Tổng quan Phương pháp đánh giá thoái hóa đất đai

GS.TS. Nguyễn Hữu Thành, Bộ môn Khoa học đất và Dinh dưỡng cây trồng

Thoái hoá đất đai là vấn đề đang gia tăng ở nhiều nơi trên thế giới và được coi là một chủ đề quan trọng của thế kỷ 21 do những tác động của thoái hóa đất đối với sản xuất nông nghiệp, môi trường và những tác động của nó đối với an ninh lương thực (Eswaran, H. và cs., 2001). Thoái hoá đất xảy ra trên các môi trường bao gồm các yếu tố riêng lẻ liên quan đến các tài nguyên đất, nước (nước mặt, nước ngầm), đất rừng, đất đồng cỏ (đồng cỏ cây bụi), đất trồng trọt (nhờ nước trời, có tưới) và đa dạng sinh học (động vật, lớp phủ thực vật, đất) (FAO, 2005). Mặt khác, NRC (1994) nhấn mạnh rằng thoái hoá đất là phức tạp và liên quan đến sự tương tác của những thay đổi về tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất và thảm thực vật. Liên Hợp Quốc ước tính rằng khoảng 30% diện tích đất bị suy thoái trên toàn thế giới và khoảng 3,2 tỷ người sống ở những khu vực bị suy thoái này (Le và cs., 2014). Khoảng 12 triệu ha đất sản xuất - tương đương với diện tích của Hy Lạp - bị suy thoái hàng năm.

Để đạt được kết quả tốt trong cuộc chiến với thoái hóa đất đai đòi hỏi phải hiểu rõ về nguyên nhân, tác động, mức độ và sự hiểu biết về khí hậu, đất, nước, độ che phủ của đất và các yếu tố kinh tế, xã hội. Đã từ lâu, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu vấn đề thoái hóa và đã phát triển các phương pháp đánh giá và giám sát.

Trong bài tổng quan này xem xét các phương pháp đánh giá hiện có được sử dụng ở các cấp độ toàn cầu, khu vực, địa phương và cánh đồng / trang trại trong đánh giá các vấn đề thoái hoá đất. Có rất nhiều cách tiếp cận khác nhau để đánh giá thoái hoá đất trên toàn thế giới. Ý kiến chuyên gia, quan sát và đo lường trên đồng ruộng, ý kiến người sử dụng đất, thay đổi năng suất, phương pháp mô hình hóa và viễn thám đóng vai trò là xương sống cho các phương pháp tiếp cận để đánh giá thoái hoá đất ở mức độ khác nhau. Hơn nữa, sự phân biệt đầu tiên phải được thực hiện là sử dụng đất, các loại đất và quy mô. Đặc biệt là, các phương pháp hoặc kỹ thuật cần phải được lựa chọn một cách chặt chẽ, có tính đến sự phù hợp, khả năng ứng dụng và khả năng thích ứng với các điều kiện địa phương. Điều này giúp cho các khu vực so sánh và người hưởng lợi liên quan rất nhiều như hỗ trợ trong kế hoạch sử dụng và phục hồi đất đai và các dự án ưu tiên. Nó cũng quan trọng để tích hợp kiến thức bản địa với kiến thức khoa học, nhưng cần thận trọng trong việc diễn giải kiến thức và lợi ích địa phương, nó có thể phức tạp. Hơn nữa, việc sử dụng các phương pháp thống kê, xếp loại và phương pháp mô hình hóa là tốn kém, phức tạp và tốn thời gian. Thiếu người có kinh nghiệm và nguồn lực sẵn có là một số rào cản chính để đánh giá thành công.

Các phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để đánh giá thoái hoá đất là: ý kiến chuyên gia, ý kiến của người sử dụng đất, giám sát hiện trường, quan sát và đo lường, mô hình hóa, ước lượng (dự đoán) thay đổi năng suất và viễn thám. Các phương pháp đã được áp dụng cho các cách tiếp cận khác nhau sử dụng hoặc các biện pháp định tính hoặc định lượng hoặc cả hai.

Các phương pháp được áp dụng trong đánh giá: (1) Thoái hoá đất (thổ nhưỡng) và xói mòn; (2) Đánh giá thoái hoá đất đai (3) Đánh giá tình trạng và sức khỏe của đất đồng cỏ cây bụi và (4) Đánh giá đất bằng phương pháp viễn thám.

Các phương pháp đánh giá đất và xói mòn bao gồm: phương pháp đánh giá thoái hoá đất toàn cầu do con người gây ra (GLASOD) là phương pháp duy nhất đã được áp dụng trên phạm vi toàn thế giới. Nó dựa trên các câu trả lời cho một bảng câu hỏi được gửi đến các chuyên gia được công nhận ở các nước trên thế giới. Phương pháp đánh giá tình trạng thoái hoá đất do con người gây ra (ASSOD) là một hoạt động tiếp theo của GLASOD ở Nam và Đông Nam Á (ISRIC). Phương pháp này tương tự GLASOD được thay đổi chút ít và sử dụng trên tỷ lệ chi tiết hơn (1:5.000.000). Phương pháp tổng quan thế giới về cách tiếp cận và công nghệ bảo vệ (WOCAT) là một Mạng lưới toàn cầu được thành lập vào năm 1992. WOCAT đóng một vai trò thiết yếu trong việc chuyển từ trọng tâm suy thoái đất sang quản lý đất bền vững (SLM), xác định SLM và các biện pháp của nó. Phương pháp phân loại được được phát triển bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp (RALA) và Dịch vụ bảo tồn đất (LR) và một phần dựa trên các phương pháp được sử dụng để xác định tình trạng của đất ở New Zealand và New South Wales ở Úc. Phương pháp này được gọi là phương pháp phân loại RALA / LR để lập bản đồ xói mòn đất. Các phương pháp được phát triển có bốn đặc điểm chính: 1) Phân loại xói mòn theo các hình thức xói mòn; 2) Áp dụng thang đo tiêu chuẩn để đánh giá mức độ nghiêm trọng của xói mòn đất; 3) Sử dụng hình ảnh vệ tinh làm bản đồ cơ bản và làm trợ giúp cho việc lập bản đồ hiện trường; và 4) Sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS). Phương pháp tiếp cận chỉ số sử dụng các chỉ số xói mòn đất dễ đánh giá (lượng đất bị xói mòn, diện tích dòng chảy, tiền rãnh xói, rãnh xói) để theo dõi các tác động tích lũy của xói mòn. Các chỉ số được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm của diện tích đất trống; độ dày tích tụ của đất trên lớp đất gốc cũng được đánh giá. Nghiên cứu thu thập dữ liệu về đất/địa hình, độ che phủ đất, cơ sở hạ tầng, quản lý đất đai và tác động của xói mòn đất). Phương pháp sử dụng mô hình xói mòn và che phủ đất để đánh giá xói mòn đất cả do nước và gió. Nhiều mô hình đã được phát triển và sử dụng bởi các quốc gia khác nhau ở các khu vực khác nhau: Mô hình USLE, RUSLE, CORINE, PESERA và mô hình xói mòn đất khác (SPADS, SDR, RIVM, SLEMSA, …).

Các phương pháp đánh giá thoái hoá đất đai bao gồm: Phương pháp đánh giá thoái hoá đất ở vùng đất khô (Land degradation assessment in drylands- LADA) tuân theo phương pháp tiếp cận có sự tham gia, phi tập trung, hướng đến quốc gia và tích hợp và sử dụng rộng rãi các đánh giá nông thôn có sự tham gia, đánh giá của chuyên gia, đo lường hiện trường, viễn thám, GIS, mô hình hóa và các biện pháp hiện đại khác về tạo dữ liệu, các công nghệ mạng và truyền thông cho chia sẻ thông tin ở cấp quốc gia và quốc tế. Phương pháp sinh thái nông nghiệp (AEZ) được phát triển vào năm 1975 và là một hệ thống chính nhằm đánh giá tài nguyên đất. Phương pháp này đã được sử dụng để giải quyết các câu hỏi khác nhau liên quan đến kiểm kê đất, đánh giá đất, quy hoạch và quản lý sử dụng đất, đánh giá thoái hoá đất và lập bản đồ sử dụng đất ở cấp độ toàn cầu, khu vực, quốc gia và địa phương (FAO, 2005).

Các phương pháp đánh giá tình trạng và sức khỏe của đất đồng cỏ cây bụi bao gồm: Sử dụng các thuộc tính và chỉ số. Ví dụ Pyke và cộng sự (2002) để đánh giá tình trạng hiện tại của đất đồng cỏ cây bụi ở Mỹ đã lập 17 chỉ số để đánh giá 3 thuộc tính hệ sinh thái (độ ổn định của đất và vị trí, chức năng thủy văn và tính toàn vẹn sinh học) cho một địa điểm nhất định. Mười bảy chỉ số được đề cập đến là: rãnh xói, mô hình dòng nước, nền, đất trống, mương xói, khu vực bị gió thổi và lắng đọng, di chuyển rác, chống xói mòn bề mặt đất, sự thoái hoá hoặc mất đất bề mặt, thành phần quần xã thực vật và phân bố liên quan đến sự thấm và dòng chảy, lớp nén chặt, các nhóm chức năng / cấu trúc, tỷ lệ cây chết / cây bị suy thoái, số lượng rác, sản xuất hàng năm, cây xâm lấn và khả năng sinh sản của cây lâu năm. Phương pháp tiếp cận phân loại, Manske (2002) đã sử dụng bốn loại điều kiện được sử dụng trong hầu hết các phương pháp đánh giá tình trạng sức khỏe của đất đồng cỏ cây bụi để xác định mức độ của sức khỏe hệ sinh thái ở đồng cỏ. Các loại này dao động từ cực kỳ khỏe đến cực kỳ yếu. Các loại thường được sử dụng là: điều kiện rất tốt, tốt, trung bình và kém. Tương tự như vậy, NRC (1994) và Napcod (2003) cũng đề xuất sử dụng các loại điều kiện tương tự để đánh giá tình trạng sức khỏe của đất đồng cỏ cây bụi ở cấp địa phương. Phương pháp tiếp cận phân tích chức năng cảnh quan là một quy trình giám sát, sử dụng các chỉ số đơn giản, đánh giá hệ sinh thái hoạt động tốt như thế nào với hệ thống sinh địa hoá; là thành phần chính của Phân tích chức năng hệ sinh thái, được dành cho các phép đo lặp lại để lấy dữ liệu dưới dạng chuỗi thời gian. Cách tiếp cận nhanh chóng và đơn giản ở thực địa và đã được áp dụng cho nhiều loại cảnh quan và sử dụng đất khác nhau và được nhiều người sử dụng trực tiếp sử dụng. Phương pháp đánh giá tình trạng bề mặt đất được phát triển bởi Tongway (1994) để đánh giá tình trạng đất (một thành phần của LFA) cho đồng cỏ nhiệt đới ở Úc. Ông mô tả phương pháp đánh giá tình trạng đất theo ba bước chính: mô tả thiết lập địa lý của khu vực, mô tả đặc điểm của khoảnh đất phì nhiêu/giữa các khoảnh đất và nhận biết mô hình xói mòn và đánh giá tình trạng bề mặt đất. Các chỉ số bề mặt đất được sử dụng ở đây tương tự như các chỉ số được mô tả trong hướng dẫn sử dụng LFA và các quy trình thực địa được giải thích rõ trong hướng dẫn. Phương pháp Công cụ đánh giá thực địa – đánh giá đất trực quan (VS fast) được McGarry (2004) nghiên cứu phát triển. Phương pháp VS-Fast là phương pháp tiếp cận được nâng cấp và tích hợp để đánh giá trực quan trên thực địa và sự hữu dụng cho người nông dân về điều kiện và sức khỏe của đất, đặc biệt nhấn mạnh vào các phương pháp đơn giản, lặp lại sử dụng thiết bị hàng ngày, chi phí thấp. Các kỹ thuật cho phương pháp này bao gồm cả quan sát trực quan đất được đào bằng mai, và các phép đo đơn giản nhưng thiết thực bao gồm độ tơi và phân tán, pH, độ thấm nước và chất hữu cơ của đất. Phương pháp độ chênh lệch chăn thả (GGM) gồm hai kỹ thuật độ chênh lệch chăn thả khác nhau đã được phát triển: phương pháp đàn hồi và phương pháp che phủ trung bình thời kỳ ẩm ướt (Bastin, 2002). Các phương pháp đã được sử dụng ở nước Australia khô hạn và bán khô hạn để đánh giá thoái hoá đất đồng cỏ cây bụi.

Dữ liệu viễn thám vệ tinh đã có sẵn từ đầu những năm 1970, số lượng và chất lượng thông tin về độ chính xác quang phổ và không gian đang tăng lên do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin và không gian. Viễn thám đã được phát triển như một công cụ quan trọng để đánh giá và giám sát thảm thực vật, xói mòn và sa mạc hóa. Viễn thám đã được sử dụng thành công trong đánh giá và giám sát thoái hoá đất trên một loạt các thang đo không gian và thời gian.

.