSH). Đặc biệt ờ các vùng đất ngập nước, quá trình xâm nhập mản là một nguy cơ lớn có tác hại xấu đến M T sản xuất. Theo nhận định cùa Tống cục Khí tượng Thuỳ văn thì ờ Việt Nam, trung bình nước biển dâng cao 2mm/năm. Đó là nguy cơ xúc tiến xâm nhập Hình 4.8. Đ ất bị phèn hoá mặn. ờ nhiều tỉnh thuộc ĐBSCL, từ 1999 đến nay đã bị xâm nhâp mặn nặng. Các tinh Tiền Giang. Bến Tre, Trà Vinh có tới 80.000ha đất nông nghiệp bị nhiẻm mặn. Ờ Đà Nàng đầu năm 2 0 0 1 , do sông đổi dòng cháy làm cho nước mặn xâm nhâp sâu vào trong đất liền, gãy mặn hoá nguồn nước sinh hoạt (độ mận làng 7 lẩn so với trước đây). Lê Huy Bá (2008) cho biết, nhiẻm mặn nước inặt xáy ra trên tất cả các cửa sõng cúa khu vực miền Nam Trung Bộ. v ề mùa mưu, ranh giới nhiễm mận chỉ cách cửa sông 1 đến 2 km; nhưng về mùa khô, ranh giới nhiễm mạn bị đẩy sâu vào nội đổng từ 5 đến 7km, độ tổng khoáng hoá khá cao, 3 - 30g/l nên nhiẻu nơi không thể sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Toàn bô diện tích vùng Phan Rang- Tháp Chàm bị nhiễm mân, 75% diộn tích đổng bầng Ninh Thuận và Bình Thuận cũng bị nhiễm mạn. đạc biột là vùng ven biển như Cà Ná, Liên Hương, Phước Thế, Phan Rí,... (hình 4.9). Hình 4.9. Đ ất bị mặn hoá l.ầy hoá, ngập lũ và ngập úng: Quá trình ngập lũ. ngập úng rất phổ biên và xáv ra thường xuyên à Việt Nam vào mùa mưa bão. ơ ĐIỈSI1. với diện tích gần 1.3 triệu ha thì 30r í lliườrm bị naập lụt vào mùa mưa hão. tí tMỈSCl.. lũ năm 2000 là trận lu lớn thứ hai sau trận lũ Hãm 1961 dã làm ngáp úng toàn hộ vùng Dỏng Tháp Mười. Tứ íiiác- Long Xnyõn. ơ nhióu tinh thuộc ĐBSII, hiện lượng Iá\ ílãì