Theo một nghiên cứu được công bố gần đây, các nhà khoa học Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp đã thiết kế bảy trong số mười công nghệ hàng đầu được sử dụng phổ biến như những mô hình dự đoán nhằm giảm thiểu mất đất do xói mòn xảy ra trên khắp thế giới.

Mặc dù ban đầu được phát triển để hạn chế thất thoát đất do xói mòn từ các hoạt động nông nghiệp, ngày nay các mô hình này cũng giúp ích làm giảm thiểu mất đất do xói mòn trên các công trường xây dựng, khai thác khoáng, hành lang đường bộ và các khu vực do khai thác rừng, bãi rác, thậm chí cả bãi huấn luyện quân sự và hơn thế nữa xảy ra ít nhất tại 126 quốc gia.

Theo một nghiên cứu năm 2019, Xói mòn đất do nước ước tính hàng năm gây thiệt hại khoảng 8 tỷ đô la cho tổng sản phẩm quốc nội và làm giảm sản lượng nông sản toàn cầu khoảng 33,7 triệu tấn cùng với sự gia tăng giá nông sản trên thế giới lên tới 3,5%. Hơn nữa, một số nhà nông học cho rằng xói mòn đất có thể dẫn đến tăng lượng khí thải carbonic.

Các công nghệ dự báo cho phép các nhà nghiên cứu, cơ quan quản lý và quản lý đất đai xây dựng mô hình nhằm kiểm soát được quá trình xói mòn đất ở các quy mô khác nhau, từ một ngọn đồi đến toàn bộ lưu vực. Họ có thể so sánh những lợi ích của việc áp dụng các phương pháp bảo tồn đất khác nhau.

Xếp thứ hai trong danh sách các mô hình dự báo xói mòn được sử dụng nhiều nhất là tiền thân của tất cả mô hình: Phương trình Mất đất Phổ quát (USLE), được ARS công bố lần đầu tiên như một công nghệ hoàn chỉnh vào năm 1965. USLE bắt đầu là một phương trình khá đơn giản đưa ra câu trả lời về lượng đất bị mất trên một mẫu Anh hàng năm bằng cách nhân với một số yếu tố trực tiếp đại diện cho lượng mưa, loại đất, hệ thống cây trồng, các biện pháp bảo tồn, độ dốc và chiều dài của sườn đồi.

Các chuyên gia đã ca ngợi USLE là sự phát triển quan trọng nhất trong việc bảo tồn đất và nước trong thế kỷ 20.

Số một trong danh sách mô hình xói mòn đất được áp dụng nhiều nhất trên thế giới là sự phát triển vượt bậc của USLE, được ARS xuất bản với tên gọi Phương trình mất đất phổ quát sửa đổi (RUSLE) vào năm 1997. RUSLE đã được điều chỉnh các giao diện máy tính phức tạp bao gồm đồ họa, cũng như đưa ra các trọng số mới của vài yếu tố khiến mô hình không phụ thuộc vào việc sử dụng đất. Điều này đã mở rộng khả năng ứng dụng của RUSLE.

RUSLE đã được sửa đổi nhiều lần, mỗi lần thêm các tính năng mới. Ví dụ, RUSLE2 coi việc sử dụng đất như một quy trình liên tục liên quan đến việc sử dụng trước đây sẽ ảnh hưởng đến quá trình xói mòn. Các yếu tố khác như loại thực vật che phủ, cây trồng, đồng cỏ, rừng cây, đất trống - cũng được thêm vào giúp việc mô phỏng chính xác hơn.

Các nhà khoa học của ARS là nhà thiết kế của bảy trong số mười mô hình được sử dụng nhiều nhất, giúp giảm xói mòn đất trên khắp thế giới.

Từ hai mô hình lớn này - USLE và RUSLE - các nhà nghiên cứu ARS đã phát triển các mô hình chuyên biệt, mỗi mô hình cung cấp chi tiết hơn trong một khu vực kiểm soát xói mòn chuyên biệt. Mô hình Dự án Dự báo Xói mòn Nước (WEPP) của ARS được thiết kế để cung cấp mô hình đáng tin cậy hơn về chuyển động của dòng nước và trầm tích trong các kênh nước nhỏ cho đến các lưu vực lớn.

Các mô hình hay công nghệ dự đoán khác trong danh sách tập trung vào việc dự đoán tác động của thực hành quản lý đất đối với nước, trầm tích và hóa chất nông nghiệp trong các lưu vực lớn chẳng hạn như Công cụ Đánh giá Nước Đất (SWAT), dự đoán mối quan hệ giữa xói mòn đất và năng xuất đất ví dụ như tính toán mức độ ảnh hưởng và xói mòn (EPIC), và dự đoán tốc độ dòng chảy và xói mòn trên các vùng đất bằng cách sử dụng Mô hình Thủy văn (RHEM).

Mục tiêu của tất cả các mô hình mà các nhà khoa học ARS phát triển và tiếp tục hoàn thiện là giúp bảo tồn một trong những tài nguyên quý giá nhất là đất sản xuất, mà không có thứ gì thay thế được.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science of the Total Environment, được thực hiện bởi 67 nhà khoa học về xói mòn đất từ 25 quốc gia.

Nguyễn Bình Duy theo ARS.